Угольная зола больше не мусор: в России научились добывать металл из отходов

Каждый день после работы тепловых электростанций остаются горы угольной золы. Обычно этот отход просто складируется, но российские ученые нашли ему ценное применение. В Уральском федеральном университете разработали технологию, которая позволяет извлекать из золы важные для промышленности металлы — алюминий и редкоземельный скандий.

Как удалось достичь высокой эффективности

"После двухстадийной обработки можно получить до 85% ценных элементов", — отметили в вузе.

Это не только снижает объем промышленных отходов, но и делает производство более экологичным.

Главный вызов в переработке угольной золы — это ее состав. Большая часть полезных компонентов содержится в форме муллита — устойчивого алюмосиликата, который сложно поддается воздействию кислот и щелочей. Чтобы повысить его реакционную способность, ученые предложили двухэтапную обработку.

Двухэтапный процесс извлечения металлов

Щелочная обработка. На первом этапе золу обрабатывают раствором гидроксида натрия. Это позволяет удалить ненужные примеси:

• более 60% кремнезема,
• 70% железа (оно выделяется в виде отдельного концентрата),
• до 20% глинозема (оксида алюминия).

Таким образом, муллит становится более податливым для дальнейшей химической переработки.

Затем материал подвергают обработке при температуре +170 °C. Если бы не предварительная стадия, температура реакции должна была бы быть выше — около +210 °C. Это означает снижение затрат на производство и упрощение необходимого оборудования.

Откуда берут золу

Для тестирования технологии использовалась зола Рефтинской ГРЭС (Свердловская область). Здесь уголь сжигается в котлах при температуре +1300 °C, в результате чего зола состоит на 62% из диоксида кремния, на 24,6% — из оксида алюминия и на 3% — из оксида железа. Однако состав отходов ТЭС зависит от множества факторов и может значительно варьироваться.

Почему это важно

Несмотря на стремление стран сократить углеродный след, уголь остается одним из самых востребованных источников энергии. По данным Международного энергетического агентства, его потребление продолжает расти, особенно в Азии, где сосредоточено около 75% мировой добычи.

На каждую тонну сожженного угля приходится до 200-300 кг золы. Россия занимает четвертое место в мире по потреблению угля, и многие промышленные предприятия, включая ТЭС, зависят от этого топлива.

Хотя технологии извлечения металлов из угольной золы уже применяются в Китае, они рассчитаны на сырье с низким содержанием ценных элементов. Российская разработка способна повысить эффективность переработки и сделать ее экономически выгодной.

Уточнения

Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος - жилище (дом), местопребывание и λόγος - учение) — естественная наука (раздел биологии) о взаимодействиях живых организмов (в части определений — также сообществ организмов) между собой и с их средой обитания, об организации и функционировании биосистем различных уровней (популяции, сообщества, экосистемы).