Введение 9
Глава 1. Административно-географическая и природно-климатическая характеристика г. Северска 11
Глава 2. Состав и свойства зол и шлаков угольных ТЭС 22
1.2 Ферросферы 26
Глава 3. Положение и общая характеристика золоотвала 28
3.1 Золоотвал №2 Северской ТЭС 31
Глава 4. Методика исследований 33
4.1 Методика опробования 33
4.2 Подготовка проб 34
4.3 Аналитическое обеспечение последующих исследований 35
Глава 5. Вещественный состав золошлаков 40
Глава 6. Направления комплексной переработки золошлаков 53
6.1 Перспективные направления промышленного использования алюмосиликатных полых
микросфер 54
6.2 Производство и потребление алюмосиликатных полых микросфер 56
6.3 Потенциальные области применения магнитных микросфер 56
6.4 Инновационная технология глубокой и полной переработки золы углесжигания как
альтернатива традиционному накоплению и складированию 59
Глава 7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 63
7.1 Технико-экономическое обоснование 63
7.2 Расчет затрат времени на рентгеноструктурный анализ 64
7.3 Перечень и нормы расхода материалов на рентгеноструктурный анализ 67
7.4 Общая стоимость лабораторных анализов 67
Глава 8. Социальная ответственность при проведении комплексного экологогеохимического исследования золошлаков ТЭЦ ЗАТО Северск 69
8.1 Профессиональная социальная безопасность 69
8.2 Анализ опасных факторов и мероприятия по их устранению 70
8.3 Анализ вредных производственных факторов и мероприятия по их устранению 72
8.4 Безoпaснoсть в чpезвычaйных ситуaциях 76
Заключение 80
Список литературы 81
Вопросы экологии и экономики использования твердых органических топлив для получения тепловой и электрической энергии, а также утилизация продуктов их сжигания становятся все более актуальными не только в масштабах нашей страны, но и в мировой практике.
Образование отходов производства, в частности золошлаковых отходов, формирует ряд трудностей. Одна из основных - это нарушение состояния окружающей среды. К тому же, золоотвалы с течением времени истощаются в плане размещения на них новых отходов. По предварительной оценке масса отходов, находящихся на территории золоотвала №2 Северской ТЭС - около 12 млн. тонн.
Решением данной проблемы является полная комплексная переработка золошлаков с получением группы строительных материалов, извлечением ряда ценных элементов, накопленных углями в ходе геологической истории их формирования, таких как цирконий, иттрий, редкоземельные и другие металлы, имеющие высокую цену и стабильный спрос на мировом рынке. Например, развитие редкоземельной промышленности в последние годы характеризуется устойчивыми высокими темпами. Это объясняется постоянным расширением сферы применения соединений редких, в том числе редкоземельных элементов, потребителями которых в последнее время стали металлургия, электроника, производство магнитов, керамики, люминесцентных материалов.
Золошлаки золоотвала №2 Северской ТЭС могут использоваться для дорожно-строительных работ, для производства пеногазобетона, силикатного кирпича. Золошлаковые материалы могут замещать такое сырье как песок (в т. ч. мелкофракционный), керамзит, щебень.
Золошлаковые отходы Северской ТЭС, образующиеся в процессе сжигания углей Кузнецкого бассейна, могут рассматриваться в качестве потенциального источника редких элементов. В кузнецких углях установлены высокие, в ряде случаев возможно промышленно значимые концентрации редких металлов []. Наличие большого спектра ценных и токсичных элементов, с одной стороны, оказывает отрицательное экологическое воздействие на окружающую среду, а с другой - может стать потенциальной сырьевой базой региона. Поэтому необходимо провести ряд исследований, направленных на оценку ресурсов и разработку малоотходной технологии извлечения ценных компонентов из продуктов сжигания углей Северской ТЭС [].
Цель работы - провести комплексное эколого-геохимическое исследование золошлаков ТЭЦ зато северск Задачи исследований:
1. Исследование минералогического и вещественного состава проб золошлаков золоотвала №2
2. Расчет ресурсов золотвала №2
3. Изучение методик и подходов комплексной переработки и утилизации отходов золошлаков.
Фактический материал и методы исследования:
Для изучения проб золошлаковых оходов использовались:
• Шлиховой (бинокулярный стереоскопический микроскоп LeicaZN 4D с видео-приставкой)
• Растровая электронная микроскопия (микроскоп Hitachi S-3400N)
• Рентгеновская дифрактометрия (дифрактометр Bruker D2 Phaser)
В настоящее время имеется вся необходимая информация о способах извлечения, физико-химических свойствах, областях применения различных компонентов зол. Проведены опытно-промышленные испытания материалов, в состав которых входят зольные отходы. Коммерческая целесообразность и рентабельность утилизации этих компонентов подтверждается многолетней практикой их использования в странах Европы, Юго-Восточной Азии, Японии, Северной и Латинской Америки.
При современном уровне развития технологий горного производства существует всего два по-настоящему эффективных способа минимизации экологических последствий масштабного перераспределения минерального вещества (как естественного, так и техногенного). В угледобывающей отрасли - это повторная закладка породы в выработки либо полная промышленная утилизация отходов. Первый путь дорог, далеко не всегда может быть реализован на практике, и рядом специалистов рассматривается как морально устаревший. Поэтому сегодня многие страны пошли по пути использования в качестве сырья не природных, а техногенных материалов и изготовления из них принципиально новых видов продукции.
Результаты минералогических исследований позволяют утверждать, что энергетические золы углей Северской ТЭЦ содержат весь спектр известных на сегодняшний день микросферических образований, зафиксированных в составе золошлаков. Возможность их применения в перечисленных областях производства не вызывает сомнения.
