Красноярские ученые помогут утилизировать летучую угольную золу
Характеристики магнитной фракции летучей золы экибастузского угля описали ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» под руководством доктора химических наук, профессора Александра Аншица, 20 сентября сообщает пресс-служба Института химии и химической технологии СО РАН.
Красноярские ученые впервые в мире выделили и описали характеристики магнитной фракции частиц-аэрозолей размером меньше 10 микрон из золы каменного угля, получающейся при промышленном сжигании его на тепловых электростанциях.
Эта информация даст возможность использовать их как сырье для высокотехнологичного применения и одновременно свести к минимуму загрязнение окружающей среды твердыми отходами летучей золы, вредными для здоровья человека. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале ACS Omega.
В своей статье ученые напоминают, что угольная летучая зола, образующаяся при сжигании пылевидного угля, составляет 60–95% от общего количества твердых отходов теплоэнергетики и, являясь побочным продуктом производства электроэнергии, загрязняет окружающую среду.
Угольная зола имеет сложный состав. Красноярские ученые для исследования выделили из нее и распределили на фракции в зависимости от размера и плотности магнитные частицы (глобулы), относящиеся к экологически опасным. Такие частицы состоят из оксидов железа, кремния и алюминия и содержат как аморфные компоненты, то есть вещества в стеклообразном состоянии, так и кристаллические — феррошпинель, гематит, муллит и кварц.
Всего было выделено четыре фракции с диаметром микрочастиц 1, 2, 3 и 7 микрон. Исследование показало, что химический состав у этих фракций отличен. Так, с увеличением среднего диаметра частиц от 1 до 7 микрон доля оксида железа, гематита и стеклофазы в их составе растет, а муллита и кварца — падает.
Елена Фоменко, к. х. н., старший научный сотрудник Института химии и химической технологии пояснила: «Летучие золы являются сложным для изучения и использования объектом, поскольку неоднородны по размеру, составу, морфологии глобул и, следовательно, не могут применяться для получения новых материалов с прогнозируемыми свойствами без предварительной классификации. Но при этом, летучие золы содержат целый ряд ценных компонентов».
Эти компоненты имеют ряд уникальных свойств, которые делают их важным сырьем для современных технологий. Одновременно из-за повышенного содержания железа эти частицы могут вызывать поражение легких у человека. Поэтому, отмечает Елена Фоменко, «очень важно повысить степень их извлечение из летучих зол и найти области последующего использования».
Таким образом, при улавливании и переработке магнитных микродисперсных компонентов угольной золы будут решены сразу несколько проблем за счет снижения количества отходов и загрязнения окружающей среды, в том числе магнитного, а также «эти частицы можно использовать для создания высокоэффективных микросферических функциональных материалов: сорбентов, магнитных носителей, катализаторов и биосенсоров», — заключила Фоменко.
