Техногенное минеральное сырье топливно-энергетической промышленности

При сжигании твердого топлива (антрацита, каменного и бурого угля, горючих сланцев и торфа) на тепловых электростанциях образуются золошлаковые отходы, состоящие из золы-уноса, шлаков и золошлаковой смеси. Зола-унос — это тонкодисперсный материал, улавливаемый из отходящих газов ТЭС. Зерновой состав золы-уноса зависит от вида топлива, степени его помола и режима сжигания. Шлак — это агрегированные и сплавившиеся частицы золы. Золошлаковая смесь представляет собой механическую смесь золы-уноса и шлаков, и в ней содержатся несгоревшие частицы топлива, количество которых может достигать 22%. Химический состав зол разных угольных бассейнов различный.

Основную массу минеральной части отходов углеобогащения составляют глинистые минералы (каолинит, гидрослюды, монтмориллониты, хлориты), кварц, сульфиды железа (преимущественно пирит), карбонаты кальция (кальцит) и железа (сидерит), а также полевые шпаты (микроклин, ортоклаз, альбит-анортит). В значительно меньших количествах в отходах углеобогащения обнаруживаются гидратированный аморфный кремнезем, оксиды и гидрооксиды железа (гематит, магнетит, лимонит) и титана (рутил), карбонаты кальция и магния (арагонит, доломит), сульфаты кальция и железа. В единичных случаях в отходах углеобогащения встречаются рудные минералы (циркон, галенит, халькопирит, сфалерит), а также апатит, сфен, эпидот и др.

По источникам образования углеотходы целесообразно подразделять на вскрышную, шахтную породу, текущие отходы обогащения и породы, хранящиеся в терриконах. Так, текущие отходы обогащения, как правило, характеризуются более постоянным составом, чем остальные виды отходов. По литолого-минеральному составу углесодержащие отходы добычи и обогащения углей можно классифицировать на глинистые (50% и более минералов глин), песчаные (суммарные содержания кварца и песчаников более 40%) и карбонатные (более 20% карбонатов).

Отходы обогащения углей могут быть использованы для извлечения малых элементов, дополнительного продукта для электростанций, а остатки, не обладающие признаками токсичности и рудоносности, для отсыпки неровностей рельефа, изготовления стройматериалов и др. Углеотходы являются сырьем для получения концентратов германия, галлия и других металлов.

Техногенные месторождения, сформированные в результате добычи углей, сложены в основном осадочными породами песчанистого, песчано-глинистого и известково-песчано-глинистого состава с примесью обломков углей. В экзогенных условиях эти породы претерпевают значительные изменения. Среди них выделяют группы неизмененных, выветрелых, обожженных, горелых (горелики) и переплавленных (шлаки) пород.

Из углевмещающих пород получают минеральное волокно для производства теплоизоляционного материала. Горелые отвальные породы могут быть использованы в качестве основного компонента шихты для производства супертонкого минерального волокна, на основе которого производятся теплоизоляционные, акустические и другие материалы. В качестве сырья для производства минеральных пигментов могут использоваться горелые глинистые отвальные породы, имеющие широкую цветовую гамму. Горелые породы могут быть использованы для производства фильтрантов и адсорбентов, применяемых при очистке технической воды и промышленных стоков от взвесей. Легкоплавкие отвальные породы используются для каменного литья различного назначения, например, для получения тротуарной и облицовочной плитки, брусчатки, бордюрного камня. Некоторые отвалы могут использоваться для производства глинозема, огнеупоров и т. п.

Среди золошлаковых отвалов в производстве кирпича наиболее перспективно использование золы-уноса, которая по вещественному составу близка к глинистому сырью. Золы увеличивают влагопроводность глин, уменьшают их чувствительность к сушке, повышают прочность изделий. Для производства щебня и гравия можно использовать сухую золу-унос, гидроудаляемую золу, а также золу из отвалов.

Техногенное минеральное сырье предприятий стройидустрии

При изготовлении строительных материалов и изделий на кирпичных, цементных, известковых, стекольных, керамзитовых и других заводах образуются отсевы мелких фракций при дроблении и обработке камней, отходы при переработке известняка, мела и др.

Большие перспективы открывает использование продуктов камнеобработки в производстве отделочных материалов — клеевых плит, мозаичных плиток. Для этих целей пригодны отходы обработки большинства облицовочных и пилильных камней.

Шлам камнеобработки представляет собой порошкообразный продукт резанья, составляющий 25—33% от массы поступающего на обработку камня. Этот шлам может быть использован в производстве прессованных облицовочных плит, частично заменяя цемент.

Отходы переработки карбонатных пород пригодны для получения извести.