Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 351

и х в гидроотвалы или механическим способом в отвалы, отходы (хвосты) флотации — в хвостохранилища.

Отходы углеобогащения используют как энергетическое сырье путем сжи­гания или газификации, направляют на переобогащение, получают серу и ее соединения, строительные материалы, сырье для цветной и черной металлур­гии, используют в сельском хозяйстве, производстве ферросплавов, для из­влечения редких рассеянных элементов, при устройстве насыпей, закладке подземных выработок, рекультивации земель.

Перспективным направлением является применение отходов углеобога­щения в качестве отощающеи и выгорающей добавки к сырью и в качестве основного сырья при производстве керамических изделий (кирпича, плитки, черепицы), пористых заполнителей.

Хвосты флотации в сравнении с породами обогащения, угледобычи бо­лее однородны по составу, содержат до 20% органического вещества, мик­роэлементы. Это дает возможность их использовать в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

Несмотря на многолетние исследования, длительные эксперименты и экономические расчеты, подтверждающие целесообразность утилизации от­ходов углеобогащения, в нашей стране они используются незначительно.

Золошлаковые отходы образуются при сжигании твердого топлива в топ­ках тепловых электростанций при температуре в топочной камере 1200— 1700° С. Выход золошлаковых отходов зависит от вида топлива и составляет в бурых углях 10—15%, в каменных 3—40%, в горючих сланцах 50—80%, мазу­те 0,15—0,20%. Топливо сжигают в виде мелких кусков или в пылевидном состоянии, отходы образуются соответственно в виде шлака или золы. Золу улавливают с помощью воды в специальных бункерах и удаляют в виде пуль­пы гидротранспортом в золоотвалы. Шлаки гранулируют путем быстрого ох­лаждения водой и удаляют в отвалы сухим или гидравлическим способом. Зола представляет собой тонкодисперсный материал и состоит из частиц круп­ностью 0,1—0,005 мм. Крупность частиц шлака 20—30 мм.

Химический состав золошлаковых отходов зависит от минеральной со­ставляющей топлива и колеблется в зависимости от месторождений угля. При­мерное содержание основных оксидов в золошлаковых отходах: SiO₂ 37—63%, А1₂О₃ 9-37%, Fe₂O₃ 4-17%, СаО 1-32%, MgO 0,1-5%, SO₃ 0,05-2,5%. В золе присутствует несгоревшее топливо до 6—7% и более, в шлаках, как пра­вило, оно отсутствует. В золошлаковых отходах также концентрируются ра­дионуклиды. При использовании их для производства строительных матери­алов необходимо осуществлять контроль за их содержанием.

При оценке золошлаковых отходов как сырья для строительных матери­алов важной характеристикой их химического состава является соотношение основных и кислотных оксидов — модуль основности:

М_о = (СаО + MgO) : (SiO₂ + А1₂О₃),

при М_о> 1 шлаки относятся к основным, при М_о< 1 — к кислым. Большинство золошлаков ТЭС — кислые.

352 Экология города

И стинная плотность золошлаков в зависимости от химико-минера­логического состава колеблется в пределах 1800—2400 кг/м³, насыпная 600-1100 кг/м³.

Зола и шлак являются крупнотоннажными отходами. Так, например, тепловая электростанция мощностью 1 млн кВт за сутки сжигает около 10 000 т угля, при этом образуется около 1000 т золы и шлака. Золошлако-вые отвалы занимают тысячи гектаров земель, пригодных для использова­ния в сельском хозяйстве. Ими загрязняются почвы, поверхностные, под­земные воды и особенно воздушный бассейн. Золошлаковые отходы явля­ются ценным вторичным минеральным сырьем. Зола и шлак обладают гидравлической активностью и могут использоваться для производства бес­клинкерных вяжущих, в качестве сырьевых компонентов для получения цементного клинкера и как добавки к цементам. Из бесклинкерных вяжу­щих наиболее известен известково-зольный цемент, получаемый совмест­ным помолом золы и извести. Состав известково-зольных цементов зависит от содержания в золе активного оксида кальция, оптимальное количество извести в этом цементе составляет 10—40%. Золы и шлаки используют как добавки при производстве портландцемента. Присутствие в составе золы несгоревшего топлива приводит к снижению его расхода при производстве цемента. В портландцемент добавляют до 15% золошлака, в пуццолановый до 25—40%. Введение золы в цемент снижает его прочность в начальные сроки твердения, а при длительных сроках твердения прочность цементов с золой становится более высокой.

Одним из наиболее перспективных направлений утилизации золошла-ковых отходов является производство из них пористых заполнителей для легких бетонов. Мелкий заполнитель может быть заменен золой. В качестве крупных заполнителей применяют щебень из топливных шлаков, аглопорит на основе золы, зольный обжиговый и безобжиговый гравий и глинозоль-ный керамзит.

Шлаки, используемые для производства щебня, должны быть устойчивы против распада. При медленном охлаждении шлаков наряду с образованием минералов могут происходить полиморфные превращения, что приводит к распаду и самопроизвольному превращению кусков шлака в порошок. Для предотвращения распада топливные шлаки рекомендуется применять после длительного (3—6 месяцев) вылеживания в отвалах, в результате чего в них гасится свободный оксид кальция, частично выщелачиваются соли и окисля­ются топливные остатки.

Топливные шлаки и зола являются сырьем для производства искусствен­ного пористого заполнителя — аглопорита. При обычной технологии его по­лучают в виде щебня. Разработаны также технологии производства аглопори-тового гравия из золы, глинозольного керамзита и зольного гравия. Глино-зольный керамзит получают вспучиванием и спеканием в печах гранул, сформованных из смеси глины и золы. Разработаны технологии производ­ства обжигового и безобжигового зольного гравия, позволяющие использо­вать практически любые золы, получаемые от сжигания различных видов углей. Установлена эффективность введения золы до 20—30% взамен цемен-