Строительный материал из золы: химики создали экологичный метод утилизации отходов с тепловых электростанций
Ученые СПбГУ и ИХТРЭМС КНЦ РАН выяснили, что добавление к золе карбоната кальция и одновременная механическая обработка этой смеси позволяет получать геополимер, пригодный для использования в строительстве. Пока это один из наиболее экологичных способов утилизации отходов тепловых электростанций.
В России предприятия угольного энергетического сектора ежегодно вырабатывают около 22 млн тонн золошлаковых отходов, а в мире эта величина превышает 800 млн тонн ежегодно. Объем твердых отходов угольных теплоэлектростанций (ТЭЦ) в России сегодня оценивается в 1,5-2 млрд тонн, при этом он занимает площадь более 20 тыс. квадратных километров.
Среди возможных вариантов утилизации таких отходов производства – применение их для получения строительных материалов.
Высококальциевые золы и шлаки могут быть использованы в качестве цементов, а низкокальциевые – как заполнители в бетонных смесях. Однако в настоящее время подобной утилизации подвергается не более 10% производимых отходов. В этом свою роль играет некоторая консервативность рынка, а также существующие среди потребителей мифы о неэкологичности и даже вреде продукта.
Однако, как отмечают ученые, такое мнение не соответствует действительности, поскольку технологии по утилизации золы давно и успешно применяются в мире. Так, в Европе в переработку идет 98% золошлаков, в Японии — 96%, в Китае — 80%. Но специалисты отрасли по всему миру продолжают искать новые более экологичные варианты применения золы.
Разработка более экологичной утилизации отходов — одна из ключевых задач Десятилетия науки и технологий в России.
В последние годы ведутся работы над технологией использования низкокальциевых зол для синтеза геополимерных материалов. Эти материалы получают при взаимодействии природного и техногенного алюмосиликатного сырья, в том числе золы ТЭЦ, со щелочным агентом – раствором гидроксида натрия или жидким стеклом.
Геополимеры рассматриваются в качестве экологически более выгодной альтернативы, по сравнению с традиционным цементом, поскольку могут выступать в роли более эффективных и долговечных стройматериалов, например, цемента и бетона. Кроме того, геополимеры обладают комплексом ценных физико-химических свойств, что позволяет создавать на их основе материалы для огне- и теплозащиты, очистки сточных вод, а также матрицы для захоронения радиоактивных отходов.