ПОЛУЧЕНИЕ ФТОРСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОБЖИГА КЛИНКЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГОЛЬНОЙ ПЕНЫ И ЗОЛЫ-УНОС БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС
Аннотация
В статье изложены результаты исследований состава, структуры и свойств золы-унос Березовской ГРЭС-1 (Красноярский край). Представлены результаты исследований по использованию золы-унос в качестве известьсодержащего реагента при получении синтетического флюорита каустификацией электролитной угольной пены алюминиевого производства. Образцы золы-унос Березовской ГРЭС-1, фторсодержащих промпродуктов алюминиевого производства, получаемого из них синтетического флюорита анализировали с использованием ряда методов: рентгенофазового анализа (РФА); рентгеноспектрального анализа (РСА); сканирующей электронной микроскопии; лазерной гранулометрии. Микропористость золы-унос определяли по t-методу де Бура. Установлено, что для получения синтетического флюорита и раствора каустической соды предпочтительнее использовать предварительно гидратированную золу-унос. Дано теоретическое обоснование возможности использования гидратированной Березовской золы-унос для получения комплексного минерализатора для обжига портландцементного клинкера на основе синтетического флюорита и углерода, выполняющего функцию выгорающей добавки. Показана принципиальная готовность технологии для проведения промышленных испытаний на алюминиевом заводе с получением концентрата синтетического флюорита для производства портландцементного клинкера и раствора каустической соды для газоочистки алюминиевого завода. Получена эмпирическая зависимость оптимального расхода золы-унос (ЗУ) от концентрации фтора на обработку 100% фторсодержащих отходов и промпродуктов. Доказано, что внедрение данной технологии каустификации угольной пены позволит утилизировать до 25 тыс. т в год золы-унос Березовской ГРЭС-1 и обеспечит импортозамещение природного флюоритового концентрата, используемого сибирскими цементными заводами для обжига клинкера.
Для цитирования:
Куликов Б.П., Васюнина Н.В., Дубова И.В., Самойло А.С., Сысоева Я.С., Иванова И.К. Получение фторсодержащего минерализатора для обжига клинкера с использованием угольной пены и золы-унос Березовской ГРЭС. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 6. С. 92-105. DOI: 10.6060/ivkkt.20256806.7174.
Литература
Kalachev A.I. The Russian Ash and Slag Market through the Eyes Trader. Phoenix Consortium. V International Conference. Ash and Slag from Thermal Power Plants: Removal, Transport, Processing, Storage. M.: Izd. dom MEI. 2014. P. 41-46 (in Russian).
Tepsri P., Chumphu A., Yoriya S. Highcalcium fly ash recovery from t-stored condition and its properties. Mater. Res. Express. 2018. V. 5. N 11. P. 115506. DOI: 10.1088/2053-1591/aadd2a.
Panibratov YU.P., Staroverov V.D. On the issue of using thermal power plant ashes in concrete. Tekhnol. Betonov. 2011. N 1-2. P. 43-47 (in Russian).
Xu G., Shi X. Characteristics and applications of fly ash as a sustainable construction material: A state-of-theart review. Resour. Conserv. Recycl. 2018. V. 136. P. 95-109. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.04.010.
Zhang N., Yu H., Gong W., Liu T., Wang N., Tan Y., Wu C. Effects of low-and high-calcium fly ash on the water resistance of magnesium oxysulfate cement. Constr. Build. Mater. 2020. V. 230. P. 116951. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116951.
Saurav D. Cementless binder based on high-calcium fly ash with calcium nitrate additive. J. Civil Eng. 2023. V. 124. N 8. P. 12405. DOI: 10.34910/MCE.124.5.
Barabanshchikov Y., Usanova K. A Cementless Binder Based on High-Calcium Fly Ash, Silica Fume, and the Complex Additive Ca (NO3)2+ MgCl2: PhaseComposition, Hy-dration, and Strength. Buildings. 2024. V. 14. N 7. P. 2121. DOI: 10.3390/buildings14072121.
Usanova K.I., Barabanshchikov I.G., Uhanov A.V., Kalachev A.I. Neutralization of high-calcium fly ash expansion. Construct. Unique Build. Struct. 2022. V. 104. N 5. P. 10302-10302. DOI: 10.4123/CUBS.103.2.
Kraft S.L. Relationship between calcium oxide content in ash, fly ash particle size and radiation parameters of waste from brown coal fuel and power plants. Collection of scientific articles from the conference. Current issues in construction: a look into the future. Krasnoyarsk. 2022. P. 461-463 (in Russian).
Kraft S.L. Indicators of the degree of dispersion of fly ash and CaO content as factors influencing the radioactivity of fly ash from brown coal thermal power plants. Izv. VUZov. Stroitelstvo. 2022. N 9(765). P. 91-95 (in Russian). DOI: 10.32683/0536-1052-2022-765-9-91-95.
Khvorostukhin A.O., Domanskaya I.K. Improving the environmental performance of waterresistant gypsum binders. Coll. Proceedings. Energy and resource conservation. Energy supply. Alternative and renewable energy sources. Nuclear power. Ekaterinburg. 2018. P. 603-606 (in Russian).
Kalashnikov V.I., Belyakova E.A., Tarakanov O.V., Moskvin R.N. Highly economical composite cement using fly ash. Region. Arkhitekt. Stroitelstvo. 2014. N 1. P. 27-29 (in Russian).
Kulikov B.P., Vasyunina N.V., Dubova I.V., Samoilo A.S., Merdak N.V. Obtaining and using synthetic fluorite for Portland cement clinker production. J Civil Eng. 2024. V. 17. N 3(127). P. 133 DOI: 10.34910/MCE.127.3.
Kulikov B., Vasyunina N., Dubova I., Samoylo A., Kutovaya A., Balanev R. Processing the Fluorocarbon-containing Waste from Electrolytic Aluminum Production. Ekol. Promyshl .Russia. 2024. 28(6). P. 4-9 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2024-6-4-9.
Kulikov B.P., Vasyunina N.V., Dubova I.V., Samoilo A.S. Processing of fine fluorocarbon-containing waste from aluminum plants to obtain synthetic fluorite and caustic alkali solution. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 4. P. 90-100. DOI: 10.6060/ivkkt.20246704.7009.
Usacheva T.R., Krainova A.A., Vinogradova L.A., Og-anyan V.V., Kokurina G.N., Myshenkov M.S., Anufrikov Y.A., Shasherina A.Y., Adamtsevich A.O. Study of the influence of modifiers on the hydration of cement by the method of isothermal calorimetry. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 6. P. 88-93. DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6979.
Yakimov P.S., Dubinin A.N., Zaloga O.E., Piksina Ya.I. Regularization of methods of a standardless X-ray phase analysis. J. Struct. Chem. 2011. V. 52. P. 319–325. DOI: 10.1134/S0022476611020119.
The Powder Diffraction File: a quality materials charcterization database. 2019. V. 34. N 4. P. 352-360. DOI: 10.1017/S0885715619000812.
Budak V.P., Efremenko D.S., Smirnov P.A. Description of Fraunhofer diffraction in the approximation of light field theory. Svetotekhnika. 2020. N 4. P. 55 (in Russian).
Barrett E.P. The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. J. Am. Chem. Soc. 1951. V. 73. N 1. P. 373-380 DOI: 10.1021/ja01145a126.
Pöllmann H. Syntheses, properties and solid solution of ternary lamellar calcium aluminate hydroxi salts (AFmphases) containing SO42-, CO32-and OH-. Neues Jahrb. fur Mineral. Abh. 2006. V. 182. N 2. P. 173-182. DOI: 10.1127/0077-7757/2006/0042.
