ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ АПАТИТСКОЙ ТЭЦ (МУРМАНСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Представлены результаты исследования состава и свойств золошлаковой смеси Апатитской ТЭЦ (Мурманская область). Складированные отходы объектов угольной энергетики оказывают негативное воздействие на компоненты окружающей среды. Отобраны и изучены образцы отходов сжигания угля. Определены инженерно-геологические характеристики и гранулометрический состав проб. Проведен рентгенофазовый анализ образцов. Определен химический состав отходов. Результаты исследования указывают на вероятность пылеобразования на поверхности золошлакоотвала в бесснежный сезон. Установленное содержание редкоземельных элементов предполагает возможность рассмотрения накопленных отходов в качестве техногенного сырья для последующего извлечения ценных компонентов.

1. Шумилова Л. В., Хатькова А. Н., Размахнин К. К., Номоконова Т. Г. Применение наилучших доступных технологий для повышения экологической безопасности при утилизации золошлаковых отходов // Вестн. Забайк. гос. ун-та. — 2022. — Т. 28, № 8. — С. 23—34. — DOI: 10.21209/2227-9245- 2022-28-8-23-34.

2. Yatsenko E. A., Smolii V. A., Klimova L. V. et al. Solid Fuel Combustion Wastes at CHPP in the Arctic Zone of the Russian Federation: Utility in Eco-Geopolymer Technology. Glass Ceram., 2022, vol. 78., pp. 374—377. DOI: 10.1007/s10717-022-00414-3.

3. Yatsenko E. A., Goltsman B. M., Novikov Y. V. et al. Study into the Possibilities of Synthesis of Foamed Geopolymer Materials Based on Ash and Slag Waste from Thermal Power Plants of the Russian Federation’s Arctic Zone. Glass Phys. Chem., 2022, vol. 48, pp. 429—435. DOI: 10.1134/S1087659622600260.

4. Черенцова А. А., Олесик С. М. Оценка золошлаковых отходов как источник загрязнения окружающей среды и как источник вторичного сырья // Гор. информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). — 2013. — Т. 3. — С. 230—243.

5. Худякова Л. И., Гаркушева Н. М., Котова И. Ю., Палеев П. Л. Возможность рекультивации золоотвалов // Изв. Том. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. — 2024. — Т. 335, № 2. — С. 37—47. — DOI: 10.18799/24131830/2024/2/4196.

6. Kravchenko J., Lyerly H. K. The impact of coal-powered electrical plants and coal ash impoundments on the health of residential communities. North Carolina Medical J., 2018, vol. 79, pp. 289—300. DOI: 10.18043/ncm.79.5.289.

7. Пичугин Е. А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы регион. экологии. — 2019. — № 4. — С. 77—87. — DOI: 10.24411/1728-323X-2019-14077.

8. Slukovskii Z., Dauvalter V., Guzeva A. et al. The Hydrochemistry and Recent Sediment Geochemistry of Small Lakes of Murmansk, Arctic Zone of Russia. Water, 2020, vol. 12, p. 1130. DOI: 10.3390/w12041130.

9. Бесполитов Д. В., Шаванов Н. Д., Панков П. П. и др. Изучение состава и свойств золошлаковых отходов с целью их утилизации в строительной индустрии // Вопр. соврем. науки и практики / Ун-т им. В. И. Вернадского. — 2022. — № 3 (85). — С. 23—31. — DOI: 10.17277/voprosy.2022.03.pp.023-031.

10. Yao Z. T., Ji X. S., Sarker P. K. et al. A comprehensive review on the applications of coal fly ash. Earth-Science Reviews, 2015, vol. 141., pp. 105—121. DOI: 10.1016/j.earscirev.2014.11.016.

11. Asl S. M. H., Javadian H., Khavarpour M. et al. Porous adsorbents derived from coal fly ash as cost-effective and environmentally-friendly sources of aluminosilicate for sequestration of aqueous and gaseous pollutants: A review. J. Clean. Prod., 2019, vol. 208, pp. 1131—1147. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.10.186.

12. Yatsenko E. A., Goltsman B. M., Parshukov V. I. Analysis of suitability of TPP ash-slag waste as materials for hydrogen fuel storage. Intern. J. Hydrogen Energy, 2022, vol. 47 (6), pp. 3906—3917. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.10.272.

13. Smolii V. A., Kosarev A. S., Yatsenko E. A. Ash-Slag Based Cellular Glass for Energy-Efficient 3-Ply Construction Panels. Glass Ceram., 2019, vol. 76., pp. 105—108. DOI: 10.1007/s10717-019-00143-0.

14. Русина В. В., Соколов А. А., Рябиков В. М. Бетон с использованием топливных отходов // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2019. — № 4. — С. 35—37.

15. Hanif А., Lu Z., Li Z. Utilization of fly ash cenosphere as lightweight filler in cement-based composites — A review. Construction and Building Materials, 2017, vol. 144, pp. 373—384. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.188.

16. Шубов Л. Я., Скобелев К. Д., Доронкина И. Г., Дубровин К. Е. Об использовании золы и шлаковых отходов ТЭЦ в дорожном строительстве // Экология. Промышленность. Производство. — 2020. — № 1 (109). — C. 6—9.

17. Collins F., Rozhkovskaya A., Outram J. G., Millar G. J. A critical review of waste resources, synthesis, and applications for Zeolite LTA. Microporous and Mesoporous Materials, 2020, vol. 291, p. 109667. DOI: 10.1016/j.micromeso.2019.109667.

18. Muriithi G. N., Petrik L. F., Doucet F. J. Synthesis, characterisation and CO2 adsorption potential of NaA and NaX zeolites and hydrotalcite obtained from the same coal fly ash. J. of CO2 Utilization, 2020, vol. 36, pp. 220—230. DOI: 10.1016/j.jcou.2019.11.016.

19. Ram L., Masto R. Fly ash for soil amelioration: A review on the influence of ash blending with inorganic and organic amendments. Earth-Science Reviews, 2013, vol. 128, pp. 52—74. DOI: 10.1016/j.earscirev.2013.10.003.

20. Dahiya H. S., Budania Y. K. Prospects of Fly Ash Application in Agriculture: A Global Review Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 2018, vol. 7 (10), pp. 397—409. DOI: 10.20546/ijcmas.2018.710.043.

21. Mushtaq F., Zahid M., Bhatti I. A. et al. Possible applications of coal fly ash in wastewater treatment. J. Environ. Manage., 2019, vol. 240, pp. 27—46. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.03.054.

22. Горбачева Т. Т., Майоров Д. В. Сорбция ионов аммония из водных растворов на золошлаках ТЭЦ // Химия твердого топлива. — 2022. — № 4. — С. 45—53. — DOI: 10.31857/S0023117722040041.

23. Черкасова Е. В., Тихомирова А. В., Черкасова Т. Г., Головачев А. А. Выделение концентратов редких и редкоземельных элементов из золошлаковых отходов Кузбасса // Вестн. Кузбас. гос. техн. ун-та. — 2021. — № 2. — С. 35—39.

24. Таскин А. В. Анализ химического состава золошлаковых отходов ТЭС Дальневосточного региона как техногенных месторождений благородных металлов // Гор. информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). — 2014. — № S4. — С. 259—271.

25. Zhang W., Noble A., Yang X., Honaker R. A Comprehensive Review of Rare Earth Elements Recovery from Coal-Related Materials. Minerals, 2020, vol. 10, p. 451. DOI: 10.3390/min10050451.

26. Давыдов Д. А., Редькина В. В. Водоросли и цианопрокариоты на участках самозарастания золошлакоотвалов ТЭЦ города Апатиты (Мурманская область) // Тр. Карел. науч. центра РАН. — 2021. — № 1. — С. 51—68.

27. Maiti D., Prasad B. Revegetation of fly ash — a review with emphasis on grass-legume plantation and bioaccumulation of metals. Appl. Ecol. Environ. Res., 2016, vol. 14 (2), pp. 185—212. DOI: 10.15666/aeer/1402_185212.

28. Кожухова Н. И., Жерновский И. В., Фомина Е. В. Фазообразование в геополимерных системах на основе золы-уноса Апатитской ТЭЦ // Строит. материалы. — 2015. — № 12. — С. 85—88.

29. Архипов А. В., Решетняк С. П. Техногенные месторождения. Разработка и формирование: Монография. — Апатиты: КНЦ РАН, 2017. — 175 с.

30. ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. — М.: Стандартинформ, 2016. — 19 с.

31. Krasavtseva E. A., Maksimova V. V. Specificity of Composition and Properties of Umbozero Loparite Concentration Tailings. J. of Mining Science, 2024, vol. 60, no. 4, pp. 639—648. DOI: 10.1134/S1062739124040100.

32. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация. — М.: Стандартинформ, 2020. — 38 с.

33. Mayorov D. V., Gorbacheva T. T. Structural and surface and acid-base properties of thermal power plant ash and slag. Theoretical and Applied Ecology, 2022, no. 4, pp. 104—110. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-4-104-110.

34. Александрова Т. Н., Прохоров К. В. Комплексная переработка золошлаковых отходов как фактор обеспечения экологической безопасности // Гор. информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). — 2012. — Т. 10. — С. 283—288.

35. Ксенофонтов Б., Буторова И., Козодаев А. и др. Проблемы токсичности золошлаковых отходов // Экология и пром-сть России. — 2017. — Т. 21, № 2. — С. 4—9. — DOI: 10.18412/1816-0395-2017-2-4-9.

36. Yatsenko E. A., Goltsman B. M., Trofimov S. V. et al. Processing of Ash and Slag Waste from Coal Fuel Combustion at CHPPs in the Arctic Zone of Russia with Obtaining Porous Geopolymer Materials. Therm. Eng., 2022, vol. 69, pp. 615—623. DOI: 10.1134/S0040601522070102.

37. Gorbacheva T. T., Mayorov D. V. TPP Ashes as a Sorbent for Waste Water Purification from Ammonium Ions. Therm. Eng., 2022, vol. 69, pp. 210—216. DOI: 10.1134/S0040363622030043.