Угольная зола как сырье для получения экологичного коагулянта для очистки воды
30 сентября 2025 г.
В Институте геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН совместно с учеными из Китая (Университет Тунцзи, Шанхай) разработали технологию получения ценного коагулянта для очистки воды – полиоксихлорида алюминия (ПОХА) – из богатой железом и кальцием золы угольных ТЭС.
Метод включает оптимизированное солянокислотное выщелачивание и последующую полимеризацию, что превращает опасные отходы в полезный продукт. Результаты исследования опубликованы в журнале Separation and Purification Technology.
Ежегодно угольная энергетика производит сотни миллионов тонн золы-уноса, складирование которой приводит к загрязнению окружающей среды. При этом зола содержит значительные количества оксидов алюминия и железа, которые можно использовать для синтеза коагулянтов, применяемых на станциях водоподготовки.
Новое исследование демонстрирует эффективность использования золы с высоким содержанием кальция и железа, которая не требует предварительной активации перед выщелачиванием. Специалисты детально изучили влияние концентрации соляной кислоты, температуры, продолжительности процесса и других факторов на извлечение алюминия. Оптимальные условия (25% HCl, 110 °C, 4 часа) позволили достичь степени извлечения алюминия 70% с получением раствора, пригодного для дальнейшего синтеза.
Полученный раствор перерабатывали в жидкий коагулянт ПОХА путем введения алюмината кальция. Итоговый продукт соответствовал требованиям стандарта GB/T 22627-2022: содержание оксида алюминия составило 9%, а концентрация тяжелых металлов осталось в пределах ПДК. Коагуляционная способность полученного ПОХА оказалась сопоставима с коммерческим аналогом, обеспечив снижение мутности модельной сточной воды на 95,59%.
«Наше исследование показывает, что даже зола с высоким содержанием железа и кальция является качественным сырьем для производства коагулянтов. Технико-экономический анализ подтверждает рентабельность процесса: прибыль от переработки одной тонны золы оценивается в 124 доллара США. Это создает двойной положительный эффект – решение проблемы отходов и производство востребованного химического реагента», – комментирует ведущий научный сотрудник лаборатории сорбционных методов ГЕОХИ РАН к.т.н. Д. В. Валеев.
Расчеты показали, что из 1 тонны золы можно получить около 0,93 тонны полиоксихлорида алюминия. Твердый остаток после выщелачивания, состоящий в основном из диоксида кремния, может быть использован в производстве строительных материалов. Разработанная технология предлагает практическое решение для утилизации золы уноса в промышленных масштабах, способствуя переходу к экономике замкнутого цикла в энергетике и водоподготовке.
Источник: ГЕОХИ РАН.
Метки: ГЕОХИ РАН