Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Keywords: ash and slag waste, coal mining and coal enrichment waste, aluminosilicates, building materials, cement-free binders Acknowledgments: the results of the study were obtained with the financial support of the OSTP “Development and implementation ofa set oftechnologies inthe areas of exploration and production ofsolid minerals, ensuring industrial safety, bioremediation, creating new products of deep processing from coal raw materials while consistently reducing the environmental impact on the environment and risks for the life of the population” (Agreement between the Ministry of Education and Science of Russia and T. F. Gorbachev State Technical University dated September 30, 2022 No. 075-15-2022-1194). For citation: Building materials and mineral binding substances based on hydrated waste from coal-burning power plants and waste of coal preparation / А. V. Таskin [et al.] // Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 201-206. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.034 Введение В структуре промышленных отходов РФ до 67 % от общей массы занимают отходы угледобывающей отрасли в объеме около 7 млрд т [1-2]. Другой отраслью, не менее заметной в генерировании отходов, является угольная энергетика с накопленным объемом 1,8 млрд т и ежегодным приростом до 40 млн т [3]. У читывая негативное воздействие этих отходов на окруж ающую среду, актуальность вопроса об их размещении и переработке не снижается до настоящего времени. В последних годы многие отечественные и зарубежные исследования посвящены применению отходов энергетики в качестве компонентов строительных материалов [4-6]. Хорошие результаты по применению различных топливных зол в качестве компонентов дорожно-строительных материалов получены научным коллективом под руководством В. В. Строковой [7]. Научная школа Санкт-Петербургского государственного политехнического университета Петра Великого под руководством Н. И. Ватина и Ю. Г Барабанщикова [8] доказывает, что можно в качестве пуццолановых добавок применять не только высокоактивные золы-уноса, но и менее активные золошлаковые смеси, пролежавшие несколько лет в золоотвалах. Научная школа Г.И. Яковлева применяла метакаолин в качестве структурирующей добавки в цементных композитах [9]. Эффективность использования золы-уноса считается доказанной [10-12], но это не решает проблему крупнотоннажной переработки ЗШО, ввиду объективно существующих ограничений по объемам потребляемых строительных материалов на рынках, территориально приближенных к местам переработки ЗШО, и по причине низкой экономической эффективности переработки отходов в монопродукты. Не менее актуальна задача крупнотоннажной переработки отходов угледобычи и углеобогащения. Традиционно данные отходы применяются в закладочных смесях, при рекультивации земель и в дорожном строительстве [13]. Но эти направления позволяют переработать не более 10-12 % [14] от выхода породы вследствие ограничений по химическому и вещественному составу, физико-механическим свойствам и, как в ситуации с ЗШО, экономической неэффективности. Р е зу л ь т а ты Лабораторией технологий использования вторичных ресурсов Политехнического института Дальневосточного федерального университета совместно с Дальневосточным представительством международного научно-образовательного центра «Геоника (геомиметика)» проводятся научно­ прикладные исследования по разработке комплексной экономически эффективной технологии переработки гидратированных золошлаковых отходов углесжигающих электростанций и отходов углеобогащения. Цель работы - - доведение лабораторных разработок до стадии промышленного внедрения с созданием продуктов с гарантированным сбытом и в том числе с высокой добавленной стоимостью и импортозамещающим потенциалом. На данный момент на примере ЗШО Приморской ГРЭС получены практические результаты, позволяющие утверждать, что заявленная цель вполне реализуема: на подготовительном этапе комплексной переработки из некондиционных ЗШО удаляются компоненты, препятствующие последующей глубокой переработке отходов - - недожог (несгоревший уголь), крупная фракция (шлаковый алюмосиликатный песок), оксиды железа и полые алюмосиликатные микросферы, при их наличии (рис. 1). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 201-206. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 201-206. © Таскин А. В., Черкасова Т. Г., Федюк Р. С., Петухов В. И., Федотов Д. Р., Кулаков Н. Д., Матвеев Е. А., Панарин И. И., 2023 202