Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

элементов, включая алюминий, железо, а также редкие и рассеянные металлы такие, как кобальт, марганец, титан, цирконий и другие [4-5]. Разработка технологии извлечения элементов из ЗШО представляет собой перспективное направление, одновременно позволяющее снизить техногенную нагрузку на окружающую среду при размещении отходов теплоэнергетического комплекса [6]. Ограничением к широкому внедрению технологий по извлечению компонентов ЗШО является низкая эффективность процесса выщелачивания, что обусловлено в том числе присутствием недожога. Недожженный углерод имеет относительно высокую удельную поверхность и пористую структуру, что свидетельствует о его способности сорбировать ценные элементы [7]. Содержание недожога, в зависимости от вида ископаемого топлива и параметров его сжигания, может доходить до 20 % и более. Так, материалы с максимальным его содержанием образуются в результате слоевого сжигания угля. При слоевом сжигании уголь поступает на колосниковую решетку, в полотне которой при повороте рукоятки образуются отверстия, через которые сбрасывается шлак в виде спекшихся или расплавленных кусковых отложений. Тонкодисперсные примеси (летучая зола) улавливаются циклонами и электрофильтрами. Таким образом, золошлаковые отходы представляют собой механическую смесь шлака (крупность 0,3-30 мм) и золы (крупность 3,5-100 мкм). В свою очередь, более низкая температура слоевого сжигания угля (1100-1300 С), в сравнении с факельным или циклонным методами (1300-1500 °С), способствует более высокому концентрированию ценных микроэлементов и вызывает интерес к разработке комплексной технологии переработки ЗШО слоевого сжигания угля. На основании вышесказанного для подготовки золошлаковых отходов слоевого сжигания угля к выщелачиванию необходимо предварительное удаление недожога. Для выделения угольной фракции ЗШО применима флотация, поскольку, несмотря на высокую температуру в котле, поверхность недожога остается более гидрофобной по сравнению с минеральной составляющей угля. Помимо выделения недожога, представляется целесообразным извлечь железосодержащие компоненты с применением метода магнитной сепарации. Предварительное отделение железосодержащих частиц будет способствовать получению более чистых фильтратов выщелачивания. Кроме того, железосодержащий концентрат может быть использован в металлургии для производства ферросилиция, чугуна и стали. Целью данной работы является определение оптимальных параметров подготовки золошлаковых отходов слоевого сжигания угля к выщелачиванию. Р е зу л ь т а ты и сследования Перед проведением исследований по извлечению недожога и железа было изучено распределение содержаний компонентов в различных классах крупности ЗШО (рис. 1). Анализ результатов, представленных на рис. 1, указывает на увеличение содержания углерода с 3,2 до 37,1 % с ростом размера частиц, что характерно для рассматриваемого материала. Средние классы крупности золошлаковых отходов характеризуются высоким содержанием железа, что делает перспективным его извлечение для дальнейшего использования. В процессе выделения недожога из ЗШО определяющим фактором для оптимизации комплексной переработки отходов является селективность применяемых реагентов к целевому компоненту — углероду. Для эффективного последующего выщелачивания ценных элементов зольность пенных продуктов должна быть сведена к минимуму. Это не только обеспечит максимальное обогащение камерных продуктов минеральными компонентами, но и позволит направить обеззоленный пенный продукт на повторное использование. При флотации золошлакового материала из класса крупности -0 ,2 + 0,071 мм с применением реагента КЭТГОЛ (4 кг/т) и продолжительностью процесса 6 мин выделено 46,2 % недожога. Снижение расхода реагента с 4 до 1 кг/т привело к уменьшению извлечения недожога до 37,5 %. При расходах 1 и 4 кг/т зольность пенных продуктов составляет 68,5 и 78,0 % соответственно, при этом через каждые 2 мин количество ценных элементов, извлекающихся в концентрат одновременно c недожогом, растет (рис. 2). Согласно представленным на рис. 2 результатам, максимальное извлечение зольных частиц приходится на интервал от 4 до 6 мин при наибольшем расходе КЭТГОЛа. В свою очередь, извлечение углерода за последние 2 мин возрастает не более, чем на 3 %. Это указывает на целесообразность Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 118-121. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 118-121. © Кунилова И. В., Писарева А. А., Зеновьев И. А., 2025 119