Физико-химические исследования процессов выщелачивания микрокомпонентов золы от сжигания углей Экибастузского бассейна

• Автор: Михайлов, Юрий Леонидович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 117 с. : ил

Содержание.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СЖИГАНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ И СПОСОБЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ
1.1. Элементный и фазовый состав неорганических компонентов энергетических углей и золошлаковых отходов, образующихся при их сжигании
1.2.Способы переработки золы от сжигания энергетических углей
1.3.Электровыщелачивание суспензий труднорастворимых неорганических
соединений
1.4. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОЛЫ-УНОСА ОТ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА
2.1. Методики исследования
2.1.1. Методика термодинамического прогнозирования фазовых превращений микроэлементов в процессе сжигания угля и их форм нахождения в золе
2.1.2. Методика изучения реакционной способности макро- и микрокомпонентов золы-уноса
2.1.3. Методика изучения реакционной способности макро- и микрокомпонентов в условиях катодной обработки суспензии золы-уноса
2.2. Объект исследования
2.2.1. Фракционный состав и морфологические особенности золы-уноса
2.2.2. Качественный и количественный состав неорганических компонентов золы-уноса
2.2.3. Фазовый состав основных золообразующих элементов
2.2.4. Термодинамическое прогнозирование фазовых превращений микроэлементов в процессе сжигания угля и их форм нахождения в золе
2.2.4. Проверка адекватности результатов термодинамического прогнозирования фазового состава микрокомпонентов золы

ГЛАВА 3. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МАКРО- И МИКРОКОМПОНЕНТОВ ЗОЛЫ-УНОСА УГЛЕЙ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА
ЗЛ. Термодинамический расчет стандартной энергии Гиббса для реакций,
ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦЕРИЯ
3.2. Кинетические закономерности извлечения алюминия, железа и церия из золы-
уноса УГЛЕЙ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА
3.3. Реакционная способность макро- и микрокомпонентов золы-уноса от
СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА В СЕРНОКИСЛОТНЫХ РАСТВОРАХ
3.3.1.Основные закономерности извлечения церия из золы-уноса
3.3.2. Реакционная способность микро- макрокомпонентов в условиях катодной обработки золы-уноса
3.3.3. Закономерности электрохимического выщелачивания церия из золы-уноса
3.4. Реакционная способность макро- и микрокомпонентов золы-уноса от
СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА В ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРАХ
3.4.1. Закономерности выщелачивания основных золообразующих элементов из золы-уноса
3.4.2. Закономерности выщелачивания галлия из золы-уноса
4. РАЗРАБОТКИ ПО СОЗДАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛЫ-УНОСА УГЛЯ ЭКИБАСТУЗСКОГО БАССЕЙНА
4.1. Выделение железосодержащей фракции методом мокрой магнитной сепарации
4.2. Отделение несгоревшего угля методом флотации
4.3. Совместное сернокислотное извлечение редкоземельных и радиоактивных металлов
4.4. Гидрощелочное извлечение галлия и аморфной части оксида кремния
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение.
Актуальность темы;
Развитие топливно-энергетического комплекса в последние десятилетия привело к обострению экологических проблем, связанных с использованием угля на ТЭЦ, поскольку остатки от его сжигания - летучая зола и шлак, практически не утилизируются и накапливаются на золоотвалах. В целом, к 2000 г. на территории Российской Федерации накоплено до 1,2 млрд. тонн золошлаковых отходов с ежегодным увеличением на уровне 45-50 млн. тонн, тогда как степень утилизации золы по стране не превышает 8 %.
Одними из самых высокозольных энергетических углей, потребляемых на территории Российской Федерации, являются угли Экибастузского бассейна. Средняя зольность по месторождению при валовой добыче составляет 43,5 %. Высокая зольность этих углей приводит к значительным накоплениям отходов. Только на территории г. Омска скопилось около 80 млн. тонн золошлаковых отходов, которые занимают площадь более 900 га.
Накопление золоотвалов приводит к ухудшению экологической ситуации в близлежащей местности и всего региона в целом. В результате "пыления" частицы золы загрязняют воздух, а миграция компонентов приводит к загрязнению почв и вод ионами тяжелых (меди, свинца, кобальта, никеля, меди, марганца и др.) и токсичных (мышьяка, сурьмы, стронция, бария и т.д.) элементов.
Низкая степень утилизации золоотвалов объясняется малой изученностью золошлаковых отходов вследствие их сложного морфологического, минерального и элементного состава. В настоящее время недостаточно физико-химических исследований, направленных на изучение золы-уноса углей, в частности, Экибастузского бассейна, а также реакционной способности ее макро- и микрокомпонентов в зависимости от различных факторов внешней среды.

температурных режимов сжигания угля и состава газовой атмосферы, в которой происходит формирование соединений.
Вышеперечисленные причины позволяют наметить основные задачи
при разработке физико-химического обоснования гидрохимической
переработки золы от сжигания углей Экибастузского бассейна:
• изучение физико-химических характеристик объекта: морфологического, фазового и элементного состава золы-уноса углей Экибастузского бассейна;
• изучение термодинамики и кинетики выщелачивания основных золообразующих элементов и микрокомпонентов растворами серной кислоты;
• изучение реакционной способности макро- и микрокомпонентов золы-уноса при обработке растворами с разными pH;
• изучение основных закономерностей электрохимической активации выщелачивания макро- и микрокомпонентов золы-уноса и определение оптимальных условий этого процесса;
• изучение оптимальных условий технологических приемов, направленных на стабилизацию состава золы-уноса и составление предполагаемой технологической схемы гидрохимической утилизации.