Ванадий из золы

Зола — неотъемлемый продукт горения твердого органического топлива и первое, пусть не очень концентрированное, но комплексное удобрение. В наши дни золу используют, в основном, как наполнитель при производстве стройматериалов. О золе жидких топлив этого не скажешь. И вообще она менее популярна, хотя бы потому, что образуется ее намного меньше.

В топках и промышленных печах мы сжигаем сотни тысяч тонн сернистых мазутов. Зольность их невелика (0,1—0,3 %), однако и она создает определенные трудности: в процессе сжигания увлеченные газовым потоком мелкие раскаленные капельки частично оседают на стенках котла; образующийся сернистый газ каталитически окисляется до SO₃ (поскольку в мазуте есть и микропримесь ванадия), образовавшаяся серная кислота ускоряет коррозию...

По данным Всесоюзного теплотехнического института, в одном воздухоподогревателе котла средней производительности за месяц работы может накопиться до 4,5 т зольных отложений. Их приходится смывать просто водой или раствором щелочи, а куда потом девать эту воду?

В составе образующихся стоков довольно высоко содержание таких токсичных элементов, как ванадий, медь и никель, а также серной кислоты. Сбрасывать эти стоки неочищенными нельзя. Значит, неизбежны затраты на очистку. Но, с другой стороны, наличие в сточных водах рассеянного элемента ванадия при концентрации 0,3— 0,8 г/л делает перспективной переработку взвеси этой золы в воде на ванадиевый концентрат.

Технология извлечения ванадия из стоков была в свое время разработана и внедрена в металлургии. Кислоту обмывочных вод нейтрализовали щелочными реагентами, а потом осаждали тяжелые металлы в густую легкоподвижную жидкость — шлам. Затем этот шлам сушили, и, упаковав спрессованный осадок в крафт-мешки, отправляли на металлургический завод. На ТЭС ничего подобного не делали — считали, что овчинка выделки не стоит. Оказалось же, что стоит, если сушить шлам и получать из него брикеты в аппаратах погружного горения (АПГ), принцип действия которых описан в «Химии и жизни» (1988, № 1, с. 28— 30).

Такую установку для обработки обмывочных вод котлов ТЭС разработали и испытали сотрудники Киевского политехнического института. На ней упаривают стоки с 10 %-ной концентрацией сухих веществ, взятые после обмывки котла. В АПГ достигается предельное концентрирование стоков до состояния, при котором упаренный раствор еще можно слить из аппарата. Такой шлам застывает на воздухе, приобретая форму приемной емкости. Полученные брикеты достаточно прочны и пригодны для транспортировки. Конструкционные и эксплуатационные преимущества АПГ позволяют рекомендовать включение их в технологические схемы очистных сооружений. Это тем более важно, что зола сернистого мазута уже сейчас может стать ощутимым источником ванадия. Подсчитано, что всего 30 крупных тепловых электростанций могут дать полупродукт для получения 10 тыс. т ванадия ежегодно.

Но ведь в шламе, как уже упоминалось, есть не только ванадий, но и другие ценные компоненты. Наши исследования показали, что с помощью аппаратов погружного горения из шлама можно извлекать и такой ценный металл, как никель. В перспективе есть возможность создать действительно безотходную комплексную переработку многокомпонентной золы ТЭС.

Кандидат технических наук
С. К. ЖУРА
"Химия и жизнь" 12/1988

Схема очистки обмывочных вод котлов, сжигающих сернистый мазут. Обмывочная вода из котла 1 поступает в емкость 2, а оттуда в смеситель 3 — для усреднения ее состава. Обезвреживание стоков происходит в баке-нейтрализаторе 4. Оттуда шлам, содержащий токсичные элементы, направляется в шламонакопитель 5 и после отстаивания подается шламовым насосом 6 на фильтр-пресс 7 для обезвоживания. Обезвоженный осадок поступает на расфасовку в крафт-мешки, а затем его грузят в вагоны для транспортировки к месту регенерации ванадия.