Комплексна переробка золошлакових відходів у контексті циркуляційної економіки

Золошлакові відходи теплоелектростанцій є одними з найбільш масштабних техногенних утворень в Україні та становлять суттєву екологічну загрозу. Водночас вони містять цінні компоненти, які можуть бути використані як вторинна сировина. Перехід до циркулярної економіки вимагає створення ефективних технологій їх комплексної переробки. У статті розглянуто сучасні підходи до комплексної переробки золош­лакових відходів теплоелектростанцій як одного з ключових інструментів упровадження принципів циркуля­ційної економіки. Актуальність дослідження зумовлена значними обсягами накопичених золошлаків в Україні, їх негативним впливом на довкілля та недостатнім рівнем залучення цінних мінеральних компонентів у госпо­дарський обіг. Золошлакові відходи Зеленодольської ТЕС розглядаються як складна багатокомпонентна тех­ногенна система, придатна для одержання вторинного палива, залізовмісних й алюмосилікатних продуктів. У межах дослідження вивчено речовинний, хімічний, гранулометричний і фазово-мінералогічний склад золошлаків, а також їх фізико-механічні властивості. Для розділення компонентів використано магніт­ну сепарацію в сильному магнітному полі, флотаційне збагачення з добором оптимальних реагентних режимів і гравітаційне розділення продуктів. Показано, що поєднання магнітної сепарації та флотації забезпечує ефективне вилучення залізовмісного продукту з масовою часткою Fe понад 40 %, вуглецевого концентрату з вилученням вуглецю більш як 90 %, а також алюмосилікатних мікросфер з унікальними функціональними властивостями. Отримані продукти можуть бути використані в металургії, енергети­ці та виробництві будівельних матеріалів. Орієнтовна економічна оцінка засвідчила високу інвестиційну привабливість запропонованої технології та строк її окупності на рівні 2–3 років.

Ash and slag wastes from thermal power plants are among the largest technogenic formations in Ukraine and pose a significant environmental threat. At the same time, they contain valuable components that can be used as secondary raw materials. The transition to a circular economy requires the development of efficient technologies for their integrated processing. This paper examines contemporary approaches to the comprehensive processing of ash and slag wastes from thermal power plants as one of the key instruments for implementing the principles of a circular economy. The relevance of the study is determined by the substantial volumes of accumulated ash and slag in Ukraine, their adverse environmental impact, and the insufficient involvement of valuable mineral components in economic circulation. Ash and slag wastes from the Zelenodolsk Thermal Power Plant are considered as a complex, multicomponent technogenic system suitable for the production of secondary fuel, iron-bearing and aluminosilicate products. Within the framework of the research, the material, chemical, particle-size and phase–mineralogical composition of the ash and slag, as well as their physico-mechanical properties, were investigated. Magnetic separation in a high-intensity magnetic field, flotation beneficiation with the selection of optimal reagent regimes, and gravity separation of products were employed to separate the components. It is shown that the combination of magnetic separation and flotation ensures the efficient recovery of an iron-bearing product with an Fe content exceeding 40%, a carbon concentrate with carbon recovery above 90%, and aluminosilicate microspheres possessing unique functional properties. The obtained products can be used in metallurgy, the energy sector and the production of building materials. A preliminary economic assessment has demonstrated the high investment attractiveness of the proposed technology and a payback period of approximately 2–3 years.