Ученым из Красноярского научного центра Сибирского отделения (СО) РАН удалось получить высокопрочную стеклокерамику с магнитными свойствами из золы-уноса — дисперсных отходов от промышленного сжигания энергетического угля. Такой подход не только может свести к минимуму загрязнение атмосферы зольными микрочастицами, но и обеспечить сырьем производителей магнитных материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Magnetochemistry.

Летучая зола — побочный продукт работы угольных теплоэлектростанций (ТЭС). Уголь сначала измельчается до тонкости талька, а затем сжигается для нагревания воды и последующего получения паровой энергии, которая приводит в действие электрогенератор.  Угольные ТЭС, как правило, оснащены котлованом, куда направляются сточные воды, а также зола, образующаяся во время сжигания угля. В результате образуется золотоотвал, вода в котором иногда приобретает красивый бирюзовый цвет из-за реакции микроэлементов суглинистой почвы с технической водой и растворенными солями кальция и оксидов металлов.

Ежегодно по всему образуется около 750 млн т угольной золы, которая частично используется для производства строительных материалов, в том числе красного кирпича. Другой вариант утилизации отходов сжигания угля предложили ученые из Красноярского научного центра СО РАН, которые получили стеклокерамические материалы за счет спекания дисперсных сфер микросфер летучей золы при температуре 1200 градусов Цельсия. Эксперимент не потребовал энергоемкого размола исходного сырья или использования каких-либо добавок. При этом «на выходе» авторы исследования получили материал, содержащий большое количество магнитной фазы и отличающийся высокой плотностью и низким водопоглощением.

«Стеклокерамика обладает такими отличительными свойствами, как высокая механическая прочность, устойчивость к истиранию и коррозионная стойкость. Наши результаты показывают, что можно успешно производить качественные стеклокерамические материалы из летучей золы путем ее прямого спекания без каких-либо добавок. Это позволит обеспечить масштабную утилизацию летучей золы с высокой эффективностью и низкими энергозатратами, минимизируя загрязнение окружающей среды дисперсными отходами», — цитирует Красноярский научный центр СО РАН одного из авторов исследования, кандидата химических наук Елену Фоменко.