Проблемы загрязнения Красным Шламом

Алюминий – самый распространенный металл на планете, а также один из самых перерабатываемых, составляющий более 8% от общей массы земной коры. Он легкий, прочный, устойчивый к коррозии и функциональный-это сделало его самым используемым металлом, однако в чистом виде алюминий не встречается.

Сегодня сырьем для производства алюминия является одна из самых распространенных в природе алюминиевых руд – боксит. Боксит-это глинистая порода, содержащая различные модификации гидроксида алюминия с примесью солей карбоната железа, кремния, титана, серы, галлия, хрома, ванадия, кальция, железа и магния. Боксит считается высококачественным, если он содержит более 50% оксида алюминия при соотношении кремния не менее 10. Как правило, из 4-5 тонн бокситов получается около 2 тонн глинозема, из которых получается 1 тонна алюминия. Процесс производства алюминия очень сложен и связан с большим количеством отходов.

Красный шлам получают путем переработки бокситов по методу Байера – процесс получения чистого оксида алюминия, который в дальнейшем используется в электролизе. Его называют красным из-за его характерного цвета, вызванного тем, что оксид железа присутствует в составе осадка и составляет до 60% от общей массы. Он также содержит оксид кремния, оксид алюминия, оставшийся после выщелачивания, и оксид титана. Обычно в процессе производства образуется в два раза больше красного шлама, чем алюминия, что связано с качеством поступающего боксита. На каждую тонну произведенного оксида алюминия приходится от 360 до 800 кг красного шлама.

В ЕС насчитывается 16 плавильных заводов, расположенных в десяти странах: Франции, Дании, Германии, Нидерландах, Испании, Великобритании, Румынии, Словакии, Словении. В странах ЕАСТ (Норвегия и Исландия) имеется десять плавильных заводов. На долю Китая приходится около 57% мирового производства. Европа составляет около 7 процентов, около половины из которых приходится на страны ЕС-28. Российская компания РУСАЛ имеет более 30 заводов по всему миру.

Шламовые Поля

Красный шлам стал широко известен во всем мире в 2010 году, когда произошла крупная авария на алюминиевом заводе близ города Айка в Венгрии. В результате взрыва на предприятии плотина на шламовом поле была частично разрушена. Произошла утечка более 1 миллиона кубометров токсичного вещества, что привело к экологической катастрофе и введению чрезвычайного положения в зоне бедствия. Всего пострадало более 140 человек, 10 из них погибли, пострадали не только люди, но и ближайшие регионы, реки, представители животного мира.

В настоящее время трудно подсчитать приблизительное количество шламовых полей в России. Так, за почти 80 лет на Уральском алюминиевом заводе в городе Каменск-Уральский Свердловской области было построено три полигона, на которых скопилось более 70 миллионов тонн красного шлама общей площадью более 500 гектаров.

Ущерб окружающей среде наносится дождевыми или талыми водами, вымытыми из плотины шламового поля. Вода, вымытая из шламового бассейна, повышает рН близлежащих рек и озер, делая их резко щелочными, если такую воду орошать, то она превратится в солончак. Уровень воды в поле с шламом пополняется за счет природных явлений, таких как дожди, наводнения, ливни и т. д. Риски повторения катастрофы, подобной венгерской, очень высоки и быстро растут. Кроме того, краснаый шлам поступает с завода на поле в жидком виде, то есть более чем на 80% разбавляется водой

 

Негативное воздействие Красного шлама

Красный шлам оказывает негативное воздействие как на окружающую среду, так и на организм человека. В случае катастрофы однолетние и многолетние растения уничтожаются в течение почти 10 лет на территории, затопленной красным шламом. Щелочь в почве повреждает внешние слои рыб, моллюсков и ракообразных, вызывая их немедленную смерть или болезнь, в зависимости от химических веществ, попадающих в воду. Для человека красный шлам опасен тем, что при малейшем контакте щелочь вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек. Субстанция содержит тяжелые металлы, которые, взаимодействуя с ними или находясь рядом с ними, снижают интеллектуальное развитие, внимание и способность к концентрации. У детей развивается агрессия, а у взрослых повышается кровяное давление, онемение или покалывание в конечностях. Есть также мышечная и головная боль, боль в животе, запор, потеря памяти, снижение потенции, снижение иммунитета, анемия, а также повреждение печени и почек.

Переработка и повторное использование красного шлама

Многие специалисты не считают красный шлам отходом, так как он может служить сырьем для переработки. Скандий также извлекается из красного шлама для дальнейшего производства алюминиево-скандиевых сплавов. Скандий придает таким сплавам особую прочность. Области применения: автомобильная и ракетная техника, спортивный инвентарь, производство электрических проводов. Также красный шлам можно использовать для производства чугуна, бетона, а также для производства редкоземельных и драгоценных металлов. Содержание двукальциевого силиката и других кремнийсодержащих соединений в красном шламе может быть использовано для производства строительных материалов, но конечный продукт должен содержать минимальное количество влаги, а вопрос обезвоживания красного шлама еще до конца не изучен. Во Франции был разработан патент, предусматривающий использование красного шлама для производства керамических изделий, а в Германии красный шлам используется в качестве наполнителя для битумных масс. Согласно последним исследованиям, бокситовый шлам может быть использован в качестве комплексной корректирующей добавки при производстве портландцементного клинкера рационального химико-минералогического состава.

Влияние феррата натрия на восстановление загрязнения красным шламом

Одна из актуальных тем исследований связана с красным шламом. Красный шлам – это промышленные отходы, образующиеся в цикле производства алюминия. Большое количество этих отходов хранится в Ленинградской области (в Бокситогорском районе). Эти отходы представляют большую опасность, прежде всего, для водных объектов региона. Поэтому сейчас мы проводим эксперименты по ферратной очистке воды, загрязненной красным шламом.

Поскольку ресурсы почвы и подземных вод являются другими ресурсами, находящимися под угрозой исчезновения из-за красного шлама, проводится еще одно исследование, в ходе которого мы изучаем переход загрязняющих веществ, их поведение и взаимодействие в почвенной среде.

Результаты эксперимента с почвенными столбами покажут, как будет происходить переход загрязняющих веществ красного шлама через почву. Маджед также исследует смягчающее воздействие феррата натрия на почву, загрязненную красным шламом. Моделирование с помощью программного обеспечения HYDRUS-1D даст возможность понять опасность загрязнения подземных вод красным шламом, передаваемой через сельскохозяйственную почву.