Popioły lotne są przetwarzane i wykorzystywane przez różne gałęzie przemysłu. Na przykład unijne państwa tzw. starej piętnastki w 32,6 procentach pożytkują przetwarzane popioły ze spalania węgla jako dodatki do betonów. Popioły są też stosowane w produkcji cementu czy materiałów klinkierowych, coraz powszechniej są również stosowane w budownictwie drogowym. – Wprowadzenie norm i standardów regulujących procesy przetwarzania popiołów przyczyniło się do zaakceptowania produktów i materiałów wytwarzanych na bazie ubocznych produktów spalania (UPS) jako pełnowartościowych dla budownictwa – zaznacza Nicolai Bech z ECOBA.
Najważniejszymi europejskimi regulacjami w zakresie przetwarzania popiołów są normy EN 197-1 (tzw. norma cementowa) i EN 450-1 (norma dla popiołów wykorzystywanych w betonie). One decydują o jakości finalnych produktów. Jednak, jak zauważa Nicolai Bech, niebagatelne znaczenie w uzyskaniu jakości produktów z UPS ma logistyczne podejście do całego procesu produkcyjnego, poczynając już od samych elektrowni, a więc ich instalacji, doboru rodzaju węgla i metody jego przygotowania do spalania, po sposoby przetwarzania popiołów. – W tym przypadku istnieje ścisły związek pomiędzy produkcją energii a wytwarzaniem materiałów dla budownictwa z surowca uzyskiwanego ze spalania – zastrzega Nicolai Bech.
Popioły lotne, aby stały się pełnowartościowym materiałem budowlanym, muszą być poddane modyfikacji. Przeprowadzenie tego procesu wymaga jednak przeprowadzenia szeregu interdyscyplinarnych analiz. Między innymi konieczna jest analiza technologiczna określająca cechy popiołu i możliwości uzyskania w przetworzeniu produktu o właściwościach oczekiwanych przez rynek budowlany. Za tym z kolei idzie analiza ekonomiczna oraz środowiskowa wskazująca opłacalność takiego przedsięwzięcia w różnych jego kontekstach, jak na przykład porównania kosztów składowania i szkód dla otoczenia. Istotne też są uwarunkowania prawne, w tym przepisy normowe regulujące proces produkcji i finalny produkt, oraz krajowe reguły systemu ochrony środowiska. – Do tego rodzaju przemysłowych odpadów są różne podejścia, ale wszelkie rozważania i analizy z tym związane należy połączyć, biorąc pod uwagę sektor rynku, na którym dany produkt przetworzenia będzie sprzedawany – zastrzega Richard A. Kruger z Richonne Consulting, Western Cape (Republika Południowej Afryki).
W tej chwili istnieje już wiele technologii umożliwiających uzyskanie odpowiednich właściwości produktów z popiołów lotnych. Można modyfikować je metodami fizycznymi lub chemicznymi.
Jednym z powszechnych sposobów poprawy jakości i konsystencji popiołu lotnego jest zmiana rozkładu wielkości cząstek, umożliwiająca odzyskanie drobniejszej i bardziej kulistej frakcji. Można to osiągnąć w stanie suchym poprzez przesiew, separację elektrostatyczną, klasyfikację powietrzną z przemiałem, czy też poprzez różne ich kombinacje. Wszystkie te techniki przetwarzania są dość szeroko rozpowszechnione na świecie i dobrze się sprawdzają w przemyśle UPS. Są też dostępne technologie bardziej zaawansowane, gwarantujące uzyskanie przetworzonych materiałów najwyższej jakości.
Richard A. Kruger zaznacza na przykład, że istotną rolę zaczyna odgrywać przetwarzanie elektrostatyczne popiołu. - Od swoich skromnych początków triboelektrostatyczne uszlachetnianie dokonało znaczącego postępu i obecnie ma kluczową pozycję zapewniając przemysłowi budowlanemu i cementowemu ciągłą podaż popiołu lotnego o niskiej zawartości węgla. W zależności od danej sytuacji, wypalanie węgla można uznać za właściwszą technologię. Kilka takich systemów działa obecnie w Stanach Zjednoczonych. Z kolei przetwarzanie na mokro jest budzącą nadzieję, obiecującą technologią, która ostatnio stała się dostępna na skalę przemysłową. Znaczący przełom w chemii i metodologii stosowanej we flotacji umożliwił powstanie serii produktów, z których każdy będzie mógł znaleźć swą własną niszę na rynku. Czystość i różnorodność tych produktów dobrze wróży ich przyszłym zastosowaniom, szczególnie tam, gdzie opuszczone i nie eksploatowane składowiska muszą zostać „oczyszczone” dla potrzeb deweloperskich – podsumowuje Richard A. Kruger.
Popiół lotny pochodzący ze spalania węgla jest unikatowym i uniwersalnym materiałem, który wciąż jeszcze czeka na pełne wykorzystanie swojego potencjału w wielu przemysłach. Istnieje szereg powodów tłumaczących taką sytuację. - Wydaje się, że powodem tego jest jego nadpodaż na świecie, a ponadto jego zagospodarowanie uważa się za dziedzinę zarządzania odpadami, czyli zmniejszania ilości popiołu, który trzeba unieszkodliwić. Miarą sukcesu w tym względzie będzie więc ilość popiołu nie skierowanego na wysypiska. To jest przemiana „szarego” na „złote” – podkreśla specjalista z Republiki Południowej Afryki.
Richard A. Kruger zwraca uwagę na jeszcze jeden aspekt zagospodarowania popiołu. Otóż, jego zdaniem, pełne wykorzystanie tego surowca wymaga zmiany nastawienia do tego problemu i uznania popiołu z węgla za materiał mineralny, a nie za odpad. - Na całym świecie, wszędzie tam, gdzie wydobywa się rudę, po procesie wydobywczym ma miejsce proces uszlachetniania. Dlaczego z popiołem lotnym miałoby być inaczej? Jego skład chemiczny, mineralny oraz budowa morfologiczna dostarcza niezliczonych wprost możliwości do uszlachetniania, co poszerza gamę produktów z wartością dodaną dla wielu gałęzi przemysłu – podkreśla Richard A. Kruger.
AS
Uzdatnianie popiołów było wiodącym zagadnieniem XVII Międzynarodowej Konferencji „Popioły z energetyki”, Warszawa, 24-26 października 2010 r.
