КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ОТХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ ТАДЖИКИСТАН

194

Таджикистан обладает значительными ресурсами угля, превышающими по современным оценкам 5 млрд. тонн.

Геологические работы на уголь в Таджикистане начались ещё в начале XX века и выполнялись в основном русскими специалистами в советское время. За этот период было открыто и детально исследовано большое количество угольных месторождений, изучено геологическое и тектоническое их строение, угленосность, гидрогеологические условия, подсчитаны запасы каменного угля. В связи с осложнившейся политической ситуацией в стране в 90-х годах геологоразведочные работы были временно прекращены.

Принятые тогда стандарты по оценке качества углей не предусматривали геохимического исследования попутных элементов примесей в углях. По этой причине, а также в связи с незначительными масштабами угледобычи, геохимические исследования угленосности и углеобразования Таджикистана до настоящего времени практически не проводились.

На территории Таджикистана выделено четыре района развития угленосных отложений, отличающиеся целым рядом характерных особенностей: Зеравшано-Гиссарский, Южно-Гиссарский, Памиро-Алайский и Южно-Ферганский. Наиболее перспективными в отношении угленосности являются на сегодняшний день отложения нижне-среднеюрского возраста, имеющие сравнительно большое распространение в пределах указанных районов. Наметившийся рост добычи и потребления угля в стране, повышенное содержания в них ряда ценных химических компонентов обусловили необходимость проведения исследований по оценке их химического состава, качества и ценности как комплексного сырья. Для организации таких исследований необходимо проведение опережающих прогнозно-оценочных геохимических работ, позволяющих на предварительной стадии оценить и выделить угли со свойственными им определенными химическими характеристиками.

В 30-х годах прошлого века были получены первые данные по радиоактивности углей Сибири. Лабазин Г.С. проводил изучение радиоактивности угленосных отложений в Минусинском бассейне, а Е.С.Брукер с авторами опубликовали сведения о радиоактивности каменных углей Кузбасса. В эти же годы были выполнены первые исследования по изучению геохимии германия и бериллия в образцах углей Кузнецского, Минусинского и Иркутского бассейнов.

Следует отметить, что ещё ранее в 1908 году К.А.Кулибин, исходя исключительно из общих геологических соображений, предсказал аномальную золотоносность углей Богатского и Картовинского районов Кузбасса и предложил технологию их комплексного использования. В конце XX века его выводы были подтверждены работами Б.Ф.Нифантова и других исследователей. Потенциальная золотоносность углей также показана проведенными исследованиями в пределах угленосных площадей Центрального Таджикистана.

Исходя из вышеизложенного изучение химического состава углей и геохимических особенностей их образования в плане комплексного использования включая топливных отходов является задачей весьма актуальной. В настоящее время геохимия углей является одним из наиболее динамично развивающихся направлений научных исследований геологического профиля в развивающихся странах.

В своё время ещё Сауков А.А., крупный учений-геохимик советского времени, указал на потенциальную возможность извлечения из золы каменных углей алюминия и ряда других ценных компонентов. Отходы от сжигания углей для различных целей составляют громадные количества и практически не используются. Например, в бывшем Советском Союзе ежегодно добывалось свыше 500 млн. тонн угля разных марок, при сжигании которых остается в среднем около 15 % золы, т.е. около 75 млн. тонн в год. Наряду с другими окислами в золе каменного угля содержится значительное количество глинозема, доходящего до 35 %, т.е. не уступает содержанию его в нефелине, из которого он извлекается. Потребление алюминия, редких и рассеянных элементов растёт быстрыми темпами, что делает вопрос ещё более актуальным.

Значительными также являются отходы от сжигания каменного угля, используемого для различных целей в Республике Таджикистан. Особенно сильно возрастает их количество в связи с переходом существующих и вновь строящихся энергоемких предприятий (Душанбинский цементный завод, Турсунзадинский алюминиевый завод, Турсунзадинский металлургический комбинат, Душанбинский ТЭЦ и др.) в республике на потребление каменного угля. В связи с этим ожидаются огромные отходы от использования каменного угля, утилизация, целенаправленное и эффективное использование которых для нужд народного хозяйства составляет одной из важнейших задач исследовательских работ, в первую очередь геохимической направленности ближайшего времени.

Потребление редких металлов лития, бериллия, ниобия, германия, рения, скандия и др. в мире активно растет и, поэтому, в большой мере происходит снижение количества рентабельных для отработки в условиях рыночной экономики месторождений металлических полезных ископаемых, что в первую очередь связано с ухудшением горно-геологических условий месторождений, ростом затрат на электроэнергию и транспортировку минерального сырья. Это лишний раз подтверждает актуальность использования ценных цветных и редких металлов, содержащихся в углях. Например, в Кемеровской области (Россия) накоплены значительные объемы отходов минеральной продукции, большую часть которых составляют зольные и шлаковые отходы углей. Они соответствуют определению техногенных месторождений, как многотоннажных скоплений отходов добычи и переработки минерального сырья, которые могут с успехом быть использованы в различных народно-хозяйственных областях.

Технологическая и энергетическая политика угольной промышленности Таджикистана должна быть направлена на повышение эффективности отработки угольных пластов с максимальным использованием положительных качеств углей и снижением влияния их отрицательных свойств на безопасность угледобычи и экологическую обстановку среды.

В этом направлении нужно вести работы по дегазации и утилизации метана угольных пластов, глубокой переработки углей и т.д.

Один из путей повышения рентабельности добычи угля связан с разработкой мероприятий по комплексному использованию металлов-примесей в добываемых углях, которые можно рассматривать как ценные и экологически вредные.

Использование ценных металлов предполагает предусматривать сбыт товарных углей, отличающихся повышенными концентрациями ценных металлов с повышенным коэффициентом извлечения.

Таким образом, интенсивный рост промышленного использования каменного угля в республике взамен природного газа неизбежно сопровождается накоплением значительных объемов зольных отходов, для качественного и эффективного использования которых необходимо выполнение соответствующих геохимических и химических исследований состава ископаемых углей и отходов их использования.

В настоящее время основным объектом добычи угля для обеспечения нужд промышленных объектов города Душанбе близирасполженных районов республики является Фан-Ягнобское месторождение обладающее крупными разведанными запасами (около 1 млрд. тонн). Поэтому, вопросы утилизации отходов и комплексного их использования представляет значительный интерес.

Угли каменноугольного месторождения Фан-Ягноб характеризуются повышенными концентрациями таких сопутствующих малых элементов как цинк, барий, фосфор, ванадий, хром, никель, марганец, олово, серебро. За некоторыми исключениями их содержания повышены и в золах углей (100-760 г/т). Эти данные могут представлять интерес при комплексном использовании угольных месторождений.

По результатам анализа 730 проб угля и вмещающих пород, отобранных из керна скважин западной площади месторождения, изучена металлоносность 5-ти угольных пластов этой площади.

Содержание элементов в углях экологически потенциально опасных элементов на Западной площади месторождения повышенное. Здесь выделены зоны с достаточно высокими концентрациями фтора, мышьяка, ртути и ванадия. Свинец, бериллий и марганец образуют более локальные зоны повышенных концентраций. Вовлечение в потребление углей Западной площади необходимо сопровождать изучением концентраций токсичных элементов, а при централизованном их использовании в качестве топлива при проектировании углеперерабатывающего предприятия, следует предусмотреть установку оборудования, исключающего загрязнения окружающей среды.

Изучение распределения содержаний элементов, представляющих возможный промышленный интерес, показало, что почти все угольные пласты Западной площади месторождения отличаются повышенными концентрациями цинка. Отдельные угольные пласты несут повышенные концентрации скандия, кобальта и серебра.

Результаты изучения содержания малых элементов в четырех угольных пластах Восточной площади месторождения показывает, что они в целом имеют сходную геохимическую специализацию. Угли большинства угольных пластов специализированы на ванадий, молибден, медь, серебро, сурьму, олово и фосфор, а также хром, свинец, цинк, галлий, бериллий, вольфрам, германий, барий, стронций и скандий.

Минимальные концентрации характерны для марганца, никеля, кобальта, мышьяка, иттрия. На примере угольных пластов Восточной площади изучена закономерность распределения содержаний микроэлементов в углях с различной зольностью. Элементы, на которые специализированы угли площади концентрируются в высокозольных пачках угольных пластов. Это титан, германий, медь, серебро, олово, сурьма, ванадий, свинец, хром, цинк и бериллий.

Извлечение металлов из углей, несколько снижает рентабельность использования традиционно используемых металлических руд и наиболее рациональным становится извлечение ценных компонентов параллельно с промышленным сжиганием углей

Фозилов Дж.Н. зав. кафедры минералогии и петрографии геологического факультета Таджикского национального Университета