Российские ученые доказали, что отходы металлургического производства — доменный шлам и конвертерный шлак — можно эффективно использовать в качестве удобрений. Исследования показали, что урожайность зерновых культур повысилась более чем на 30 процентов, при этом качество зерна осталось на высоком уровне.
Российские ученые доказали, что отходы металлургического производства можно эффективно использовать в качестве удобрений / © Třinecké železárny, ru.wikipedia.org
Доменный шлам содержит около 50 процентов железа, до семи процентов цинка, а также небольшое количество кальция, кремния, магния, алюминия и серы. При этом в нем отсутствуют вредные компоненты, такие как свинец, мышьяк. Некоторые элементы, входящие в состав доменного шлама, необходимы для роста растений, что делает его альтернативой дорогостоящим микроэлементным удобрениям. Конвертерный шлак состоит из пористых гранул размером до трех миллиметров, в основном из соединений кальция, кремния и небольшого количества микроэлементов марганца, алюминия и магния.
«Идея использования для раскисления почв металлургических шлаков сама по себе не нова. В Европе, Японии их используют для этих целей уже более 50 лет. Но в ходе нашей работы было показано, что совместное их применение с металлосодержащими пылями позволяет создавать полностью безопасные и недорогие комплексные минеральные удобрения. Наблюдаемый интерес к нашей технологии со стороны коллег из Вьетнама и Индии указывает на ее востребованность и другими странами с развитым сельским хозяйством», — сказал кандидат технических наук, директор НОЦ энергоэффективности НИТУ МИСИС Денис Кузнецов.
Долгое время переработка крупнотоннажных вторичных продуктов металлургии не являлось приоритетом. Вполне допускалось складировать и десятилетиями хранить их в отвалах, прудах-накопителях, что со временем начало представлять экологическую проблему. Совместное действие доменного шлама как источника микроэлементов и конвертерного шлака как почвенного кондиционера, повышающего биодоступность микроэлементов, на сельскохозяйственные культуры ранее не оценивалась.
Коллектив исследователей Державинского университета, ВГЛТУ имени Г.Ф. Морозова, НИТУ МИСИС, РЭУ им. Г.В. Плеханова и ПАО «Северсталь» изучил совместное использование доменного шлама в качестве источника микроэлементов и конвертерного шлака для раскисления почвы на примере овса.
«Результаты нашей работы, и в целом подобных исследований, имеют большое значение для устойчивого развития металлургической промышленности. Мы показали, что шламы и шлаки можно не просто использовать в сельском хозяйстве, а также комбинировать их с учетом химического состава вторичных продуктов и почв, и получать впечатляющие результаты по приросту урожайности без потери качества сельхозпродукции. Считаю, что разработка, несомненно, ляжет в основу промышленной технологии сельскохозяйственного использования вторичных продуктов металлургии и будет востребована всей отраслью», — отметил эксперт в области доменного и сталеплавильного производства ПАО «Северсталь» Сергей Волохов.
Полученные результаты будут способствовать как сокращению количества накопленных отходов, так и повышению эффективности и устойчивости сельскохозяйственного производства и секвестрации CO2.
«Полученные результаты свидетельствуют о хороших перспективах такого подхода. Кроме того, эта работа — часть большого цикла исследований, который мы проводим уже больше 10 лет с коллегами из Университета МИСИС. Цель — разработать технологии вовлечения крупнотоннажных отходов металлургии в сельскохозяйственное производство в качестве экономически доступных и экологически безопасных микроудобрений, почвенных мелиорантов, стимуляторов роста растений», — рассказала кандидат биологических наук, директор НОЦ «Экологии и биотехнологий» Державинского университета Ольга Захарова.
Подробности исследования опубликованы в научном журнале Agronomy (Q1). Работа выполнена по госзаданию Минобрнауки России.
