Российские ученые доказали, что отходы металлургического производства — доменный шлам и конвертерный шлак — можно эффективно использовать в качестве удобрений. По результатам исследований урожайность зерновых культур повысилась более чем на 30%, при этом на качество зерна осталось на высоком уровне.
Доменный шлам содержит около 50% железа, до 7% 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 3 мм, 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.
