Установлено, что в начальные сроки (до 3—5 лет) благодаря процессам влагообмена происходит значительное улучшение потребительских свойств гранул — кондиционирование, выражающееся в их уплотнении и упрочнении. Особенно интенсивно это происходит в поверхностных горизонтах. В дальнейшем, через 10—12 лет, часть гранул на поверхности слоя разрушается, образуя песок 1—3 мм, частицы которого сохраняют высокую прочность. В этот период наиболее прочны гранулы нижних горизонтов, где еще неразвиты процессы выветривания. В результате изучения химического состава гранул установлено, что при атмосферном кондиционировании происходит завершение гидратации зольного камня, продукты которого заполняют поры и таким образом уплотняют их, соответственно возрастет величина потерь их при прокаливании, особенно в поверхностном горизонте. Позднее известково-гидратные соединения в их составе карбонизируются, способствуя дальнейшему уплотнению и упрочнению гранул. Отмечено, что уровень карбонизации гранул определяется их близостью к поверхности и на нижних горизонтах она “затухает”.
Особый интерес представляет водопоглотительная способность гранулохранилища. Ее следует рассматривать на макро- и микроуровнях, характеризующихся соответственно межпустотным пространством гранул и их открытой пористостью. Установлено, что зольные гранулы способны поглощать до 20 % от собственной массы влаги. Общая способность водопоглощения слоя, по-видимому, определяется суммарным показателем свободного объема пор и объема водных пленок на поверхности гранул. 
Рис.4. Модельная установка для изучения воздействия атмосферных процессов на гранулированные продукты: 1 — наружная емкость; 2 — теплоизоляционная засыпка; 3 — пластиковые емкости (4 шт.) с перфорированным дном; 4 — гранулы; 5 — стокоприемник; 6 — прибор-индикатор уровнястоков; 7 — подставка; 8 — прибор-индикатор уровня осадков
При атмосферном хранении в теплый период происходит испарение из поверхностных горизонтов слоя. Интенсивность этого процесса превышает скорость испарения влаги с открытой водной поверхности. Однако для нижележащих слоев испарение затруднено наличием верхних подсушенных горизонтов. При сильном увлажнении (таяние снежного покрова или в период обильных осадков) возможна фильтрация влаги в нижележащие горизонты слоя. При его достаточно большой высоте — до нескольких метров — возможно полное поглощение фильтрата. В противном случае он достигает подошвы слоя. Для условий Урала процесс испарения влаги из слоя менее интенсивный, чем ее накопление, поэтому в слое ежегодно аккумулируется определенный ее объем. Соответственно снижается влагопоглотительная способность хранилища, которая после ряда лет полностью исчерпывается. Для ее возобновления рекомендуется перемещать на поверхность водонасыщенные горизонты или ежегодно наращивать высоту хранилища для полного поглощения годового количества осадков — 1—1,5 м (для гранул из высококальциевой золы). Заполненные гранулоотвалы, после проведения соответствующих изыскательских работ, пригодны как площадки для разного рода сооружений, в том числе и промышленных объектов, а после рекультивации — для сельхозугодий (рис. 4). Таким образом, одной из главных тенденций современного природопользования является интенсивное наращивание в отвалах дисперсной минеральной массы, что обусловлено постоянно увеличивающимся дисбалансом между объемами добытого и используемого материала. Сухое складирование дисперсных отходов в сравнении с гидравлическим экологически безопаснее и обеспечивает лучшее качество материала для дальнейшей переработки. Агрегирование минеральных порошков путем грануляции перед складированием можно считать следующим шагом в превращении отвалов в источники кондиционированного техногенного сырья. Наилучшими возможностями для грануляции дисперсных минеральных масс на складирование обладают тарельчатые грануляторы, способные обеспечить получение продукции заданного качества. При использовании барабанных грануляторов процесс труднее управляем, хуже качество продукта. Брикетирование отходов в сравнении с грануляцией более затратно и не в состоянии обеспечить переработку больших объемов материала. Для хранения в окомкованном виде, в первую очередь, рекомендуются порошки с вяжущими свойствами — кальциевые золы ТЭС, пыли цементных печей и др. В остальных случаях водостойкость гранул при хранении достигается путем введения вяжущих добавок — цемента или извести, которые можно заменить теми же высококальциевыми золами и им подобными отходами. В отдельных случаях необходимую прочность и водостойкость агрегатов при атмосферном их хранении можно добиться за счет использования контактно-конденсационных сил. На примере проектных проработок по золоотвалам Березовской ГРЭС рассмотрен вариант масштабного решения организации грануляции, перемещения и складирования гранул. В сравнении с традиционным в теплоэнергетике гидрозолоудалением грануляция помимо повышения надежности транспортирования и экологической безопасности обеспечивает существенное снижение капитальных и эксплуатационных затрат, а также четырехкратное уменьшение площади хранилища. С использованием модельной установки изучены процессы влагообмена в метровом слое гранулированной золы березовского угля при хранении на открытом воздухе. Установлено, что в первые годы происходит кондиционирование потребительских свойств гранул — их уплотнение и упрочнение. В отдаленные сроки (свыше 10 лет) в поверхностном (0,3 м) горизонте под воздействием процессов выветривания происходит разрушение гранул на прочные кусочки размером 1—5 мм.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере/Прокофьева В. В., Боженов П. И., Сухачева А. И., Еремин Н. Я.— Л.: Стройиздат, 1986.— 176с.
Сулименко Л. М., Альбац Б. С. Агломерационные процессы в производстве строительных материалов.— 1994.— 247 с.
Классен П. В., Гришаев И. Г. Основы техники гранулирования.— М.: Химия, 1982.— 272 с.
Удаление и складирование золошлаков тепловых электростанций. Варианты и перспективы развития/Вишня Б. Л., Уфимцев В. М., Сирота Ю. Л. и др.//Гидротехническое строительство.— 1994.— № 11.— С. 24—29.
Винер А. М., Кашкаха А. В., Уфимцев В. М. Система удаления и складирования золошлаков Березовской ГРЭС-1, предварительно гранулированных в виде самотвердеющнх смесей//0храна окружающей среды на ТЭС и АЭС: Сб. науч. тр. АТОП.— М.: Энергоиздат, 1985— С. 20—25.
Уфимцев В. М. и др. Результаты опытно-промышленной грануляции золы березовского угля//Энергетическое строительство.— 1984.— № 11.— С. 51—53.
Изменение строительных свойств гранулированной золы КАТЭК и их влияние на окружающую среду при хранении в атмосферных условиях/Уфимцев В. М., Кайбичева М. Н., Доманская И. К. и др.//Энергетическое строительство.— 1987.— № 6.— С. 78—79.
С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков и с анализом оборудования для производства цемента на основе шлаков Вы можете познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок шлаков в России» и «Анализ оборудования для производства шлакощелочного вяжущего».
Кандидат технических наук УФИМЦЕВ В. М. Уральский государственный технический университет www.newchemistry.ru | 
