При выращивании овса они применяли доменный шлам для обогащения почвы микроэлементами и конвертерный шлак для её раскисления.
Фото: Никита Мальцев
Учёные Державинского университета совместно с коллегами из НИТУ МИСИС, ВГЛТУ имени Г. Ф. Морозова, РЭУ им. Г. В. Плеханова и ПАО «Северсталь» доказали возможность использования отходов металлургии как удобрений. При выращивании овса они применяли доменный шлам для обогащения почвы микроэлементами и конвертерный шлак для её раскисления. Эксперимент показал, что урожайность увеличилась на 30%, а высота растений — на 18%, при этом качество зерна не изменилось.
Доменный шлам содержит около 50% железа, 7% цинка, а также кальций, кремний, магний, алюминий и серу. Вредные примеси, такие как свинец и мышьяк, не выявлены. Благодаря составу он может заменить дорогие микроудобрения. Конвертерный шлак, представленный пористыми гранулами до 3 мм, содержит соединения кальция и микроэлементы — марганец, алюминий и магний.
— Идея использования для раскисления почв металлургических шлаков сама по себе не нова. В Европе, Японии их используют для этих целей уже более 50 лет, — говорит директор НОЦ энергоэффективности НИТУ МИСИС, к. т. н. Денис Кузнецов. — В нашей работе мы показали, 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.
Долгое время переработка крупнотоннажных отходов металлургии не была в приоритете. Их десятилетиями хранили в отвалах и прудах-накопителях, что постепенно становилось экологической проблемой. Влияние доменного шлама как источника микроэлементов и конвертерного шлака как почвенного кондиционера на сельскохозяйственные культуры ранее не изучалось.
Фото: Никита Мальцев
— Результаты нашей работы, и в целом подобных исследований, имеют большое значение для устойчивого развития металлургической промышленности, — говорит эксперт в области доменного и сталеплавильного производства ПАО «Северсталь» Сергей Волохов. — Мы показали, что шламы и шлаки не просто можно использовать в сельском хозяйстве, а, комбинируя их с учетом химического состава как самих вторичных продуктов, так и почв, 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.
Работа выполнена по госзаданию Минобрнауки России. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Agronomy (Q1).
— Мы реализовали исследование в новой концепции: комбинируем разные виды отходов, чтобы усилить их позитивные эффекты и преодолеть возможные негативные. И полученные результаты свидетельствуют о хороших перспективах такого подхода, — говорит один из авторов статьи, директор НОЦ «Экологии и биотехнологий» Державинского университета, к. б. н., доцент Ольга Захарова. — 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.
Результаты работы ученых подтверждены статьями, выпускными и диссертационными работами. Предложенный подход поможет сократить отходы, повысить эффективность сельского хозяйства и способствовать секвестрации CO2.