Библиографическое описание:

Хлыстов А. И., Власов А. В., Власова Е. М. Техногенные шламовые отходы промышленности, их свойства и применение // Молодой ученый. — 2016. — №10.



Шламами называют техногенные продукты, получаемые в процессе водоочистки на предприятиях металлургии, химии, нефтехимии и машиностроения. Многие техногенные шламовые отходы по своему химическому составу приближаются к традиционным вяжущим. Поэтому проблема рационального использования дешевых техногенных продуктов различных отраслей промышленности в производстве вяжущих давно привлекает многих ученых и практиков. Долгое время для производства вяжущих применялись классическое сырье и шлаки, побочный продукт различных производств, но с наступлением XXI века большинство школ материаловедения обратило внимание на многотоннажные техногенные шламовые отходы. Так кафедрой «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» Самарского государственного архитектурно-строительного университета были выявлены существенные возможности по применению шламовых отходов Самарского металлургического завода в качестве модифицирующей добавки в составах различных вяжущих, в том числе жаростойких. Данное обстоятельство способствует расширению выпуска новых строительных материалов и значительному снижению их стоимости [1, 2].

На Самарском металлургическом заводе функционируют современные очистные сооружения. На установках этих сооружений в результате ряда технологических операций образуются различные шламы: алюмощелочной, карбонатный и алюмокальциевый [3]. Химический состав техногенных шламов приведен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав техногенных шламов

Наименование

шлама

Содержание, масс %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

R2O

п.п.п

Алюмокальциевый шлам

8,16

14,6

0,8

26,32

8,24

1,58

1,36

38,88

99,94

Алюмощелочной шлам

-

44,1

0,8

1,4

6,6

0,58

10,73

35,31

100,32

Карбонатный

шлам

2÷4

0÷13

2÷13

36÷47

2÷14

0÷6

-

34÷41

-

Наноразмерность шламов Самарского металлургического завода находится в пределах 20–80 нм, данные значения были подтверждены проведенными испытаниями в институте ядерных исследований по методике малоуглового рассеяния нейтронов с использованием дифрактометра «Мембрана-2», а чтобы достоверно судить о минералогическом составе шламов был проведен их рентгенофазовый анализ с помощью дифрактометра «ДРОН-3» (рис. 1, 2 и 3).

Рис. 1 — Рентгенограмма шлама щелочного травления алюминия

(в сухом состоянии): Г — гидроаргиллит — Al(OH)3

Рис.2 — Рентгенограмма шлама щелочного травления алюминия

(после термообработки):

γ-Al2O3 — технический глинозем, т. е. (Al(OH)3 → γ-Al2O3 + H2O↑

Рис. 3 — Рентгенограмма алюмокальциевого шлама:

кц — кальцит (CaCO3); кв — кварц (SiO2)

Полученные данные физико-химических исследований и проведенные многочисленные лабораторные испытания с техногенными шламами в качестве добавки в различные вяжущие показали положительный эффект их применения в области создания огнеупорных композитов, а именно было отмечено полифункциональное действие шламов [4, 5]:

- снижение водоцементного отношения;

- повышение начальных физико-термических характеристик жаростойких вяжущих;

- повышение реологических характеристик.

Литература:

1. Стройматериалы из промышленных отходов / Т. Б. Арбузова, В. А. Шабанов, С. Ф. Коренькова, Н. Г. Чумаченко. — Самара.: Изд-во «Самарский Дом печати», 1993. — 93 с.

2. Арбузова, Т. Б. Строительные материалы на основе шламовых отходов: учебное пособие / Т. Б. Арбузова. — Самара.: Изд-во Самарск. гос. арх.-строит. академии, 1996. — 38 с. — ISBN 5–230–07394–3.

3. Хлыстов, А. И. Повышение эффективности и улучшение качества огнеупорных футеровочных материалов: монография / А. И. Хлыстов. — Самара.: Изд-во Самарск. гос. арх.-строит. ун-та, 2004. — 134 с. — ISBN 5–9585–0051–1.

4. Хлыстов, А. И. Жаростойкие бетоны на жидком стекле повышенной долговечности / А. И. Хлыстов, И. В. Горюшинский, А. В. Власов // Огнеупоры и техническая керамика. — 2013. — № 4–5. — С. 23–28.

5. Хлыстов, А. И. Высокоглиноземистое шламовое нанотехногенное сырье в производстве жаростойких бетонов / А. И. Хлыстов, В. А. Широков, Е. А. Чернов // Ж., Научное обозрение. — 2013. — № 12. — С. 196–199.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle