2
 Приветствуем Вас в разделе, посвященном технологиям эффективного использования отходов - шлаков - в промышленности! Шлаки - это отходы ряда производств с высокотемпературными технологическими процессами. Шлаки рождаются в металлургических печах, на тепловых электростанциях, на химических предприятиях и др. отраслях. Количество шлаков из года в год растет, по мере того как растет и развивается промышленность. Научные исследования и опыт показали, что шлаки могут стать неиссякаемым источником дешевого сырья, в частности, для строительной индустрии. И это особенно актуально сегодня, когда сырьевая база стройиндустрии расширяется за счет роста добычи природных минеральных ресурсов. Стратегической целью должен быть переход на безотходные технологии, вовлечение в производство многотоннажных техногенных экологически чистых продуктов и рециклируемых материалов, в которых законсервирована энергия труда прошлых и настоящего поколений и экологическое благополучие будущих. |
В зависимости от химического состава и условий охлаждения кристал-лические шлаки могут содержать силикаты кальция в виде различных модификаций белита, ранкинит, псевдоволластонит, мелилит, оксид магния, железосодержащие минералы и могут быть в свободном состоя-нии оксиды и гидроксиды кальция и магния. Содержание белитовой фазы в шлаках колеблется от 30 до 60%, что делает их весьма перспективным сырьем для производства строительных материалов. На основе таких шлаков можно получить строительные материалы высокого качества при меньших энергозатратах. Рентгенофазовый анализ показал наличие в шлаке ОЭМК: γ-модификации C2S, MgO, Fe2O3, FeO, SiO2 и частично неразложившийся СаСО3. По модулю основности шлак является высокоосновным. Химический состав шлака приведен в табл.1. Данный шлак преимущест-венно состоит из рассыпавшейся белитовой фракции (содержание C2S=60%). В естественных условиях твердения форма C2S является инертной. MgO в шлаках представлен в основном периклазом, при авто-клавной обработке дает значительное увеличение объема. Ускорить процесс гидратации этих фаз можно, используя активизаторы тверде-ния, в частности щелочи. В качестве такой добавки можно использовать пыль вращающихся печей цементных заводов с высоким содержанием щелочей. При исследовании пыли электрофильтров вращающихся печей ЗАО «Белгородский цемент» обнаружено в ней повышенное содержание щелочей КСl, К3Na(SО4)2, а также небольшое количество СаСО3, SiО2. Пыль поля №3 ЗАО «Белгородский цемент» отличается от предыдущих проб повышенными дисперсностью (Sуд =243 м2/кг) и содержанием растворимых соединений до 72,5 % Таблица 1 Химический состав исходных материалов Мате | Содержание оксидов, масс. % | ППП | | риал | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | R2O | % | | Шлак | 21,4 | 5,83 | 11,57 | 38,6 | 9,67 | 0,2 | 0,25 | 12,5 | | Пыль | 9,8 | 2,19 | 1,75 | 38,9 | - | 4,7 | 13,6 | 29,6 |
При исследовании влияния цементной пыли на активность шлака в со-ставе известково-песчаного вяжущего шлак предварительно измель-чали до Sуд=498,2 м2/кг. Образцы пластического формования автоклавировали при Т=175 оС по режиму 2–6–2 часа. При введении пыли в шлак (состав 7, см. табл.2) автоклавированные образцы не испытывали неравномерность изменения объема, прочность при сжатии образцов составила 6,7 МПа. Следовательно, цементная пыль активизирует гидратацию основных компонентов шлака. Смешанное вяжущее из шлака, извести, кварцевого песка с добавкой цементной пыли (составы 9, 10, 11, см. табл.2) характеризуется более высокой активностью в сравнении с известково-песчаным вяжущим (состав 1, табл. 2). Наибольшие значения прочности (20,1 МПа ) вяжущего получены при замене извести на 60% шлаком и введении 5% пыли цементных вращающихся печей. Большее количество пыли снижает содержание активной составляющей вяжущего (шлак-известь), что сказывается на уменьшении прочности вяжущего. Таким образом, оптимальное количество вводимой пыли в известково-песчаное составляет 5 %. Таблица 2 Состав и свойства вяжущих автоклавного твердения № | Состав вяжущего, % | Изотермическаявыдержка 6 час. | | | шлак | известь | песок | пыль | Rсж., Мпа | Са(ОН)2св.,% | | 1 | - | 50 | 50 | - | 9,0 | 3,5 | | 2 | 100 | - | - | - | 0,25 | не опред. | | 3 | 50 | 50 | - | - | 3,6 | 15,0 | | 4 | 50 | - | 50 | - | 2,2 | не опред. | | 5 | 40 | 10 | 50 | - | 8,5 | 3,2 | | 6 | 35 | 15 | 50 | - | 12,0 | 1,8 | | 7 | 83 | - | - | 17 | 6,5 | 1,5 | | 8 | 50 | - | - | 50 | 10,3 | 0 | | 9 | 35 | 5 | 50 | 10 | 16,9 | 0,8 | | 10 | 35 | 10 | 50 | 5 | 20,0 | 0,3 | | 11 | 30 | 15 | 50 | 5 | 20,1 | 0,5 |
|
