Информация о статье

Информация о статье
Об авторах
Список литературы

Свойства и направления использования химически модифицированного сталеплавильного шлака

Авторы

Старостина Ирина Викторовна¹, Лушников Артем Сергеевич², Макридина Юлия Леонидовна³, Писклов Михаил Анатольевич⁴

¹ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия

² ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия

³ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия

⁴ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова», Белгород, Россия.

Выпуск

2022, 3

Ключевые слова

гипсовые вяжущие, железокремниевый флокулянт-коагулянт, кислотная модификация, модельная эмульсия, раствор серной кислоты, сульфат кальция, электро- сталеплавильный саморассыпающийся шлак, эффективность очистки

Аннотация

Представлены результаты исследования влия - ния условий кислотной модификации саморассыпающегося электросталеплавильного шлака на минеральный состав полу - чаемого продукта и возможные направления его использования . Показано , что в результате кислотной модификации электро - сталеплавильного шлака происходит выщелачивание основных оксидов с образованием кристаллов сульфата кальция различ - ной степени обводнения и кремневой кислоты . Увеличение концентрации раствора кислоты от 6 до 17,5 Н приводит к уменьшению содержания СаSO 4·2H 2O и увеличению содержа - ния безводного СаSO 4 в получаемом продукте . Развитие металлургии как промышленности неразрывно связано с из- менением экологической обстановки в зоне производства и жизни человека . Все предприятия металлургического комплекса можно условно разделить на две группы : – горнодобывающее производство и обогатительные комбинаты ; – металлургическое производство . На промышленных предприятиях в условиях горно -металлур - гического производства происходит образование различных видов отхо - дов – газо-воздушных смесей , сточных вод и твердых промышленных от- ходов , каждый из которых оказывает влияние на окружающую среду . Старостина Ирина Викторовна – кандидат технических наук , доцент кафедры про- мышленной экологии , e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.; Лушников Артем Сергеевич – студент ; Макридина Юлия Леонидовна – ассистент кафедры промышленной экологии ; Писклов Михаил Анатольевич – студент , ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова », Белгород , Россия . УНИВЕРСИТЕТ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО . №3(85). 2022. 53 Большая часть промышленных отходов металлургического производства приходится на металлургические шлаки , которые образуются при выплав - ке металла из пустых пород , флюсов , продуктов окисления расплава и футеровки печей . Отходы складируются на больших площадях , которые занимают тысячи гектаров земель , которые в большинстве случаев имеют сельскохозяйственное назначение . В них накоплено около 500 млн т шла- ков и ежегодно прибавляется примерно 80 млн т. Шлаки представляют собой многокомпонентную силикатную систему со сложным химическим и фазовым составом , зависящим от вида выплав - ляемого металла и особенностей металлургического процесса . В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной ме- таллургии делятся на следующие виды : доменные ; сталеплавильные (мар- теновские , конвертерные , бессемеровские и томасовские , электроплавиль - ные); производства ферросплавов ; ваграночные . Наибольшим является выход доменных шлаков – на 1 т чугуна он составляет 0,6…0,7 т. При вы- плавке стали выход шлаков на 1 т значительно меньше и составляет , т: при мартеновском способе – 0,2…0,3; бессемеровском и томасовском – 0,1…0,2; при выплавке стали в электропечах – 0,1…0,04. Из всего объема образующихся металлургических шлаков используется около 50 %, и то главным образом доменные гранулированные шлаки – до 75 % от выхода . Шлаки ферросплавного производства используются на 45 – 50 %, сталеплавильные шлаки перерабатываются только 10 – 15 %. В качестве основных причин низкого уровня переработки и утилиза - ции сталеплавильных и особенно электросталеплавильных шлаков можно выделить следующие : высокое содержание СаО в составе шлаков в свя- занном и свободном состояниях , низкая гидравлическая активность , нали - чие металлических включений (до 5 %), непостоянство химического и ми- нералогического составов и неустойчивость структуры . Анализ литературы показал [1 – 4], что исследованиям по переработке и утилизации сталеплавильных шлаков с получением новой продукции с высокими потребительскими свойствами уделяется большое внимание . Так, в работе [5] представлены результаты использования медленно охлажденных сталеплавильных шлаков (мартеновского и конвертерного ), не подверженных распаду , в качестве наполнителя асфальтобетонных смесей . Показано , что шлак может стать эффективной заменой природных материалов при приготовлении шлако -асфальтобетонных смесей для го- родских улиц и дорог различных категорий . Авторами исследований [6] разработаны рациональные составы сухих строительных смесей с использованием в качестве наполнителя тонкодис - персной фракции саморассыпающихся электросталеплавильных шлаков . Установлено , что физико -механические показатели растворов , приготов - ленных на основе разработанных штукатурных сухих смесей , отвечают нормативным требованиям , что позволяет рекомендовать разработанные составы для использования в промышленных условиях . Существует опыт использования сталеплавильных шлаков совместно со шламами , образующимися при умягчении воды ТЭЦ , в технологии укрепления глинистых грунтов , что обеспечивает повышение прочности и водостойкости капитальных покрытий и оснований лесовозных дорог [7]

Как цитировать статью

Старостина И. В., Лушников А. С., Макридина Ю. Л., Писклов М. А. Свойства и направления использования химически модифицированного сталеплавильного шлака // Вопросы современной науки и практики. — 2022. — № 3(85). — С. 052-062.

Скачать PDF

(Количество скачиваний:29)

Скачать XML

DOI:

10.17277/voprosy.2022.03.pp.052-062

Страницы:

052-062

Просмотров:

Старостина Ирина Викторовна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Белгород, Россия

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой экобиотехнологии

ORCID: 0000-0000-2474-4152

Лушников Артем Сергеевич

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Белгород, Россия

аспирант кафедры экобиотехнологии

ORCID: 0000-0001-9956-6941

Макридина Юлия Леонидовна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Белгород, Россия

старший преподаватель кафедры экобиотехнологии

Писклов Михаил Анатольевич

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова», Белгород, Россия.

студент

Корнеева, Е. В. Использование электросталеплавильного шлака в произ- водстве бесклинкерного вяжущего / Е. В. Корнеева, Г. И. Бердов // Вестн. Южно- Уральского гос. ун-та. Серия: Строительство и архитектура. – 2018. – Т. 18, № 3. – С. 35 – 40. doi: 10.14529/build180305
Корнеева, Е. В. Использование электросталеплавильного шлака в произ- водстве строительных материалов / Е. В. Корнеева, В. А. Корнеев // Вестн. Волго- градского гос. архитектурно-строительного ун-та. Серия: Строительство и архи- тектура. – 2016. – № 45 (64). – С. 45 – 53.
Глиношлаковые материалы автоклавного твердения на основе саморассы- пающихся сталеплавильных шлаков / Ю. Л. Старостина, Н. С. Лупандина, Ю. С. Воронина, И. В. Старостина // Вестн. Белгородского гос. технологического ун-та им. В. Г. Шухова. – 2012. – № 3. – С. 170 – 174.
Использование отходов металлургического производства для удаления нефтепродуктов с поверхности воды и почвы / Ю. К. Рубанов, И. В. Старостина, М. М. Ариас, Е. В. Блайдо // Вестн. Белгородского гос. технологического ун-та им. В. Г. Шухова. – 2009. – № 4. – С. 126–127.
Пименов, А. Т. Обоснование возможности применения отходов металлур- гических производств при строительстве и ремонте дорожных покрытий и осно- ваний / А. Т. Пименов, В. С. Прибылов // Вестн. Сибирского гос. ун-та путей сообщений. – 2021. – № 2 (57). – С. 42 – 48. doi: 10.52170/1815-9265_2021_57_42
Шлаки металлургического производства – эффективное сырье для получе- ния сухих строительных смесей / Н. А. Шаповалов, Л. Х. Загороднюк, И. В. Тику- нова [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 1-1. – С. 167 – 172.
Штефан, Ю. В. Укрепление глинистых грунтов временных лесовозных дорог отходами промышленности и металлургическими шлаками / Ю. В. Штефан, Б. А. Бондарев // Строительные материалы. – 2020. – № 4-5. – С. 80 – 89. doi: 10.31659/0585-430X-2020-780-4-5-80-89
Остроушко, А. В. К вопросу рециклинга металлургических шлаков как од- ного из направлений эколого-экономического и инновационного развития пред- приятий ГМК / А. В. Остроушко, А. А. Алешин, В. А. Алешина // Экология и промышленность России. – 2012. – № 4 (33). – С. 103 – 108.
Старостина, И. В. Использование саморассыпающихся электросталепла- вильных шлаков в технологии силикатных бетонов : дис. … канд. техн. наук :
05.17.11 / Старостина Ирина Викторовна. – Белгород, 2002. – 226 с.
Калыска, А. О. Активация процессов твердения электросталеплавильных шлаков и блокирование ионов тяжелых металлов / А. О. Калыска, А. В. Бусел // Вестн. Полоцкого гос. ун-та. Серия F. Строительство. Прикладные науки. – 2015. – № 8. – С. 83 – 87.
Использование биомассы насекомых для выращивания радужной форели в аквакультуре (краткий обзор зарубежной литературы) / И. Г. Шайхиев, С. В. Свергузова, Ж. А. Сапронова [и др.] // Вестн. Астраханского гос. техн. ун-та. Серия: Рыбное хозяйство. – 2021. – № 1. – С. 69 – 81. doi: 10.24143/2073-5529- 2021-1-69-81
Van Huis, A. Potential of Insects as Food and Feed in Assuring Food Security / A. Van Huis // Annual Review of Entomology. – 2013. – Vol. 58. – P. 563 – 583. doi: 10.1146/annurev-ento-120811-153704
Белецкая, В. А. Особенности структурообразования коллоидной кремне- кислоты в техногенных солевых растворах / В. А. Белецкая, Е. Л. Румянцева // Изв. высш. учеб. заведений. Серия: Химия и хим. технология. – 2012. – Т. 55, № 1. – С. 63 – 67.
Пономарева, И. А. Переработка сталеплавильных шлаков с получением гипсовых композиционных материалов / И. А. Пономарева, И. В. Старостина // Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды : материалы Междунар. науч.-техн. конф., 24–25 ноября 2015 г., Белгород. – Белгород, 2015. – Т. III. – С. 221 – 227.

Yandex.Metrika