Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Способы активизации сталеплавильного шлака - как компонента автоклавного вяжущего

Проблема окружающей среды до сих пор является одной из самых важных задач. В связи с ухудшением экологии местности и значительными материальными затратами на складирование отходов горнометаллургических предприятий (отвальных шлаков) исследования по возможности их использования в различных строительных материалах имеют большое практическое значение.

В настоящее время в промышленности строительных материалов накоплен определенный опыт эффективного использования отходов и попутных продуктов различных отраслей народного хозяйства, широкое применение которых не только увеличит сырьевые ресурсы строительных материалов, уменьшит капитальные вложения на строительство предприятий, но и позволит ликвидировать значительные непроизводственные затраты на сооружение и эксплуатацию отвалохранилищ, очистных сооружений и т.д. Кроме этого, использование отходов позволит расширить ассортимент строительных материалов и изделий.

Металлургические шлаки уносят в отвал более 1200 кДж/кг, огромные средства расходуются на содержание отвалов, т.к. на Оскольском электрометаллургическом комбинате ежегодно попадает в отвал более 360 тыс. тонн шлака.

Анализ литературных данных показал, что металлургические шлаки являются продуктом плавления флюсующих пород (обычно известняков или извести), облегчающих плавку металлов и извлекающих из них вредные примеси [1]. В зависимости от химического состава и условий охлаждения кристаллические шлаки могут содержать силикаты кальция в виде различных модификаций белита, ранкинит, псевдоволластонит, мелилит, оксид магния, железосодержащие минералы и могут быть в свободном состоянии 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: g-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 преимущественно состоит из рассыпавшейся белитовой фракции (содержание g-C2S=60%). В естественных условиях твердения g-форма C2S является инертной. MgO в шлаках представлен в основном периклазом, при автоклавной обработке дает значительное увеличение объема. Ускорить процесс гидратации этих фаз можно, используя активизаторы твердения, 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

1 2 3 4