Использование техногенного сырья для производства гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ
Использование техногенного сырья для производства гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ С.А. Погорелов, канд. техн. наук, доцент, Приводится пример использования техногенного сырья для производства гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ. Техногенным сырьем служат попутные продукты промышленности – витаминный гипс, цитрогипс, керамзитовая пыль и зола ТЭС. Вопрос рассматривается как с производственно-технологической точки зрения, так и с экологической.Последние годы уходящего столетия явились периодом интенсивного мирового потребления природных недр и энергии. Вступление человечества в третье тысячелетие сопровождается его деятельностью по масштабам, соизмеримым с геологическими процессами в природе. Ежегодно перерабатывается около 4, 5 млрд т различных полезных ископаемых. В качестве отходов при этом образуется огромное количество различных техногенных продуктов, которые пока мало применяются в народном хозяйстве. И поэтому в настоящее время крайне актуальна проблема комплексного использования как природных, так и техногенных минерально-сырьевых ресурсов [1].Техногенное сырье, по сравнению с природным, традиционным – более энергонасыщено, так как при получении основного продукта оно получает часть энергоносителя. Использование такого сырья может привести к снижению энергоемкости производства строительных материалов. Однако, иногда имеются сложности с использованием техногенных продуктов в других отраслях, в частности промышленности строительных материалов, т. е. необходима небольшая дополнительная доработка этих продуктов до требований, предъявляемых к сырьевым материалам. Это происходит зачастую потому, что предприятия нарушают технологический регламент производства основной продукции, в результате чего получаемое техногенное сырье значительно отличается и по составу, и по свойствам. Когда технологическим регламентом не предусмотрено получение техногенного сырья с определенными свойствами, необходимо целевое изменение технологического процесса производства на одном из этапов с целью получения сырья с необходимыми свойствами, пригодного для использования при производстве строительных материалов. Таким образом, в химической, металлургической, горнорудной и других отраслях народного хозяйства, где образуется большое количество техногенных отходов, при необходимости меняется технологический процесс основного производства и получаются не отходы, а сырье или полуфабрикаты для других отраслей промышленности, в частности, для производства строительных материалов.Примером рационального комплексного использования техногенного сырья могут служить работы, выполняемые на кафедре строительного материаловедения, изделий и конструкций Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова [2–4].Известно, что гипсовые вяжущие вещества и изделия на их основе относятся к эффективным строительным материалам и отличаются высокими технико-экономическими показателями производства и применения в строительстве, а гипсовые изделия к тому же не требуют ускорения твердения при их изготовлении.Однако Белгородская область не располагает сырьем для производства этих вяжущих веществ. При этом в регионе работают предприятия, в результате деятельности которых образуется техногенное гипсовое сырье – витаминный гипс и цитрогипс. Причем образование витаминного гипса основано на утилизации двух видов отходов. Так, при производстве ароматических углеводородов, в качестве катализатора, используется концентрированная серная кислота, которая затем выбрасывается на поля естественной фильтрации в виде сернокислых стоков с содержанием 16…20% кислоты. На этом же предприятии при получении ацетилена из карбида кальция образуется так называемый карбидный ил, представленный на 60…65% гидроксидом кальция. Карбидный ил параллельно с сернокислотными стоками также выбрасывается в виде отходов производства на поля естественной фильтрации. Для нейтрализации сернокислотных стоков карбидным илом была построена специальная установка – станция нейтрализации. В результате получены гипсосодержащие отходы (техногенный витаминный гипс) в виде шлама по своему составу на 95…98% представленные двуводным сульфатом кальция – гипсом.Петрографические исследования и применение РЭМ показали, что порошок витаминного гипса состоит из мелких, тонких пластинчатых кристаллов двугидрата сульфата кальция размером 5…15 мм и агрегатов размером 50…120 мкм. Микроструктура порошка витаминного гипса показана на рис. 1. На фоне отдельных таблитчатых кристаллов отчетливо видны и их агрегаты.Полученный продукт, однако, содержит примеси, ограничивающие его применение. С целью получения качественного сырья были проведены исследования по очистке витаминного гипса от органических примесей. Цитрогипс образуется как побочный продукт работы предприятия по производству лимонной кислоты. Он также в виде шлама выбрасывается на поля естественной фильтрации в черте города. Общее количество выбрасываемого техногенного гипса, при переработке его на вяжущие вещества, достаточно для удовлетворения региона в этом виде вяжущих и может исключить завоз их из других областей России.Нами были проведены исследования по получению гипсовых вяжущих веществ из техногенного гипса [5]. Дегидратацию производили «сухим» способом – обжигом и «мокрым» – автоклавированием. Характеристика гипсовых вяжущих веществ, полученных из техногенного гипса, приведены в таблице.Известно, что существенным недостатком гипсовых изделий является их низкая водостойкость. При этом эффективным способом повышения коэффициента размягчения этих изделий является смешивание гипсового вяжущего с портландцементом и активными минеральными добавками. Таковыми добавками могут служить также отходы промышленных производств. Нами были проведены исследования по применению в качестве активных минеральных добавок керамзитовой пыли и золы ТЭС. Керамзитовая пыль представляет тонкодисперсный продукт отсева при производстве керамзитового гравия. Зола является продуктом сжигания топлива на тепловой электростанции. В результате исследований были получены положительные результаты по применению керамзитовой пыли и золы в качестве активных минеральных добавок в смешанных вяжущих веществах повышенной водостойкости. При этом решались как технологические, так и экологические задачи. Так, использование керамзитовой пыли и золы ТЭС в составе гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ (КЦПВ) позволило повысить водостойкость изделий на их основе с 0, 35…0, 38 до 0, 46…0, 51, а также рекомендовать эти отходы в качестве техногенного сырья.
Другие файлы:
Производство гипсовых вяжущих веществ
Общая характеристика и марки (типы) гипсовых вяжущих. Свойства гипса и растворов на его основе. Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ. Дегид...
Методы и средства измерений, испытаний и контроля в производстве гипсобетонных стеновых панелей
Характеристика свойств гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ, щебеня, гравия, монтажных петлей панели и портландцемента. Методы определения прочн...
Гипсовые материалы и изделия. Производство и применение
Справочник содержит основные сведения о природном гипсовом сырье и попутных продуктах промышленности, содержащих сульфаты кальция (гипсосодержащие отх...
Твердение вяжущих при повышенных температурах
Книга представляет собой монографию, посвященную вопросам твердения вяжущих веществ при повышенных температурах во влажной среде, т.е. при таких режим...
Производство полуводного гипса
Характеристика гипсовых вяжущих веществ. Разработка процесса производства полуводного гипса. Определение загрузки мощностей, выбор технологического об...
