Применение железистых, серосодержащих и кремнеземистых

Побочных продуктов.

Из отходов этой группы наиболее широко применяются пиритные огарки. В частности, в производстве портландцементного клинкера их используют как корректирующую высокожелезистую добавку. Однако огарки составляют лишь небольшую часть их общего выхода. Основная масса этих отходов поступает в отвалы.

Содержание в огарках некоторого количества мышьяка, выщелачиваемого под воздействием атмосферных осадков, обусловливает их вредное воздействие на окружающую среду при хранении в отвалах.

К железосодержащим отходам также относятся: колошниковая пыль –отход доменного производства, железный шлам – отход производства анилина и др.

Наибольший интерес для народного хозяйства представляет проблема переработки пиритных огарков в металлическое железо, которая в промышленном масштабе пока не решена. Также перспективным является предварительное извлечение из огарков таких ценных металлов как медь, цинк, кобальт, свинец и др. При этом наиболее рациональным способом переработки пиритных огарков является низкотемпературный хлорирующий обжиг, позволяющий комплексно извлекать цветные и редкие металлы, а затем перерабатывать железосодержащий остаток на чугун.

В производстве искусственных заполнителей бетонов пиритные огарки могут быть использованы и как добавка и как основное сырье. Добавку пиритных огарков в количестве 2-4% от общей массы вводят для увеличения газотворной способности глин при получении керамзита. Этому способствуют распад в огарках при 700-800^оС остатков пирита с образованием сернистого газа и восстановление железа под влиянием органических примесей, присутствующих в глинистом сырье, с выделением газов CO+CO₂.

Железистые соединения, особенно в закисной форме, действуют как плавни, вызывая разжижение расплава и уменьшение температурного интервала изменения его вязкости. Содержание органических веществ (в пересчете на твердый углерод) по отношению к оксиду железа должно составлять 0,01-0,2. Если в исходном керамзитовом сырье содержание оксидов железа менее 7%, а органических веществ – менее 1%, то пиритные огарки вводят в комплексе с органическими добавками, что способствует снижению средней плотности керамзита.

Железосодержащие добавки применяют в производстве стеновых керамических материалах для снижения температуры обжига, повышения качества и улучшения цветовых характеристик.

Термическая переработка серного сырья приводит к образованию шлаков-«хвостов» серных плавок, т.е серосодержащих продуктов. Содержание серы в таких побочных продуктах достигает10-30%, а остальная часть представлена карбонатными породами.

Продукты, богатые серой, можно использовать для изготовления серного цемента, в качестве пропиточных составов, при изготовлении изделий из резины, эбонита, пластмасс, наполнителя асфальтовых смесей.

Так при пропитке бетона серой прочность увеличивается в 3-5 раз: повышается водо-, морозо- и химическая стойкость. Технология пропитки включает приготовление расплава серы и его подогрев до 150^оС, сушку изделий до постоянной массы, пропитку их по заданному режиму, извлечение и охлаждение изделий после пропитки.

При использовании серных «хвостов» в качестве минерального наполнителя асфальтовых бетонов содержание их в смесях должно составлять 15-20%. Сера в асфальтовых смесях способствует структурированию битума, повышению его адгезии к заполнителям.

Материалы на основе кремнеземистого и сульфоалюмосиликатных отходов. Одна из основных особенностей кремнеземистых отходов, являющихся попутными продуктами производства сульфата или хлорида алюминия на основе каолинов или глин, - это высокая активность, которую оценивают по поглощению извести из известкового раствора.

Высокая активность этих материалов обусловлена наличием в них аморфного кремнезема, частицы которого характеризуются большой дисперсностью и реакционной способностью. Даже при комнатной температуре гидрат оксида кальция химически взаимодействует с аморфным кремнеземом, образуя гидросиликаты тоберморитовой группы. Высокая активность кремнеземистых отходов позволяет применять их в качестве компонентов смешанных вяжущих пуццоланового типа.

К кремнеземистым продуктам относятся: кремнегель – отход производства фторида алюминия, отходы суперфосфатного производства, отходы производства ферросплавов и др. Из кремнегеля и различных отработанных катализаторов синтезирован декоративный стеклокристаллический материал сигран, напоминающий по фактуре природные камни – гранит и мрамор. Катализаторы содержат цветные металлы такие, как цинк, никель, медь, которые окрашивают сигран в различные цвета. Отходы суперфосфатного производства представляют собой шлам влажностью 40-55%. После высушивания он превращается в тонкодисперсный порошок белого цвета с удельной поверхностью до 10000 см²/г. Сырьевая смесь состоит из следующих компонентов:SiO2 –89-90%, AlF₃-5-7%; Na₂SiF₆-0,5-2,5%; Al(OH)₃ – 0,3-0,5%. Из сырьевой смеси формуют декоративно-облицовочные изделия путем прессования при давлении 10-15 МПа с последующей термической обработкой при 150-170^оС

Дисперсные высококремнеземистые отходы перспективны в качестве микронаполнителей в бетонные смеси. Как микронаполнитель наиболее эффективен порошкообразный кремнезем – отход производства ферросплавов. Это продукт состоит из аморфного кремнезема (85-95%) в виде частиц диаметром порядка 0,1 мкм и менее. Благодаря значительной дисперсности (15000-20000см²/г) обладает высокой реакционной способностью. При обычно рекомендуемом количестве добавки 10-15% от массы цемента и использовании суперпластификаторов повышение прочности бетонов составляет30-60%, а экономия цемента – 100кг/м³ и более.