Техногенные продукты различных отраслей промышленности

Наибольшее применение в цементной промышленности как в виде основных компонентов, так и в виде модифицирующих добавок нашли:

- доменные шлаки;

- топливные шлаки и золы;

- нефелиновый (белитовый) шлам;

- гипсосодержащие отходы.

Среди промышленных отходов шлаки по объёму занимают одно из первых мести. Поэтому вопросы их утилизации имеют очень важное значение.

Доменные шлаки. Их выход на металлургических предприятиях составляет 40-60% от массы чугуна.

Минеральный состав шлаков представлен в основном силикатами и алюмосиликатами кальция. Гидравлическую активность доменных шлаков оценивают при помощи коэффициента качества, определяемого по формулам:

1) при содержании MgO до 10%:

2) при содержании MgO свыше 10%:

В зависимости от коэффициента качества доменные шлаки подразделяют на 3 сорта со значениями К, соответственно, 1,65; 1,45 и 1,20.

Химический состав шлаков ещё не предопределяет полностью их свойства. Гидравлическая активность шлаков зависит также и от их структуры, то есть от соотношения кристаллической и стекловидной фаз. При медленном охлаждении шлаков образуются крупные кристаллы минералов. Закристаллизованные шлаки взаимодействуют с водой очень медленно. Гидратация быстро охлаждённых шлаков с большим количеством стекловидной фазы происходит значительно активнее. Чем быстрее охлаждён шлак, тем выше его вяжущие свойства.

Быстрое охлаждение расплавленных шлаков обеспечивается:

1) их грануляцией в воде – мокрый способ;

2) под воздействием воды с последующим охлаждением на воздухе – полусухой способ;

3) под воздействием холодного воздуха, водовоздушной смеси или пароводяной смеси – сухой способ.

- 2/4 - Вяжущие в-ва

Топливные шлаки и золы образуются при сжигании топлива при температуре около 1450-1700ºС. Термическое воздействие на минеральную часть топлива приводит к образованию твёрдых конгломератов различных соединений. Мелкие и лёгкие частицы, содержащиеся в количестве до 90%, уносятся газами из топки. Более крупные оседают на под топки и сплавляются в кусковые шлаки. По своему составу зола состоит на 85-90% из оксидов алюминия, кремния, кальция и магния.

Нефелиновый (белитовый) шлам – это отход переработки апатито-нефелиновых пород в глинозём, соду, поташ. Химический состав: SiO₂ – 26-30%, Al₂O₃ – 2,2-6,5%, Fe₂O₃ – 2,1-5,5%, CaO – 52-59%, MgO – 2,0-2,5%, Na₂O – 1,0-2,5%.

Поскольку шлам прошёл частично термическую обработку, он состоит в основном из двухкальциевого силиката – минерала, входящего в состав портландцементного клинкера и способного к гидравлическому твердению.

Фосфогипс – получают – при переработке природных фосфатов в фосфорную кислоту и фосфорные удобрения. Фосфогипс состоит на 80-98% из CaSO₄·2H₂O. Фосфогипс отличается высокой дисперсностью. Возможность использования фосфогипса для производства гипсовых вяжущих ограничивается главным образом содержанием в нём Р₂О₅. При высоком содержании его фосфогипс после тепловой обработки либо имеет низкую прочность, либо совсем не твердеет.