Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Вакпрофи. Публикация статей ВАК, Scopus
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №64 (декабрь) 2018
Разделы: Химия
Размещена 13.12.2018. Последняя правка: 19.12.2018.
Просмотров - 606

ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ

Мухаметжанова Айгерим Бекбулатовна

ПГУ им.С.Торайгырова

магистрант

Туртубаева Меруерт Оразгалиевна, Ассоциированный профессор, доктор PhD Павлодарского государсвенного университета им.С.Торайгырова, г.Павлодар


Аннотация:
Данная статья содержит технологические основы производства строительных материалов, тем самым позволяя решить экологическую проблему накопления золошлаковых отходов и освобождение территории предназначенной под золоотвалы.


Abstract:
This article contains the technological basis for the production of construction material, thereby allowing to solve the environmental problem of the accumulation of ash and slag waste and the exemption of the territory designated for ash dumps.


Ключевые слова:
золошлаковые отходы; строительные материалы

Keywords:
ash and slag waste; construction materials


УДК 66

Введение

В городе Павлодар наиболее крупнотоннажными отходами являются золошлаковые отходы ТЭЦ,  они занимают большие площади, так же  являются источником поступления вредных веществ, как и в водоносный горизонт, так и в атмосферу.

Актуальность.

Раздуваемая ветрами, мелкая зола может оказаться причиной негативного влияния на флору и фауну даже на значительном удалении от золоотвала. При длительном хранении отходов в золоотвалах осуществляется окисление сульфидов, которые переходят в водорастворимые оксиды металлов и являются причиной попадания токсичных растворов тяжелых металлов в открытые водоемы и подземные воды. В результате чего Павлодарскую область можно отнести к регионам с экологически предкризисной ситуацией. В связи с этим данная экологическая проблема является актуальной для Павлодарской области.

Цель: исследовать химический и минералогический составы представленных зол. Рассчитать основные показатели.

Задачи:

В данной статье выдвинуты следующие задачи:

1)    Изучение химического состава представляемых золошлаковых отходов.

2)    Изучение гранулометрического состава представляемых золошлаковых отходов.

В соответсвии с поставленной целью обьектами исследования выбраны: золошлаковые отходы (смесь золоуноса и шлака Павлодарской ТЭЦ.

Отбор проб золошлаковых отходов производился в соответствии с нормативным документом, который устанавливает общие требования к отбору представительной пробы минеральных отходов . Технологическая проба перед испытаниями была подготовлена по стандартной методике. После тщательного перемешивания всей массы пробы отобрана средняя пробы для проведения различных видов анализов. Вещественный состав пробы изучался при помощи полуколичественного спектрального, минералогического и химического анализов. Минералогический анализ пробы выполнялся на материале средней пробы.

Спектральный анализ. Для проведения спектрального анализа бралась средняя проба отходов. Результаты полуколичественного спектрального анализа средней пробы отходов приведены в таблице 1.

Таблица 1  – Результаты полуколичественного спектрального анализа

Элементы

Содержание,

Элементы

Содержание,

 

10-3 %

10-3 %

 

 

 

 

1

2

3

4

 

Барий

1,0

Никель

< 1,0

 

Бериллий

< 1,0

Олово

< 1,0

 

Ванадий

20,0

Свинец

20,0

 

Висмут

< 0,2

Серебро

0,07

 

Вольфрам

< 10,0

Сурьма

3,0

 

Галлий

3,0

Титан

1400,0

 

Германий

< 1,0

Хром

5,0

 

Кадмий

< 0,1

Цинк

30,0

 

Кобальт

2,0

Золото

< 0,03

 

Марганец

100,0

Ниобий

< 10,0

 

Медь

< 1,0

Тантал

< 10,0

 

Молибден

3,0

Литий

< 20,0

 

Мышьяк

< 10,0

 

 

 

 

Химический анализ. Для проведения химического анализа бралась средняя проба отходов. Основным нормативным документом для определения химического состава золы-унос является ГОСТ 25818–2000.

Результаты полного химического анализа средней пробы отходов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты химического анализа

Элементы

Содержание, %

Элементы

Содержание, %

Na2O

0,2

Fe2O3

5,4

Al2O3

28,6

K2O

0,5

SiO2

60,6

TiO2

1,4

CaO

2

P2O5

0,7

MnO

0,1

MgO

0,5

 

Содержание железа в пробе 5,4 %. В качестве попутного полезного компонента можно выделить оксид алюминия содержание которого в пробе составляет 28,6 %.

 

Гранулометрическая характеристика пробы отходов. Для выяснения распределения полезных и попутных компонентов по классам крупности исходная руда крупностью 3–0 мм была подвергнута ситовому анализу.

Результаты ситового анализа средней пробы приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Результаты ситового анализа

Класс крупности,

Выход,

Содержание, %

Распределение по

классам, %

Al2О3

Fe2О3

Al2О3

Fe2О3

-3,0 + 0,5

39,41

10,52

28,3

30,94

46,02

-0,5 + 0,315

14,78

16,1

16,2

20,07

9,88

-0,315 + 0,15

28,07

15,2

20,4

31,84

23,62

-0,15 + 0,044

15,28

14,4

29,2

16,42

18,4

-0,044 + 0

2,46

16,5

20,4

0,73

2,08

Исх. отходы

100

13,4

24,24

100

100

 

Минералогический анализ пробы золошлаковых отходов Павлодарской ТЭЦ.

По внешнему облику проба состоит в основном из углеподобных пористых, сахаровидных и серых веществ с оксидно-гидрооксидными соединениями.

Золошлаки состоят из первичных, преобразованных рудных и нерудных минералов. Многие компоненты (Ag, Fe, Ni и т.д.) присутствуют в самородном виде. Первичные рудные минералы – пирит, арсенопирит, галенит, сфалерит присутствуют в незначительных количествах. Основную часть проб занимают нерудные, которые находятся в виде и минералов (серицит, хлориты, амфиболы, фаялиты, каолинит и др.) и сложных многокомпонентных соединений. Акцессорные минералы представлены баритом, ферримолибдитом, рутилом, апатитом, цирконом, монацитом и др. минералами редких земель.

В составе золы имеются стекловидные частицы разных оттенков - зеленоватые, темно-бурые и черные. Сферические частицы сложного состава: черные и непрозрачные из-за тонкодисперсных включений железистых соединений гематита, магнетита, сульфидов железа. Показатель светопреломления колеблется от 1,57 до 1,7. Присутствуют стекловидные, прозрачные и полупрозрачные частицы с показателем светопреломления от 1,5 до 1,56. Эти колебания зависят от оксидов, входящих в состав силикатного стекла (оксидов кальция, алюминия, железа). Аморфизированные глинистые частицы в основном сплавились друг с другом, в которых наблюдаются сростки кристаллов гипса. Муллит и корунд кристаллизуются в сферических частицах алюмосиликатного стекла с показателем светопреломления 1,56.

Таким образом, кристаллическая фаза золы состоит из кварца, магнетита и несовершенных, частично аморфизированных кристаллов некоторых минералов (кристаболит, муллит, глинистые вещества). Кокс, полукокс и незначительное содержание углистых частиц составляют органическую фазу золы.

 Примерные количественные соотношения минералов приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Примерные количественные соотношения минералов

Стек-лофаза

Аморфиз.

глинистое

вещество

Каль­цит

Поле­вой

шпат

Гидро­грана­

ты

Магне­тит

Муллит

Органика

50

20

9,8

7

10

2


Для оценки качественности золы–уноса, шлаков и золошлаковой смеси Павлодарской ТЭЦ на основании данных химического анализа определены следующие показатели (таблица 5):

Таблица 5 – Основные показатели

№ пробы

Показатели

Средняя

 Модуль основности  Коэффициент качества 

0,03

0,5

 

Заключение:

Так как Мo < 1, то данные золы и золошлаки – кислые. Гидравлическая активность оценивается коэффициентом качества. В числителе стоят оксиды, повышающие гидравлическую активность( оксиды кальция, магния,алюминия) , в знаменателе – снижающие ее (оксиды кремния и титана). Следовательно, чем выше коэффициент качества, тем выше гидравлическая активность. Для данных проб гидравлическая активность невелика, поэтому данные материалы практически не обладают вяжущими свойствами. Содержание свободного оксида кальция, являющегося активизатором процесса твердения, в данных пробах не превышает или немного выше 1 %.
По данным химического анализа было выявлено, что содержание железа в пробе 5,4 %. В качестве попутного полезного компонента можно выделить оксид алюминия содержание которого в пробе составляет 28,6 %.

Библиографический список:

1. Кузнецов Б.В. Использование золы-уноса и котельных и шлаков при производстве искусственного легкого заполнителя для бетонов // Бюллетень строительной техники № 20.М.-Стройиздат, 1948.-С.2-6.
2. Элинзон М.П., Попов Л.И. Состав и строение продукта спекания топливных шлаков и зол. Искусственный пористый заполнитель легких бетонов. - М.: ґосстройиздат, 1954.- С.26-30.
3. Элинзон М.П. Состав и строение продуктов спекания топливных шлаков и зол//Тр. АС ИА СССР. - М.: Ґосстройиздат, 1954.-С.95-107.




Рецензии:

14.12.2018, 8:30 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: В статье автор описывает исследования химического состава золошлаковых отходов Павлодарской ТЭЦ. Описана актуальность исследований.Однако, название статьи - "Переработка золошлаковых отходов", поэтому в статью необходимо было добавить также информацию о способе, методе и технологии переработки золошлаковых отходов, что в статье не описано автором. Поэтому, необходимо либо изменить название статьи (например "Исследование химического состава золошлаковых отходов Павлодарской ТЭЦ"), либо описать о переработке золошлаковых отходов. В статье имеется цель исследований, но задачи исследований не описаны.В статье также отсутствует заключение.

19.12.2018 7:07 Ответ на рецензию автора Мухаметжанова Айгерим Бекбулатовна:
Редактирование статьи завершено. Спасибо за рецензию!



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх