ПЫЛЕВАТЫЕ ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ РЕЦИКЛИНГА

Бариева Э.Р.¹, Фасхутдинова А.Р.², Королёв Э.А.³

¹Кандидат биологических наук, доцент, ²студент, Казанский государственный энергетический университет, ³кандидат геолого-минералогических наук, доцент Казанский федеральный университет

ПЫЛЕВАТЫЕ ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ РЕЦИКЛИНГА

Аннотация

В статье рассмотрены пылеватые отходы производства силикатного кирпича. Установлено, что в их составе преобладают портландит, кварц и кальцит, в меньших количествах присутствуют альбит и оксид кальция. Все минеральные компоненты относятся к 3-4 классу опасности, что делает возможным вторично использовать данный вид отхода в производственном процессе.

Ключевые слова: производство силикатного кирпича, состав пыли, класс опасности, рециклинг.

Barieva E.R.¹, Faskhutdinova A.R.², Korolev E.A.³

¹ PhD in Biology, assosiate professor; ² student, Kazan state power-engineering university; ³ Ph.D. in Geology, assosiate professor, Kazan state university

SILTY WASTE PRODUCTION OF SILICA BRICK AND PERHAPS THEIR RECYCLING

Abstract

In the article the silty wastes of production of silica brick. In their composition is dominated by portlandit, quartz and calcite, albite are present in smaller quantities and calcium oxide. All minerals are 3-4 danger class, which makes it possible to re-use this type of waste in the production process.

Keywords: production of a silicate brick, dust structure, danger class, recycling.

Производство силикатного кирпича сопровождается выделением большого количества пыли [1, 2]. Основными источниками пыления являются шаровые мельницы и ленточные конвейеры загрузки бункеров мельниц. В соответствие с требованиями техники безопасности подобные участки производственного цикла оборудованы аспирационными системами. Отсасываемая пыль подается на очистные установки, где и производится ее отделение из запыленного воздуха. Накапливающиеся объемы тонкодисперсного материала представляют серьезную проблему для производства, поскольку предприятия в большинстве своем не имеют ни лишних площадей для их размещения, ни возможности для их утилизации. Учитывая ужесточение требований к защите атмосферы от вредных выбросов, задача по вовлечению пыли в промышленное производство приобретает свою актуальность.

В рамках данной работы было проведено изучение пылеватого материала, образующегося на одном из предприятий по изготовлению силикатного кирпича. Визуально пыль имеет светло-серую окраску, агрегация отсутствует, дисперсность частиц варьирует от 0,005 до 0,1 мм. При взаимодействии с влажной атмосферой наблюдается слипание структурных компонентов в комочки, что свидетельствует о высокой активности пылеватых частиц.

Проведенные рентгенографические исследования показали наличие в составе пыли портландита (Са(ОН)₂), кварца (SiO₂), оксида кальция (СаО), кальцита (СаСО₃) и альбита (Na[AlSi₃O₈]) (рис. 1). Узкие диагностические линии кварца, альбита, кальцита и СаО указывают на первичную природу соединений. Очевидно, СаСО₃, SiO₂ и Na[AlSi₃O₈] представляют собой продукты дробления исходных карбонатных пород. Кальцитовые тонкодисперсные частицы образовались в процессе подготовке минерального сырья к термической обработки. Кварц и альбит, присутствовавшие в виде механической примеси в породах, при дробление кусков высвобождались и с потоком воздуха всасывались в аспирационную систему. Оксид кальция является продуктом обжига известняков. Высокие температуры в топочной камере способствовали процессам рекристаллизации СаО, что, собственно, и выразилось в сужении его диагностических рефлексов. Портландит в отличие от выше рассмотренных минеральных соединений характеризуется более широкими симметричными линиями. Это свидетельствует о его вторичной природе. Очевидно, Са(ОН)₂ является продуктом гидратации оксида кальция. Именно он определяет гидравлическую активность пылеватого материала, собранного на пылеочистных сооружениях.

Рис. 1 - Рентгеновская дифрактограмма пыли, собранной очистными сооружениями на предприятие по изготовлению силикатного кирпича

Расчеты по количественному соотношению минеральных фаз в смеси показали, что составе пылеватого материала преобладает портландит (40%), кварц (30%) и кальцит (20%). В меньших количествах присутствуют альбит (5%) и СаО (5%). Большая часть выявленных минеральных компонентов относятся к 3 классу опасности, лишь СаСО₃ имеет 4 класс опасности. Это означает, что пыль, образующаяся при производстве силикатного кирпича, является отходом умерено опасным для окружающей природной среды. При таких показателях их вполне можно вторично вовлекать в производство.

Поскольку состав пыли полностью соответствует минеральным продуктам технологического сырья, то наиболее рациональным будет использовать данный вид отхода на этом же предприятие в производстве силикатного кирпича. Предварительные эксперименты показали, что добавка пылеватого материала в клинкер никак не сказывается на прочностных характеристиках конечных изделий. Благодаря высокой дисперсности и гидравлической активности пылеватые частицы органически вписываются в процесс автоклавного твердения, при котором сырец превращается в прочный искусственный камень – силикатный кирпич.

Литература

1. Вахнин М.П., А.А. Анищенко Производство силикатного кирпича. М.: Высшая школа,1989. 200 с.
2. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. – М.: Стройиздат, 1982. 384 с.