Белозор М.Ю., Меньшакова Т.Н.
Череповецкий государственный университет 

The dirty of metallurgical manufacture contains СаО, MgO, SiO₂, therefore is worthy for research as a substitute of a part knitting or a filler in manufacture of a silicate brick.

Researches carried out(spent) in Open Society « the Cherepovets factory of a silicate brick. It is experimentally established, that all equipment easily copes with hashing of a new raw mix with the additive of a dirty.

The result from application of a new raw mix is shown also in the following directions: expansion of a raw-material base for reception of high-quality building materials; the decision of a problem of partial recycling of waste products of metallurgical manufacture; an opportunity of use of other additives which are not demanding additional physicomechanical processing.

Академик И.П. Бардин указывал: «Шлаки и шламы - это вовсе не отходы, как принято считать в течение столетий... Это сотни миллионов новых домов, база для дальнейшего строительства...Возможность использования шламов связана также с благоприятной географией размещения металлургических заводов, которые, как правило, являются основой развития экономического района и центрами концентрации строительных мощностей. По своему производственному и экономическому значению металлургические отходы могут быть причислены к природным ресурсам».

Значительная концентрация источников выделения вредных веществ в металлургических центрах приводит к такому сильному локальному загрязнению в радиусе 20-30км от их источника, что металлургические предприятия в значительной мере определяют загрязнение этих районов.

Шлам кислородно-конвертерного производства содержит СаО, MgO, SiO_2, поэтому заслуживает внимания для исследования в качестве заменителя части вяжущего или заполнителя в производстве силикатного кирпича.

На это нацеливают также экономический и экологический аспекты, поскольку шлам - крупнотоннажное сырьё, а расположенное в Череповце производство силикатного кирпича базируется на привозной дефицитной извести.

Более того, в ККП имеется в качестве отхода (10-12 т/сут.) гашёная известь с активностью 42-48%. Известно, что гашёная известь и с более низкой активностью также используется в таком производстве, поэтому композиция двух отходов ККП весьма привлекательна, как потенциальное сырьё для силикатного кирпича.

Была изготовлена опытная партия пустотелого силикатного кирпича с добавкой шлама ККП ОАО «Северсталь» на Череповецком заводе силикатного кирпича.

Шлам отобрали на выходе из промышленной барабанной сушилки кислородно-конвертерного производства. Смесь для изготовления силикатного кирпича, предложена при следующем соотношении компонентов, мас. %: известково-песчаное вяжущее - 30; песок - 63 - 67; шлам - 3 - 7. Для исследований из шлама отсеяли фракцию < 0.2 мм (24.5% мас.).

Анализ химического состава фракции < 0.2 мм, выполненный по общепринятым методикам, дал следующие результаты, % масс: влажность - 0.58; Fe₂Оз - 42.0; FеО - 39.8; СаО -11.8; МgО - 3.7; Si0₂ - 1.7; А1₂0з - 1.3; МnО - 0.54; рН -11.6.

Исследования проводили в ОАО «Череповецкий завод силикатного кирпича. В состав смеси входили вяжущее, приготовленное на извести с активностью А_и = 44.8+68.7 %, и песок с массовой долей SiO₂ - 87%, Fe₂Оз - 5%. Для подробного исследования в каждом опыте формовали 30 образцов без добавки и 30 образцов с добавкой шлама (на одной и той же базовой силикатной смеси). Образцы помещали в автоклав для запарки под давлением 10 МПа при температуре 176-180°С по схеме 1.5-6.0-1.5 ч.

Готовые образцы анализировали на следующие показатели: прочность на сжатие на гидравлическом прессе (средний по 7 образцам), морозостойкость по числу циклов до полного разрушения образцов. Цикл при испытаниях на морозостойкость включал в себя замораживание при минус 12°С в течение 4ч и оттаивание в воде при температуре 20÷5°С в течение 2 ч.

Шлам равномерно распределяется по всей массе. Экспериментально установлено, что всё оборудование легко справляется с перемешиванием новой сырьевой смеси с добавкой шлама.

Результаты исследований готовых образцов-цилиндров приведены в таблице (для части опытов).

Из анализа полученных данных следует, что в присутствии добавки шлама достигается высокое качество твердых образцов по всем показателям.

Механическая прочность таких кирпичей, соответствует марке 150-300, их водопоглощение 14%, а коэффициент морозостойкости равен 1,0. Это соответствует ГОСТ 379-95.

Результат от применения новой сырьевой смеси проявляется также в следующих направлениях: расширение сырьевой базы для получения высококачественных строительных материалов; решение проблемы частичной утилизации отходов металлургического производства; возможность использования других добавок, не требующих дополнительной физико-механической обработки.

Имеется ряд препятствий к утилизации шламов ККП ОАО «Северсталь»: высокая нестабильность их химического состава, которая не должна превышать 8-9%, наличие в шламе вредных примесей.

Литература

1. Кузнецов Л.В., Меньшакова Т.Н. Декоративный силикатный кирпич с добавкой шлама кислородно-конвертерного производства // Строительные материалы - 2007. - №10. - С. 18-19
2. Кузнецов Л.В., Грызлов В.С., Меньшакова Т.Н.Исследование возможности применения шлама ККП в технологии строительных материалов // Материалы I Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства». Череповец, 17-18 марта 1998г. - С.160-162

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья том 2