2830

19

Х2 - расход серной кислоты на нейтрализацию шлама, характеризующийся уровнем рН шлама;

Хз — степень помола автоклавированного и высушенного шлама,

22/

характеризующаяся его удельной поверхностью, м /кг.

Далее исследовался вопрос о замене технической серной кислоты для нейтрализации шлама на отход серной кислоты. В качестве такого отхода использовался отход аккумуляторной серной кислоты. Полученные данные показали, что результаты практически не отличаются от полученных при использовании технической серной кислоты. Тем самым, при химической активации шлама можно применять отход производства серной кислоты слабой концентрации, что позволяет утилизировать и данный продукт.

На базе полученных вяжущих готовился строительный раствор для штукатурных работ. Раствор имел состав 1:1 (песок : вяжущее). По результатам испытаний выявлено, что раствор классифицируется как раствор штукатурный, гипсовый, M 50, Пк 3, ГОСТ 28013-98.

Таким образом, полученное вяжущее по малоэнергоемкой технологии на базе шлама химводоподготовки ТЭЦ позволяет использовать его в качестве вяжущего в штукатурных и кладочных растворах. Себестоимость вяжущего на базе шлама химводоподготовки ТЭЦ и отработанной аккумуляторной серной кислоты на 65 % ниже, чем для аналогичного из природного сырья.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В настоящее время не существует универсального метода обработки и утилизации шламовых осадков, а применяемые являются экологически не безопасными. Разработана экологически безопасная технология утилизации шлама химводоподготовки ТЭЦ, позволяющая максимально использовать потенциальные возможности данного продукта.

20

2.В результате исследований химического и фазового состава, а также свойств шламов химводоподготовки ТЭЦ, показано, что в результате прохождения воды через механические фильтры и осветлители сбрасываются нетоксичные осадки, состоящие из карбоната кальция, гидрооксидов железа и алюминия, кремниевой кислоты, органических веществ, глинистых частиц.

При данном фазовом составе шлам химводоподготовки ТЭЦ не обладает вяжущими свойствами. Температурная обработка в области 100 — 1000 0C не придает ему вяжущих свойств. При этом продукты тепловой обработки представляют собой системы «высыхания».

Высокая дисперсность шлама при его утилизации на стадии обезвоживания вызывает низкую фильтрующую способность. В заводских условиях фильтрация является наименее стабильной операцией определяющей производительность процесса в целом. Для повышения технологической эффективности механического обезвоживания при всех равных условиях необходимо стремиться к укрупнению размеров частиц шлама, что является одним из приоритетов разрабатываемого экологического подхода к утилизации шлама.

3.Наиболее близким по технической сущности для данного фазового состава шлама является способ производства строительной воздушной извести,

атакже портландцемента. В основе технологии указанных крупнотоннажных

вяжущих веществ лежит высокотемпературный обжиг сырья от 1000 0C и более, который сопровождается выделением большого количества диоксида углерода, а также приводит к загрязнению окружающей среды, выделяющимся при этом радоном-222 (222Rn) и дочерними продуктами его распада (ДПР).

Другим вяжущим веществом, требующим содержания ионов Ca2+, является гипсовое вяжущее. Производство гипсовых вяжущих веществ осуществляется при более низких температурах, что значительно снижает выделение углекислого газа за счет сжигания топлива. Тепловая обработка происходит с выделением воды из сырья в виде пара или в капельно-жидком состоянии.

21

Выделение радиоактивных веществ при производстве данного вяжущего также значительно снижается.

Из этого следует, что, применяя технологию гипсовых вяжущих веществ, утилизация шлама химводоподготовки ТЭЦ осуществляется рационально и проводится по энергосберегающей, малоотходной технологии, что отвечает геоэкологическим аспектам использования природного и техногенного сырья.

4.Предложено имеющиеся в составе шлама Ca(OH)2 и CaCO3 перевести в сульфатную фазу (CaSO4 . nН2O), так как шлам химводоподготовки ТЭЦ состоит на 65-75 % из данных минералов, способных к нейтрализации серной кислотой (отходами серной кислоты).

Оптимальное количество применяемой при нейтрализации шлама серной кислоты находится в пределах 100 % от стехиометрии. Главным технологическим показателем при контроле степени нейтрализации шлама является уровень рН, равный 5,5 - 7, что характерно для системы сульфата кальция.

5.Для ускорения процессов нейтрализации шлама серной кислотой, гидратации и твердения продуктов термической обработки предложена механоактивация шлама. На основании исследований установлено, что механоактивация придаёт кристаллам шлама повышенную дефектность и позволяет разрушить пассивирующие плёнки, образующиеся на стадии его образования. При механоактивации происходит также процесс усреднения частиц шлама по зерновому составу. Это позволяет исключить стадию разделения частиц шлама по размерам, так как от этого зависит кинетика и эффективность реакции нейтрализации.

6.Выявлено, что получение вяжущих систем на основе шлама химводоподготовки ТЭЦ должно проводиться в автоклавных условиях. Данные условия способствуют получению кристаллов больших размеров, что позволяет увеличить прочность вяжущего за счёт снижения удельной поверхности частиц

иуменьшения водопотребности вяжущего. Автоклавные условия позволяют

22

производить обезвоживание шлама после получения вяжущего, которое имеет фильтрующую способность более чем в 2 раза выше, чем исходный шлам.

7. Разработана экологически безопасная технология утилизации шлама химводоподготовки ТЭЦ, которая позволяет полностью утилизировать отход с получением вяжущего вещества. При получении данного продукта применяется отход производства серной кислоты слабой концентрации, что позволяет утилизировать и данный продукт. Полученное вяжущее вещество может быть использовано в качестве вяжущего в штукатурных и кладочных растворах.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Киушкин Э.В. Ангидритовый цемент / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века. В Зч.: Сб. докл. междунар. конференции - шк. - семинара молодых ученых и аспирантов. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. - Ч. 2. - С. 353 - 355.

2.Киушкин Э.В. Влияние температуры обжига на кислотно-щелочной показатель среды гидратации / Э.В. Киушкин // Архитектура и строительство - 2000: Тез. докл. науч-технической конференции проф.-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов. - H. Новгород: ННГАСУ, 2000. -

Ч.5.-С. 33.

3.Киушкин Э.В. Геоэкологические аспекты утилизации шламов химводоочистки ТЭЦ / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Современные проблемы строительного материаловедения: Сб. докл. III междунар. конференции - шк. - семинара молодых ученых, аспирантов и докторантов. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001. Ч. 1.-C. 103 - 107.

4.Киушкин Э.В. Гидратационные свойства сульфатных систем / Э.В. Киушкин // Перспективы развития Волжского региона: Материалы Всероссийской заоч. конференции. - Тверь: ТГТУ, ЧуДо, 2000. - С. 84 - 87.

23

5.Киушкин Э.В. Использование шламового отхода в производстве вяжущего / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Надёжность и долговечность строительных материалов и конструкций: Материалы междунар. научтехнической конференции / Волгоград, гос. архит.-строит. акад. - Волгоград, 2000. - Ч. 2. - С. 145-147.

6.Киушкин Э.В. Исследование влияния температурной обработки на свойства сульфатных систем при получении ангидритовых вяжущих / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Бетон и железобетон в III тысячелетии: Материалы междунар. науч.-технической конференции / Ростов, гос. архит.-строит. ун-т. — Ростов-на Дону: РГАСУ, 2000. - С. 323-329.

7.Киушкин Э.В. Исследование влияния температуры обжига гипсового камня при получении ангидритового цемента / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века: Сб. докл. междунар. науч. - практической конференции. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000.- Ч. 1.-C. 316-320.

8.Киушкин Э.В. Исследование различных видов сырья для производства ангидритового цемента / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сб. науч. тр. междунар. науч.- практической конференции. - Пенза: ПГАСА, 2000. - Ч. 2. - С. 111-113.

9.Киушкин Э.В. Потенциальные возможности повышения водостойкости гипсовых систем / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы шестых акад. чтений PAACH / Иванов, гос. архит.-строит. акад. - Иваново: ИГ АСА, 2000. - С. 522 - 523.

10.Киушкин Э.В. Способы формирования вяжущих свойств фаз сульфатной системы / В.П. Сучков, Э.В. Киушкин // Современные проблемы строительного материаловедения: Сб. докл. III Междунар. конференции - шк. - семинара молодых ученых, аспирантов и докторантов. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001.4. 1.-С. 281-285.