Утилизация осадков сточных вод гальванических производств при получении строительной керамики
Керамические материалы, обожженные при оптимальной температуре 1050 С, характеризовались следующими показателями свойств: водопоглощение 13,0-20,9 %, кажущаяся плотность 1840-1970 кг/м3, открытая пористость 25,6-38,4 %, механическая прочность при изгибе и сжатии 7,4-8,5 МПа и 21,2-33,98 МПа соответственно, морозостокость 50-75 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Минимальные значения водопоглощения, открытой пористости и, соответственно, максимальные значения кажущейся плотности и механической прочности достигаются при введении в составы масс 15-25 % осадков. Это объясняется наличием «железо-щелочного эффекта», заключающегося в образовании при температуре обжига 1050 С и указанном содержании компонентов достаточного количества эвтектического расплава, обеспечивающего максимальное спекание материала . Результаты дифференциально-термического анализа подтвердили, что в керамических массах при введении шламов с высоким содержанием соединений железа процессы, связанные с выгоранием органических примесей, кристаллизацией гематита и разложением карбонатов, смещены в область более низких температур на 10-70 С.
Исследование фазового состава полученных материалов позволило установить, что увеличение количества всех видов осадков сточных вод гальванических производств до 50 % при температуре обжига 1050 С приводит к уменьшению содержания анортита и более интенсивному снижению количества -кварца, при этом наблюдается повышение интенсивности дифракционных максимумов железосодержащих фаз, хотя и в неодинаковой степени. Так, при добавлении к глине «Заполье» осадка МТЗ формируются гематит и маггемит, причем последний образуется в небольших количествах. Аналогичные закономерности фазообразования наблюдаются и при использовании в массах осадка Ратон. В образцах лицевого кирпича, содержащих осадок ГСЗ, отмечается кристаллизация гематита и маггемита примерно в равных количествах, при этом содержание магнетита незначительно. Окрашивание образцов, содержащих до 50 % осадка ГЗЛиН и Атлант, в рыже- и светло-коричневые тона объясняется формированием кварца, анортита, волластонита, гематита и маггемита.
Исследование структуры и фазового состава образцов методами рентгенофазового анализа, электронной, оптической микроскопии, а также электронного парамагнитного резонанса позволили выявить закономерности объемного окрашивания при получении лицевого керамического кирпича. Установлено, что различные сочетания железосодержащих фаз гематита, маггемита и магнетита, имеющих определенную окраску, обусловливают объемное окрашивание от красно-коричневых до темно-коричневых и шоколадных тонов. Причем ионы железа (II, III) одновременно присутствующие в кристаллической и стекловидной фазе, а также в аморфизированной глинистой составляющей преимущественно в шестикоординированном состоянии с различной степенью искажения симметрии октаэдрических группировок [FeO6], наряду с другими ионами d-элементов обусловливают равномерную насыщенную окраску образцов по всему объему.
Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать вывод о возможности использования осадков сточных вод гальванических производств в керамической промышленности при производстве экологически безопасных строительных материалов. Так, использование в качестве компонента керамической массы 15–25 % осадков сточных вод гальванических производств с высоким содержанием оксидов железа (осадки МТЗ, ГСЗ и Ратон) наряду с глинистой составляющей позволяют получать объемно окрашенный лицевой керамический кирпич насыщенных красно-коричневых и шоколадных тонов с высоким уровнем физико-технических свойств (водопоглощение 13,8-14,9 %, механическая прочность при сжатии 28,1-33,9 МПа, морозостойкость более 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания). Керамические массы, содержащие до 25 % осадков Атлант, ГЗЛиН и до 15 % осадков МТЗ, ГСЗ и Ратон, могут рекомендоваться для производства рядового керамического кирпича и камней. При этом изделия характеризуются следующими показателями свойств: водопоглощение 17,8-20,9 %, механическая прочность при сжатии 25,1-25,5 МПа, морозостойкость 50 циклов. Следует отметить, что использование осадков сточных вод в производстве строительных материалов способствует решению проблем ресурсосбережения, утилизации промышленных отходов и охраны окружающей среды.
По материалам “Республиканский научно-технический семинар «Создание новых и совершенствование действующих технологий и оборудования нанесения гальванических и их замещающих покрытий»”
Pages: 1 2
Загрузка ...