Использование золо-шлаковых отходов в производстве строительных материалов

В различных видах промышленности используются многие виды твердого топлива: горючие сланцы, каменные и бурые угли. Топливо – захоронения отмерших растительных и животных организмов (останки), но в пластах отмерших останков всегда залегают различные примеси (песок, глина). Таким образом, в топливе есть органическая часть (горючая) + минеральная часть, состоящая из прослоек негорючих веществ, находящихся внутри пласта, в его крове и подошве.

Рядовое топливо представляет собой весьма неоднородный продукт. В процессе горения топлива при высокой температуре активно выгорает органическая часть, вырабатывая тепло. Остальная минеральная часть негорючая. Она в процессе горения подвергается также воздействию высоких температур, химическим и физическим превращениям. Таким образом, в процессе горения топлива образуется два вида отходов:

1. шлак, который образуется в результате слипания размягченных минеральных частиц на дне топки или на ее стенках. Фракция 1…50 мм. Выход 10…15 %;

2. зола-унос – тонкодисперсная часть, улавливаемая при очистке дымовых газов. Фракция менее 1 мм. Выход 85…90 %.

Таким образом, эти отходы получаются в результате действия высоких температур (1700⁰С). Это предопределяет их повышенную химическую активность, отсутствие гироскопической влаги, дегидратацию водных минералов, декарбонизацию минералов, кристаллическое состояние – аморфное.

Наличие в золах и шлаках остатков топлива (ППП – потери при прокаливании 3…15 %) – является экономически эффективным в производстве обжиговых материалов.

Химический состав зол и шлаков:

CaO 1…45 %

SiO₂ 30…60 %

Fe₂O₃ 1…13 %

Al₂O₃ 7…30 %

Минеральная составляющая представлена аморфной фазой глинистого минерала и кремнезема.

Таким образом, анализируя химический и минеральный состав зол и шлаков, можно сделать вывод о пригодности их в стройматериалах: портландцемент, его разновидности; смешенное известковое вяжущее; легкие бетоны; легкие заполнители; в ячеистый бетон в качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента; в тяжелый бетон в качестве крупного и мелкого компонента. Использование этих отходов в больших объемах в производстве стройматериалов затруднено, из-за неоднородности состава.

Первая проблема. Отходы удаляются в большинстве случаев совместно (зола + шлак) большим потоком воды (гидроудаление). В этом процессе золы и шлаки перемешиваются, и качество отходов резко ухудшается, так как при сливе пульпы наблюдается расслоение: вблизи сопла пульповода концентрируются крупные частицы отходов (шлак), а на периферии отлагаются более мелкие частицы (зола). Все это обуславливает неоднородность золо-шлаковых отходов.

Вторая проблема. Большая влажность отходов, что и затрудняет их переработку.

Более целесообразно организовывать разделение удаленных отходов:

1 стадия – СУХОЙ способ – пневматическое удаление золы и улавливание ее в циклонах и фильтрах.

2 стадия – ГИДРОУДАЛЕНИЕ ШЛАКА – требуются большие капитальные затраты.

Дата добавления: 2014-01-04