Разработка технологии создания силикатного связующего нового поколения для получения декоративного огнеупорного камня с его использованием

Ф.И. Иванов, А.С. Головко, Е.В. Исакова, Д.И. Исаков
НФИ ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»,
г. Новокузнецк

В статье рассматриваются вопросы разработки безотходной технологии получения связующего нового поколения (технический кремнезем) из отходов ферросплавного производства и создания огнеупорных материалов из лома футеровки тепловых агрегатов.

Промышленность является одним из основных потребителей энергии и материальных ресурсов, вносит основной вклад в загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и образование отходов, которые можно отнести к вторичным ресурсам.

Вовлечение в хозяйственный оборот вторичных ресурсов и организация экологически чистых и безотходных производств является в настоящее время задачей, решаемой в рамках программы рационального природопользования.

Многие промышленные и бытовые отходы, не содержащие токсичных веществ (микрокремнезем, бой стекла, огнеупорный бой тепловых агрегатов и др.), являющиеся дешевым сырьем, могут быть переработаны в строительные материалы различного назначения, не уступающие по своим характеристикам отечественным и импортным товарам, получаемым из первичного сырья [1].

Целью НИР, выполняемой в рамках данного проекта, является разработка нанодисперсного связующего (на основе отходов ферросплавного производства и боя стекла), используемого в дальнейшем при изготовлении декоративного огнеупорного камня из огнеупорного лома, накопленного в районе смоломагнезитового цеха ОАО ЗСМК в количестве около 500 тыс.т. Получаемый продукт из шамота и динаса, по предварительным лабораторным оценкам, соответствует или превосходит ГОСТ 390-96 и ГОСТ 4157-79.

Проводится разработка технологии использования шлама ферросплавного производства для изготовления связующего; далее, разработанное связующее предполагается использовать в технологии получения огнеупоров из лома футеровки тепловых агрегатов производства ОАО «ЗСМК». Ежегодно на комбинате образуется порядка 20–25 тыс. тонн огнеупорного лома, около 80 % общей массы которого составляют шамот и динас, использование которых планируется в данной технологии.

Исходное вторичное сырье для получения огнеупоров:

1. Бой шамотного кирпича Отходы ОАО «ЗСМК»

2. Бой динаса Отходы ОАО «ЗСМК»

3. Связующее Растворы силикатов натрия

4. Модификатор Микрокремнезем из силикатного шлама

5. Вода

Характеристики готовых изделий приведены в таблице:

Характеристики полученных образцов

Полученный образец представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Кирпич шамотный

Для получения связующего используется бой стекла и ферросплавный шлам производства ОАО «Кузнецкие ферросплавы», содержащий микрокремнезем. При производстве ферросилиция получается огромное количество шлама с содержанием SiO2 более 70 %. Микрокремнеземистый шлам образуется при мокрой очистке колошниковых газов от рудотермических печей, выплавляющих кремнистые сплавы. Результаты седиментационного анализа силикатного шлама приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Фракционный состав силикатного шлама

Шлам состоит из частиц сферической формы разного размера, образующих своеобразные агрегаты. Средний размер частиц равен 3,0 мкм, а размер агрегатов после вылеживания может достигать 17,0 мкм [2]. Ранее нами была исследована возможность получения огнеупоров из огнеупорного лома, где в качестве модификатора при получении связующего использовалась микрокремнеземистая пыль, цена которой в настоящий момент стала слишком высока. С целью оптимизации цены продукта был использован накопленный в шламоотстойниках шлам ферросплавного производства, на настоящий момент практически бесплатный. Поэтому исследование свойств этого шлама с целью выделения мелкодисперсной фракции является одной из основных задач первого этапа проекта.

Список литературы

1. Иванов Ф.И. Проблемы и перспективы комплексного использования техногенных отходов горно-металлургического комплекса Юга-Кузбасса, анализ ситуации / Ф.И. Иванов, Е.В. Исакова, А.С. Головко, В.А. Полубояров // Цветные металлы-2010: тр. II международного конгресса 2–4 сентября 2010, г. Красноярск. – С.771–775.

2. Иванов Ф.И. Исследование возможности получения безусадочных огнеупоров путем рециклинга огнеупорного лома, с использованием нанодисперсного связующего / Ф.И. Иванов, Е.В. Исакова, Е.А. Гардер, В.А. Полубояров, З.А. Коротаева, В.Н. Комиссаров // НФИ ГОУ ВПО КемГУ, ИХТТМ СО РАН, ООО «Экология – вторичные ресурсы». – Новокузнецк, 2007. – 6 с. 

Назад к списку