Використання промислових відходів для отримання гіпсових в’яжучих матеріалів і виробів на їх основі

Звіт з наукової діяльності 2009-11-12

,

ВИКОРИСТАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ГІПСОВИХ В’ЯЖУЧИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ НА  ЇХ ОСНОВІ

Робота підприємств гірничої, металургійної, хімічної, енергетичної галузей промисловості призводить до утворення відходів, обяг яких на території України досягає мільйонів тон. Для отримання однієї тони готової продукції необхідно витратити сотні тон природної сировини. На перевезення мінеральних будівельних матеріалів приходиться понад 30 % кількості вантажів, які перевозяться усіма видами транспортних засобів. Корисні копалини протягом часу якісно змінюються в наслідок геологічних процесів і діяльності людини. Родовища, які доцільно сьогодні розробляти, зустрічаються рідко. Господарча діяльність людини змінює геологічні умов що призводить до катастрофічних явищ. Тому актуальною є проблема використання промислових відході для отримання будівельних матеріалів. В’яжучі матеріли займають значне місце у будівельній галузі. Гіпс характеризується такими цінними позитивними якостями, як низька собівартість, достатня міцність, декоративні, теплоізоляційні та акустичні властистивості. Він не горить, не гніє, не виділяє токсичних речовин. Це дуже технологічний матеріал. Головна перевага гіпсових в’яжучих матеріалів – короткі строки тужавіння і твердіння, що дозволяє отримати міцні вироби вже через 60 хвилин після формування. На виробництво 1 т будівельного гіпсу витрачається 35 – 45 кг умовного палива та 20 – 25 кВт∙год електроенергії, 1,25 – 1,3 т гіпсового каменя. Ці дані показують на необхідність використання промислових відходів для отримання гіпсових матеріалів. Для цього необхідна комплексна технологія, в розробці якої потрібно враховувати вимоги промисловості будівельних матеріалів, будівництва, сільського господарства. Це дозволить використовувати техногенні гіпсові матеріали з користю для суспільства і таким чином скоротити витрати на добування гіпсового каменя та розвідку його копалин, а також забруднення багатьох гектарів поверхні землі гіпсовими відходами.

Основним джерелом забруднення навколишнього середовища  є фосфогіпс. Хімічний склад фосфогіпса, отриманого з різної сировини, вміщує до 75 % CaSO₄ . В фосфогіпсах завжди присутня фосфорна та кремневоднева кислота, фосфати кальція, магнія, заліза, кремнефториди калія та натрія, сульфат магнія, фтористий кальцій і т.ін. Це відрізняє фосфогіпс від природного гіпса й затруднює отримання в’яжучих матеріалів. Транспортування фосфогіпса у відвал, улаштування шламонакопичувачів, заходи з нейтралізації  рідких відходів призводять до значних невиробничих витрат. Фосфогіпс у висушеному стані – дрібнозернистий вологий порошок. Після висушування стає сипким, може утворювати грудки, при тривалому зберіганні злежується. Це все викликає труднощі при дозуванні в процесі переробки. Фосфогіпс проявляє тиксотропні властивості, тобто може розріджуватися при механічній дії ( вібрації, перемішуванні). Радіоактивність фосфогіпса необхідно вимірювати і враховувати у кожному конкретному випадку для визначення можливостей його використання. Вологий фосфогіпс проявляє корозійну активність. Проблеми використання фосфогіпса стають актуальними з таких причин:

·  Тривалий час проблемі утилізації фосфогіпса не приділялося значної уваги, що призвело до утворення значних запасів фосфогіпса;

·  Транспортування фосфогіпса у відвали і його зберігання повязані з великими капітальними витратами;

Зберігання фосфогіпса у відвалах  забруднює навколишнє середовище. При сухому складуванні фосфогіпса (без попередньої нейтралізації