CC BY
42
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 691.002.68.004.12
ВОЗМОЖНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО ИЗ ОТХОДОВ ОАО «АНГАРСКИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ»
© В.А. Воробчук
Основным источником сырья для производства гипсовых изделий в Иркутской области являются природные месторождения гипса и ангидрита (Заларинское). В условиях увеличения потребности в гипсовых материалах местного гипсового камня не хватает, поэтому в качестве перспективного сырья для получения гипсовых вяжущих материалов следует рассматривать гипсосодержащие отходы ряда производств (фторгипс, и др.). Промышленностью Иркутской области выбрасывается в отвалы шлам под названием фторгипс. Исследования подтвердили возможность получения вяжущего из отходов промышленного производства.
Ключевые слова: термическая обработка; фторгипс; гипсовое вяжущее; пазог-ребневая плита; отходы.
POSSIBILITY TO GET GYPSUM BINDER OF THE WASTE OF JSC «ANGARSK ELECTROLYTHIC CHEMICAL PLANT»
© V.A. Vorobchuk
The main source of raw materials to produce gypsum items in Irkutsk region is the natural deposits of gypsum and anhydrite (Zalarinskoe). In the conditions of increasing demand there is lack of local gypsum stone in gypsum materials, so we should consider wastes containing gypsum as perspective raw materials to get gypsum binder materials (fluorogypsum, etc.) Manufacture of Irkutsk region throws pulp called fluorogypsum into disposal areas. Researches proved the possibility to get gypsum binder from the waste of industrial production.
Key words: heat treatment; ftorgips; gypsum binder; cam boards; waste.
С момента своего зарождения и по сегодняшний день человечество непрерывно занимается строительством. В современной России существенно возрос интерес к малоэтажному строительству, для осуществления которого потребуется увеличить производство строительных материалов и изделий в 1,5-2 раза. При этом процесс построения домов каждый день находит новые проектные решения. Еще никогда на строительном рынке не было такого контраста строительных планов, как в данный момент. И все же довольно часто появляются трудности, связанные с потребностью воплощения перепланировок квартир, кабинетов и т. д. Значительная часть квартир застройщиком предлагается планировкой: квартира-студия, свободная планировка, что позволяет покупателю последующую планировку жилплощади на его вкус и комфорт, с использованиемперегородок. При выборе перегородок покупатель учитывает стоимость возведения, изоляционные свойства, звукоизоляционные между комнатами, влагоизоляционные между ванной, туалетом, воспламеняемость, быстровозводимость, достаточную прочность, чтобы на них можно было облокотиться, была возможность установить подвесные потолки, можно было повесить различную мультимедийную технику, шкафы и т. д. Для решения поставленных задач часто используют пазогребневые плиты, которые удовлетворяют этим требованиям.
Применение гипсовых вяжущих в качестве материалов ограждающих конструкций является перспективным направлением ввиду большой распространенности месторождений гипсового камня, наличия значительных запасов гипсосодержащих отходов, невысокой энергоемкости и простоты изготовления.
Главным источником сырья для изготовления гипсовых изделий в Иркутской области считаются природные месторождения гипса и ангидрита (Заларинское месторождение). В критериях роста увеличения потребления гипсовых материалов из местного гипсового, камня не хватает, в следствие этого в качестве перспективного сырья для получения гипсовых вяжущих материалов следует рассматривать гипсосодержащие отходы ряда производств (фторгипс, и др.).
Шламовые поля ОАО «Ангарский электролизный химический комбинат» заполнены на 95 % своего объема. Химический состав фторгипса приведен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав фторгипса
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Содержание, % SiO2 АЬОэ Fe2Oз СаО MgO К2О SOз п.п.п. Своб. Н2О
Проба № 1 2,07 0,64 0,429 31,88 0,768 0,073 42,85 21,29 9,72
Проба № 2 1,97 0,61 0,426 31,63 0,745 0,072 42,65 21,76 10,60
Проба № 3 1,93 0,58 0,422 31,56 0,731 0,071 42,45 22,25 12,46
Исследование особенностей определения гигроскопической влаги и гидратной воды
фторгипса
В фарфоровую чашку отвешивают 100 г измельченной пробы, помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 45-50 °С до постоянного веса. На удаление гигроскопической влаги из гипсового камня затрачивают обычно около 3-4 ч. Содержание гигроскопической влаги вычисляют (в %) по формуле:
т
1Угигр = — X 100 9
где т - потеря в весе навески, г; g - первоначальный вес пробы, г.
Из высушенной до постоянного веса при температуре 50 °С пробы берут навеску около 1-2 г. Эту пробу в закрытом тигле прокаливают в муфельной печи при температуре 230-250 °С в течение 30 мин. По истечении этого времени тигель из муфеля вынимают, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Затем снова прокаливают, охлаждают и взвешивают. Операцию прокаливания продолжают до достижения постоянного веса. Количество гидратной влаги вычисляют (в %) по формуле:
а — о.!
,
9
где g - вес первоначальной навески, г; gl - вес навески после прокаливания, г.
Оборудование: чашка фарфоровая; весы аналитические с разновесом; сушильный шкаф с термометром; тигли фарфоровые; щипцы тигельные; муфельная печь; эксикатор.
Петрографические характеристики фторгипса На основании выпаривания и термической обработки можно обрисовать петрографическую характеристику.
Петрографическая характеристика фторгипса представлена в табл. 2.
Таблица2
Петрографическая характеристика фторгипса до термической обработки
1 2 3 4 5
Содержание, % СаSO4 СаSO4*2H2O Свобод. Н2О Примеси
1 2 3 4 5
Проба № 1 31,01 55,29 9,72 3,98
Проба № 2 32,25 53,33 10,60 3,82
Проба № 3 37,50 46,30 12,46 3,73
9,72% 3,98% "Са504
.31,01%
■ Са504*2Н20
Сэободная Н20
■ Примеси
Рис. 1. Петрографическая характеристика пробы № 1 до термической обработки
10,60% 3,82%
53,33%
32,25%,
Са504
Са504*2Н20 Свободная Н20 Примеси
Рис. 2. Петрографическая характеристика пробы № 2 до термической обработки
Рис. 3. Петрографическая характеристика пробы № 3 до термической обработки
Таблица 3
Петрографическая характеристика фторгипса после термической обработки
при температуре 250 0С
1 2 3 4
Содержание, % СаSO4 СаSO4*1/2H2O Примеси
Проба № 1 37,95 57,17 4,88
1 2 3 4
Проба № 2 39,80 55,49 4,71
Проба № 3 46,72 48,62 4,65
4,88%
57Д7%
37,95%
CaS04
CaS04*l/2H20 Примеси
Рис. 4. Петрографическая характеристика пробы № 1 после термической обработки
при температуре 250 °С
4,71%
55г49%
CaS04
■ CaS04*l/2H20
■ Примеси
Рис. 5. Петрографическая характеристика пробы № 2 после термической обработки
при температуре 250 0С
4,65%
48,62
46,72%
CaS04
CaS04*l/2H20 Примеси
Рис. 6. Петрографическая характеристика пробы № 3 после термической обработки
при температуре 250 0С
Таблица 4
Петрографическая характеристика фторгипса после термической обработки при
температуре 600 0С
1 2 3
Содержание, % СаSO4 Примеси
Проба № 1 94,95 5,05
Проба № 2 95,12 4,88
Проба № 3 95,20 4,80
Рис. 7. Петрографическая характеристика пробы № 1 после термической обработки
при температуре 600 0С
4,83%
Рис. 8. Петрографическая характеристика пробы № 2 после термической обработки
при температуре 600 0С
Рис. 9. Петрографическая характеристика пробы № 3 после термической обработки
при температуре 600 0С
Следует сделать выводы:
На территории Российской Федерации, в том числе в Иркутской области накоплены достаточно большие объемы техногенных отходов промышленности, которые могут быть использованы в промышленности строительных материалов и строительстве для производства строительных материалов и изделий.
Одними из промышленных отходов в Иркутской области являются отходы ОАО Ангарского электролизного химического комбината, известные под названием фторгипс. За 40 лет накоплены большие поля фторгипсового шлама, который может служить сырьем для производства гипсового вяжущего.
Проведенные исследования химического минерального состава отвального шлама при производстве плавиковой кислоты показали большое содержание сульфата кальция и небольшое содержание других примесей не более 4 %.
Сульфат кальция представлен безводной солью типа ангидрита и двуводной солью или двугидратом, по содержанию двуводного сульфата по ГОСТ 4013-82 сырье не является кондиционным для производства гипса.
Из проведённых исследований видно, что для получения строительного гипса, необходимо удалить 1,5 молекулы химически связной воды. Важно отследить этот процесс, чтобы оставшиеся 0,5 молекулы воды не испарились и не произошло обезвоживание гипса.
В дальнейшем имеется возможность получения гипсового вяжущего на основе шлама ОАО «Ангарский электролизный химический комбинат» для изготовления пазог-ребневых плит.
Статья поступила 29.10.2015 г.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Левченко Е.А., Воробчук В.А., Пешков А.В. Использование фторгипса для получения минерального вяжущего / Вестник ИрГТУ. 2014. № 6. С. 125.
2. ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия. Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (01.07.1983).
3. Гост 125-79** Гипсовые вяжущие. Технические условия. Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (01.07.1980).
4. ГОСТ 23789-86 Гипсовые вяжущие. Метод испытания. Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (01.07.1980).
5. Пурескина О.А., Петров Н.С., Гашкова В.И. Принципиальная технологическая схема получения высококачественного гипсового сырья из отходов производства плавиковой кислоты-фтооргипс // Экология промышленного производства. 2009. № 2. С. 5-7.
6. Пешков В.В. Инновационные процессы в инвестиционно-строительной деятельности в условиях экономического кризиса / Вестник ИрГТУ. 2010. № 1 (41). С. 99-103.
7. Пешков В.В., Касянчик П.И. Проблемы развития инвестиционно-строительной сферы в условиях модернизации национальной экономики / Економiчний часопис-XXI. 2014. Т. 1. № 1-2. С. 50-53.
8. Зимакова Г.А., Каспер Е.А., Бочкарева О.С. Гипсовые вяжущие, материалы и изделия на их основе //Международный журнал экспериментального образования. 2015. № 3-2. С. 222-223.
Информация об авторе
Воробчук Василий Анатольевич, аспирант кафедры «Экспертизы и управления недвижимостью», тел.: 89086610202, e-mail: [email protected], Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Information about the author
Vorobchuk V.A., Post-graduate, Department of Real Estate Expertise and Management, tel.: 89086610202, e-mail: [email protected], Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
