Введение к работе
Актуальность темы. Одним из факторов, сдерживающих развитие лесопромышленного комплекса Российской Федерации, является сезонность лесозаготовительного производства, обусловленная географическими и природными условиями, и недостаточным количеством лесных дорог круглогодового действия. Лесовозный автомобильный транспорт является важной составляющей частью технологии лесозаготовительного производства. Отсутствие развитой сети дорог круглогодичного действия сказывается на эффективности работы лесовозного транспорта, на долю которого приходится более 87 % объема вывозимых лесоматериалов. Причины такой фактически сложившейся обстановки с вывозкой лесоматериалов заключается в том, что многие лесозаготовительные предприятия не занимаются строительством автомобильных дорог с твердым покрытием.
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 1 ноября 2002 г. № 1540—р предусматривается ежегодный рост объемов строительства лесовозных дорог круглогодового действия, которые позволят увеличить эффективность работы лесовозного автомобильного транспорта, а также увеличить скорость движения лесовозных автопоездов.
Кроме того, необходимо решать вопросы повышения качества дорог в связи с применением на вывозке лесоматериалов тяжелых лесовозных автопоездов на базе новых большегрузных шасси КамАЗ и УралАЗ, что должно способствовать снижению себестоимости лесопродукции.
Проблему дорожного строительства можно решить за счет применения отходов металлургической промышленности в устройстве асфальтобетонных покрытий. Одним из таких отходов является никелевый шлак ЗАО «ПО «Режникель».
Ежегодно на отвалы Режевского металлургического завода вывозится до 530 тыс. т. шлака. Металлургический завод действует с 1936 г. За это время в отвалах завода размещено около 14000 тыс. т. шлака, а занимаемая ими площадь равна 39 га. Свалка никелевых шлаков загрязняет атмосферу, а также, в связи с близким расположением р. Реж, загрязняет поверхностные воды, которые стекают в реку. Отвалы шлака негативно влияют на социальную и эстетическую ситуацию, отрицательно воздействуют на здоровье населения.
С 1970 года в течение 30 лет проводились исследования возможности использовать шлак Режевского никелевого завода, но до сих пор не разработана эффективная технология утилизации шлака. Поэтому, разработка эффективного способа использования никелевого шлака приобретает острую актуальность.
Разработка технологии производства активированного минерального порошка на основе никелевых шлаков и древесной смолы, применение его при устройстве асфальтобетонных покрытий лесовозных автомобильных дорог позволит расширить сырьевую базу материалов, используемых для получения минерального порошка, и снизить себестоимость производства порошка. Кроме того, данный метод утилизации, позволит высвободить площади занимаемые отвалами, а также улучшить экологическую обстановку района.
Актуальность поставленной задачи заключается в разработке технологии производства активированного минерального порошка на основе никелевого шлака и применение его при устройстве асфальтобетонных покрытий лесовозных автомобильных дорог.
Цель работы. Разработать технологию приготовления минерального порошка из шлака Режевского никелевого завода (РНЗ), активированного древесной смолой Верхнесинячихинского лесохимического завода (ВСЛХЗ) для устройства лесовозных дорог.
Задачи:
разработать регрессионную математическую модель, позволяющую прогнозировать гидрофобные свойства минерального порошка при модификации его поверхности;
изучить влияние минерального порошка активированного древесной смолой на свойства асфальтовяжущего;
- разработать технологию производства минерального порошка из
никелевого шлака;
построить опытный участок для подтверждения полученных лабораторных результатов;
определить технико-экономическую эффективность применения никелевого шлака для приготовления минерального порошка; Научная новизна:
получен гидрофобный минеральный порошок в результате модификации кислого никелевого шлака во время помола анионактивной добавкой;
исследованы физико-химические процессы, протекающие на механоактивированнои поверхности минерального порошка из никелевого шлака при взаимодействии с древесной смолой;
разработана регрессионная математическая модель, которая позволяет оценить влияние параметров процесса получения активированного минерального порошка на гидрофобность получаемого порошка;
исследовано влияния древесной смолы на получаемый минеральный порошок как компонент асфальтовяжущего.
Практическая ценность.
Разработана комплексная технология утилизации шлака РНЗ.
Разработаны рекомендации для приготовления минерального порошка из шлака РНЗ, активированного древесной смолой ВСЛХЗ.
Расширена ресурсная база дорожно-строительных материалов за счет использования отходов промышленности.
Определен экономический эффект от применения отходов промышленности для производства активированного минерального порошка.
Обоснованность и достоверность исследований, научных положений и выводов подтверждена лабораторными и опытно-производственными исследованиями, которые выполнены с применением современных приборов и
оборудования, с использованием математического аппарата планирования эксперимента.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Физико-химические процессы, протекающие на
механоактивированной поверхности минерального порошка из никелевого
шлака при взаимодействии с древесной смолой
2. Регрессионная математическая модель процесса получения
активированного минерального порошка.
3. Влияние минерального порошка из никелевого шлака, активированного
древесной смолой на свойства асфальтовяжущего.
4. Технология приготовления минерального порошка из шлака
Режевского никелевого завода.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и получили одобрение на Международной научно-техническая конференция, Екатеринбург, УГЛТУ, 2003г., Всероссийской конференции дорожной отрасли, Челябинск, Уральский филиал МАДИ, 2003г., Научно-технической конференции, посвященная 50-летию ПГТУ и 25-летию Автодорожного факультета ПГТУ, Пермь, ПГТУ, 2003г., Всероссийской научно-технической конференции, Пермь, ПГТУ, 2004г.
Реализация работы. Предлагаемая технологическая схема получения активированного минерального порошка из шлака РНЗ для асфальтобетона, содержащего полученный порошок, применены в г. Нижний-Тагил на предприятии МПУ «Тагилдорстрой», а так же в учебной программе УГЛТУ по дисциплинам «Дорожно-строительные материалы и машины» и «Дорожностроительные материалы».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения , пяти глав, основных выводов, списка литературы 103 наименования, 5 приложений. В работе содержится 115 страниц машинописного текста без приложений, в том числе 40 таблиц, И) рисунков.
