Введение к работе
Актуальность темы. Традиционные технологические процессы іроизводства сопряжспы с образованием промышленных отходов, юторые размещаются на территории в объемах, превышающих стественную способность природной среды к самоочищению и юспроизводству. Осповпыми и массированными загрязнителями [риродной среды являются предприятия цветной металлургии, еплоэнергетики, машиностроения и металлообработки. ,
Проблема обезвреживания и утилизации промышленных отходов шляется одной из острых проблем г.Кентау, в котором к наиболее :р'уднотоннажным отходам относятся хвосты обогащения полиметаллических руд АО "Ачполиметалл" и золошлаковые отходы ГЭЦ-5, на долю которых приходится, соответственно, 135 млн тонн и 405 ъю тонн.
К настоящему времени известны научно-технические разработки по [рименению зол в качестве основного компонента или добавок при производстве строительного кирпича, вяжущего, теплоизоляционных материалов, стекла, стеклокристаллических материалов и т. д. В то же фемя степень использования золы в Казахстане достигает лишь 2% от одового выхода.
Получение пористого заполнителя,-т.аглопорита из зол тепловых щектростанций методом агломерационного (слоевого) обжига является >дним из эффективных и перспективных направлений утилизации данных угходов,. так как позволяет использовать разнообразные виды отходов, ;нижая да,30% всё затраты па производство по сравпению с природным сырьем. Простота, экономичность- процесса агломерации и ценные ;войства получаемых пористых заполнителей являются определяющими факторами при выборе способа переработки данных отходов.
Предварительный анализ показал возможность использования
жостов обогащения АО "Ачполиметалл" ' для получения вяжущих
материалов. Агломерационный метод получения цемента по сравнению с
градационным : >'- отличается,., малогабаритностью, высокой
производительностью оборудования, незначительными тепловыми іатратами. Выбросы пыли в окружающую среду при даппом способе юставляют всего 2,2 кг/т вместо 120-250 кг/т при обжиге во вращающейся гечи.
Поэтому разработка теоретических принципов и технологических )ешепий по переработке хвостов обогащения и золы ТЭЦ для получения гористого заполпителя'для легких бетонов и вяжущих материалов ігломерациошшм методом является актуальной задачей.
Целью работы является разработка научных и технологических іринципов создания высокоэффективных технологий агломерационного іроизводства строительных материалов (аглопорит, вяжущие) из техногенных отходов Кентауского региона.
Научная новизна работы. Разработаны научные принципы создания !ысокоэффективных технологий производства аглопорита и вяжущих материалов агломерационным обжигом из техногенных отходов
4
Кентауского региона - золы ТЭЦ и хвостов обогащения
полиметаллических руд.
Проведены исследования кинетики выгорания углерода из гранулированной шихты на основе золы Кентауской ТЭЦ. Установлено, что в процессе формирования аглопорита увеличение степени выгорания углерода из влажных гранул связашю с участием влаги как в разложении коксового остатка золы, так и с увеличением пористости формируемого аглопоритового гравия.
Установлена зависимость физико-технических свойств
аглопоритового гравия из золы от продолжительности зажигания верхнего слоя гранул, заключающаяся в изменении структуры аглопорита от крупнопористой кавернозной до равномерной мелкопористой.
Исследованы кинетические закономерности выгорания твердого топлива из шихты на оспове хвостов обогащения полиметаллических руд в присутствии хлоридов натрия, калия и кальция применительно к агломерационному методу получения вяжущего материала. Установлено, что в процессе получения вяжущих материалов, хлориды натрия и калия пассивируют выгорание топлива за счет постоянного присутствия в зоне реакции молекулярного хлора, вследствие чего увеличивается кажущаяся энергия активации (Екаж) и процесс перемещается в кинетическую область. В присутствии хлорида кальция выгорание топлива протекает в диффузионной области, что связано с быстротечностью выделения хлора, увеличения пористости гранулы и высокой деструктуризующей способностью хлорида кальция по отношению к углю.
На основании установленных закономерностей формирования аглопоритового гравия разработан новый состав сырьевой смеси, защищенный авторским свидетельством на изобретение.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на расширенном заседании секции изучения вещественного состава минерального сырья отдела технологии КАЗИМС'а (г.Алма-Ата, 1989), научно-теоретической конференции преподавателей МКТУ им. Х.А. Ясави (г. Кентау, 1995,1999),международной научно-практической конференции "Перспективные направления развития химии и химической технологии" (г. Шымкент, 1999), международной научно-технической конференции "Наука ,-. образование - производство в решении экологических проблем"(г.Уфа,. 1999), республиканской научно-практической конференции "Ауезовские чтения-2" (г. Шымкент, 1999), научной конференции "История и современность" (пШымкент, 2000), республиканской научпо-практической конференции " Теория и практика интенсификации, ресурсо-эпергосбережения в химической технологии и металлургии "(Шымкент-Алматы, 2000).
Основные положения, выносимые на защиту:
-результаты экспериментальных исследований влияния
технологических факторов на основные показатели агломерационного обжига и физико-технические характеристики аглопоритового гравия и вяжущего материала, получаемых из золы Кептауской ТЭЦ-5 и хвостов обогащения АО "Ачполиметалл";
-результаты экспериментальных исследований кинетики горения вердого топлива в сырьевой шихте в процессе формирования аглопорита;
-результаты исследований влияния хлоридов натрия, калия и кальция (а горение твердого топлива и возгошсу цветных металлов в процессе ігломерациоішого получения вяжущего материала из шихты па основе люстов обогащения полиметаллических руд;
-результаты опытно-промышлепной проверки разработанной ташологии производства аглопорита из золы Кентауской ТЭЦ-5.
Практическая ценность и реализация работы. Разработана паучно-ібоснованная технология производства аглопоритового гравия и идравлического вяжущего материала агломерационным способом из ! юлы Кентауской ТЭЦ-5 и хвостов обогащения АО "Лчполиметалл" с цшовременным извлечением содержащихся в них ценных металлов.
Использование золы и хвостов обогащения в качестве основного юмпонента для получения аглопорита и вяжущего материала посредством ігломерационного обжига позволяет расширить сырьевую базу, уществённо снизить затраты на производство, рационально использовать громышленные отходы, что в совокупности способствует решению дологических проблем Кентауского региона и увеличению выпуска троителыгых'материалов.
Разработанная технология проверена в промышленных условиях и інедрепа в аглопоритовом цехе ТОО "Силикат".
На основании результатов лабораторных и промышленных [сследоваггай составлен технологический регламент на производство іглопоритового гравия из золы Кентауской ТЭЦ-5 производительностью О тыс. mj аглопорита в год.
Аглопоритовый гравий, произведенный по разработашюй технологии, [спользован при строительстве университетского городка МКТУ им. Х.А. Ісави в г. Туркестане.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ и юлучено авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, аключения, списка литературы из 141 наименований и приложений, 'абота изложена на 122 страницах, включает 19 таблиц, 36 рисунков и 10 траниц приложений.
