Керамический кирпич с золой от сжигания осадков сточных вод

• Автор: Левит, Игорь Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красково
• Количество страниц: 122 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, цель и общие задачи
исследований
1.1. Золы-уноса ТЭС: классификация, состав
1.2. Способы использования зол
1.3. Некоторые аспекты технологии керамического кирпича с
использованием зол, содержащих вредные компоненты
Глава 2. Теоретические предпосылки использования зол после сжигания осадков сточных вод для производства керамического кирпича
Глава 3. Методика проведения экспериментальных исследований.
Общая характеристика сырьевых материалов
3.1. Выбор объектов исследования
3.2. Методика проведения исследований
Характеристика использованных материалов
Г лава 4. Экспериментальная часть
4.1. Влияние состава исходной смеси на технические,
сушильные и термические свойства
Глава 5. Промышленное освоение производства керамического кирпича, технико-экономическая эффективность использования золы.
Общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. В настоящее время в структуре производства мелкоштучных стеновых материалов (13,5 млрд. шт. уел. кирпича) доля керамического кирпича составляет порядка 65%. Снижение издержек производства, повышение качества и расширение ассортимента выпускаемой продукции является приоритетной проблемой кирпичного производства. Один из путей решения проблемы - использование промышленных отходов в качестве сырьевого компонента керамического кирпича. Вопрос утилизации отходов стоит на стыке проблем ресурсо- и энергосбережения, экологической безопасности, совершенствования технологий.
Среди актуальных направлений исследований важное место занимает использование пока не применяющихся зол от сжигания осадков сточных вод. Эти золы существенно отличаются составом и свойствами по сравнению с золами ТЭС, которые уже широко перерабатываются в пригодную к употреблению в реальных отраслях продукцию.
Решение задачи использования зол в многотоннажном производстве керамического кирпича связано с изучением физико-химических процессов при уплотнении керамической массы на всех этапах технологического процесса.
Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой «Отходы».
Цель и задачи работы. Целью диссертации является создание технологических решений производства керамического кирпича, позволяющих обеспечить широкомасштабное применение золы от сжигания осадков сточных вод взамен части глины на действующих предприятиях, в результате чего обеспечить экономию материальных и топливных ресурсов и решить экономические и экологические вопросы.

Для реализации поставленной цели были определены следующие
задачи:
- исследовать состав и свойства сырьевых материалов, оценить токсикологическую и радиационную характеристики золы;
- установить допустимое количество золы, определяющее оптимальные характеристики формирования коагуляционной, конденсационной и кристаллизационной структур керамических изделий и выявить механизм процесса спекания;
- разработать технологию керамического кирпича пластического формования с использованием золы, установить экологическую оценку производства и гигиенические условия труда рабочих;
- определить эксплуатационные свойства и радиационную характеристику готовой продукции;
- внедрить разработанную технологию в производство керамического кирпича.
Научная новизна. Разработаны теоретические положения о составах и формировании структуры керамического кирпича с повышенными эксплуатационными свойствами, заключающиеся в использовании золы от сжигания осадков сточных вод, которая улучшает сушильные свойства керамических масс и активизирует процесс спекания керамики.
Установлено, что изменение технологических свойств пластичных масс обусловлено действием микроэлементов, которые способствуют коагуляции глинистых частиц, в результате чего их активная поверхность уменьшается и, как следствие, снижается количество связанной воды гидратных оболочек.
Выявлено, что зола,являясь химическим интенсификатором процесса спекания, способствует связыванию оксидов кальция и магния и новообразованию упрочняющих алюмосиликатов. Примеси тяжелых металлов в золе, выполняя роль гетерогенных кристаллизаторов, также

Для определения дисперсности золы использовали метод измерения удельной поверхности по воздухопроницаемости уплотненного слоя исследуемого материала (на приборе ПСХ-4).
Следует отметить, что на сегодня практически не проводилась эколого-гигиеническая оценка сырьевых материалов и керамического кирпича на их основе, что не позволяет оценить степень их опасности для здоровья населения.
С учетом изложенного особое внимание уделялось оценке гигиенической и экологической безопасности применения золы в качестве компонента сырьевой смеси кирпичного производства.
Токсикологическая характеристика золы и керамического кирпича проводилась в Международном институте оценки риска (г. С.-Петербург) в строгом соответствии с действующей нормативно-методической документацией.
Исследование биологического действия и установление параметров острой токсичности материалов выполнялось по следующим направлениям.
1. Установление параметров острой токсичности при однократном внутрижелудочном и накожных путях поступления.
2. Изучение раздражающих, кожно-резорбтивных и одорометрических свойств золы и готовой продукции.
3. Исследование токсических свойств водных вытяжек из золы на дафниях.
Опыты проводились на мышах и крысах.
Определение радиационной характеристики исходных сырьевых материалов и керамического кирпича проводилось в специально аккредитованных организациях (ЗАО «ПКТИ» и ЗАО «Радек», г. С.-Петербург) по общепринятым методикам:
ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов».