Бесцементные закладочные смеси на основе активированных шлаков сталеплавильного производства

• Автор: Корнеева, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕл.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Закладочные смеси из промышленных отходов .

1.2 Использование сталеплавильных шлаков в производстве

бесцемеитных закладочных смесей

1.3 Физикохимические свойства процессов и вяжущие свойства

сталеплавильных шлаков.

Выводы по главе 1 .

ГЛАВА 2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ, И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .

2.1 Структурнометодологическая схема исследований.

2.2 Методика исследования и описание оборудования
2.3 Исследование сырьевых материалов.
2.3.1 Состав и свойства сталеплавильного шлака.
2.3.2 Состав и свойства кохмпонентов, активирующих шлак
Выводы по главе 2 .
ГЛАВА 3 ПОЛУЧЕНИЕ БЕСЦЕМЕИТНОГО ВЯЖУЩЕГО ИЗ АКТИВИРОВАННЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ШЛАКОВ
3.1 Расчет состава вяжущего .
3.2 Исследование процесса механохимической
активации сталеплавильного шлака
3.3 Изучение физикомеханических свойств разработанного
вяжущего
Выводы по главе 3 .
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СОСТАВА ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ НА
ОСНОВЕ БЕСЦЕМЕИТНОГО ШЛАКОВОГО ВЯЖУЩЕГО .
4.1 Экспериментальные исследования по разработке состава
закладочной смеси
4.2 Оптимизация состава методом математического планирования
эксперимента.
Выводы по главе 4 .
ГЛАВА 5 РАСЧЕТ ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
5.1 Анализ себестоимости закладочных составов .
5.1.1 Себестоимость закладки Таштагольского рудника .
5.1.2 Себестоимость разработанных бесцементных составов
5.2 Оценка экономической эффективности от применения разработанных бесцементных твердеющих составов
Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение А Составы закладочных смесей используемые
на шахтах и рудниках
Приложение Б Патент на изобретение РФ 4 Состав
закладочной смсси
Приложение В Патент на изобретение РФ 5 Бетонная смесь .5 Приложение Г Технологический регламент на изготовление состава твердеющей закладочной смеси из отходов
сталеплавильной промышленности
Приложение Д
Приложение Е
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В настоящее время, в связи с углублением горных работ, и изменением горно-геологических условий, усложняющим отработку запасов, твердеющая закладка получает весьма широкое применение [9 - ]. Вместе с тем, производство закладочных смесей по традиционным технологиям становится нерентабельным в связи с истощением природных сырьевых ресурсов на освоенных месторождениях и резким повышением стоимости энергоресурсов в стране. Выбор рационального состава закладочной смеси в каждом конкретном случае зависит от многих факторов: наличия необходимого количества материала, его себестоимости, физико-механических свойств. Значительное снижение себестоимости закладки достигается в результате использования в качестве сырья вторичных минеральных ресурсов (отходов промышленности), огромные запасы которых находятся в непосредственной близости от горнорудных предприятий (а также на самих предприятиях), работающих с закладкой выработанных пространств [ - ]. В большинстве стран приняты законы, регулирующие хранение и переработку отходов производства, однако степени их соблюдения не одинаковы: зависят от применяемого законодательства, стоимости земли и действующих программ по управлению отходами [, ]. Крайне актуальна проблема комплексного использования продуктов переработки а, в то же время «в мире и в России нет единого комплексного подхода к проблеме переработки и использования вторичного сырья и отходов промышленности» [, ]. Уничтожают фауну и губительно действуют на организм человека. Наглядным примером может служить Кемеровская область, где на каждого жителя в десятки раз приходится больше отходов, чем в мире. Здесь % городского населения и тысячи предприятий, преимущественно вышеуказанного профиля. И особенно следует выделить наш Новокузнецк, где сосредоточены горнодобывающие (шахты и разрезы) и металлургические гиганты (как КМК, ЗСМК, алюминиевый и ферросплавный заводы). Использование отходов топливно-энергетического комплекса в производстве закладочных смесей дает возможность решения проблем утилизации техногенных образований и ресурсосбережения (рис. По мнению президента РФ Д. А. Медведева: “Сектор чистых технологий невозможен без решения вопросов утилизации и вторичного использования отходов. Считаю, что действительно современный вариант ответа на ситуацию - создание в стране целой отходоперерабатывающей индустрии” []. Канаде на рудниках «Фруд», «Квемонт» и «Хорн», и в Финляндии на руднике «Керетти». В общем балансе закладочных материалов на зарубежных рудниках отходы топливно-энергетического комплекса представлены до % обес-шламленными хвостами обогащения, около % - вскрышными породами и 8% шлаками []. Применение хвостов обогащения обусловлено процессом гидратации содержащегося в них пирротина. Исследованиям процесса гидратации пирротина для приготовления затвердевающих материалов посвящены работы Г. Роулинга, Г. Д. Свейна, Г. М. Лукашевского []. В нашей стране исследования струкгурообразования при окислении пирротина проводились с года в лабораториях институтов: Геохимии и аналитической химии им. Вернадского АН СССР и Экспериментальной минералогии АН СССР. Было установлено, что полученный при гидратации окисленный материал, содержит гидрат окиси железа, гидроокись кальция (до ,5%) и различные сульфаты, образующие смешанные кристаллические срастания и цементирующие сульфидные частицы. Между закладочным материалом и сульфидными частицам возникает сцепление, с образованием самозатвердевающего закладочного материала с сопротивлением сжатию характерному для слабого бетона [ - ]. В - гг. Канады - «Фалконбридж», «Инко», «Крейтон», «Ге-ко», «Сулливан», «Харди», «Страткона»; Финляндии - «Виханти», «Пиха-салми», «Коталати», «Хамаслаати»; США - «Гекла», «Коннекотт Коппер», «Теннеси Коппер», «Анаконда»; Японии - «Косака»; Швеции - «Фалун»; Австралии - «Кобар», «Маунт Айза»; КНР - «Фанькоу»; Германии - «Бал Грунт» [, - ]; Ирландии - «Наван»; ЧССР - «Циновец-Жих»; НРБ - «Конски Дол», «Димов Дол», «Радка»; России - «Гайский», ГМК “Печенганикель” [ - ]; Украине - на уранодобывающих шахтах [].