Министерство образования и науки Российской Федерации по теме: СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ТЕХНОГЕННЫХ СЫРЬЕВЫХ

Министерство образования и науки Российской
Федерации
ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
по теме:
СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ТЕХНОГЕННЫХ СЫРЬЕВЫХ
РЕСУРСОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ ДЛЯ
ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Вологда 2011 г.
складирование, хранение гранулированного шлака,
подача его в смеситель
подача нефтесодержащего шлама в смеситель
дозирование материалов
смешивание в смесителе принудительного действия
хранение готового продукта
1 - граншлак;
2 - смесь: 5НШ+95ГШ;
3- смесь: 10НШ+90ГШ;
4 - смесь: 15НШ+85ГШ;
5 - смесь: 25НШ+75ГШ;
1 - склад гранулированного шлака; 2 - ленточный транспортер;
3 - расходный бункер; 4 - весовой дозатор АВДИ 1800; 5 - шламонакопитель;
6 - насосная станция; 7 - нулевая емкость шлама; 8 - насос-дозатор;
9 - смеситель принудительного действия СБ-94; 10 - автосамосвал.
Шлифовальный шлам
Гальванический шлам
Бункердозатор ДС-4/3
Смесь НШ+ГДШ
Песок
Бункерадозаторы ДС-4/3
Битум
Нулевая
емкость
Минеральный
порошок
Емкость для
хранения
Сушильный барабан ТТ-5
Ковшовый элеватор для
горячего заполнителя
Сито для горячего заполнителя
Насосдозатор
битума
Ситовый бункер
Весы
2-х вальный смеситель
принудительного действия
Нагрузочный силос V=4
Бадья
V=80 т
Соответствие
ГОСТ 9128-84
ШШ - 0 %
Коэффициент
водостойкости
МП - 15 %,
Набухание %
1
Водонасыщение %
N
п/п
Доли минерального
порошка (МП) и
шлифовального шлама
(ШШ) в составе
асфальтобетона при
содержании песка- 77,5 %,
битума- 7,5 %
1,24
0,20
5,00
1,75
0,92
Да
Прочность при
сжатии, МПа.
20О С
50О С
2
МП - 10,5 %, ШШ - 4,5 %
1,83
0,36
4,95
1,35
0,95
Да
3
МП - 9,0 %, ШШ - 6,0 %
3,77
0,30
4,20
1,30
0,85
Да
4
МП - 7,5 %, ШШ - 7,5 %
4,33
0,14
3,70
1,30
1,05
Нет
5
МП - 0 %,
6,36
0,60
3,20
1,15
0,72
Нет
ШШ - 15 %
Коэффициент водостойкости
Соответствие ГОСТ 9128-84
ГШ - 0 %
1,24
0,20
5,00
1,35
0,92
Да
2
МП - 12 %,
ГШ - 3 %
2,00
0,21
3,20
1,25
0,98
Да
3
МП - 10 %,
ГШ - 3 %
2,40
0,23
3,00
1,20
0,93
Да
Набухание %
МП - 15 %,
Водонасыщение %
1
Доли минер. порошка (МП)
и гальван. шлама (ГШ) в
N п/п составе асфальтобетона
при содержании песка77,5 %, битума- 7,5 %
Прочность при
сжатии, Мпа.
20О С
50О С
Показатели
асфальтобетонной
смеси
Водонасыщение в %
по объему
Набухание в % по
объему
Предел прочности при
сжатии, МПа при
температуре 20ОС
при температуре 50ОC
при длительном
водонасыщении Rb
Коэффициент
водостойкости
Контрольный
образец:
Экспериментальные смеси
5% НШ+ 7% НШ+ 10% НШ+ 15% НШ+
25% ГДШ 25% ГДШ 25% ГДШ 25% ГДШ
13,6% битума(Б)
35% минерального 8,7% (Б) 6,5% (Б) 6,5% (Б) 6,5% (Б)
порошка (МП)
35% (МП) 35% (МП) 35% (МП) 35% (МП)
65% (ГДШ)
5,5
12,5
15,0
17,5
17,6
-
0,5
0,5
-
-
7,1
2,75
2,85
2,2
2,8
3,5
0,7
1,2
1,15
1,1
12
4,15
4,35
4,13
3,88
1,69
1,51
1,53
1,88
1,72
N п/п
Концентрация шлифовального
шлама в % от массы
асфальтобетона
Соответствие требованиям
ГОСТ 9128-84
1
5,0
Да
2
6,6
Да
3
8,0
Нет
4
9,0
Нет
N
п/п
Доза шлама в % от доли
Наименование
минерального порошка
ингредиента
асфальтобетона
1
0 (контрольная проба)
2
5%
3
10 %
4
20 %
5
30 %
6
40 %
7
50 %
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Fe общ
Cr общ
Концентрация в вытяжке, мг/л
щелочной
0,18
0,004
0,7
0,007
0,33
0,007
0,08
0,011
0,08
0,004
0,07
0,005
0,06
0,005
нейтральной
0,06
0,025
0,11
0,004
0,1
0,04
0,07
0,008
0,12
0,006
0,28
0,007
0,08
0
кислой
0,1
0,01
0,005
0,007
0,01
0,006
0
0,008
0,008
0
0,18
0,01
0,02
0,012
N пп
Раствор для вытяжки
Показатели качества вытяжки после
15-дневной экспозиции
1
2
3
Cr6+, мкг/л
Уксусная кислота (контроль)
25
Дистиллированная вода (контроль)
0
Уксусная кислота 5% шлама
15
4
Дистиллированная вода 5% шлама
0
1
5
6
7
Уксусная кислота 7% шлама
Дистиллированная вода 7% шлама
Уксусная кислота 10% шлама
Дистиллированная вода 10%
шлама
Уксусная кислота 15% шлама
65
15
25
2700
3000
3800
0
0,8
0
нет
анализа,
сильно
окрашен.
0,4
8
9
10
Дистиллированная вода 15%
шлама
Mn, мкг/л
1800
179
3390
-
ХПК, мг/л рН
1633
4,47
118
9
18
190 4,5
50
13
3
13
9,15
680
361
680
84
19
9,4
703
68
4,6
5
4,6
5,2
9,3
1. Шлифовальный шлам может быть использован в качестве
5%-6%-ных добавок от массы минерального заполнителя в
асфальтобетоне.
2. Показатели асфальтобетона с 3%-ной добавкой
гальванического шлама соответствовали требованиям ГОСТ
9128-84
3. Нефтесодержащий шлам может быть использован в
качестве части заполнителя при производстве пористых и
высокопористных асфальтобетонных смесей.
4. Применение смеси граншлака с нефтесодержащим
шламом дает экономический эффект 30 тыс.руб. за 1 м3
асфальтобетона.
5. Использование нефтесодержащего шлама в
асфальтобетоне улучшает адгезию, а также обеспечивает
снижение расхода остродефицитного битума, что увеличивает
экономический эффект.
6. Асфальтобетон, приготовленный с добавкой смеси
граншлака и нефтесодержащего шлама из шламонакопителя
подшипникового завода в количестве 30% соответствует
требованиям ГОСТ 9128-84.
7. На основе проведенных исследований нефтесодержащий
шлам из шламонакопителя и шлифовальный шлам
подшипникового завода разрешен санитарной службой для
использования в качестве добавки к асфальтобетонной смеси.
Химический состав шлама железного купороса
Показатели
Массовая доля сульфата
железа (II), мас.%
Массовая доля оксида
железа (II), мас.%
Массовая доля оксида
железа (III), мас.%
Массовая доля железа
общего, мас.%
Массовая доля свободной
серной кислоты, мас.%
Нерастворимый остаток ,
мас.%, не более
Норма по
ГОСТ 6981-75
Возраст шлама, лет
текущего
более 3
более 1
выхода
52 – 47
не
нормируется
не
нормируется
не
нормируется
29,18
32,21
54,68
27,23
31,67
33,40
27,34
17,36
8,36
40,28
36,75
31,80
0,2-1,0
0,32
0,38
0,61
0,1 – 1,0
1,87
1,10
0,83
Получение пигментов из техногенного
Т=700800оС
шлама железного купороса
Методами
Методами химического
прокаливания
осаждения
+CaCO3
(мел)
Т=550700оС
+NaCl
T=650800oC
Бордовый
Пигмент
Красный
пигмент
пигмент «Венецианская «Капуткрасная»
мортум»
+ Na2CO3
T=90-1000С
барботаж
воздухом
Черный
пигмент
+NH4OH+
Na2CO3+
+MnSO46H2O
T=200-240oC
Марс
коричневый
+KClO3+Na2CO3
Т=560С
барботаж
воздухом
+K4[Fe(CN)6]+
H2SO4
+KClO3
T=70-80oC
Желтый марс
Железная
лазурь
Норма по
ГОСТ
Показатели
Значение показателя для образцов
пигментов, изготовленных из
техногенного шлама
реактива исходных
реагентов
для образцов пигмента капут-мортум
Укрывистость, г/м2
не более 8
4,11 – 12,23
4,48 – 11,16
Содержание
водорастворимых, мас.%
не более 7
0,74 – 1,91
1,12 – 1,66
Насыпной объем, дм3/кг
0,714-1,000
0,720 – 0,806
0,715 – 0,882
Объем после ручного
встряхивания, дм3/кг
отсутствует
0,577 – 0,783
0,570 – 0,801
для образцов пигмента венецианская красная
Укрывистость, г/м2
не более 8
5,62 – 19,18
4,21 – 17,22
Насыпной объем, дм3/кг
1,000-1,429
1,012 – 1,328
0,986 – 1,329
Объем после ручного
встряхивания, дм3/кг
отсутствует
0,903 – 1,216
0,817 – 1,281
Расчетный компонентный состав сырьевой шихты
Состав сырьевой шихты, мас.%
Компонент шихты
Номер состава
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Отсев известняка
75,93
66,40
65,00
65,60
63,00
63,70
65,30
67,70
66,40
64,80
Отходы флотационного
обогащения углей
5,56
25,80
29,30
28,90
36,00
32,20
28,90
21,80
25,30
30,90
Шлам газоочисток
котельных: ТЭЦПВС-1
18,51
7,80
5,70
5,50
1,00
4,10
5,80
10,50
8,30
4,30
ТЭЦ–ЭВС–2
Химический состав и модульная характеристика продуктов обжига
Номер
соста
в
а
Массовая доля, мас. %
Модульная характеристика
CaOобщ
CaOсв
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MgO
SO3
КНп
КНф
n
p
1
64,67
2,54
22,10
6,10
5,01
2,03
0,09
0,85
0,81
1,9
1,2
2
64,85
2,50
22,49
5,45
4,68
1,92
0,61
0,86
0,82
2,1
1,2
3
64,33
0,90
22,56
6,00
4,58
1,90
0,63
0,85
0,82
2,0
1,3
4
65,06
4,19
21,84
6,02
4,53
1,91
0,64
0,88
0,81
1,9
1,3
5
66,38
7,66
19,08
7,42
4,27
1,90
0,95
0,98
0,84
1,4
1,7
6
64,64
0,87
21,61
6,52
4,53
1,96
0,74
0,86
0,85
1,8
1,4
7
64,48
1,57
22,47
5,98
4,57
1,90
0,60
0,84
0,81
1,9
1,3
8
64,35
0,62
23,59
4,78
4,90
1,93
0,45
0,83
0,82
2,4
1,0
9
64,50
0,87
22,89
5,33
4,82
1,93
0,53
0,84
0,83
2,2
1,1
10
64,45
2,06
22,22
6,22
4,44
1,92
0,75
0,85
0,81
1,9
1,4
Минералогический состав цементного клинкера
Номер
состава
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Массовая доля, мас. %
С3S
заданное
расчетное
49,00
48,76
49,00
49,93
46,00
45,99
55,00
52,49
50,00
47,77
45,00
40,69
48,00
49,44
50,00
49,92
49,00
47,84
52,00
49,89
C2S
заданное
28,00
28,00
32,00
24,00
25,00
35,00
29,00
29,00
30,00
25,00
C3A
расчетное
27,86
28,89
31,41
25,21
26,99
35,44
28,15
30,32
31,15
26,68
заданное
10,00
10,00
5,00
10,00
10,00
9,00
10,00
9,00
5,00
11,00
расчетное
8,06
6,62
8,48
8,37
12,54
10,01
8,33
4,50
6,25
7,56
C4AF
заданное
расчетное
12,00
15,53
12,00
14,74
17,00
14,32
11,00
14,08
15,00
12,92
16,00
14,04
13,00
14,20
12,00
15,41
16,00
14,93
12,00
13,80
Физико-механические характеристики полученных цементов
6
Показатели
1
Нормальная густота цементного
теста,%
Плотность,г/см3
Сроки схватывания, ч-мин:
начало
конец
Прочность в возрасте 28 сут, МПа:
на сжатие
на изгиб
1
4
Номер композиции
7
Номер составов
6
7
8
10
Массовая доля компонентов, мас.%
11
12
13
25,0
3,2
1¬10
1¬05
1¬45
0¬50
1¬05
1¬40
1¬20
1¬45
1¬35
1¬05
7¬45
7¬50
8¬20
7¬00
6¬50
7¬55
7¬50
8¬00
8¬05
7¬55
30,0
4,1
28,0
4,2
34,0
4,8
¬
¬
¬
¬
34,0
5,1
33,0
4,4
33,0
4,8
32,0
4,8
32,0
4,6
Показатели
Состав композиции, мас.% и результаты
испытаний по примеру
1
2
3
4
Конвертерный шлам
55,56
54,05
52,63
48,78
Отработанный раствор электролита
36,11
35,14
42,11
46,34
Гранулированный доменный шлак
8,33
10,81
5,26
4,88
Сроки нейтрализации, ч-мин
2-55
4-10
5-00
5-30
1-00
1-00
2-00
3-00
3-00
4-15
5-15
6-00
8,0
3,0
Сроки схватывания :
начало, ч-мин
конец, ч-мин
Равномерность изменения объема
Прочность через 28 сут на сжатие,
МПа
Состав водной вытяжки, мг/дм3
Pb2+
Zn2+
Выдержана
4,0
10,5
отсутствует
отсутствует
Экспериментальные данные зависимости физико-механических свойств
бетона оприроды и массовой доли пигмента в составе сырьевой шихты
Портландцемент М 400
Тонкомолотая добавка
1
16,9
15,8
2*
16,9
15,8
Составы бетонной смеси, мас. %, и результаты испытаний
для стеновых блоков
для дорожных изделий
Номер состава
3*
4*
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16,9 16,9 20,3 20,3 20,3 20,3 24,3 24,3 24,3 24,3 19,2 19,2
15,8 15,8 18,2 18,2 18,2 18,2
-
Шлакопемзовый песок
67,3
67,3
67,3
67,3
-
-
-
-
34,4
34,4
34,4
34,4
-
-
-
-
-
61,5
61,5
61,5
61,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
41,3
-
41,3
-
41,3
-
-
3,0
3,0
1,2/
1,4
1880/
1920
22,5/
23,3
13,9/
13,8
3,0
6,0
9,0
-
3,0
-
3,3
2,7
1,6
-
1950
1960
1960
25,7
29,0
16,6
16,3
Показатели
Гранулированный доменный
шлак
Гранитный щебень
Кварцевый песок
Пигмент (на сухую массу
вяжущего): капут-мортум
венецианская красная
Влажность, мас.%
3,0
Плотность, кг/м3
1720
Предел прочности при сжатии
образцов в возрасте 28 сут, МПа
22,0
Водопоглощение, мас.%
Коэффициент теплопроводности
образца в сухом состоянии, Вт/м
0С
14,0
6,0
9,0
6,0
9,0
1,6/
1,5/
4,2
1,0
1,3
1990/19 1910/19
1700
10
10
24,5/ 22,6/
27,7
25,6
23,0
13,3/ 13,6/
12,8
13,6
18,6
15
19,2
-
16
19,2
-
-
-
-
-
-
-
-
41,3
-
32,7
48,1
32,7
48,1
32,7
48,1
32,7
48,1
6,0
-
9,0
-
-
3,0
-
6,0
-
9,0
-
-
-
-
-
-
-
-
2020
2100
2170
2160
2280
2330
2330
2330
28,0
27,0
36,7
40,7
35,0
26,3
45,0
42,5
17,0
4,5
3,5
3,6
3,0
3,0
2,7
2,6
38,3
2,3
-/
-/0,455
0,394
305/
315/
310/
Морозостойкость, цикл
300
300
310
315
310
280
300
310
300
200
220
225
210
310
315
310
Класс прочности
В15
В15
В15
В15
В15
В15
В20
В20
В20
В26,5 В30
В25
В20
В26,5 В35
В30
П р и м е ч а н и е - * В числителе приведены результаты испытаний бетона с добавкой пигмента капут-мортум, в знаменателе –
венецианской красной
0,326
-/-
Определяемый
показатель
Единица
измерения
Химический состав компонентов сырьевой шихты
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
TiO2
MnO
п.п.п
Плотность
мас.%
мас.%
мас.%
мас.%
мас.%
мас.%
мас.%
мас.%
кг/м3
Наименование компоненты сырьевой
шихты
шлам производства
порошковой
проволоки
глина Сокольского
месторождения
54,59
2,83
18,80
1,97
4,38
1,68
1,79
13,96
3182,0
79,04
3,72
3,52
2,29
5,80
0,28
5,35
2289,1
Номер состава
1
2
3
4
5
6
Компонентный состав
шихты, мас.%
глина
шлам
95
5
90
10
85
15
80
20
75
25
70
30
Химический состав шихты, мас.%
СаО
4,88
5,85
6,82
7,79
8,76
9,73
SiO2
86,69
85,69
84,70
83,70
82,70
81,70
Al2O3
4,10
4,07
4,04
4,01
3,98
3,95
Fe2O3
4,33
4,39
4,44
4,50
4,56
4,62
7
65
35
10,70
80,70
3,92
4,68
8
60
40
11,67
79,71
3,89
4,73
9
55
45
12,64
78,71
3,86
4,79
10
50
50
13,62
77,71
3,83
4,85
11
45
55
14,59
76,71
3,79
4,91
12
40
60
15,56
75,71
3,76
4,97
13
35
65
16,53
74,72
3,73
5,02
14
30
70
17,50
73,72
3,70
5,08
15
25
75
18,47
72,72
3,67
5,14
16
20
80
19,44
71,72
3,64
5,20
17
15
85
20,41
70,72
3,61
5,26
18
10
90
21,38
69,73
3,58
5,31
19
5
95
22,35
68,73
3,55
5,37
Теплопроводность
λ, Вт/мК
Термическое
сопротивление R,
м2К/Вт
38,31
49,01
122,6
86,94
68,01
Усадка огневая, %
10,0
22,5
35,0
47,5
60,0
Средняя плотность ,
ρо, кг/м3
90,0
77,5
65,0
52,5
40,0
Водопоглощение,
мас. %
шлам
Предел
прочности
при сжатии
образцов
R, кгс/см2,
в возрасте
28 суток
Марка керамического
кирпича
глина
Состав
сырьевой
шихты,
мас.%
М 25
М 50
М 100
М 75
М 50
20,84
15,68
24,51
14,73
28,97
3612,4
3623,9
3019,5
2708,6
3971,2
22,85
27,46
24,96
20,17
17,92
0,234
0,254
0,241
0,307
0,285
0,085
0,082
0,085
0,067
0,070
ВНЕШНИЙ ВИД ОБРАЗЦОВ КЕРАМИЧЕСКОГО
ЧЕРЕПКА ПРИ ОБЖИГЕ В ТЕМПЕРАТУРНОМ
РЕЖИМЕ 900-950 оС
на основе глины
Ирдоматского месторождения
на основе глины
Шухободьского месторождения
Заключение
Экспериментальными исследованиями установлена практическая
целесообразность получения железооксидных пигментов из техногенного
шлама железного купороса прокатного производства
Доказано, что при комплексном использовании отходов различных
производств могут быть получены продукты целевого назначения без
применения природных сырьевых ресурсов
Получен цементный клинкер из отходов минерального состава без
применения природных сырьевых ресурсов отвечающий по химическому и
минералогическому составу требованиям ГОСТ
Экспериментальными
исследованиями
определено,
что шлам
производства порошковой проволоки, может быть использован для
получения строительной керамики
Экспериментально обоснован способ утилизации отработанного раствора
электролита аккумуляторных батарей , обеспечивающий эффективную
защиту природной среды
Спасибо за внимание!