Определение критериев оценки природы силикатсодержащих фаз, прогнозирующих наличие геозащитных свойств по обезвреживанию ионов тяжелых металлов и обозначающих соответствующие вещества. Характеристика качества геозащитных технологий утилизации отходов.
Аннотация к работе
Актуальность темы и направленность исследований связана с развитием критических технологий, утвержденных президентом РФ 21.05.2006 (Пр.-842) в позиции «Технологии предотвращения загрязнения окружающей среды», которая выполняется в рамках одного из приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в РФ, а именно «Экология и ресурсосбережение». В рамках развития таких технологий актуальным является вопрос об обезвреживании ионов тяжелых металлов (ИТМ) и утилизации твердых промышленных минеральных отходов, который чрезвычайно полезно было бы решить в комплексе; тогда следующим принципиально важным шагом является поиск и открытие полезных свойств твердых отходов, которые способствовали бы одновременно с утилизацией проявлению геозащитной функции отходов, например по отношению к обезвреживанию ИТМ. Основные минеральные отходы, так или иначе, содержат силикатную составляющую и таких отходов на сегодня накопилось миллионы тонн; именно поэтому утилизацию этих веществ целесообразно исследовать в рамках критических технологий. В настоящей работе в продолжение вышеназванных направлений развиваются идеи о том, что твердые отходы определенного состава обладают полезным для геозащиты свойством обезвреживания ИТМ, о присутствии которого информируют определенные параметры вещества - отхода. Открытию такого полезного для геозащиты свойства, названного геозащитным резервом, его исследованию и разработке научных основ новых технологий утилизации отходов с учетом геозащитного резерва посвящена данная работа.Объем и места накопления таких отходов приведены в таблице 1 и на рисунке 1. Показано, что выбор фильтрующих материалов не велик, тем более ограничен выбор фильтрующих материалов полученных на основе отходов промышленности и в настоящее время практически отсутствуют технологии, позволяющие одновременно решить проблемы утилизации твердых промышленных отходов и обезвреживания гидросферы от ИТМ. Этот прогноз основывается на том обстоятельстве, что по мере усложнения составов твердых фаз одновременно изменяются три характеристики - растут мольные массы (М, г/моль), падает величина стандартной энтальпии образования (?HO298, КДЖ/моль) и меняется характер химической связи - от преимущественно ковалентной в SIO2 (с большей долей ковалентной составляющей) к ионной, когда возникают силикаты с различными катионами. Основная идея работы состоит в том, что твердые силикатсодержащие отходы - гидраты или гидратационно-активные минералы могут в зависимости от природы катиона отхода и природы иона тяжелого металла проявлять способность к взаимодействию. Изучение распределения центров адсорбции индикаторным методом на поверхности силикатсодержащих отходов показало наличие активных центров в области Бренстедовских основных центров 7 ? 12, что согласно работам Якимовой Н.И. и Байдарашвили М.М. свидетельствует об активности поверхности этих отходов при взаимодействии с ИТМ.Таким образом, и по физико-механическим и по геозащитным характеристикам хлоритсодержащий щебень можно рекомендовать к использованию в качестве балластного и подбалластного слоя железнодорожного пути. Если при этом часть природного песка заменить на золу, то в результате может быть получен полезный продукт золопенобетон, содержащий в себе силикатосдержащий отход и обладающий геозащитным резервом. Анализ данных таблицы 15 показывает, что использование золы в количестве 30% вместо песка оказывает положительное влияние на формирование прочности пенобетона, которая после автоклавной обработки увеличивается на 40% по сравнению с составом, включающим 100% песка, и достигает значения равного 3,5 МПА. В шестой главе представлены результаты исследования геозащитного резерва доменного гранулированного шлака и технология его утилизации. Объекты исследования Индексы PQ предложена технология утилизации хлоритсодержащего щебня в насыпи земляного полотна 0,69 известна технология использования природного щебня в насыпи земляного полотна 0,48 предложена технология утилизации боя бетона в насыпи земляного полотна 0,89 известна технология использования природного щебня в насыпи земляного полотна 0,48 предложена технология утилизации доменного гранулированного шлака в системе водоочистки ВЧД-15 0,66 известна технология использования природного щебня, гравия и песка в системе водоочистки ВЧД-15 0,44 предложена технология утилизации отходов пенобетона как раскислителя почв 0,90 известна технология использования извести как раскислителя почв 0,33 предложена разработанная технология утилизации золы ТЭС при производстве автоклавного золопенобетона 0,56 известна технология производства автоклавного пенобетона 0,384.Установлена поглотительная емкость по ИТМ как геозащитное свойство гидратационноактивных силикатных минералов (C2S, C3S), сопровождающих силикаты в отходах цементных бетонов алюминатных минералов (C3A, С4AF), их гидратов, продуктов на их основе (силикатных цементных бетонов) и отходов промышленности (металлургического доменного шлака, хлоритсодержащего щебня), которая составляет
План
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИСодержание зерен слабых пород, % по массе, не более 5 Не обнаружено