Концепция вторичного использования регенеративного продукта отходов самоспасателей для получения щелочного активатора техногенных минеральных материалов

Abstract

Исследована возможность вторичного использования регенеративного продукта отходов самоспасателей с химически связанным кислородом для получения щелочного активатора техногенных минеральных материалов. Актуальность исследования обусловлена необходимостью снижения объёмов опасных промышленных отходов и вовлечения их ресурсного потенциала в переработку золошлаковых, металлургических и горнопромышленных материалов. Показано, что регенеративный продукт на основе супероксида калия после контролируемой водной обработки образует многокомпонентную щелочную систему, включающую гидроксидные, карбонатные, пероксидные и кальцийсодержащие соединения. Установлено, что получаемый продукт не является прямым аналогом товарного KOH и должен рассматриваться как компонент комбинированного активатора. Для продукта ОКЧ-3 содержание супероксида калия составляет 85–88 %, оксида кальция – 10–15 %, что подтверждает высокий щелочной потенциал данного вида отхода.Обосновано применение такого активатора в системе «доменный гранулированный шлак – золошлаковые отходы – вторичный калийсодержащий активатор». В качестве перспективного алюмосиликатного компонента рассмотрена золошлаковая смесь Зуевской ТЭС с содержанием 53,44 % SiO2, 23,40 % Al2O3 и 8,31 % Fe2O3 (суммарная доля этих оксидов достигает 85,15 %). Разработана концептуальная схема ресурсосберегающего способа, включающая сортировку отходов самоспасателей по состоянию, контролируемую разборку, извлечение регенеративного продукта, водную обработку с регулированием температуры и газовыделения, разделение фаз, анализ и нормирование щелочного компонента, а также его последующее смешивание с техногенным минеральным сырьём. Определены основные ограничения предлагаемого подхода: переменный состав отхода, наличие остаточных пероксидных соединений, процессы карбонизации, присутствие нерастворимых и волокнистых примесей, а также возможное выщелачивание калия из затвердевшего материала. Приоритетной областью применения выбраны закладочные, заполняющие и укрепляющие материалы технического назначения. Полученные результаты закладывают основу для дальнейшей экспериментальной проверки состава активатора и эксплуатационных свойств материалов на его основе.