Вторичное минеральное сырье и его значение для промышленности, для производства силикатных строительных материалов и изделий экологии

     Близким по составу к нефелиновому цементу  являются вяжущие на основе бокситового, сульфатного и других шламов металлургических производств.

     Шламовые  вяжущие относятся к категории  местных материалов. Наиболее рационально  применять их для изготовления изделий  автоклавного твердения. Однако они  могут, применятся и в строительных растворах, при отделочных работах, изготовлении материалов с органическими заполнителями, например фибролита. Химический состав ряда металлургических шламов позволяет применять их в качестве основного сырьевого компонента портландцементного клинкера, а также активной добавки в производстве портландцемента и смешанных цементов.

     2.6 Применение горелых пород, отходов углеобогащения, добычи и обогащения руд

     Основная  масса горелых пород является продуктом обжига пустых пород, сопутствующих  месторождениям каменных углей. Разновидностями горелых пород являются глиежи-гилинстые и глинисто-песчанные породы, обожженные в недрах земли при подземных пожарах в угольных пластах, и отвальные, перегоревши шахтные породы.

     Возможности применения горелых пород и отходов  углеобогащения в производстве строительных материалов весьма разнообразны. Горелые породы, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают активностью по отношению к извести и используются в роли гидравлических добавок в вяжущих известково-пуццоланового типа, портландцементе, пуццолановом портландцементе и автоклавных материалах, Высокая адсорбционная активность и сцепление с органическими вяжущими позволяют применять их в асфальтовых и полимерных композициях. Естественно, обжигаемые  в недрах земли или в терриконах угольных шахт горелые породы – аргиллиты, алевролиты и песчаники – имеют керамическую природу и могут, применятся в производстве жаростойких бетонов и пористых заполнителей. Некоторые горелые породы являются легкими нерудными материалами, что обусловливает их использование как заполнителей для легких растворов и бетонов.

     Отходы  углеобогащения – ценный вид минералогического  сырья, в основном используемый в  производстве стеновых керамических материалов и пористых заполнителей. По химическому  составу отходы углеобогащения близки  к традиционному глинистому сырью. В роли вредной примеси в них выступает сера, содержащаяся в сульфатных и сульфидных соединениях. Теплотворная способность их колеблется в широких пределах – от 3360 до 12600 кДжкг и более.

     Из  некоторых разновидностей отходов обогащения каменного угля можно производить не только аглопорит, но и керамзит.

     Строительный  щебень получают из попутных пород  при добыче железной и других руд. Высококачественным сырьем для производства щебня являются безрудные железистые кварциты: роговики, кварцитовые и кристаллические сланцы.

     3 Применение отходов химико-технологических производств

     3.1 Применение шлаков электротермического производства фосфора

     Фосфорные шлаки -  это побочный продукт производства фосфора термическим способом в электропечах. При температуре 1300-1500° С фосфат кальция взаимодействует с углеродом кокса и кремнеземом, в результате чего образуется фосфор и шлаковый расплав. Шлак  сливается из печей в огненно-жидком состоянии и гранулируется мокрым способом. На 1 т. фосфора приходится 10-12т шлака. На крупных химических предприятиях получают до двух млн. т. шлака в год. Химический состав фосфорных шлаков близок к составу доменных.  

     Из  фосфорно-шлаковых расплавов можно  получать шлаковую пемзу, вату и литые изделия. Шлаковую пемзу получают по обычной технологии без изменения состава фосфорных шлаков. Она имеет объемную насыпную массу 600-800 кг/м³ и стекловидную мелкопористую структуру. Фосфорно-шлаковые расплавы могут перерабатывается в литой щебень по траншейной технологии, применяемой на металлургических предприятиях.

     3.2 Материалы на основе гипссодержащих и железистых отходов

     Фосфогипс - отход сернокислотной обработки  апатитов или фосфоритов в фосфорную  кислоту или концентрированные  фосфорные удобрения. Он содержит 92-95% двуводного гипса с механической примесью 1-1,5% пятиокиси фосфора и некоторого количества других примесей. Фосфогипс имеет вид шлама влажностью 20-30% с высоким содержанием растворимых примесей. Твердая фаза шлама тонкодисперсная и более чем на 50% состоит из частиц размером менее 10 мкм. Стоимость транспортирования и хранения фосфогипса в отвалах составляет до 30% общей стоимости сооружений и эксплуатации основного производства.

     При производстве фосфорной кислоты  способом экстракции по полугидратной схеме отходом является фосфополугидрат сульфата кальция, содержащий 92-95% - основного компонента высокопрочного гипса. Однако наличие на поверхности кристаллов полугидрата пассивирующих пленок заметно сдерживает проявление вяжущих свойств у этого продукта без специальной его технологической обработки.

     Кроме производства вяжущих изделий на их основе известны и другие пути утилизации гипссодержащих отходов. Опыты показали, что добавка до 5% фосфогипса в шихту при производстве кирпича интенсифицирует процесс сушки и способствует повышению качества изделий.

     Из  железистых отходов наиболее широко применяются пиритные огарки. В частности  в производстве портландцементного клинкера их используют как корректирующую добавку. Однако огарки, расходуемые в цементной промышленности, составляют лишь небольшую часть их общего выхода на предприятиях по производству серной кислоты, потребляющих в качестве основного исходного сырья серный колчедан.

     Железосодержащие  добавки применяют в производстве стеновых керамических материалов для снижения температуры обжига, повышения качества и улучшения цветовых характеристик. Положительные результаты дает предварительное прокаливание огарков для разложения примесей сульфидов и сульфатов, образующих при обжиге газообразные продукты, присутствие которых снижает механическую прочность изделий.

     В производстве фасадных плиток полусухим  и шлинкерным способами прокаленные  огарки могут добавляться в шихты  в количестве от 5 до 50% по массе. Использование  огарков позволяет выпускать цветные керамические фасадные плитки без дополнительного введения в глину шамота. При этом температура обжига плиток из тугоплавких и огнеупорных глин снижается на 50-100° С.