УДК 666.1.001.5 Исследования по стеклу
ГРНТИ 61.35 Технология производства силикатных и тугоплавких неметаллических материалов
ОКСО 18.06.01 Химическая технология
ББК 35 Химическая технология. Химические производства
ТБК 5017 Материаловедение
Рециклинг крупнотоннажных промышленных отходов с производством строительных материалов является весьма перспективным. Учитывая высокое содержание тугоплавких компонентов, целесообразным является снижение энергоемкости синтеза за счет введения флюсующих добавок плавней. В данной статье рассматривается влияние наиболее активного класса плавней – натрийсодержащих соединений – на спекание и плавление золошлаковых отходов (ЗШО) тепловых электростанций. Был осуществлен высокотемпературный синтез составов, содержащих ЗШО и различные количества натрийсодержащих плавней (Na2CO3, Na2B4O7, NaF, NaOH). Показано, что со-держание Na2O не является решающей характеристикой в оценке флюсующей активности. Выявлен наиболее активный плавень Na2B4O7, даже небольшие количества которого обеспечивают резкое ускорение спекания и плавления. Установлена тенденция золошлаковых отходов к «самовспениванию» за счет окисления остаточного углерода и формирования пор выделившимися газами. Изучено изменение склонности к вспениванию при введении различных плавней и параметры получаемой пористой структуры, включающей темно-серые вспененные области и спеченные области коричневого цвета.
силикатное сырье, плавень, спекание, натрий, деполимеризация
1. Пантелеев В.Г., Ларина Э.А., Мелентьев В.А. и др. Состав и свойства золы и шлака ТЭС: Справочное пособие / Под ред. В.А. Мелентьева. – Л.: Энергоатомиздат: Ленингр. отделение, 1985. – 285 с.
2. Luo Y., Wu Y., Ma S., Zheng S., Zhang Y., Chu P.K. Utilization of Coal Fly Ash in China: A Mini-Review on Challenges and Future Directions // Environmental Science and Pollution Research. – 2021. – V. 28. – P. 18727-18740.
3. Путилин Е.И., Цветков В.С. Обзорная информация отечественного и зарубежного опыта применения отходов от сжигания твердого топлива на ТЭС. – М.: НИИ Союздор, 2003. – 60 с.
4. Karamanov A., Hamzawy E.M.A., Karamanova E., Jordanov N.B., Darwish H. Sintered glass-ceramics and foams by metallurgical slag with addition of CaF2 // Ceramics International. – 2020. – V. 46(5). – P. 6507-6516.
5. Guo Y., Zhang Y., Huang H. et al. Novel glass ceramic foams materials based on red mud // Ceramics International. – 2014. – V. 40(5). – P. 6677-6683.
6. Zhang Q., He F., Shu H. et al. Preparation of high strength glass ceramic foams from waste cathode ray tube and germanium tailings // Construction and Building Materials. – 2016. – V. 111. – P. 105-110.
7. Chen B., Luo Z., Lu A. Preparation of sintered foam glass with high fly ash content // Materials Letters. – 2011. – V. 65(23–24). – P. 3555-3558.
8. Guo Y., Zhang Y., Huang, H. et al. Novel glass ceramic foams materials based on polishing porcelain waste using the carbon ash waste as foaming agent. Construction and Building Materials. – 2016. – V. 125. – P. 1093-1100.
9. Li J., Zhuang X., Monfort E. et al. Utilization of coal fly ash from a Chinese power plant for manufacturing highly insulating foam glass: Implications of physical, mechanical properties and environmental features // Construction and Building Materials. – 2018. – V. 175. – P. 64-76.
10. Yatsenko E.A., Goltsman B.M., Smoliy V.A., Kosarev A.S. Investigation of flux influence on structure of foamed slag glass with a high content of slag waste // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. – 2016. – V. 7(6). – P. 136-146.
11. Goltsman B.M., Yatsenko E.A., Yatsenko L.A., Goltsman N.S., Kuzmenkov D.M. Investigation of the fluxing additives effect on the foaming of different silicate raw materials // Materials Science Fo-rum. – 2021. – V. 1037. – P. 767–774.
12. Гольцман Б.М., Яценко Е.А., Яценко Л.А., Ирха В.А. Синтез пористых силикатных материалов при использовании фторида натрия в качестве флюсующей добавки // Цветные металлы. – 2021. – Т. 6. – С. 44–49.
13. Гольцман Б.М., Яценко Е.А., Яценко В.С., Яценко А.Н., Ли Вэньшэн. Исследование структурных изменений при термообработке шихт на основе отходов стекла и глицеринового порообразователя // Техника и технология силикатов. – 2023. – Т. 30. – № 1. – С. 75-83.
14. Зубехин А.П., Голованова С.П., Яценко Е.А., Верещака В.В., Гузий В.А. Основы технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов. – М.: КАРТЭК, 2010. – 274 с.
15. Tsai C.C., Wang K.S., Chiou I.J. Effect of SiO2-Al2O3-flux ratio change on the bloating characteristics of lightweight aggregate material produced from recycled sewage sludge. Journal of Hazardous Materials. – 2006. – V. 134(1-3). – P. 87-93.
16. Huang C.H., Wang S. Y. Application of water treatment sludge in the manufacturing of lightweight aggregate. Construction and Building Materials. – 2013. – V. 43. – P. 174-183.
17. Tuan B.L.A., Hwang C.L., Lin K.L. et al. Development of light-weight aggregate from sewage sludge and waste glass powder for concrete. Construction and Building Materials. – 2013. – V. 47. – P. 334-339.
18. Qi Y., Yue Q., Han S. et al. Preparation and mechanism of ultra-lightweight ceramics produced from sewage sludge. Journal of Hazardous Materials. – 2010. – V. 176(1-3). – P. 76-84.
19. Kourti I., Cheeseman C.R. Properties and microstructure of lightweight aggregate produced from lignite coal fly ash and recycled glass. Resources, Conservation and Recycling. – 2010. – V. 54(11). – P. 769-775.
20. Гольцман, Б. М. Обзор и анализ современных методов вспенивания стекла и силикатного сырья / Б. М. Гольцман, Е. А. Яценко // Теоретические основы химической технологии. – 2022. – Т. 56, № 5. – С. 549-558. – DOIhttps://doi.org/10.31857/S0040357122050050. – EDN ENYUVA.
21. Goltsman, B. M. Modern fluxing materials and analysis of their impact on silicate structures: A review / B. M. Goltsman, E. A. Yatsenko // Open Ceramics. – 2024. – Vol. 17. – P. 100540. – DOIhttps://doi.org/10.1016/j.oceram.2024.100540. – EDN ZWKTND.
