Размещено на http://www.allbest.ru/

Глава 1. Технология комплексной переработки отходов углеобогащения

В настоящее время наблюдается ухудшение качества добываемого угля -- повышение зольности и содержания серы. Обогащение всей массы энергетического угля сопряжено с проблемой образования и утилизации отходов, которые можно рассматривать как комплексное сырье, содержащее ценные компоненты:

-- углерод, являющийся источником тепловой и химической энергии;

-- зольную часть в виде соединений, которые могут быть использованы в строительстве;

-- редкие и редкоземельные элементы, используемые в различных отраслях промышленности;

-- серу, высокие концентрации которой обусловливают целесообразность ее извлечения.

Один из способов переработки углеродсодержащих продуктов -- газификация. Для комплексной малоотходной переработки отходов углеобогащения предпочтительна высокотемпературная поточная газификация. Генераторный газ может быть использован в парогазовых циклах с выработкой тепловой и/или электрической энергии. Схема переработки отходов углеобогащения на базе парогазовой установки с внутрицикловой газификацией представлена на рисунке.

При включении системы газификации в цикл парогазовой установки следует иметь в виду некоторые особенности этой технологии.

* При выбранных параметрах процесса газификации достигается почти полная конверсия углерода в газ. Высокие скорости химических реакций, протекающих в газовой сфере, делают состав генераторного газа близким к равновесному, что подтверждается результатами проведенных исследований.

* В схеме предусматривается использование высокосернистых отходов углеобогащения и технологии предотвращения вредных выбросов в окружающую среду, основанной на газификации топлива и последующем сжигании очищенного от пыли и серы генераторного газа в камерах сгорания газотурбинной установки.

* Процесс газификации осуществляется при температуре, достаточной для устранения из получаемого газа конденсируемых смол или органических соединений. Поэтому в схеме могут быть использованы высокотемпературные методы очистки, обеспечивающие более высокий КПД комплекса, чем низкотемпературные.

* Охлаждение продуктов газификации, содержащих СО, Н₂ и H₂S, не может осуществляться газом-окислителем во избежание взрывоопасных ситуаций и средами, имеющими температуру выше 400 "С, из-за высокой скорости сероводородной коррозии металла поверхности нагрева, имеющего температуру выше 450 °С;

* Основная доля тепла, выделяющегося в системе получения очищенного генераторного (энергетического) газа, передается питательной воде паротурбинного цикла и используется для получения перегретого пара.

Условно схему можно разбить на следующие функциональные модули:

-- газификация и утилизация физического тепла продуктов газификации;

-- очистка газа от зольного уноса;

-- очистка газа от соединений серы и их утилизация;

-- газотурбинный цикл;

-- паротурбинный цикл.

Каждый функциональный модуль характеризуется определенным набором технологических параметров.

Описанная выше схема обеспечивает практически полную утилизацию побочных продуктов и предотвращает поступление загрязняющих веществ в окружающую среду:

-- расплав золы, получаемый при газификации, охлаждается с утилизацией теплоты, гранулируется и используется как строительный материал;

-- очистка генераторного газа происходит с конверсией сероводорода в товарную серу;

-- зола, уловленная из генераторного газа, является сырьем, богатым редкими и редкоземельными элементами.

Оценка эффективности технологии комплексной переработки отходов углеобогащения показала, что КПД брутто представленной системы составляет 60 %. При этом наблюдаются следующие потери:

-- в паровом цикле (20,5 % от подвода энергии);

-- котле-утилизаторе и с отходящими газами (12,3 %);

-- системе валковых охладителей и с гранулированным шлаком (3,0%);

-- охладителе генераторного газа (2,1 %);

-- газогенераторе (1,0 %);

-- газотурбинном цикле (0,5 %);

-- системе очистки газа (0,5 %).

Как следует из расчетов, КПД нетто комплекса составляет 38--41 %, что на 10 % выше КПД стандартного производства электроэнергии путем сжигания пылеугольного топлива. Основная доля затрат энергии на собственные нужды приходится на привод компрессоров (50 %), остальное -- на производство кислорода в блоке разделения воздуха (27 %), водоочистку (16 %), газификацию и прочее оборудование (7 %).

Разработано технологическое задание на реализацию предложенной технологии для углеперерабатывающего предприятия, которое в год покупает и расходует на собственные нужды 26 млн кВт ч электрической энергии, 4 000 Гкал тепловой энергии, а также топливо в количестве 3 000 т у. т. Основные показатели работы комплекса мощностью 40 и 100 МВт приведены в таблице.

Схема может быть реализована с использованием стандартного оборудования. Внедрение предложенного комплекса позволяет сократить затраты на закупку топлива, тепловой и электрической энергии, а также получить средства от продажи произведенной электрической энергии, товарной серы, концентрата редкоземельных элементов и гранулированного шлака.

Глава 2. Переработка отходов горнодобывающей промышленности

Переработка отходов углеобогащения. Отходы углеобогащения используют в качестве топливной и отощающей добавки (10-15 %) к шихте для производства кирпича из глины. Перспективно их использование и в качестве основного сырья для формования изделий пустотелой строительной керамики.

Анализ химического состава технологических отходов 80 углеобогатительных фабрик основных угольных бассейнов СССР показал достаточно стабильное содержание в них А1₂0₃ и Si0₂ что позволяет использовать их как сырье для производства керамических изделий. После дробления и помола глинистая составляющая отходов углеобогащения высвобождается и отходы приобретают способность образовывать с водой пластичную массу, из которой может быть сформован кирпич-сырец, превосходящий по некоторым свойствам аналогичные изделия из обычной глины. Производство глиняного (красного) кирпича заключается в обжиге формованной глиняной массы, в которую добавляют опилки, некоторые органические отходы, просеянный уголь в качестве топливного (выгорающего) компонента. Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения деформации и трещин изготовляемых керамических изделий в жирные пластические глины вводят природные (кварцевые пески) или искусственные (дегидратированная глина, шамот) отощающие материалы. Обжиг изделий из таких отходов обычно проводят в условиях, обеспечивающих завершение процесса выгорания углерода к моменту начала интенсивного спекания черепка.

Производство аглопорита. Уголь, содержащийся в отходах углеобогащения, может быть использован как топливо при их термической переработке (в смеси с глинистыми породами) в кирпич, керамику и в другие строительные материалы. Таким способом получают аглопорит -- искусственный легкий пористый заполнитель для бетонов.

Технология производства аглопорита может быть различной, в том числе методом агломерации гранулированной шихты из глинистых пород или отходов добычи, обогащения и сжигания углей с последующим дроблением получающегося в результате спекания "коржа" и выделением при рассеве требуемых фракций заполнителя. Аналогично можно перерабатывать отходы обогащения горючих сланцев.

Производство диоксида серы. Обогащение углей с целью уменьшения содержания серы сопровождается образованием углистого колчедана, содержащего 42-46 % серы и 5-8 % углерода.

Углистый колчедан является потенциальным сырьем для производства серной кислоты, однако непосредственная его переработка в S0₂ путем обжига приводит к получению низкоконцентрированных газов.

В промышленной практике нашел использование способ производства S0₂ путем термической переработки флотационного колчедана совместно с сульфатами железа, являющимися отходами процессов травления металлов в черной металлургии и метизной промышленности, при получении пигментного ТЮ₂. Целесообразно в этом процессе флотационный колчедан заменить на углистый.

Обжиговые газы, максимальная концентрация S0₂ в которых не превышает 18,3 %, направляют в промывное отделение сернокислотного производства.

Переработка и использование сопутствующих пород. Вскрышные и попутно извлекаемые породы при добыче полезных ископаемых содержат разнообразные компоненты, являющиеся ценным сырьем для промышленности строительных материалов. Так, мел может быть использован для производства белого цемента и воздушной строительной извести, а также в производстве минеральной ваты, стекла и резиновых изделий. Глинистые сланцы являются хорошим сырьем для производства портландцемента. Из песчаных пород можно производить тарное стекло, а песчано-глинистые породы можно использовать в производстве кирпича. На основе таких отходов можно получать заполнители для бетонов, штукатурные и кладочные растворы. Основой для производства почти всех известных видов строительных материалов могут служить горелые породы -- пустые породы, сопровождающие залежи каменных углей, обожженные при подземных пожарах (они получаюгся и при самовозгорании терриконов). Ряд горнорудных отходов можно использовать в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

Вскрышные породы как сырье для производства керамзита. Среди попутно извлекаемых и вскрышных пород значительное место занимают пластичные глины. Такие глины являются хорошим сырьем для производства керамзита, служащего искусственным пористым наполнителем для легких бетонов и хорошим теплозвукоизоляци-онным материалом.

Обычно керамзит получают путем обжига легкоплавких (<1350 °С) глинистых пород с добавками порообразующих материалов. В большинстве случаев керамзит получают в виде гравия с размером зерен 5-40 мм или щебня. Плотность керамзитового гравия составляет 150-800 кг/м³.

Типовая технологическая схема производства керамзита показана на рис. 1. Исходное глинистое сырье после переработки в камневыделительных вальцах, глиномешалке с фильтрующей головкой и вальцах тонкого помола подают в башни-силосы для гомогенизации, откуда усредненная гаиномасса поступает в формующий агрегат.

Отформованные сырцовые гранулы вводят в двухбарабанную вращающуюся печь, разделенную перегрузочной камерой. В первой части печи происходит подсушка сырцовых гранул, во второй -- их обжиг.

Для опудривания отформованных гранул с целью предотвращения их спекания предусмотрено специальное устройство для введения в зону вспучивания печи огнеупорного порошка. Контроль и корректировка процесса обжига обеспечиваются при помощи измерителя насыпной плотности керамзита, установленного между откатной головкой печи и холодильником. Вспученные зерна керамзитового гравия по выходе из печи охлаждают и рассеивают на фракции.

Рис. 1. Схема производства керамзитового гравия: / -- глинорыхлительная машина; 2 -- пластинчатый питатель; 3 -- конвейер; 4 -- камневыделительные вальцы; 5 -- глиномешалка; б -- вальцы тонкого помола; 7 -- конвейер; 8 -- башни гомогенизации; 9 -- агрегат формования сырцовых гранул; 10-- тарельчатый питатель; 11 -- барабан тепловой подготовки; 12 -- перегрузочная камера; 13 - обжиговый барабан; 14 -- бункер опудривающего порошка; 15 -- устройство для опудривания; 16 - измеритель плотности; 17 -- холодильник; 18,21 -- мерники керамзита; 19 -- грохот; 20 -- силос готового продукта

Рекультивация земель. Рекультивация -- это комплекс работ, направленных на воспроизводство и улучшение нарушенного природно-территориального комплекса в целом. В процессе рекультивации различают два основных этапа: горнотехнический и биологический. Задачей первого этапа является подготовка территорий (планировка отвалов, придание откосам нужной формы, покрытие их плодородными грунтами и т.п.) для последующего освоения. Второй этап охватывает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель и созданию благотворных для жизнедеятельности человека ландшафтов.

Рис. 2. Схема отработки месторождения с использованием монолитной закладки выработанного пространства: МКЦ-- междукамерный целик; К-камера; А -- выемка руды из камер; Б -- закладка камер и выемка руды из междукамерных целиков; / -- комплекс приготовления закладочной смеси; 2 -- ствол для подачи закладочной смеси; 3 -- штреки для транспортирования руды и подачи закла-дочной смеси; 4 -- рудоспуск; 5 -- горизонтальные выработки (орты) для разбуривания камер (меж-дукамерных целиков), подачи закладочной смеси и доставки руды; 6 -- рудовыпускной канал; 7 -- рудоподъемный ствол; 8 -- выпускные выработки (воронки или траншеи); 9-- подсечка; 10-- сква-жины для зарядов взрывчатых веществ; 11 -- копер

Закладка выработанных пространств. В горнодобывающей отрасли развиваются способы шахтной добычи полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. В качестве закладочного материала используются отвалы и хвосты обогащения горных предприятий, а также отходы других отраслей промышленности (шлаки, золы и т.п.).

Закладка может быть полной (при заполнении всего объема выработанного пространства) или частичной (при заполнении его в виде слоев или полос). Приемы заполнения закладочным материалом выработанных пустот могут быть различными. В зависимости от используемых способов транспортирования и укладки закладочного материала различают гидравлическую самотечную, пневматическую, гидропневматическую, механическую и ручную закладку.

На рис. 2. представлена типичная схема отработки месторождения с монолитной закладкой выработанного пространства.

Верхний горизонт месторождения уже отработан и заполнен отвердевшей закладочной смесью. В зоне А находящегося под ним горизонта производят в основном выемку руды камерным способом и ее подготовку к выемке. В зоне Б происходит преимущественно закладка выработанного пространства. Рудное тело этого горизонта поделено на камеры и междукамерные целики. Выемку дробленой руды ведут из камер, боковые стенки которых представляют собой цельную руду (пустую породу) или отвердевшие закладочные массы.

Закладочный комплекс представляет собой предприятие, оснащенное необходимым для приготовления закладочной смеси оборудованием (дробилки, грохоты, смесители и т.п.). При транспортировании жидкой закладочной массы по трубопроводам в последние с целью компенсации их гидравлического сопротивления периодически подают сжатый воздух, а для предотвращения схватывания закладочной смеси к ней добавляют глину.

Геотехнология. Геотехнологии направлены на разработку процессов добычи полезных ископаемых, исключающих вынос на земную поверхность пустых пород. Под геотехнологией понимают совокупность химических, физико-химических, биохимических и микробиологических методов добычи полезных ископаемых на месте их залегания.

К геотехнологическим методам относят скважинную гидродобычу, подземную выплавку полезных ископаемых, подземную газификацию углей, возгонку сублимирующихся веществ и ряд других.

Скважинная гидродобыча широко практикуется в промышленности, например, для получения рассолов NaCl -- сырья для производства хлора, гидроксида натрия (каустической соды) и водорода, а также карбоната натрия (кальцинированной соды). В скважину, пробуренную до залежи каменной соли, нагнетают воду и через нее же отбирают получающийся рассол. Аналогичным путем можно проводить добычу калийных солей.

Методом гидромеханического разрушения руды с выдачей ее в виде гидросмеси через скважину возможна добыча глубокозалегающих фосфоритов, россыпных месторождений полезных ископаемых, рыхлых руд (железных, марганцевых, бокситов и др.

В промышленных масштабах освоена и подземная выплавка легкоплавких минералов, например, серы из ее залежей. Для этого в скважину по одной трубе подают под давлением воду при температуре до 150-160 °С, а по другой -- сжатый воздух. Хорошо известен и принцип подземной газификации -- добычи горючих ископаемых путем перевода их в газообразное состояние.

Большое значение для извлечения из отвалов горных и обогатительных (а также ряда других) предприятий содержащихся в них ценных компонентов имеют методы технической микробиологии -- одной из разновидностей геотехнологических методов.

Важная роль микроорганизмов в создании и разрушении горных пород и минералов широко известна. Способность ряда видов микроорганизмов в определенных условиях переводить нерастворимые минеральные соединения в растворимое состояние все шире используют в последние годы для извлечения ценных компонентов, содержащихся в твердых отходах горных и обогатительных предприятий, с помощью методов кучного и подземного бактериального выщелачивания.

Под бактериальным выщелачиванием обычно понимают процесс избирательного извлечения химических элементов из многокомпонентных соединений в процессе их растворения в водной среде микроорганизмами. Метод бактериального выщелачивания может быть применен при любом способе выщелачивания, если в нем не используют повышенные температуры и давления.

Известно довольно большое число видов микроорганизмов, которые можно применять для бактериального выщелачивания различных элементов из руд. Однако в промышленности наиболее широко для этой цели используют тионовые бактерии (и железобактерии), которые могут окислять двухвалентное железо до трехвалентного, а также сульфидные минералы.

Железобактерии широко используют в промышленности для бактериального выщелачивания меди из отходов и бедных руд. Для их обработки (выщелачивания) используют водный раствор на основе сульфата железа (III) и серной кислоты в присутствии A1₂(S0₄)₃, FeS0₄ и тионовых бактерий, под действием которого сульфиды меди переходят в растворимое состояние:

Fe₂(S0₄)₃ + 2CuS + 2Н₂0 + 30₂ -> 2CuS0₄ + 4FeS0₄ + 2H₂S0₄. (6.43)

Полученный раствор медного купороса может быть подвергнут цементации (обработке железным скрапом) для выделения металлической меди. Образующаяся медь может быть отделена от циркулирующего в установке выщелачивания раствора в виде концентрата.

Технологический процесс бактериального выщелачивания может быть оформлен в виде различных вариантов в зависимости от вида обрабатываемого материала (отвалы обогатительных предприятий, подземные залежи, шлаки и т. п.). Наиболее сложным среди них является вариант подземного выщелачивания, более простым по оформлению является кучное выщелачивание отвалов.

Комбинированная схема этих процессов приведена на рис. 6.22.

Согласно рис. 6.22, бактериальный раствор вышеприведенного состава насосом 1 из прудка 2 подается на орошение медьсодержащих отвалов 3 и/или закачивается через коллектор 4 в скважины 5, пробуренные для орошения участка рудной залежи 6. Профильтровавшийся через толщу отвальной породы и обогащенный медью раствор через дренирующую систему самотеком или насосом направляется в отстойник 7. Сюда же насосами подается раствор из сборников 8 различных горизонтов 9 шахты медного рудника. Из отстойника 7 насыщенный медью раствор подается в цементатор 70, откуда цементная медь (концентрат) передается на сушку (77) и затаривание (72), а обез-меженный раствор возвращается в прудок 2. Для регенерации и выращивания микроорганизмов в прудок подается воздух из компрессорной 13. Оптимальными условиями для развития тионовых бактерий являются температура 25-35 °С и кислотность раствора, отвечающая значениям рН 2-4.

Метод бактериального выщелачивания в значительных масштабах используют для извлечения из руд урана.

Основы технологии аглопорита

Из сырья с добавкой топлива (угля) готовят рыхлую шихту и укладывают ее на колосниковую решетку. Под решеткой в вакуум-камере отсосом воздуха вентилятором (дымососом) создают разрежение, благодаря которому происходит просос воздуха через шихту. Сверху шихту поджигают. За счет горения угля в ней создается высокая температура (до 1400... 1500°С). При этом шихта спекается в пористую остеклованную массу. Процесс спекания осуществляется сравнительно быстро. Горячие газы, отсасываемые вниз, подогревают нижележащие слои шихты, и зона горения постепенно передвигается к колосниковой решетке. Верхние спекшиеся слои в это время несколько охлаждаются просасываемым воздухом. Когда зона горения топлива доходит до колосниковой решетки и процесс агломерации завершается, получают спекшийся аглопоритовый корж, который дробят на щебень и песок.

Производительность агломерационной машины зависит от скорости спекания сырья h -- высота слоя спекаемой шихты, мм; т -- продолжительность спекания, т. е. время, необходимое для перемещения зоны горения от поверхности слоя до колосниковой решетки, мин.

Для различных видов сырья и составов шихты вертикальная скорость спекания составляет 5... 10 мм/мин и более. Например, слой шихты 200 мм спекается за 20... 40 мин.

В промышленных условиях при производстве аглопорита из глинистых пород шихту готовят следующим образом. Глинистое сырье, дробленный каменный уголь (крупность не более 5 мм), а также добавки (о которых будет сказано ниже) смешивают в определенной пропорции. Массовая доля угля составляет, как правило, 7... 12%.

Если глинистое сырье сухое, то в глиномешалку подается вода. Перемешанная шихта должна иметь рыхлую комковатую структуру. В специальных машинах -- грануляторах (например, в барабанном грануляторе, работающем по принципу окатывания комочков во вращающемся барабане) шихта гранулируется.

Подготовленная шихта спекается на агломерационной машине ( 8.16), которая представляет собой непрерывно движущийся конвейер из тележек-палет, имеющих в основании колосниковую решетку из жаропрочной стали и борта с обеих сторон. Верхняя ветвь конвейера движется по рельсам над вакуум-камерами.

Шихта загружается на колосниковую решетку слоем 200... 300 мм и зажигается, проходя под горном, где за счет горения подаваемого туда жидкого или газообразного топлива создается температура примерно 1000° С. Далее, продвигаясь над вакуум-камерами, шихта благодаря прососу воздуха спекается. С машины сходит спекшийся корж.

Корж, как правило, неоднороден: внутри спекание полное, корж в изломе темного цвета (восстановительная среда определяет переход оксидов железа в закись, и это способствует лучшему спеканию), а на поверхности (избыток воздуха, окислительная среда, ниже температура обжига) образуется как называемый недожог буро-красноватого цвета с пониженными прочностью и стойкостью. Поэтому первой операцией после спекания шихты на агломерационной решетке является отделение недожога. Корж разламывается на куски специальным устройством -- коржеломателем (вал с редко насаженными билами), куски падают на решетку, слабоспекшиеся частицы при этом осыпаются и возвращаются в технологический процесс как добавка к сырью, улучшающая газопроницаемость и спекание шихты.

В качестве добавок, способствующих повышению скорости спекания глинистого сырья и, следовательно, повышению производительности агломерационных машин, а также улучшению качества аглопорита, используют древесные опилки, лигнин (отход гидролиза древесины), золу и другие отходы промышленности.

После отделения недожога (возврата) аглопорит охлаждают до температуры 80... 120°С, дробят и сортируют на щебень и песок.

Принципиальная технологическая схема производства аглопоритового щебня и песка. Помимо показанного на схеме шахтного холодильника для охлаждения аглопорита применяют ленточные (металлический транспортер с перфорированным дном), чашевые (кольцевой бункер с двумя жалюзийными цилиндрическими стенками) и барабанные холодильники.

При использовании в качестве основного сырья отходов углеобогащения в технологическую схему вносятся изменения, касающиеся подготовки исходных материалов. Отходы углеобогащения измельчают дроблением в две стадии с промежуточным грохочением, получая зерна размером не более 2,5 мм. Глину добавляют в виде сухого компонента (крупность - до 3 мм) или глиняного шликера. Последующие технологические операции аналогичны приведенным на схеме.

Для производства аглопорита выпускается комплект основного технологического оборудования с агломерационными машинами СМС-117 и СМ-961

Требуемые пределы прочности аглопоритового щебня, определяемые при сдавливании в цилиндре, значительно меньше, чем для керамзитового гравия. Однако нельзя считать аглопорит менее прочным заполнителем, чем керамзит, поскольку дело здесь не только в прочности, но и в форме зерен. Как уже указывалось выше, при испытании в цилиндре получаются не абсолютные, а относительные, значительно заниженные показатели прочности, причем степень занижения зависит от формы зерен испытуемого заполнителя. При равной прочности зерен для сдавливания рыхло насыпанного остроугольного аглопоритового щебня в стальном цилиндре требуется меньшая нагрузка, чем для керамзитового гравия. Как установлено С.М. Ицковичем, действительная прочность аглопорита в бетоне примерно в 25...30 раз превышает показатели прочности при стандартном испытании в цилиндре, что и учитывается в ГОСТ 9757--83 при установлении марки аглопоритового щебня по прочности исходя из результатов его стандартного испытания.

Прочность керамического материала, заполняющего межпоровое пространство аглопорита и керамзита (оплавленной массы, состоящей из стекловидной фазы с кристаллическими включениями), примерно одинакова. Поэтому при равной плотности зерен прочность аглопорита и керамзита в бетоне близка. Для ориентировочной оценки прочности аглопорита, согласно которой, например, при плотности зерен 1,2 г/см³ предел прочности составляет около 20 МПа, при плотности 1,4 г/см³ --около 30 МПа, при 1,6 г/см³ -- около 40 МПа и т. д.

Особенность аглопорита, как и многих других пористых заполнителей, в том, что с уменьшением размеров фракции аглопоритового щебня или песка возрастает ее насыпная плотность. Это объясняется следующим. В аглопорите имеются поры различных размеров: от мельчайших до 3 мм и более. При дроблении аглопорита разрушение идет, в первую очередь, по более крупным порам, поэтому, чем мельче фракции, тем меньше пористость зерен, больше их плотность и прочность.

Минский аглопорит различных фракций имеет следующую насыпную плотность: щебень фракции 20...40 мм -- 500... 600 кг/м3; фракции 10...20 мм --600...700 кг/м3; фракции 5... 10 мм --700... 800 кг/м3; песок до 5 мм -- до 1000 кг/м3.

Межзерновая пустотность аглопоритового щебня составляет 50...60%, (для высшей категории качества -- не более 50%), следовательно, плотность зерен в 2 раза и более превышает насыпную плотность щебня.

Пористость зерен аглопоритового щебня находится в пределах 40...60%.

Коэффициент формы зерен в среднем не должен превышать 2,5 (для высшей категории качества -- 2).

В отличие от керамзитового гравия аглопоритовый щебень характеризуется большей долей открытых пор (15...20%), заполняемых в бетоне водой и цементным тестом. Это приводит к" некоторому повышению расхода цемента, но одновременно способствует упрочнению заполнителя и сцеплению его с цементным камнем, что благоприятно сказывается на возможности получения высокопрочного аглопорито-бетона.

Аглопорит отличается сравнительно высокой однородностью по насыпной плотности и прочности, что создает предпосылки для его эффективного применения в бетоне. На 8.18 приводятся результаты сравнения однородности аглопоритового щебня и керамзитового гравия двух предприятий. В течение месяца было произведено по 100 определений насыпной плотности каждого заполнителя одинаковой крупности. В интервал ±5% от среднего арифметического попало 70% результатов испытания для аглопорита, тогда как для керамзита только 35%. Коэффициент вариации насыпной плотности аглопорита различных заводов в пределах партий не превышает 1...2%.

В соответствии с государственным стандартом к аглопориту предъявляется ряд требований по обеспечению стойкости и долговечности. Аглопоритовый щебень испытывается на стойкость к силикатному распаду, морозостойкость и т. д. Ограничивается наличие остатков невыгоревшего топлива: потеря массы при прокаливании пробы аглопоритового щебня не должна превышать 3%. Для ограничения содержания в аглопоритовом щебне слабообожженных ерен предусматривается его испытание в растворе сернокислого атрия с допускаемой потерей массы после трех циклов насыщения высушивания не более 5%.

Для аглопоритового песка нормируется зерновой состав. Потеря массы пробы при прокаливании песка допускается до 5%. 0 8.2.4. Аглопоритовый гравий. Помимо описанной технологии производства аглопоритового щебня и песка разработана (М.П. Элинзон, С.Г. Васильков и др.) и освоена промышленностью технология, позволяющая получать аглопорит в виде гравия.

Основным сырьем для получения такого аглопорита служат золы тепловых электростанций, содержащие 4... 15% остатков топлива.

В отличие от описанной выше технологии в данном случае стремятся получить шихту в виде отдельных шариков преимущественно одной фракции (10... 20 мм), для чего используют тарельчатые грануляторы (8.19 и 8.20). Состав шихты: 85... 90% золы и 10... 15% глинистой породы. Глинистая порода вводится в золу в виде водной суспензии -- шликера. Она обеспечивает связность шихты, облегчает грануляцию и повышает прочность сырцовых гранул (чтобы они не разрушились при транспортировке и укладке до спекания).

На колосниковую решетку агломерационной машины укладывает сначала слой готового аглопоритового гравия -- постель (для предохранения металла машины от действия высоких температур), затем сырцовые гранулы слоем 200... 250 мм. В секционном горне большей протяженности, чем в машинах для спекания шихты на щебень и песок, сжигают газообразное топливо. При прососе горячих газов сверху вниз сырцовые гранулы высушиваются, зажигаются и спекаются. Крупнозернистая шихта отличается большой газопроницаемостью, поэтому даже при малом разрежении в вакуум-камерах объем просасываемых сквозь шихту газов значителен. При этом внутри спекаемых гранул создается восстановительная среда, способствующая оплавлению и образованию спекшейся мелкопористой массы, а омываемая воздухом поверхность гранул из-за наличия окислительной среды не оплавляется, поэтому гранулы между собой спекаются непрочно. На агломерационной машине образуется не сплошной корж, как обычно, а сравнительно рыхлый слой, рассыпающийся при дроблении на отдельные весьма прочные пористые гранулы округлой формы, напоминающие керамзит.

Насыпная плотность аглопоритового гравия -- 550... 800 кг/м3, предел прочности при сдавливании в цилиндре--1,2...4,5 МПа.

отходы углеобогащение переработка аглопорит

Литература

1. Медоуз Д.X., Медоуз Д.Л., Рандерс Й. За пределами роста. -- М.: Прогресс, 1994.

2. Луканин В.Н„ Трофименко Ю.В. Экологически чистая автомобильная энергоустановка: понятие и количественная оценка // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Автомобильный и городской транспорт. -- 1994. Т. 18.

3. Небел Б. Наука об окружающей среде: как устроен мир.: В 2 т. -- М.: Мир, 1993.

4. Серов Г.П. Экологическая безопасность населения и территорий Российской Федерации (Правовые основы, экологическое страхование и экологический аудит).-- М.: Издательский центр Аккил, 1998.

5. Лапин В.Л., Мартинсен А.Г., Попов В.М. Основы экологических знаний инженера.-- М.: Экология, 1996.

6. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. -- М.: Мысль, 1990.

7. Seiffert U., Walzer P. The Future for Automotive Technology. --' London:'Frances Pinter, 1984.

8. Алексеев Г.H. Общая теплотехника. -- М.: Высшая школа, 1980.

9. Хейвуд Р.У. Термодинамика неравновесных процессов. -- М.: Мир, 1983.

10. Звонов В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания. -- Луганск: Изд-во Восточноукраинского государственного университета, 1998..

11. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов / Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н. Луканнна.-- М.: Высшая школа, 1995.

12. Теплотехника / В.Н. Луканин,-М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканнна. -- М.: Высшая школа, 1999.

13. Бабков В.Ф. Автомобильные дороги. 3-е изд. перераб. и доп. -- М.: Транспорт, 1983.

14. Немчинов М.В., Шабуров С.С., Пашкин В.К. и др. Экологические Проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог. В 2-х ч. / Под ред. М.В. Немчинова:-- Москва-Иркутск, 1997.

15. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: В 2-х кн.: Кн. 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. 2-е изд. -- М.: Химия, 1995. Кн. 2. Массообменные процессы и аппараты. -- М.: Химия, 1995.

16. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. Пер. с англ. / Ред. Н.А. Чигир. -- М.: Машиностроение, 1981.

17. Охрана окружающей среды в строительстве. / В.П. Журавлев и др. -- М.: Изд-во АСВ, 1995. -- 328 с.

Размещено на Allbest.ru