Эколого-химическая оценка использования доменного шлака "АрселорМиттал Кривой Рог" и определение путей его использования в производстве вяжущих материалов Хоботова Э. Б., Калмыкова Ю. С., Федоренко Е. А. Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Использование металлургических шлаков производство цементов заполнители бетонов производство щебня, пемзы, шлаковаты устройство нижних оснований автомобильных дорог Слайд 2

Цель работы – эколого-химическая оценка использования гранулированного и отвального доменного шлака ОАО "АрселорМиттал Кривой Рог" и определение путей их использования в производстве вяжущих материалов. Задачи работы Определение элементного, оксидного и минералогического составов гранулометрических фракций шлака. Обоснование утилизации доменных шлаков в производстве вяжущих материалов. Объекты исследования Доменные шлаки "АрселорМиттал Кривой Рог" отвальный гранулированный Слайд 3

Слайд 4 Экспериментальные методы исследования Рентгенофазовый анализ Электронно-зондовыймикроанализ Гамма- спектрометрический анализ Расчетно-аналитический метод Выявление минералогического состава шлака и особенностей кристаллической структуры Определение элементного состава шлака и морфологии поверхности его частиц Определение удельной радиоактивности природных радионуклидов Расчет количественных показателей по системе модулей, коэффициентов качества и насыщения

Результаты рентгенофазового анализа гранулометрических фракций гранулированного и отвального доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» Слайд 5 Фаза Массовая доля минералов (%) в гранулометрических фракциях, мм Гранулированный шлак Отвальный шлак 10, цвет белыйсерыйсредняя проба Кварц SiO 2 8,67,7–– – Галит NaCl5882–– – Альбит NaAlSi 3 O 8 140,97–– – Кальцит CaCO 3 9,3 5,333,2 – Мусковит K 0,94 Na 0,06 Al 1,83 Fe 0,17 Mg 0,03 (Al 0,91 Si 3,09 O 10 )(OH) 1,65 O 0,12 F 0,23 9,89,8–––– Геленит Ca 2 Al(Al,Si) 2 O 7 ––55,924,5 – *Окерманит Ca 2 MgSi 2 O 7 ––9,59,55,55,5 10,0 Микроклин КAlSi 3 O 8 –––6,56,5 2,5 Ранкинит Ca 3 Si 2 O 7 ––28,94,84,8 16 *Псевдоволластонит CaSiO 3 –––4,34,3 – Ольдгамит CaS––0,4815,1 – Мервинит Ca 3 MgSi 2 O 8 –––6,1 – *Бредигит Ca 14 Mg 2 (SiO 4 ) 8 –––– 1,6 Сребродольскит Ca 2 Fe 2 O 5 –––– 29,8 Якобсит MnFe 2 O 4 –––– 8,5 *Ларнит β-Ca 2 SiO 4 –––– 32 *Гидравлически активные минералы

Слайд 6 Результаты уточнения по методу Ритвельда дифрактограмм гранулированного доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» фракция 2,5-5,0 мм фракция < 0,63 мм

Результаты электронно-зондового микроанализа образцов гранулированного и отвального доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» Слайд 7 Элемент Массовая доля элемента (%) в гранулометрической фракции доменного шлака, мм гранулированногоотвального 10, цвет средняя проба белыйсерый Si12,05315,596 5,96412,165 7,37 Ca14,68315,535 57,77043,834 35,42 Al2,0512,289 0,7312,385 1,01 Fe ,38 S0,4150,526 0,6070,774 0,80 Mg2,0373,016 1,9393,272 1,83 K1,6321,573 0,2510,650 0,28 Na7,7646, Cl20,77913, Mn5,7955,439--5,34 Ti----0,19 O32,79035,95932,74236,92433,10

Слайд 8 Результаты гамма-спектрометрического анализа фракций гранулированного и отвального доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» С эф. = С Ra + 1,31C Th + 0,085C K, Бк/кг С эф. 370, Бк/кг

Сравнение удельных активностей естественных радионуклидов по видам шлаков Слайд 9 ЕРН C ЕРН (Бк/кг) в шлаках «АрселорМиттал Кр. Рог» топливны е конвертор- ные фосфорн ые цветной металлурги и отвальн.гранул. 40 К Ra12,885, Th2,824,

Слайд 10 Результаты гамма-спектрометрического анализа фракций гранулированного и отвального доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» С эф. = С Ra + 1,31C Th + 0,085C K, Бк/кг С эф. 370, Бк/кг

Классификация доменного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» по системе модулей Модуль Значение модулей для доменных шлаков отвального, средняя проба гранулированного, фракция >10 мм, цвет образца белыйсерый МоМо 1,335,942,19 МсМс 0,669,235,78 МаМа 0,120,110,17 М гидр. 1,255,722,01 М г.ж. 1,52-- М гл. 0,087-- КК3,466,72,74 КН0,882,200,74 КН по Ли-Паркеру81,72216,4278,44 КН по Кинду-Джангу0,631,950,49 Слайд 11

ВЫВОДЫ Рекомендованы к утилизации в качестве сырьевого компонента при производстве портландцементного клинкера гранулометрическая фракция >10 мм гранулированного доменного шлака «АрселорМиттал Кривой Рог» в качестве глинитно-железистой добавки - отвальный доменный шлак ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» без рассеивания на фракции - отвальный доменный шлак и гранулометрическая фракция >10 мм гранулированного шлака ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» как компонента ШПЦ Слайд 12