Розробка технології утилізації відходів очищення промислових вод гальванічних виробництв методом феритизації у лужноактивованих матеріалах

Autor: Kovalchuk, Oleksandr, Kochetov, Gennadii, Samchenko, Dmitry, Kolodko, Anton
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2, № 10 (98) (2019): Ecology; 27-34
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 2, № 10 (98) (2019): Экология; 27-34
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 2, № 10 (98) (2019): Екологія; 27-34
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The study reported in this paper reveals the effective way of recycling water treatment products by using them as a component of alkaline cements and concretes based on them. Large-scale utilization of products from waste water purification in the composition of building materials has traditionally been limited given that heavy metal compounds are included in the composition of waste. Materials that are created using such a waste are traditionally considered to be dangerous for human health and the environment. Application of alkaline cements as matrices for binding these wastes and related products makes it possible to solve the task on reliable binding of heavy metals. It was experimentally determined that the main crystalline phases are calcite, quartz, hematite, coesite, and diopside. Also defined is the presence of gelatinous neo formations that are capable of subsequent recrystallization into zeolite-like structures. Such a composition of neo formations provides the involvement of heavy metal ions into the structure of the received material. Compressive strength of alkaline-activated systems that employ water treatment products (industrial wastes of galvanic production) reaches 40 MPa in standard mortars. Application of the developed cements in concretes makes it possible to achieve the strength of 45 MPa without changing the technological process of concrete preparation. The leaching of heavy metals from the matrix of alkaline cements was studied following the aging of up to 28 days by using atomic absorption spectroscopy. The study performed has shown that the alkaline cement matrix is characterized by high immobilizing properties relative to the heavy metal compounds (the level of immobilization of heavy metals ions is up to 99 %) and allows the use of industrial waste water purification products in the composition of alkaline cements and concretes based on them. Application of such an approach will not only solve the environmental problems related to disposing of hazardous products from water treatment, but would also make it possible to obtain building materials for general purposes with high operational properties
Представленные исследования раскрывают эффективный путь утилизации продуктов водоочистки – использование их в качестве компонента щелочных цементов и бетонов на их основе. Масштабное использование отходов очистки промышленных стоков в составе строительных материалов традиционно ограничено ввиду содержания соединений тяжелых металлов в составе отхода. Материалы, созданные с использованием таких отходов, традиционно считаются несущими опасность для здоровья человека и окружающей среды. Использование именно щелочных цементов как матриц для связывания указанных отходов и сопутствующих продуктов позволяет решать проблему надежного связывания тяжелых металлов. Экспериментально установлено, что основными кристаллическими фазами являются кальцит, кварц, коэцит, гематит и диопсит. Также определено присутствие гелеобразных новообразований, которые в дальнейшем способны к рекристаллизации в цеолитоподобные структуры. Такой состав новообразований обеспечивает вовлечение ионов тяжелых металлов в структуру полученного материала. Прочность при сжатии щелочеактивированных систем с использованием продуктов водоочистки (промышленных стоков гальванических производств) достигает 40 МПа в стандартных растворах. Использование разработанных цементов в бетонах позволяет достичь прочности 45 МПа без изменения технологического процесса приготовления бетона. Выщелачивание тяжелых металлов из матрицы щелочных цементов было изучено после выдерживания до 28 суток путем использования атомно абсорбционной спектроскопии. В результате исследований было показано, что матрица щелочного цемента характеризуется высокими иммобилизационными свойствами по отношению к соединениям тяжелых металлов (уровень иммобилизации ионов тяжелых металлов до 99 %) и позволяет использовать продукты водоочистки промышленных стоков в составе щелочных цементов и бетонов на их основе. Использование такого похода позволит не только решить экологические проблемы утилизации опасных продуктов водоочистки, но и также позволит получать строительные материалы общестроительного применения, характеризующиеся високими эксплуатационными свойствами
Представлені дослідження розкривають ефективний шлях утилізації продуктів водоочистки – їх використання у якості частини лужних цементів та бетонів на їх основі. Широке використання відходів очищення промислових стоків у складі будівельних матеріалів традиційно обмежене завдяки вмісту сполук важких металів у складі відходу. Матеріали, що створюються із використанням таких відходів, традиційно вважаються такими, що несуть небезпеку для здоров’я людини та навколишнього середовища. Використання саме лужних цементів як матриць для зв’язування вказаних відходів та супутніх продуктів дозволяє розв’язати проблему надійного зв’язування важких металів. Встановлено, що основними кристалічними фазами є кальцит, кварц, коецит, гематіт та діопсит. Також визначено наявність гелеподібних новоутворень, які у подальшому здатні до рекристалізації у цеолітоподібні фази. Такий склад новоутворень забезпечує залучення іонів важких металів до хімічної структури отриманого матеріалу. Міцність при стиску розроблених лужноактивованих систем із використанням продуктів водоочищення (промислових стоків гальванічних процесів) сягає до 40 МПа у стандартних розчинах. Використання розроблених цементів у бетонах дозволяє сягнути міцності 45 МПа без зміни технологічного процесу виробництва бетону. Вилуговування важких металів з матриці лужних цементів вивчали після витримування до 28 діб шляхом використання атомно абсорбційної спектроскопії. В результаті дослідження було показано, що матриця лужного цементу характеризується високими іммобілізаційними властивостям по відношенню до сполук важких металів (рівень іммобілізації іонів важких металів до 99 %) та дозволяє використовувати продукти очистки промислових стоків у складі лужних цементів та бетонів на їх основі. Застосування такого підходу дозволить не тільки розв’язати питання утилізації небезпечних відходів водоочищення, вирішуючи екологічні проблеми, але й також дозволить отримувати будівельні матеріали загальнобудівельного призначення, що характеризуються високими експлуатаційними властивостями
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: