Формовочных смесей

Общее количество накопленных к настоящему времени отходов и масса образующихся ежегодно на 1 – 2 порядка выше общей мощности предприятий. Иначе говоря, рассматривая гипотетический случай возможного перехода всех предприятий страны на переработку отходов, мы столкнулись бы со сроком переработки уже накопленных отходов 50 – 100 лет.

Это диктует жёсткий подход к выработке стратегий обращения с отходами, который должен быть основан на следующем принципе – экологически опасные отходы в кратчайшие сроки должны быть переведены в безопасное состояние.

Основной критерий выбора решения – наименее затратный перевод материала в безопасное состояние.

В настоящее время во многих регионах особую проблему составляет утилизация таких крупнотоннажных отходов, как отработанные формовочные смеси литейного производства и стеклообразные отходы (стекольный бой, шлаки, золы и т.д.). Отработанные формовочные смеси образуются в ходе литейного передела и представляют собой мелкие пески, содержащие остатки связующих материалов (органических и неорганических).

Органические связующие используются для приготовления стержневой смеси и подразделяются на следующие классы: поликонденсационные (фенолоформальдегидные, фенолфурфурольные, мочевиноформальдегидные и т.п.), полимеризационные (сульфитно-спиртовая барда с неорганическими отвердителями), ступенчатополимеризационные (фенолоизоцианатные, алкидноизоцианатные и т.п.)

Небольшое количество фенола, формальдегида и других токсичных веществ в газовых выбросах легко нейтрализуются путем облучения их ультрафиолетовым (УФ) излучением с длиной волны 160 – 300 нм. Под воздействием УФ – излучения молекулы кислорода, содержащиеся в отходящих газах, частично превращаются в озон, а частично переходят в возбужденное состояние.

Атомарный кислород и озон являются сильнейшими окислителями, способными преобразовать вышеуказанные токсичные органические вещества в более безопасные. Например, наличие паров воды в отходящих газах может приводить к переводу фенолов под воздействием УФ – излучения в малотоксичные диокси- и триоксибензолы путём присоединения к молекуле фенола одной или двух гидроксильных групп. Формальдегид под воздействием УФ – излучения полимеризуется, образуя параформ, а в соединении с фенолом – фенолоформальдегидные цепи. Таким образом, в 10 – 12 раз снижается содержание фенола и формальдегида в отходящих газах и их отрицательное воздействие на окружающую среду.

Неорганические связующие, используемые для приготовления стержневых формовочных смесей, делятся на следующие классы: А – гидратационные (цементно-водные, жидкое стекло с неорганическими вяжущими и т.п.); Б – кислотно-основные (неорганические кислоты, металлические оксиды, органические кислоты, металлические оксиды); В – полимеризационные. Классы А и Б применяются редко. Наиболее распространён класс В, где жидкое стекло участвует в образовании полимера кремниевой кислоты при взаимодействии с углекислым газом. Отходы формовочных смесей на жидком стекле не имеют токсичных связующих компонентов и могут широко применяться при производстве строительных материалов, в том числе и керамических, где они могут подвергаться воздействию высоких температур. Экологически безопасными являются и отходы формовочных смесей, в приготовлении которых применяются глины в качестве связующего.

Глины в процессе литейного производства при нагреве до 600 – 800 °С теряют активность и превращаются в пыль. При этом отходы формовочных смесей имеют хорошую сыпучесть и способность к равномерному перемешиванию с другими компонентами строительных материалов. Однако не следует забывать, что при заливке форм в состав отходов формовочных смесей попадают тяжелые металлы (никель, медь, вольфрам, молибден и др.), которые являются опасными загрязнителями.

В настоящее время исследованы и определены оптимальные возможности комплексного использования в различных бетонах отходов металлургического производства АО «РУМО» (Нижний Новгород) (ваграночный шлак и отработанная формовочная смесь).

Изучена возможность введения стекольного боя производства кинескопов в качестве заполнителя в количестве 25 – 75 % от общей массы последнего. В 1987 году для подтверждения результатов лабораторных исследований было проведено экспериментальное апробирование в условиях промышленного производства в Новгороде. Полученные результаты подтвердили возможность замены крупного заполнителя стекольным боем фракции 5 – 40 мм при изготовлении фундаментных блоков и товарного бетона. Кроме того, был отмечен рост прочностных показателей промышленных образцов по мере возрастания в шихте стеклобоя. Представленные образцы бетона по данным гигиенических исследований отвечали требованиям санитарных правил N2158–80 от 28.03.80 г.

В качестве заполнителя для бетона может использоваться песок отработанных литейных форм, заменяя им до 50 % природного мелкого заполнителя. Песок предварительно освобождается с помощью магнита от железистых включений и затем подвергается измельчению в ударно-отражательной дробилке до получения материала, прохождение которого через сита с размером отверстия 1, 2, 4 и 6,3 мм составляет соответственно 96,4; 97,7; 99,0 и 99,4 масс. %. В процессе измельчения разрушаются пористые комковидные включения в песке и происходит механическая активация поверхности частиц, что позволяет при использовании такого песка в качестве мелкого заполнителя улучшить механические и другие свойства бетона. Чтобы нейтрализовать отрицательное влияние на процесс твердения бетона содержащихся в песке остатков мелассы, кислот и других веществ, в бетон рекомендуется вводить добавки ускорителей твердения.

На основании исследований, проведенных Белорусским инженерно-строительным институтом, отработанные формовочные смеси рекомендуются железобетонным изделиям (ЖБИ) как эффективные добавки в бетоны и растворы.

На ОАО «Эпром» (г. Воронеж) исследованы возможности комплексного введения в состав бетонных изделий отработанных формовочных смесей. Выпускаемая продукция приведена в прил. 2. Стеклощебень, регенерированный песок, стеклопесок являются заменителями природного сырья – щебня, песка и используются в качестве наполнителя в производстве строительных изделий – стеновые камни, фундаментные блоки, тротуарная плитка и т.д.

Технологическая схема переработки песчаных формовочных смесей – горелой земли, осуществляемая на ОАО «Эпром», представлена на рис. 4.1.

Горелая земля поступает в приёмное отделение в контейнерах, которые привозятся автотранспортом. С помощью мостового однобалочного крана контейнер объемом 2,8 т устанавливается на площадку над приёмным бункером для загрузки.

Из бункера горелая земля посредством качающегося питателя (поз. 2) подаётся на ленточный конвейер (поз. 3).

Для улавливания металлических включений над конвейером размещён железоотделитель 11100МУЗ. После накопления металлических включений железоотделитель отводится в сторону и освобождается от них, после чего он возвращается в исходное положение. Собранные в контейнер металлические включения вывозятся из корпуса.

Далее горелая земля подаётся на грохот ГИЛ32К–015 (поз. 4), где происходит разделение на фракции до 5 мм и размером более 5 мм. Крупная фракция пересыпается на ленточный конвейер (поз. 5), которым подаётся в щековую дробилку

СМД–115.1А (поз. 6). Измельчённая горелая земля ковшовым элеватором (поз. 7) возвращается на ленточный конвейер (поз. 3). Мелкая фракция после грохота (поз. 4) через пересыпное устройство поступает в ковшовый элеватор (поз. 8) и подаётся в дезинтегратор СМК–211 (поз. 9), где происходит разрушение слабых пород и механическая очистка поверхности основной составляющей горелой земли – песка. Далее песчано-пылевая смесь ковшовым элеватором (поз. 10) подаётся в осадитель (поз. 11), служащий для разделения песка и пыли. Для интенсификации процесса разделения в пересыпное устройство перед осадителем подаётся воздух вентилятором (поз. 12), количество подаваемого воздуха регулируется шиберной заслонкой.

Уловленная пыль подаётся на винтовой конвейер (поз. 13) и далее ковшовым элеватором (поз. 14) в бункер отделения готовой продукции № 15, из которого выгружается в специальные контейнеры с крышками через конвейер-питатель и узел выгрузки.

Регенерированный песок из осадителя (поз. 11) лен­точным конвейером (поз. 16) и далее ковшовым элеватором (поз. 17) подаётся в бункер отделения готовой продукции № 1.

Выгрузка регенерированного песка из бункера осуществляется с помощью конвейера-питателя и узла выгрузки.

Дата добавления: 2015-08-13