Строительные материалы из шлаков цветной металлургии Алтая

На заводах цветной металлургии Алтая скапливаются миллионы тонн шлаков, которые условно принято считать отвальными. Эти шлаки содержат ценные компоненты: свинец, цинк и некоторое количество редких металлов. Кроме того, они богаты железом до 25—30%. Выбор наиболее рациональных методов комплексного извлечения ценных составляющих из алтайских шлаков и использования последних для производства строительных материалов является важной проблемой цветной металлургии.

Алтайский горно-металлургический научно-исследовательский институт Академии Наук Казахской ССР в содружестве с работниками Лениногорского полиметаллического комбината разработал электротермический метод переработки шлаков.

Путем переработки цинковистых шлаков в электропечах цинк, свинец и редкие металлы возгоняются; медь переходит в штейн, железо восстанавливается, образуя чугун. Полученный в результате отвальный шлак может быть использован в качестве полноценного сырья для производства строительных материалов.

В лаборатории огнеупоров и силикатов института нами изучалась возможность производства шлаковых цементов, минеральной ваты и литых изделий из шлаков, полученных на опытно-промышленной электропечи Лениногорского свинцового завода.

В зависимости от количества известняка, добавляемого в шихту, были получены два вида шлаков: кислый и основный.

В таблице приведен химический состав этих шлаков.


На шпаках первой группы с М0>1 изучалась возможность производства ш таковых вяжущих веществ, а второй с Мо<1 — шлаковой ваты и литых изделий.

Шлаки с М =1 иА4а=0 26 вполне отвечают требованиям, предъявляемым к исходному сырью для получения шлаковых вяжущих. Кроме того, в действующих указаниях по производству и применению местных вяжущих веществ регламентируется предельное содержание серы в шлаках, а именно: оно не должно превышать 3,6%. По содержанию серы исследуемый шлак отвечает и этим требованиям.

Нами исследовалась возможность получения шлаковых и известково шлаковых вяжущих. В последнем случае для повышения активности цинкозаетых шлаков вводились добавки-активизаторы (портландцемент, известь, гипс или хлористый кальций).

При испытаниях вяжущих веществ образцы растворов жесткой и пластичной консистенции состава 1 :3 (вяжущее : песок) были подвергнуты различным режимам твердения: нормальное хранение (28-суточное), пропаривание в течение 16 час прн 90‘: и автоклавная обработка при давлении 8 атм, по режиму 5+ + 8 + 2 час.

Водовяжущее отношение известковошлаковых цементов в растворах пластичной консистенции находилось в пределах 0.43—0,45 и жесткой—0,22—0,25; шлаковых цементов—соответственно 0,41 — 0,43 и 0,21—0,22.

На основании проведенной работы установлено. что комплексная добавка, состоящая нз 15% извести пушонки (активностью 52—55%), 1% портландцемента марки 400 и 3% двуводного гипса, позволяет получить известково-шлаковое вяжущее (растворы жесткой консистенции) с пределом прочности при- сжатии свыше 380 кг/см1 при автоклавной обработке; прочность после 28-суточного нормального хранения составила 230 кг/см2. При добавке к шлаку 20—25% портландцемента и 3% СаС1г получается вяжущее вещество с прочностью при сжатии в 28-суточном возрасте 230 270 кг/см2. Тепловлажностная обработка (преимущественно автоклавная) при тех же добавках повышает прочность образцов на 45—48%.

Повышенной прочностью отличались также образцы из растворов пластичной консистенции. После 28-суточного хранения она составила для известково- шлаковых вяжущих 112—126 кг/см2, а для шлаковых вяжущих—78—117 кг 1см2.

Проверка полученных вяжущих на- морозостойкость показала, что они выдерживают 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Успешными оказались испытания и на равномерность изменения объема.

Из кислого шлака с ЛК=1,2 в промышленных условиях (цех минеральной ваты при Усть-Каменогорском домостроительном комбинате) изучалась во,мощность производства шлаковой ваты.

На основании промышленных опытов установлено. что из всех опробованных видов сырья (гранит или габбро-диабаз с известняком, кирпичный бой с известняком) исследуемый шлак оказался наиболее подходящим по качеству ч экономичным сырьем для получения минеральной ваты. Расход кокса в случае применения этого шлака з 2,—2,5 раза ниже, чем при работе на других видах сырья. Стоимость сырья и кокса на производство 1 т шлаковой ваты в 2 раза ниже стоимости материалов, расходуемых на 1 т минеральной ваты из габбро-диабаза и в 4 раза, — чем из гранита.