Утилизация золы-уноса (образующейся от сжигания твердых бытовых отходов) в производстве керамики

Abstract

Зола-унос, образующаяся в мусоросжигательных установках при переработке твердых отходов, по каталогу Европейского союза классифицируется как опасные материалы. Исследования химического состава показали, что главными химическими элементами золы-уноса являются (массовое содержание, %): 45,17 CaO, 19,01 хлориды (NaCl, KCl, MgCl2), 1,56 сульфаты, 2,65 Na2O, 3,52 K2O, 1,15 MgO, 1,08 Al2O3, 0,23 SiO2; а также Fe2O3 – 6938 мг/кг, TiO2 – 1543 мг/кг, кроме того, присутствуют тяжелые металлы: Сu – 625 мг/кг, Cd – 83,4 мг/кг, Cr – 50,5 мг/кг, Pb – 1987 мг/кг, Zn – 10 209 мг/кг, Ni – 12,2 мг/кг и др. (ЛСТ ЕН ИСО I 1885:2009). Целью настоящей работы является изучение возможности применения опасного отхода - золы-уноса, образующейся при сжигании твердых бытовых отходов, в производстве строительной керамики. В формовочные массы вводили добавку золы-уноса в количестве (по массе, %) 2,5; 5,0; 7,5, также была сформирована контрольная формовочная масса без добавки золы-уноса. Температура обжига формовочных масс составляла 1000 o С с изотермической выдержкой в течение 1 ч. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что добавка золы-уноса, образующейся при сжигании твердых бытовых отходов, может быть использована при производстве керамических изделий строительного назначения. Количество вымытых тяжелых металлов, хлоридов и сульфатов из образцов, обожженных при температуре 1000 o С, с добавкой золы-уноса 2,5 % не превышает предельных значений инертных отходов по стандарту 2003/33/EC, т.е. тяжелые металлы, находящиеся в золе-уносе, надежно связаны в керамической матрице. Добавку 5,0–7,5 % золы-уноса использовать в производстве строительной керамики не рекомендуется, так как содержание Cr, а также сульфатов и хлоридов превышает предельные значения инертных отходов по стандарту 2003/33/EC. Установлено, что при добавке 2,5 % золы-уноса в формовочную массу и обжиге образцов при температуре 1000 o C плотность керамических изделий составляет 1,8 г/см3, прочность при сжатии 24 МПа, водопоглощение 15,3 %, общая открытая пористость 31 %, морозостойкость не менее 25 циклов замораживания и оттаивания.