CC BY
98
8. Геополимерное вяжущее на основе механоактивированных композиций магнезиально-железистого шлака и нефелина / Б.И. Гуревич, А.М. Калинкин, Е.В. Калинкина, С.И. Мазухина, В.В. Тюкавкина // Перспективные материалы. 2015. № 3. С. 63-71.
9. Механохимическая активация магнезиально-железистых шлаков в среде углекислого газа и их свойства / А.М. Калинкин, Б.И. Гуревич, Я.А. Пахомовский, Е.В. Калинкина, В.В. Тюкавкина // Журн. прикл. химии. 2009. Т. 82.,№ 8. С. 1251-1255.
10. Калинкин А.М., Калинкина Е.В., Залкинд О.А Механосорбция углекислого газа Са- и Mg-содержащими силикатами и алюмосиликатами. Поглощение СО2 и структурно-химические изменения // Коллоид. журнал. 2009. Т. 71, № 2. С. 194-201.
Сведения об авторах
Калинкин Александр Михайлович,
д.х.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, kalinkin@chemy.kolasc.net.ru Гуревич Бася Израилевна,
к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Калинкина Елена Владимировна,
к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Тюкавкина Вера Владимировна,
к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, tukav_vv@chemy.kolasc.net.ru
Kalinkin Alexander Mikhailovich,
Dr.Sc. (Chemistry), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkin@chemy.kolasc.net.ru Gurevich Basia Izrailievna,
PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Kalinkina Elena Vladimirovna,
PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Tukavkina Vera Vladimirovna,
PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, tukav_vv@chemy.kolasc.net.ru
УДК 666.9+53.091
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАГНЕЗИАЛЬНО-ЖЕЛЕЗИСТОГО ШЛАКА
С ЩЕЛОЧНЫМИ РАСТВОРАМИ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ГЕОПОЛИМЕРОВ НА ЕГО ОСНОВЕ
Е.В. Калинкина1, Б.И. Гуревич1, А.М. Калинкин1, С.И. Мазухина2, Е.С. Серова1
1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия
2Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия Аннотация
Изучено взаимодействие магнезиально-железистого шлака, измельченного на воздухе и в атмосфере углекислого газа, с щелочными растворами. Получены экспериментальные данные по степени извлечения в раствор кремния и алюминия при обработке шлака раствором гидроксида натрия в зависимости от продолжительности измельчения в шаровой мельнице, атмосферы измельчения и концентрации NaOH. Установлено, что поверхность шлаковых частиц, механохимически карбонизированных в результате измельчения в атмосфере углекислого газа, обладает повышенной реакционной способностью, что согласуется с увеличением прочности при сжатии образцов геополимеров, приготовленных на основе такого шлака. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с данными термодинамического моделирования взаимодействия шлака со щелочью, полученными с использованием программного комплекса «Селектор».
Ключевые слова:
магнезиально-железистый шлак, NaOH, измельчение, углекислый газ, геополимеры.
542
EXPERIMENTAL AND PHYSICAL-CHEMICAL MODELLING OF MAGNESIA-FERRIFEROUS SLAG INTERACTION WITH ALKALINE SOLUTIONS AND STUDY OF GEOPOLYMER PROPERTIES ON ITS BASE
E.V. Kalinkina1, B.I. Gurevich1, A.M. Kalinkin1, S.I. Mazukhina2, E.S. Serova1
1I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the RAS, Apatity, Russia
2Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Centre of the RAS, Apatity, Russia Abstract
Interaction of magnesia-ferriferous slag ground in air and carbon dioxide atmosphere with alkaline solutions, has been studied. Experimental data on Si and Al dissolution extent from the slag treated by NaOH solution have been obtained, the+ dependence of this dissolution extent on the ball mill grinding time, grinding atmosphere and NaOH concentration has been investigated. It has been concluded that the surface of the slag particles mechanochemically carbonized by grinding in CO2 atmosphere exhibits enhanced reactivity and this fact is correlated with the rise of the compressive strength of geopolymers prepared from this slag. Experimental results are in a good agreement with the data of the thermodynamic modelling of the interaction between the slag and NaOH carried out using the “Selector’ software.
Keywords:
magnesia-ferriferous slag, NaOH, grinding, carbon dioxide, geopolymers.
Исследование и разработка бесклинкерных гидравлических вяжущих, альтернативных портландцементу, в настоящее время является актуальной задачей. Увеличивается интерес строительной индустрии к группе материалов, обозначенных следующими терминами - вяжущие щелочной активации, щелочеактивируемые материалы, шлакосиликатные вяжущие, геополимеры [1-5]. Эти материалы обладают специальными технико-эксплутационными свойствами и рассматриваются как эффективный способ утилизации минеральных отходов и побочных продуктов промышленности.
Установлено, что многие алюмосиликатные минералы при взаимодействии со щелочным раствором могут вступать в реакции геополимеризации, образуя в конечном итоге цеолитоподобную матрицу с аморфной или полукристаллической структурой [1, 2, 4]. Ключевым моментом является способность минерала растворяться в щелочи, создавая в растворе достаточно высокую концентрацию кремния и алюминия, что служит предпосылкой для образования высоко реакционноспособной алюмосиликатной гелевой фазы. Образование, превращения и твердение гелевой фазы приводят к формированию геополимерной матрицы.
Наряду с природными алюмосиликатными минералами в качестве твердого компонента при геополимеризации используют техногенные отходы подходящего состава. Ввиду чрезвычайной сложности процессов, протекающих в указанных системах, недостаточности знаний о связи природы исходного сырья с его склонностью к геополимеризации большинство исследований касается только хорошо изученного сырья - строительных отходов, зол, доменных шлаков, пуццолановых пород, некоторых чистых алюмосиликатных пород и глин.
Объект исследования в данной работе - магнезиально-железистый шлак, являющийся отходом медноникелевого производства. По составу и свойствам он существенно отличается от доменных шлаков. На территории Мурманской области накоплены десятки миллионов тонн этого вида техногенного сырья. Исследования по использованию магнезиально-железистых шлаков для нужд строительной индустрии ведутся c 1960-х годов [6]. В работах последнего периода это направление развивается с использованием механохимических подходов [7-10].
Ранее нами установлено, что механическая активация в воздушной среде и особенно в углекислом газе способствует существенному повышению реакционной способности шлака в отношении водорастворимых силикатов натрия (жидкого стекла) [10]. Эффект повышения активности шлака в реакциях геополимеризации был обнаружен и изучен с использованием лабораторной центробежно-планетарной мельницы АГО-2, в которой, благодаря высокой энергонапряженности, механохимические эффекты, в частности механосорбция СО2 силикатами, проявляются в наибольшей степени. Представляло интерес проследить влияние углекислого газа как среды измельчения на свойства шлакощелочного вяжущего при использовании лабораторной шаровой мельницы. Шаровые мельницы по сравнению с планетарными характеризуются значительно меньшей энергонапряженностью, но с точки зрения масштабирования результатов экспериментов имеют неоспоримые преимущества.
В составе геополимера шлак может быть использован в композиции с другими твердыми алюмосиликатными компонентами (нефелин, зола и др.), которые сами по себе не являются достаточно активными в реакциях геополимерного синтеза. В таких случаях повышение прочности синтезированного композиционного геополимера, объясняется синергетическим эффектом [4, 9].
Синтез геополимера начинается с растворения алюмосиликатного компонента в щелочной среде, протекающего одновременно с реакциями гелеобразования и поликонденсации [1, 2]. При этом степень перехода в раствор кремния и алюминия является одним из наиболее важных факторов, влияющих на образование алюмосиликатного геля и в конечном счете на прочность синтезируемого геополимера. В работе
543
[11] исследовано взаимодействие магнезиально-железистого шлака с растворами гидроксида натрия в условиях кипячения при высоком отношении твердое - жидкое, равном 1:2, с целью определения состава новообразований. Растворение компонентов магнезиально-железистого шлака в щелочной среде без нагревания ранее не изучалось.
Для прогнозирования возможности получения приемлемой геополимерной матрицы из того или иного алюмосиликатного сырья, а также из их композиций целесообразно применять термодинамическое моделирование, позволяющее оценить степень перехода в раствор компонентов в зависимости от состава исходного сырья, концентрации и вида щелочи, продолжительности взаимодействия и других факторов.
Целью данной работы является экспериментальное и физико-химическое моделирование взаимодействия магнезиально-железистого шлака, измельченного в воздушной среде и СО2 в лабораторной шаровой мельнице, с растворами едкого натра при температуре 20-22оС.
В экспериментах использовали гранулированный шлак комбината «Печенганикель». По минеральному составу шлаки представляют собой магнезиально-железистое стекло (95-98 мас. %) с включениями кристаллической фазы в виде скелетных кристаллов оливина (2-5 мас. %) и рудных минералов (1-3 мас. %).
Химический состав шлаков (мас. %): SiO2 - 40.88, Al2O3 - 6.90, FeO - 35.40, CaO - 2.65, MgO - 10.71, (Na2O+K20) - 2.1, S - 0.71, Fe2O3 - следы.
Механическую обработку (МО) шлака проводили в лабораторной стальной шаровой мельнице объемом 3 л. В барабан загружали 3600 г шаров диаметром 12 мм и 600 г гранулированного шлака. При измельчении образцов в атмосфере СО2 барабан мельницы с загрузкой перед экспериментом заполняли углекислым газом из баллона, вытесняя воздух, плотность которого в 1.5 раза меньше плотности СО2. Заполнение барабана углекислым газом повторяли через каждые 6-8 ч измельчения. Измерение удельной поверхности производили методами воздухопроницаемости и тепловой десорбции азота. Были приготовлены три образца: «Ш_14_возд» -шлак, измельченный в атмосфере воздуха 14 ч до 5'уд=330 м2/кг (по воздухопроницаемости); «Ш_43_возд» и «Ш_52_СО2» - шлак, измельченный в атмосфере воздуха и СО2 до примерно одинаковой удельной поверхности (436 и 426 м2/кг соответственно) в течение 43 и 52 ч. Удельная поверхность этих образцов, измеренная методом тепловой десорбции азота, приведена в табл. 1.
Таблица 1. Результаты экспериментального и термодинамического моделирования взаимодействия магнезиально-железистого шлака с растворами NaOH
Образец £уд (тепл. дес. N2), м2/г Степень растворения Si, % Si, мг/л СэАуц Степень растворения Al, % A1, мг/л Cai/S^
экспе- римент расчет экспе- римент расчет
2 M NaOH
Ш 14 возд 0.88 1.59 76 80-160 86 2.52 23.0 20-30 26
Ш 43 возд 1.69 2.97 142 160-280 84 4.82 44 45-60 26
Ш 52 СО2 1.45 4 191 160-280 132 5.59 51 45-60 35
5 М NaOH
Ш 14 возд 0.88 4.14 198 - 225 5.04 46.0 - 52
Ш 43 возд 1.69 5.84 279 - 165 7.56 69 - 48
Ш 52 СО2 1.45 8.79 420 - 290 10.85 99 - 59
10 М NaOH
Ш 14 возд 0.88 5.36 256 260-440 291 6.68 61.0 60-100 69
Ш 43 возд 1.69 10.98 525 450-700 311 12.16 111 100-120 77
Ш 52 СО2 1.45 14.31 684 600-900 472 15.67 143 85-150 85
Н2О
Ш 43 возд 1.69 0.971 4.64 3-4 - 0.0811 0.37 0.003-0.03 -
Ш 52 СО2 1.45 0.896 4.28 3-4 - 0.0657 0.3 0.003-0.03 -
Для растворения шлака выбрали условия, близкие к использованным в работе [4], где изучали особенности растворения природных минералов в щелочных растворах. Тонкоизмельченный порошок шлака помешали во фторопластовые стаканы, приливали раствор NaOH (2, 5 или 10 М), приготовленный с использованием гидроксида натрия марки «хч» и дистиллированной воды, и перемешивали при комнатной температуре (20-22оС) на магнитной мешалке в течение 5 ч. Соотношение масса шлака (г) : объем раствора NaOH (мл) составляло 1:40. После проведения взаимодействия твердую фазу отделяли фильтрованием, фильтрат анализировали на содержание Si, Al, Ca, Fe, K и Mg методом атомно-эмиссионного анализа с индуктивно-связанной плазмой на приборе OPTIMA 8300.
Термодинамическое моделирование взаимодействия шлака с водой, 2 М и 10 М растворами NaOH при 25оС проводили с использованием программного комплекса (ПК) «Селектор» методом минимизации потенциала Гиббса [12]. Алгоритм расчета связан с необратимой эволюцией геохимических систем, где в качестве независимой координаты взята величина ^=-lgv (v - доля прореагировавшего (растворившегося) минерала или минералов, т.е. степень протекания реакции в системе). В первом приближении принято, что магнезиально-железистый шлак
544
представлен оливином, хотя реакционная способность гранулированного шлака несколько выше реакционной способности кристаллического оливина вследствие присутствия большого количества стеклофазы в первом. При проведении расчетов соотношение шлак - раствор соответствовало данным эксперимента.
Содержание СО2 в исходном шлаке составляет 0.31+0.05 мас. %, а после измельчения в углекислом газе - 0.51+0.05 мас. %, что свидетельствует о поверхностной сорбции углекислого газа под влиянием механической обработки.
Рентгенофазовый анализ проводился на дифрактометре Shimadzu XRD 6000 (СиКа-излучение) при скорости съемки 2°(20)/мин. Удельную поверхность методом низкотемпературной десорбции азота определяли с помощью анализатора Flow-Sorb II 2300 (Micromeritics). Микрозондовый анализ проводили на сканирующем электронном микроскопе SEM LEO-420 с микроанализатором INCA ENERGY-400.
Для определения вяжущих свойств механоактивированных смесей изготавливались кубики размером 2x2x2 см, которые твердели во влажных условиях при температуре 20-22оС. Основные параметры синтеза образцов - количество и модуль (m) жидкого стекла (ЖС), водотвердое отношение (В/Т) - задавали, учитывая проведенные ранее исследования [6]: 3% по Na2O в составе ЖС по отношению к массе молотого шлака, m=2.34, В/Т = 0.23-0.25.
Результаты и их обсуждение
В таблице 1 приведены экспериментальные результаты по растворению трех образцов шлака в щелочной среде и в воде, а также расчетные данные, полученные с помощью ПК «Селектор». Экспериментальные степени растворения кремния и алюминия определяли в процентах от их содержания в исходном шлаке.
Анализ экспериментальных данных выявил следующие тенденции. Концентрации перешедших в раствор кремния и алюминия и, соответственно, степени их растворения, определяющие формирование алюмосиликатного геля, монотонно растут с увеличением концентрации щелочи. Степени растворения кремния и алюминия близки между собой. В работе [4] такое синхронное растворение кремния и алюминия объяснили тем, что эти компоненты, возможно, растворяются с поверхности частиц в связанной форме.
Степень выщелачивания алюминия и кремния при всех концентрациях щелочи выше для шлака, механически обработанного в атмосфере СО2. Это согласуется с тем, что прочность затвердевшего цементного камня на основе шлака, механоактивированного СО2, на порядок превосходит прочность камня на основе шлака, механоактивированного в воздушной среде [7]. Молекулы СО2 под влиянием механических воздействий проникают в объем структурно разупорядоченной силикатной матрицы шлака с образованием искаженных карбонатных групп вследствие проявления эффекта глубокой механосорбции углекислого газа силикатами [13]. Это приводит к образованию поверхностной стеклоподобной карбонатно-силикатной фазы предположительно состава [(Mg^eXt^O^/wSiOJ, находящейся в высокодисперсном состоянии. При этом существенно изменяется не только структура, но и химический состав наружных слоев частиц, непосредственно участвующих в реакциях гидратации. В результате реакционная способность частиц шлака повышается, интенсифицируются его растворение при взаимодействии с затворителем и формирование цементирующего геля.
По данным анализа, концентрации магния в растворах менее 0.01 мг/л, железа - менее 0.1 мг/л. Это согласуется с расчетными данными, согласно которым при выщелачивании шлака 2-10 М растворами NaOH практически сразу (при £>4-5) в твердую фазу выпадают оксигидроксид железа (гетит) и гидроксид магния. Расчетные концентрации магния и железа при всех изученных значениях £ не превышали 10-5 и 10-2 мг/л соответственно.
Микрозондовый анализ частиц механохимически активированного шлака до и после обработки щелочью показал, что содержание железа на поверхности составило 12+3 и 24+3 мас. %, магния — 4.9+1.0 и 6.1+1.0 мас. % (содержание железа и магния оценивали как среднее для 5 разных точек поверхности). В рентгенограмме шлака, обработанного щелочью (не приведена), не обнаружено рефлексов этих соединений, однако в области углов 2 тета 15-30 град увеличивается интенсивность аморфного гало. Вполне вероятно, что гало соответствует аморфным гидроксидам железа и магния, образовавшимся в процессе выщелачивания, которые со временем могут перейти в кристаллические модификации.
Сопоставление результатов расчета и данных эксперимента проводили следующим образом. По аналитическим концентрациям кремния и алюминия в фильтрате после взаимодействия шлака с раствором NaOH и их содержанию в исходном шлаке определяли степень растворения, т.е. задавали величину £. Далее для разных значений £ и заданных значений NaOH по программе вычисляли концентрации компонентов шлака, перешедших в жидкую фазу, и состав образующихся в этих условиях твердых фаз. Рассчитанные величины концентраций компонентов сопоставляли со значениями, определенными экспериментально. В целом концентрации кремния и алюминия в жидкой фазе после обработки механоактивированного шлака растворами NaOH, определенные экспериментально и с помощью моделирования (табл. 1), находятся в хорошем согласовании. Согласование расчета и эксперимента свидетельствует об адекватности использованной термодинамической модели и ее перспективности для прогнозирования взаимодействия щелочных активизаторов и минеральных компонентов при геополимерном синтезе.
С использованием данных табл. 1 можно оценить реакционную способность поверхности шлака в зависимости от условий механохимической обработки. Количество выщелоченного металла нормировали к величине поверхности образца шлака и сравнивали величины С^Л^д и СА\/Буа для трех образцов шлака. Для образцов, обработанных на воздухе («Ш_14_возд» и «Ш_43_возд»), с сильно различающейся Буа эти величины равны или очень близки, что указывает на то, что механообработка ведет только к увеличению поверхности, но
545
не изменяет ее свойства. В то же время шлак, обработанный в СО2, имеет Буд, близкую к образцу «Ш_43_возд», однако величины С^Л^д и CAl/Sya для них заметно различаются. Для шлака, измельченного в углекислом газе, значения CSl/S.ya и CAl/Sya больше аналогичных значений для шлака после помола в воздушной среде в среднем на ~60% и ~25% соответственно. Это свидетельствует о заметном возрастании реакционной способности поверхности шлака после механохимической обработки в СО2.
В таблице 2 приведены данные по прочности при сжатии (Асж) образцов шлака в зависимости от условий помола и активизатора твердения для двух атмосфер измельчения. Согласно полученным результатам, механическая обработка в углекислом газе с использованием лабораторной шаровой мельницы способствует получению более прочных образцов по сравнению с МО в воздушной среде, как и в случае механоактивации в планетарной мельнице [10].
Таблица 2. Влияние условий измельчения шлака в шаровой мельнице на прочность при сжатии (удельная поверхность шлака измерена методом воздухопроницаемости).
Образец Условия помола Затворитель S, м2/кг В/Т Ясж, МПа через ... сут
атмо- сфера длительность, ч 7 28
1 Воздух 43 Вода 436 0.23 0.5 0.6
2 О о to 52 Вода 426 0.22 2.5 17.8
3 Воздух 43 ЖС, m=2.34, 3% по Na2O 436 0.24 50.4 56.2
4 О о ю 52 ЖС, m=2.34, 3% по Na2O 426 0.25 62.8 76.2
Выводы
1. Получены экспериментальные данные по степени извлечения в раствор кремния и алюминия при обработке магнезиально-железистого шлака раствором гидроксида натрия в зависимости от следующих параметров: продолжительность измельчения в шаровой мельнице (удельная поверхность шлака), атмосфера измельчения (воздух или углекислый газ), концентрация NaOH. Выявлено обогащение поверхности шлака железом после щелочной обработки, вероятно, за счет выпадения оксигидроксидов железа.
2. Установлено, что степень извлечения в раствор кремния и алюминия, отнесенная к удельной поверхности шлака при прочих равных условиях, возрастает с увеличением концентрации щелочи и выше для шлака, молотого в СО2 по сравнению со шлаком, молотым в воздушной среде. Это подтверждает повышенную реакционную способность поверхности шлаковых частиц, механохимически карбонизированных в результате измельчения в атмосфере углекислого газа и согласуется с повышенной прочностью при сжатии образцов геополимеров, приготовленных с использованием такого шлака.
3. Результаты экспериментов хорошо согласуются с данными термодинамического моделирования взаимодействия шлаков со щелочью с использованием ПК «Селектор», что позволяет рекомендовать этот подход для прогнозирования процессов, протекающих при синтезе геополимеров.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант р_север_а № 14-03-98801.
Литература
1. Alkali activated materials: State-of-the-Art Report / ed. by J.L. Provis, J.S.J. van Deventer // RILEM TC 224-AAM. Vol. 13. Dordrecht: Springer Netherlands, 2014. 388 p.
2. Davidovitz J. Geopolymer chemistry and applications / Saint-Quentin: Institute Geopolymer. 2008. 592 p.
3. Корнеев В.И., Брыков А.С. Перспективы развития общестроительных вяжущих веществ. Геополимеры и их отличительные особенности // Цемент и его применение. 2010. № 2. С. 51-55.
4. Xu Н., van Deventer J.S.J. The geopolymerisation of alumino-silicate minerals // Int. J. Miner. Process. 2000. Vol. 59, N 3. P. 247-266.
5. Ogundiran M.B., Kumar S. Geopolymerization with bagasse bottom ash and china clay, effect of calcination temperature and silica to alumina ratio // Applied Clay Science. 2015. Vol. 108. P. 173-181.
6. Гуревич Б.И. Вяжущие вещества из техногенного сырья Кольского полуострова. Апатиты: КНЦ РАН, 1996. 179 с.
7. Geopolymerisation behavior of Cu-Ni slag mechanically activated in air and in CO2 atmosphere / A.M. Kalinkin, S. Kumar, B.I. Gurevich, T.C. Alex, E.V. Kalinkina, V.V. Tyukavkina, V.T. Kalinnikov, R. Kumar // Int. J. Miner. Process. 2012. Vol. 112-113. P. 101-106.
8. Utilization of zinc slag through geopolymerization: Influence of milling atmosphere / T.C. Alex, A.M. Kalinkin,
S.K. Nath, B.I. Gurevich, E.V. Kalinkina, V.V. Tyukavkina, S. Kumar // IJMP. 2013. Vol. 123. P. 102-107.
9. Геополимерное вяжущее на основе механоактивированных композиций магнезиально-железистого шлака и нефелина / Б.И. Гуревич, А.М. Калинкин, Е.В. Калинкина, С.И. Мазухина, В.В. Тюкавкина // Перспективные материалы. 2015. № 3. С. 63-71.
10. Механохимическая активация магнезиально-железистых шлаков в среде углекислого газа и их свойства / А.М. Калинкин, Б.И. Гуревич, Я.А. Пахомовский, Е.В. Калинкина, В.В. Тюкавкина // ЖПХ. 2009. Т. 82, №
8. С. 1251-1255.
546
11. О составе шлакосиликатного камня, полученного на основе магнезиально-железистого шлака и растворимого стекла или едкого натра / А.П. Зосин, Б.И. Гуревич, О.А. Залкинд, Н.И. Соловов, В.А. Шитов // Химия и технология силикатных материалов. Л.: Наука, 1971. С. 65-91.
12. Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2010. 287 c.
13. Kalinkina E.V. Sorption of atmospheric carbon dioxide and structural changes of Ca and Mg silicate minerals during grinding. I. Diopside / E.V. Kalinkina, A.M. Kalinkin, W. Forsling, V.N. Makarov // Int. J. Miner. Process. 2001. Vol. 61, № 4. P. 273-299.
Сведения об авторах
Калинкина Елена Владимировна,
к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Гуревич Бася Израилевна,
к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН,
г. Апатиты, Россия, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Калинкин Александр Михайлович,
д. х.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, kalinkin@chemy.kolasc.net.ru
Мазухина Светлана Ивановна,
k. х.н., Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, г.Апатиты, mazukhina@inep.ksc.ru Серова Екатерина Сергеевна,
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, serova@chemy.kolasc.net.ru
Kalinkina Elena Vladimirovna,
PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Gurevich Basia Izrailievna,
PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkina@chemy.kolasc.net.ru Kalinkin Alexander Mikhailovich,
Dr.Sc. (Chemistry), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, kalinkin@chemy.kolasc.net.ru Mazukhina Svetlana Ivanovna,
PhD (Chemistry), Institute of North Industrial Ecology Problems of the KSC of the RAS, Apatity, Russia,
mazukhina@inep.ksc.ru
Serova Ekaterina Sergeevna,
l. V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, serova@chemy.kolasc.net.ru
УДК 66.097.3(004.8)
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ДЕЗАКТИВИРОВАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Г.Р. Котельников1, Д.В. Качалов1, Е.Г. Степанов2, Л.Г. Герасимова3, В.П. Беспалов1
1ОАО «Научно-исследовательский институт “Ярсинтез”», Ярославль, Россия
2Рыбинский государственный авиационный технический университет им. П.А.Соловьева, Рыбинск, Россия 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия
Аннотация
Рассмотрены методы решения важной экологической проблемы - квалифицированного использования отработанных железооксидных катализаторов дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов. Обосновывается целесообразность совместной переработки дезактивированных железокалиевого катализатора и алюмокобальтмолибденового. Получаемые по предложенной технологии продукты могут использоваться в производстве свежих катализаторов и цветных пигментов.
Ключевые слова:
железооксидные катализаторы, совместная переработка, чистые катализаторы, цветные пигментные продукты.
547
