CC BY
19УДК 691.421
DOI 10.24411/2686-7818-2020-10055
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГРЕССИВНЫМ МЕТОДОМ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ШЛАКА
ОТ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
© 2020 В.З. Абдрахимов, Л.Е. Хабибуллина, Д.В. Абдрахимов*
Использование отхода черной металлургии - шлака от выплавки ферросплавов и отхода топливно-энергетического комплекса - межсланцевой глины позволяет получить керамический кирпич с высокими физико-механическими показателями без применения природных традиционных ма -териалов. Экспериментальные данные показали, что кирпич имеет оптимальные физико-механические показатели при содержании шлака в составах керамических масс 30%. Метод регрессионного анализа по результатам зависимостей физико-механических показателей от содержания количества шлака показал, что экспериментальные данные достаточно хорошо описываются математическими зависимостями с точностью, принятой в практических расчетах, приведенные модули дают достаточно хорошие результаты.
Ключевые слова: шлак, межсланцевая глина, керамический кирпич, регрессивный анализ, показатели, математическая зависимость.
Введение
Экологическая ситуация в России характеризуется высоким уровнем антропогенного воздействия на окружающую среду и значительными отрицательными экологическими последствиями не только прошлой, но и настоящей экономической деятельности.
Более 50% городского населения в 40 субъектах Российской Федерации находится под воздействием очень высокого загрязнения атмосферного воздуха, который негативно действует на здоровье человека. В преамбуле устава ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения)отмечено,что здоровье человека - это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов». Практически во всех регионах России в настоящее время сохраняется тенденция к ухудшению состояния не только атмосферного воздуха, но и почв и земель. Кроме того, интенсивно развиваются процессы, ведущие к потере плодоро-
дия сельскохозяйственных угодий и к выводу их из хозяйственного оборота. Социальная востребованность заботы о состоянии окружающей среды переносит центр социального недовольства в устрашающую тематику климатического «конца света».
России обязательно нужно включиться в принятую всеми экономическими развитыми странами программу перехода от индустриальной эпохи линейной экономики к циркулярной постиндустриальной, или с замкнутым циклом производства и потребления, т.е. к борьбе с накоплением отходов.
В законодательстве стран Евросоюза, США, Канады, Австралии Новой Зеландии и многих других понятие «окружающая среда» включает не только человека, но и природную среду, сооружения, транспортные средства и промышленные объекты [1]. Поэтому законодательство в сфере охраны окружающей среды рассматривает риски не только для здоровья человека, но и для природной среды (собственно экологические риски) и
* Абдрахимов Владимир Закирович (3375892@mail.ru) - доктор технических наук, профессор; ФГБОУ ВО «Самарский государственный экономический университет» (Самара, РФ); Хабибуллина Лилия Евгеньевна (khabibullina1987@yandex.ru) - учитель математики и информатики, МБОУ «Политехнический лицей №182» (Казань, РФ); Абдрахимов Дмитрий Владимирович - учащийся, школа №16 (Самара, РФ).
б)
все риски, связанные с промышленной деятельностью и промышленной продукцией, т.е. законодательство об экологической безопасности является неразрывной частью законодательства об окружающей среде, а безопасность природной среды неотделима от безопасности человека, его жизни и здоровья [1-4].
Управление отходами
Необходимость организации управления отходами возникла вследствие конфликта между производственной деятельностью человека и окружающей природной средой, приведшего к нарушению устойчивости биосферы [5-7]. Поэтому возникновение этого направления деятельности человека не случайно и может быть рассмотрено как следствие естественной эволюции биосферы на пути ее перехода на новый этап развития -ноосферу, предполагающий разумное регулирование отношений между человеком и природой.
Проблема обращения с отходами в последнее время приобрело особую актуальность, она обсуждается на государственном уровне, в сфере бизнеса и, в конечном счете, затрагивает всех нас [8-11]. Кроме того, Федеральным законом от 21 июля 2014 г. №219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон: «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» с 1 января 2016 г. предусмотрено стимулирование затрат на реализацию мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Однако количество проблем и споров не только не уменьшается, а наоборот, возрастает. Ситуация в области обращения с отходами свидетельствует о недостаточной эффективности проводимой государственной экономической политики в данной сфере, необходимости обоснованного и согласованного совершенствования законодательства.
Иерархия управления отходами послужила толчком к возникновению и бурному развитию новой отрасли - отрасли управления отходами, называемой отраслью XXI
века, которая привела к перевороту в области обращения со всеми видами антропогенных отходов. Во всех развитых странах количество образующихся отходов неуклонно сокращается, а доля отходов, размещаемых в природных средах, приближается к нулю.
Только в ЕС оборот новой отрасли при -близился в 2005 г. к 100 млрд. евро, а количество созданных рабочих мест - 3,5 млн. [12].
Значительная часть извлекаемых природных ресурсов используется нерационально. Известно, что ресурсоемкость единицы ВВП в России в 2 раза выше, чем в США, и в 4 раза выше, чем в Западной Европе [13-14]. Энергоемкость единицы ВВП в России также в 2 раза выше, чем в США, и более чем в 3 раза выше, чем в странах Западной Европы и Японии. Это означает, что для производства 1 т продукции в России вовлекается в 24 раза больше природных ресурсов, а неиспользуемая их часть выбрасывается в окружающую среду в виде твердых, жидких и газообразных отходов.
Российские металлургические предприятия выбрасывают в атмосферу в 8 раз больше пыли, чем аналогичные предприятия в Европе и Северной Америке.
Образование твердых отходов на единицу производимой продукции в 2 - 2,5 раза выше, чем на европейских металлургических предприятиях.
В угледобывающей промышленности при добыче угля открытым способом на 1 т добытого угля приходится 4 - 5 т отходов.
Цель работы заключается
а) в обеспечении экологической безопасности при расширении сырьевой базы производства керамических материалов массового производства - кирпича за счет применения многотоннажных продуктов техногенного происхождения: межсланцевой глины и шлака от выплавки ферросплавов, обоснование сырьевой ценности используемых крупнотоннажных отходов техногенного происхождения;
б) охрана окружающей среды, утилизация промышленных отходов и расширение сырьевой базы для строительных материалов.
Отходы черной металлургии
Наиболее неблагополучная экологическая ситуация в России - черная металлургия. Шлак от выплавки ферросплавов относится к отходам черной металлургии. На долю предприятий черной металлургии приходится 15-20% общих загрязнений атмосферы промышленностью, что составляет более 10,3 млн. т вредных веществ в год, а в районах расположения крупных металлургических комбинатов - до 50% [16-19].
Экологическая опасность отходов металлургии определятся сочетанием многих факторов. Прежде всего, это их физическое состояние, химический состав и наличие эко-токсикантов. Техногенные отходы металлургии часто содержат элементы, опасные для человека и экосистемы - это мышьяк, сера, фосфор, тяжелые цветные металлы - цинк, свинец, кадмий. Экологическая опасность таких отходов резко возрастает из-за их дисперсности. Наибольшую угрозу представляют пыли и шламы, которые рассеиваются ветром при хранении. Малые размеры частиц способствуют переходу элементов в водорастворимые соединения, так называемому выщелачиванию. Из-за амфотерности многих металлов выщелачивание происходит при любом рН. Вредные вещества и ионы тяжелых металлов попадают в воду и почву.
Независимо от причин, загрязненная вода приносит существенный вред. При попадании загрязнителя в живой организм срабатывает защитная реакция. Определенные токсины обезвреживаются иммунитетом, но во многих случаях организм не справляется. Требуется лечение, и принятие кардинальных мер. В зависимости от источников загрязнения ученые определяют разные показатели отравления
Производство строительных материалов одно из самых материалоемких отраслей народного хозяйства. Поэтому рациональное использование топлива, сырья и других материальных ресурсов становится решающим фактором успешного развития экологии в условиях проводимой экономической реформы. Кроме того, наличие дешевого и до-
ступного техногенного сырья вызывает потребность в создании и применении технологии в производстве строительных материалов [20-23].
Использование отходов производств способствует снижению себестоимости изделий, утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды расширению сырьевой базы для строительных материалов и снижению негативного воздействия отходов на окружающую среду. Учитывая, что в настоящее время традиционные природные сырьевые ресурсы в России и других странах СНГ истощаются, вовлечение отходов производств в производственный оборот позволит выпускать высококачественные строительные материалы [см. 20-23]. При этом освобождаются значительные земельные участки от воздействия негативных антропогенных факторов, что способствует рациональному использованию ингредиентов промышленных отвалов в стройиндустрии. Кроме того, использование отходов производств позволит создать энерго- и ресурсосберегающие технологии по производству строительных материалов.
Отходы топливно-энергетического комплекса
Межсланцевая глина является отходом топ -ливно-энергетического комплекса, который является одним из основных «загрязнителей» окружающей природной среды - это выбросы в атмосферу (48% всех выбросов в атмосферу), сбросы сточных вод (36% всех сбросов), а также образование твердых отходов (30% всех твердых загрязнителей) [см. 24-26].
Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. В связи с грядущим в ближайшие десятилетия истощением запасов угля, нефти, природного газа возникла потребность поиска менее дорогих источников, но технологически более простых в переработке и использование. Важнейшим, в связи с этим, источником для восполнения энергобаланса, производства чистых энергосистем и многих, остро необходимых стране продуктов становятся горючие сланцы. Из
|1
сланцев можно получить: мазут, автомобильный бензин и т.д.
Существующие в настоящее время технологии производства и отходов топливно-энергетического комплекса объективно связаны с выходом большого количества твердых отходов. В местах ликвидации предприятий топливно-энергетического комплекса образуются техногенные месторождения, которые занимают обширные площади земель и негативно воздействуют не только на состояние водных ресурсов, но и атмосферу (рис. 1). Предприятия топливно-энергетического комплекса расходуют значительные средства на транспортировку и складирование твердых отходов, платят за их размещение и загрязнение окружающей природной среды, возникающее вследствие вредных выбросов и сбросов в местах размещения терриконов и отвалов.
Уровень утилизации отходов топливно-энергетического комплекса в России составляет около 4-5 %; в ряде развитых стран -около 50, во Франции и Германии - 70, а в Финляндии - около 90 % их текущего выхода [24; 26]. В этих странах проводится государственная политика, стимулирующая их использования.
Одним из наиболее перспективных направлений по использованию отходов производств является - вовлечение их во вторич-
ный оборот в качестве вторичных материаль -ных или энергетических ресурсов. За счет вовлечения промышленных отходов в производство керамического кирпича, возможно, кардинально изменить параметры сырьевой базы России, что способствует также снижению экологической напряженности в регионах.
В отходах топливно-энергетического комплекса содержится значительное количество металлов и их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа - 400 млн. доз, магния - 1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это, однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другие звенья экосистем.
Техногенные отходы, используемые в качестве сырьевых материалов
В настоящей работе исследовано использование в качестве отощителя и влияние шлака от выплавки ферросплавов на механические свойства кирпича. Химический состав шлака представлен в табл. 1., плотность и температуры плавления в табл. 2, а гранулометрический состав в табл. 3.
Таблица 1. Химический состав исследуемых компонентов
Компонент Содержание оксидов, мас. %
БЮ2 А12О3+ТЮ2 Рв20в СаО М§0 К20 п.п.п.
Шлак от выплавки ферросплавов (г. Серов) 34,24 9,4 0,48 45,18 8,87 0,98
Межсланцевая глина 45,4 13,87 5,6 11,3 2,3 3,5 18,03
Примечание: п.п.п. - потери при прокаливании; 1^0 =Ма20+<20
Оааёеоа 2. Шоппое, баиадабодй т^аёа е иёпа! Тёааёшеу оёаса
Компонент Плотность, г/см3 Огнеупорность, оС
истинная средняя насыпная начало плавления полное плавление
Шлак от выплавки ферросплавов (г. Серов) 2,8-3,0 2,2-2,4 1,8-2,0 1210-1230 1270-1300
Таблица 3. Гранулометрический состав шлака
Компонент Содержание фракций (мм), %
<0,315 0,315-0,63 0,63-1,25 1,25-2,5 >2,5
Шлак от выплавки ферросплавов (г.Серов) 12,1 24,8 26,7 32,8 3,6
а)
Рис. 1. Микроструктура исследуемых отходов:
а) - шлак от выплавки ферросплавов; б) - межсланцевая глина
Отощающие материалы вводят в керамические массы для уменьшения усадки и деформации изделий при сушке [27-30]. С увеличением содержания отощающих материалов облегчается перемещение влаги из глубинных слоев к поверхности, сокращаются продолжительность и стоимость сушки. В качестве отощающих материалов для производства керамического кирпича в основном используют кварцевый песок с содержанием БЮ2 не более 65-70%.
Как видно из табл. 1, шлак от выплавки ферросплавов имеет повышенное содержание оксида кальция (СаО =45,18%)
Как известно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодер-жащих массах является сильным плавнем вследствие образования с А12О3 и БЮ2 сравнительно легкоплавкие соединения [27-28]. По данным авторов работы [28] при температурах около 1000оС взаимодействие между СаО и глинистыми веществами еще незначительно. При более высоких температурах реакция интенсифицируется и образуются уплотняющие легкоплавкие соединения, эвтектики и стекла.
Особый интерес представляют в литературе сведения, касающиеся использования в керамических массах металлургических шлаков в качестве отощителя. Техногенное сырье с повышенным содержанием оксида кальция (СаО>35%), помимо снижения чувствительности глин к сушке еще и интенсифицирует процессы обжига (снижает температуру обжига) кирпича [27-30].
Минералогический состав исследуемого шлака представлен стеклофазой (рис. 1), кварцем, псевдоволластонитом, анортитом и монтичеллитом.
Межсланцевая глина, образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к среднепластичному глинистому сырью (число пластичности 20-25) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см3 [25]. Химический оксидный состав межсланцевой глины представлен в табл. 1, а гранулометрический (фракционный) в табл. 4, технологические показатели в табл. 5, а микроструктура на рис. 1,б
Таблица 4. Фракционный состав межсланцевой глины
Содержание фракций в %, размер частиц в мм
>0,063 0,063-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,0001
5 7 12 14 62
Таблица 5. Технологические показатели межсланцевой глины
Теплотворная способность, ккал/кг Огнеупорность, оС
начало деформации размягчение жидкоплавкое состояние
1100 1260 1290 1320
|1
Глинистые минералы в межсланцевой глине в основном представлены монтмориллонитом с примесью гидрослюды, поэтому она вполне может заменить монтморилло-нитовую глину при производстве пористого заполнителя, например керамзита [25].
Экспериментальная часть
Для изучения влияния шлака на физико-механические показатели кирпича были исследованы составы, приведенные в табл. 6. Керамическая масса готовилась пластическим способом при влажности шихты 18-22%. Сформированный кирпич, высушенный до остаточной влажности не более 8%, обжигался при температуре 1050оС.
При исследовании зависимости между содержанием шлака и основными механическими характеристиками кирпича использовался достаточно распространенный метод линейной регрессии. Этот метод позволяет выявить, как изменения одной переменной влияют на другую [31]. Модель строится на основании результатов фактического эксперимента и аналитически описывает зависимость результатов серии опытов.
При проведении экспериментов некоторые факторы, такие как давление прессования и температура обжига, не изменяли своих значений. Поэтому влияния на полученные результаты они не оказывали. Таким образом, определяющим фактором качества
Таблица 6. Составы керамических масс
Компоненты Содержание компонентов (мас. %)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Межсланцевая глина 100 90 85 80 75 70 68 65 62 60
Шлак от выплавки ферросплавов - 10 15 20 25 30 32 35 38 40
Таблица 7. Экспериментальные данные зависимостей параметров изделия от содержания шлака
Показатели Составы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X- содержание шлака - 10 15 20 25 30 32 35 38 40
/1- водопоглощение, % 11,3 11,1 11,3 11,1 11,0 10,7 11,4 12,0 13,1 15,0
У2 - прочность на сжатие, МПа 12,6 12,6 12,6 12,8 13,1 13,2 12,8 12,0 10,8 9,3
/3 - усадка, % 6,4 6,6 6,5 6,6 6,8 6,9 6,8 6,1 5,4 4,54
У4 - морозостойкость, циклы 28 28 28 29 30 32 29 26 20 14
16 14 12 10
7,0
6,0
о §
ш
А)
» * ♦
* <
14
12
- го С 10
10 20 30 Содержание шлака, %
и
о
X 40 о
1,0
+ Б)
♦ ——♦-
♦
10 20 30 Содержание шлака, %
40
пз
V"
ч пз
£
5,0
4,0
► ♦ ♦
1 ф
<
0 10 20 30 Содержание шлака, %
30
» -20
40
10
Г)
► ♦ *
Содержание шлака, %
Рис. 2. Вид экспериментальных зависимостей показателей от содержания шлака:
А) - водопоглощение; Б) - прочность на сжатие; В) - усадка; Г) - морозостойкость
кирпича является единственный показатель - процентное содержание шлака в массе. Эксперимент состоял из 10 опытов. В первом опыте независимая переменная X принимала минимальное значение, равное 0%. В каждом последующем опыте содержание шлака увеличивали, а в последнем опыте X приняла максимальное значение равное 40% (табл. 6). Зависимость механических показателей кирпича от содержания шлака представлена в табл. 7.
Графики зависимостей функций Y, Y2 Y3 Y4 от X (содержание шлака) имеют вид, представленный на рис. 2.
Из рис. 2 видно, что все зависимости показателей от содержания шлака имеют явно нелинейный характер.
Постановка задач заключалась в подборе функции - модели, описывающей экспе-
риментальные данные, определения ее параметров, оценка точности и построение доверительных интервалов для данной функции. Отметим, что все исследуемые зависимости Y, Y2 Y3 Y4имеют качественно подобный характер, поэтому для данных зависимостей воспользуемся одной и той же моделью
YM
g-t-cX+EX^ I+bX+dX-
которая как было показано в работе [25] является оптимальной. Затем для каждой из зависимостей Y1, Y2 Y3 Y4методом наименьших квадратов, найден коэффициент R2, а также были вычислены и построены 95% доверительные интервалы.
Значения параметров представлены в табл. 8, а на рис. 3 представлены модельные функции с доверительными интервалами.
Таблица 8. Значения параметров функций У^ У2 У3 У4и коэффициент К2
Y1(X) Уг(Х) У1(Х) У1(Х)
a 11,30522 12,54797 6,39884 27,23876
b -0,04563 -0,04833 -0,04592 -0,04935
c -0,52691 -0,59187 -0,28393 -1,27577
d 0,00053 0,00060 0,00054 0,00063
e 0,00637 0,00714 0,00320 0,01516
R2 0,991 0,990 0,972 0,981
*1б s" 15 |14 о 13 о 12
со
11
А)
У
'У/
г1
8
7,5 £ 7 m 6.5'
I 6
>■. 5 4,5 4
CD H
0 5 10 15 20 25 30 35 Содержание шлака, %
40
В)
— —
____ •у
Y
\\
14
13, 12
го
I11 10
9
8
|
35 30, || 25 §-20
15 10
, __. - > Б)
----- VW
0 5 10 15 20 25 30 35 40 Содержание шлака, %
. — • - . - ■ - — Г)
•Л
д. \
0
40
0 5 10 15 20 25 30 35 Содержание шлака, %
40
10 15 20 25 30 35 Содержание шлака, %
Рис. 3. Графики зависимостей водопоглощения, прочности на сжатие, усадки и морозостойкости
от содержания шлака:------модельная функция;-----95% доверительный интервал;
ш - экспериментальные данные. А) - водопоглощение; Б) - прочность на сжатие; В) - усадка; Г) - морозостойкость.
Ф
Для построения доверительного интервала по уравнению регрессии у=у(х) использовались следующие данные:
1. Оценка остаточной дисперсии по формуле (2)
52 = Е;'=1; (2)
2. Средние значения независимой переменной по формуле (3)
(3)
3. Оценка средней групповой дисперсии по формуле (4)
= ^ (4)
При определении доверительного интервала для индивидуальных значений зависимой переменной в пункте 3 можно использовать формулу (5)
(5)
здесь х - значение переменной, для которой ищутся границы доверительного интервала.
4. Зная надежность gamma и число степеней свободы (k=n - 2), по таблице Стью-дента находим t.
5. Вычисляем отклонение: А — Syx ■ tytk.
6. Записываем результат в виде: ■■■ = ■■. z -, с надежностью gamma.
х - объясняющая переменная; y - фактические значения зависимой переменной; ух -значение зависимой переменной по уравнению регрессии; х - среднее значение х; S2 -оценка остаточной дисперсии; n - число фактических данных; gamma - надежность.
На рис. 4 представлена предлагаемая технология для производства керамического кирпича.
Рис. 4. Технология производства керамического кирпича
6
Таким образом, экспериментальные данные показали, что кирпич имеет оптимальные физико-механические показатели при содержании шлака в составах керамических масс 30%. Метод регрессионного анализа по результатам зависимостей физико-механических показателей от содержания количества шлака показал, что экспериментальные данные достаточно хорошо описываются математическими зависимостями с точностью, принятой в практических расчетах, приведенные модули дают достаточно хорошие результаты, поэтому их можно оставить в приведенном здесь виде.
Выводы
1. Получен керамический кирпич с использованием отходов черной металлургии - шлака от выплавки ферросплавов и топливно-энергетического комплекса - межсланцевой глины с высокими физико-механическими показателями без применения природных традиционных материалов.
2. Экспериментальные данные показали, что кирпич имеет оптимальные физико-механические показатели при содержании шлака в составах керамических масс 30 %.
3. Метод регрессионного анализа по результатам зависимостей физико-механических показателей от содержания количества шлака показал, что экспериментальные данные достаточно хорошо описываются математическими зависимостями с точностью, принятой в практических расчетах, приведенные модули дают достаточно хорошие результаты, поэтому их можно оставить в приведенном здесь виде.
4. Безусловным достоинством использова -ния многотоннажных отходов топливно-энергетического комплекса и черной металлургии является разгрузка экологической обстановки и способствует решению следующих задач:
а) утилизации промышленных отходов способствует охране окружающей среды;
б) учитывая, что в настоящее время природные сырьевые ресурсы истощены, способствует вовлечению техногенных образо-
ваний в производственный оборот для производства строительных материалов;
в) освобождению значительных земельных участков от воздействия негативных антропогенных факторов и рациональному использованию ингредиентов промышленных отвалов на объектов стройиндустрии;
г) снижению стоимости строительных материалов;
д) рациональному природопользованию за счет вовлечение отходов в производство керамических материалов;
е) использованию накопленных и вырабатываемых отходов производства;
ж) снижению экологической напряженности в России;
з) охране окружающей среды, и расширению сырьевой базы для получения строительных материалов;
и) исключает затраты на геологоразведочные работы, на строительство и эксплуатацию карьеров;
к) снижение поступления в водную экосистему за счет атмосферных осадков тяжелые металлы, содержащихся в отходах теплоэнергетики.
Библиографический список
1. Кайракбаев А.К., Абдрахимова Е.С., Абд-рахимов В.З. Экономические, экологические, и практические аспекты использования горелых пород и бурового шлама в производстве пористого заполнителя // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. №11. С. 26-31.
2. Абдрахимов В.З. Технические свойства и структура пористости клинкерных материалов на основе отходов цветной металлургии Восточного Казахстана // Химическая технология. 2019. №11. С. 499-506.
3. Абдрахимов В.З. Использование флотационного углеобогащения в производстве пористого заполнителя на основе жидкого стекла // Экология промышленного производства. 2014. №4. С. 25-29.
4. Абдрахимов В.З. Влияние отходов производства минеральной ваты % диабазовой шихты на физико-механические показатели и фазовый состав керамического кирпича //Известия вузов. Строительство. 2019. №8. С. 37-44.
ЭКСПЕРТ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
2020. № 6 (9)
Ф
5. Ильина П.Х., Абдрахимов В.З., Кайракба-ев А.К., Абдрахимова Е.С. Снижение экологического ущерба экосистемам за счет использования нефелинового отвального шлама и шлака от выплавки ферротитана в производстве жаростойкого бетона. // Экологические системы и приборы. 2017. №10. С. 21-32.
6. Абдрахимов В.З., Лобачев Д.А., Абдрахимова Е.С. Проблема экологического образования не способствует развитию «зеленой» экономики // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. №11. С. 54-58.
7. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Использование шлама карналлитовых хлоратов и отработанного катализатора в производстве жаростойких бетонов // Экологические системы и приборы. 2016. №12. С. 36-41.
8. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С., Лобачев Д.А. Экологическое образование для специалистов по управлению отходами производств способствует развитию «зеленой» экономики // Педагогическое образование в России. .2016. №4. С. 161-167.
9. Абдрахимов В.З., Лобачев Д.А., Абдрахимова Е.С. Оценка экономической эффективности и современные приоритеты развития при использовании отходов нефтедобычи в производстве теплоизоляционных материалов // Экологические системы и приборы 2016. №11. С. 4753.
10. Абдрахимов В.З. Использование отхода обогащения угля и бейделлитовой глины в производстве пористого заполнителя на основе жидкостекольных композиций // Известия вузов. Строительство. 2019. №7. С. 25-34.
11. Абдрахимов В.З. Использование нефтяного шлама в производстве пористого заполнителя способствует развитию «Зеленой» экономики и транспортно-логистической инфраструктуры // Бурение и нефть. 2019. №11. С. 54-59.
12. Putz H.-J., Hamm U., Schabel S. Final fate of residues from the German recovered paper processing industry // Research Forum on Recycling, Quebec City, Sept. 27-29. 2004. - PARTAC. - 2004. -С. 239 - 244.
13. Abdrakhimov V.Z., Abdrakhimova, E.S. Study of the Distribution of Iron Oxides in Intershale Clay and Oil Sludge Porous Filler with Mossbauer Spectroscopy // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. Volume 53, Issue 4, July 2019. Pages 703-707
14. Abdrakhimov V.Z., Abdrakhimova E.S. Study of Phase Composition of Ceramic Materials Based on Nonferrous Metallurgy Chemical, and Petrochemical Industry Aluminum-Containing Waste // Refractories and Industrial Ceramics: Volume 56, Issue 5 (2015), Page 5-10.
15. Abdrakhimov V.Z., Abdrakhimova E.S., KolpakovA.V. Study of the Effect of Al2O3 on Acid and Thermal Shock Resistance of Acid-Resistant Refractories Using a Regression Analysis Method // Refractories and Industrial Ceramics: Volume 56, Issue 3 (2015), Page 276-280.
16. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Использование электроплавильного шлака в производстве керамического кирпича и жаростойких бетонов // Экология промышленного производства. 2016. №2. С. 3-7.
17. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Снижение экологического ущерба экосистемам за счет использования отходов горючих сланцев в производстве теплоизоляционных материалов // Экология промышленного производства.
2016. №3. С. 18-24.
18. Имангазин М.К. Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З., Кайракбаев А.К. Инновационные направления использования отходов черной металлургии в производстве керамического кирпича // Металлург. 2017. №2. С. 22-25.
19. Абдрахимов В.З., Кайракбаев А.К. Абдрахимова Е.С. Перспективное направление для «зеленой» экономики использование шлака от производства ферросилиция и глинистой части «хвостов» гравитации в получение керамических материалов // Экологические системы и приборы. 2015. №12. С. 30-34.
20. Абдрахимов В.З., Пичкуров С.Н., Абдрахимова Е.С., Абдрахимова И.Д. Снижение нанесения экологического ущерба биосфере в целом за счет использования отходов энергетики и цветной металлургии в производстве керамического кирпича // Экология промышленного производства. 2017. №1. С. 3-6.
21. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Перспективное использование отходов углеобогащения в производстве теплоизоляционного материала без применения природных традиционных материалов // Перспективные материалы.
2017. №3. С. 69-77.
22. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Инновационные направления по использованию бурового шлама в производстве направление
для «Зеленой» экономике // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. №3. С. 26 -31.
23. Абдрахимова Е.С., Кайракбаев А.К., Аб-драхимов В.З. Использование отходов углеобогащения в производстве керамических материалов - современные приоритеты развития для «зеленой» экономики // Уголь. 2017. №2. С. 5457.
24. Сафронов Е.Г., Сунтеев А.Н., Коробкова Ю.Ю., Абдрахимов В.З. Экологические, экономические и практические аспекты использования многотоннажных отходов топливно-энергетического комплекса - сланцевой золы в производстве пористого заполнителя // Уголь. 2019. №4. С. 44-49.
25. Кайракбае в А.К., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Исследование методом ЯГР-спек-троскопии оксидов железа, фазового состава и структуры пористости керамического кирпича на основе межсланцевой глины и шлака от сжигания бурого угля // Стекло и керамика 2019. №2. С. 15-22.
26. Абдрахимов В.З., Колпаков А.В. Аспекты использования отходов топливно-энергетического комплекса и химической промышленности в производстве керамического кирпича // Эко-
логия и промышленность России. 2019. Т. 23. №1. С. 46-59.
27. Абдрахимов В.З. Производство керамических изделий на основе отходов энергетики и цветной металлургии - Усть-Каменогорск: Восточно-Казахстанский технический университет.
- 1997. - 238 с.
28. Рохваргер Е.Л., Белопольский М.С., До-бужинский В.И., Красноусова А.С., Хиж А.Б. Новая технология керамических плиток - М: Строй-издат, 1977. - 228 с.
29. Абдрахимов В.З. Технология стеновых материалов и изделий/ В.З. Абдрахимов. Самара. Самарский государственный архитектурно -строительный университет. 2005. 194 с.
30. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Физико-химические процессы структурообразова-ния в керамических материалах на основе отходов цветной металлургии и энергетики. - Усть-Каменогорск: Восточно-Казахстанский технический университет, 2000. - 374 с.
31. Агафонова Н.С., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С., Долгий В.П. Оптимизация состава керамических масс по механическим свойствам кирпича // Известия Вузов. Строительство.
- 2005. - №5. - С. 53-58.
Поступила в редакцию 05.11.2020 г.
ЭКСПЕРТ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
2020. № 6 (9)
REGRESSION ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF SLAG FROM FERROALLOY SMELTING ON PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES INDICATORS OF CERAMIC BRICKS
© 2020 V.l. Abdrakhimov, L.E. Khabibullina, D.V. Abdrakhimov*
The use of ferrous metallurgy waste-slag from the smelting of ferroalloys and waste of the fuel and energy complex-inter-shale clay allows you to get a ceramic brick with high physical and mechanical characteristics without the use of natural traditional materials. Experimental data have shown that the brick has optimal physical and mechanical characteristics at the content of slag in the compositions of ceramic masses 30%. The method of regression analysis based on the results of the dependence of physical and mechanical parameters on the content of the amount of slag showed that the experimental data are well described by mathematical dependencies with the accuracy accepted in practical calculations, the given modules give quite good results.
Keywords: slag, inter-shale clay, ceramic brick, regression analysis, indicators, mathematical dependence.
* Abdrakhimov Vladimir Zakirovich (3375892@mail.ru) - Doctor of Technical Sciences, Professor; Samara State University of Economics (Samara, Russia); Khabibullina Lilia Evgenievna (khabibullina1987@yandex.ru) - Teacher of Mathematics and Computer Science, MBOU "Polytechnic Lyceum No. 182" (Kazan, Russia); Abdrakhimov Dmitry Vladimirovich - Student, School No. 16 (Samara, Russia).
Received for publication on 05.11.2020
