CC BY
108
- игнорируется такое требование как применение взрывозащищенного оборудования.
В группу можно объединить ошибки экономических обоснований принятых решений по защите объекта от пожара:
- затраты на защиту многократно превышают ущерб от пожара;
- применение «дешевой» защиты ведет к снижению безопасности людей при пожаре;
- грубые ошибки при составлении сметы расходов при оборудовании объекта системами защиты, страховании рисков и т.п.
Из ошибок графического оформления проектного решения следует отметить неправильный выбор формата для представления чертежей, не позволяющий выдержать требование о 75 % заполнении поля чертежа изображением.
Авторы выражают надежду, что представленный материал поможет дипломникам при выборе решений и будет способствовать накоплению у них профессионального опыта.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА ОАО «МЕЛЕУЗОВСКИЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ» В КАЧЕСТВЕ ОГНЕЗАЩИТНОГО СОСТАВА
Г.И. Сафина, студентка, А.Ф. Тангатаров, доцент, к.т.н., Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа
Составы на основе гипса, а также изделия из них нашли широкое применение в качестве огнезащитных материалов. По теплозащитным, звукоизолирующим свойствам и огнестойкости гипсовые материалы превосходят материалы на основе цемента, а по декоративным, комфортным и экологическим показателям они не имеют себе равных в строительстве. В тоже время, истощение запасов природного гипсового камня и их неравномерное распределение на территории РФ заставило обратить взор на промышленные отходы в виде фосфогипса, фторогипса. Самым крупным многотоннажным отходом в настоящее время является фосфогипс - побочный продукт, получаемый при производстве ортофосфорной кислоты и минеральных удобрений. Фосфогипс получается в виде шламового отхода с влажностью до 50 %.
Однако, наличие в фосфогипсе загрязняющих примесей в виде соединений фосфора, фтора, которые обладают высокой химической активностью, делают такие шламовые отходы опасными для здоровья людей и животных, флоры и фауны.
Согласно данных инвестиционного паспорта муниципального района Мелеузовский район (Республика Башкортостан), на 01 октября 2015 года в
накопителях ОАО «Мелеузовские минеральные удобрения» накоплено свыше 10,5 млн. тонн отходов фосфогипса [1]. В настоящее время количество складированного фосфогипса приближается к проектной мощности накопителя.
С целью установления возможности получения огнезащитного состава в виде полуводного гипса фосфогипс ОАО «Мелеузовские минеральные удобрения» (далее - фосфогипс) был исследован методами рентгеноструктурного анализа (РСА), дифференциально-термического анализа (ДТА). Результаты РСА фосфогипса, проведённого в Уфимском государственном нефтяном техническом университете на дифрактометре «Дрон», показали на рентгенограмме наличие дифракционных максимумов со следующими показателями межплоскостных расстояний: d/n- 7,63А; 4,29А; 3,77А; 3,38А; 3,06А; 2,87А; 2,08А; 1,67А; 1,62А (рис. 1). Указанные дифракционные максимумы характерны для двуводного сульфата кальция - СаSО4•2Н2О [2]. Результаты дифференциально-термогравиметрического (ДТГ), дифференциально-термического (ДТА), термогравиметрического (ТГ) видов анализа фосфогипса показали на кривых наличие следующих эффектов: при повышении температуры до 250 0С наблюдаются два эндотермических эффекта с максимумами 145 0С и 185 0С, что, согласно источника [2], свидетельствует о дегидратации двуводного сульфата кальция СаSО4•2Н2О до полуводного сульфата кальция СаSО4•0,5Н2О.
Рис. 1. Рентгенограмма фосфогипса
Рис. 2. Дериватограмма фосфогипса
Химический анализ фосфогипса подтвердил, что побочный отход производства минеральных удобрений и ортофосфорной кислоты в основном состоит из двуводного сульфата кальция. Результаты химического анализа представлены в таблице.
Таблица
Химический состав фосфогипса
Анализируемое вещество Массовая доля, %
Фосфогипс СаО 8Оз М2О3 Бе2Оз Р2О5 Г
37,2 50,9 1,1 1,9 1,8 0,5
Помимо основного химического соединения - двуводного сульфата кальция, фосфогипс также содержит до 3 % примесей в виде оксида фосфора и
271
фтора, но по содержанию основного компонента - двуводного гипса - его можно отнести к гипсовому сырью I-II сортов.
Фосфогипс как промышленный отход производства минеральных удобрений ОАО «Мелеузовские минеральные удобрения» исследовался лабораторией Башкирского государственного медицинского университета. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов отхода не превышает 74 Бк/кг, в то время как предельно допустимое значение - 370 Бк/кг, что позволяет фосфогипс по показателю токсичности отнести к 4 классу опасности [3].
В тоже время, в виду содержания в составе фосфогипса нежелательных примесей, переработка фосфогипса на огнезащитные вяжущие составы требует значительных затрат, связанных с его подготовкой для производства огнезащитных гипсовых составов.
Анализ существующих способов подготовки фосфогипса для производства огнезащитных гипсовых составов показал, что на сегодняшний день для удаления примесей, в основном, используются четыре способа:
1. Промывка фосфогипса водой;
2. Промывка в сочетании с нейтрализацией и осаждением примесей в водной суспензии;
3. Метод термического разложения примесей;
4. Введение нейтрализующих, минерализующих и регулирующих кристаллизацию добавок перед обжигом и после него.
Первый и второй способы связаны с образованием значительного
-5
количества загрязненной воды (2-5 м на 1 т фосфогипса), большими затратами на их удаление и очистку.
Третий способ, в виду своей энергозатратности, также не получил широкого распространения, т.к. он основан на обжиге фосфогипса до образования растворимого ангидрита с дальнейшей его гидратацией и повторным обжигом до полугидрата.
Широкого применения пока не имеет так же и четвёртый способ удаления примесей, т.к. для реализации этого способа необходимы дефицитные добавки и, самое главное, - они не обеспечивают постоянные свойства огнезащитных гипсовых составов.
В этой связи, с целью подготовки фосфогипса для производства огнезащитных гипсовых составов, предлагается проводить механо-химическую активацию фосфогипса совместно с доломитизированной известью методом универсальной дезинтеграторно-активаторной технологии (УДА-технология) [4]. Дезинтегратор - высокоскоростной ударный измельчитель, который с обычным помолом инициирует механохимические процессы, увеличивающие реакционную способность материалов, в том числе и минеральных.
Обоснованием данного предложения могут служить результаты следующих работ. Й. Хинт [4], Болдырев В.В. [5] и ряд других исследователей, анализируя процессы, проходящие в минеральных материалах при их механической обработке УДА-технологией, пришли к выводу, что в ходе такой обработки
возникают сдвиговые напряжения и разрушение кристаллов, обычно сопровождающееся повышением температуры и давления, разрывом химических связей на вновь образованных поверхностях и формирование, вследствие этого центров с повышенной активностью.
Авторами работы [6] установлено, что процессы сушки и измельчения могут протекать непосредственно в измельчителе ударно-отражательного действия без подвода высокотемпературного сушильного агента извне.
Проведённые ими исследования показали, что при измельчении полимерного материала с начальной влажностью 15...20 % на выходе из измельчителя получается продукт с конечной влажностью 0,02 % и менее. Обуславливается это тем, что в таких измельчителях процесс сушки интенсифицируется за счёт увеличения поверхности массообмена, турбулизации воздушных потоков, наличия внутренних источников тепла, возникающих в газовой и твёрдой фазах в процессе измельчения [5].
Авторами работы [7] на различных системах показано прохождение следующих механохимических реакций в совместно обрабатываемых в дезинтеграторе веществах:
1. Восстановление металлов из окислов (удаление из ZnO до 20 % О2);
2. Разложение карбонатов;
3. Реакции в твёрдой фазе.
На основании вышеизложенного, предполагается, что при дезинтеграторной обработке фосфогипса совместно с доломитизированным известняком СаMg(СОз)2 (г. Сатка, химического состава: CaO - 30,41 %; MgO - 21,86 %; СО2 -47,73 %), помимо удаления химически связанной воды и разложения карбонатов, возможно протекание химической реакции связывания фтора по реакции:
Mg + F2 = MgF2 (1)
либо по реакции:
Са + F2 = CaF2 (2)
Экспериментальные работы проводились в Уфимском государственном нефтяном университете на лабораторном дезинтеграторе «Дези-12М1Ф».
Следующим этапом работы предполагается исследовать физико-механические свойства гипсового камня на основе подготовленного фосфогипса и доломитизированного известняка, а также его огнезащитные свойства.
Список использованной литературы
1. Инвестиционный паспорт муниципального района Мелеузовский район Республики Башкортостан. Мелеуз. - 2015.
2. Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие. - М.: Высш. школа, 1981. - 335 с.
3. Юнусова С.С. Композиционные стеновые материалы и изделия на
основе фосфогипса, получаемые способом полусухого прессования. Автореф.....
канд. техн. наук. Самара. - 2004.
4. Хинт Й.А. УДА-технология: проблемы и перспективы. - Таллин: Валгус, 1981. - 36 с., ил.
5. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ. - Новосибирск: Наука, 1983. - 65 с.
6. Яшков В.В., Федосов С.В. Опыт промышленного использования мельниц-сушилок для переработки полимерных материалов. В сб. «Технология сыпучих материалов - Химтехника 86». Белгород, 1986.
7. Ванаселья Л.С., Кипнис Б.М., Пурга А.П. Возможности и особенности применения дезинтеграторов в различных технологических процессах. В сб. «Технология сыпучих материалов - Химтехника 86». Белгород, 1986.
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Г.И. Сметанкина, профессор, д.т.н., доцент,
С.А. Романченко, студент, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Материальный урон, наносимый пожарами, в масштабах экономики стран составляет от сотен миллионов до десятков миллиардов долларов.
Анализ статических данных ряда стран позволяет выявить примерное распределение числа пожаров и потерь от них по зданиям трех основных назначений:
1) число пожаров в жилых зданиях составляет 55 %, в общественных - 10 %, в производственных и складских - 30 %;
2) материальный ущерб в жилых зданиях составляет 35 %, в общественных -20 %, в производственных и складских - 45 %;
3) гибель людей на пожарах в жилых зданиях составляет 80 %, в общественных - 10 %, в производственных и складских - 10 %.
Статистика пожаров по России показывает, что 80 % пожаров происходит в жилых помещениях. Здесь же гибель и травматизм людей от дыма и огня составляет 9 случаев из 10. По данным Центра пожарной статистики КТИФ на 1 миллион человек в России при пожарах погибает более 100 человек, что в 6 раз больше, чем в США. При этом количество пожаров в год на 1 миллион человек по России составляет около 2000 [4].
Развитие мегаполисов, расширение высотного и подземного строительства, обусловленное все более увеличивающейся стоимостью земли, используемой под строительство, применение искусственных полимерных строительных материалов сопровождаются появлением новых видов опасностей, в частности, пожарной опасности, вызванной недостаточным знанием возникновения и развития процесса пожара в зданиях.
Общественные здания по функциональному назначению занимают промежуточное место между жилыми и промышленными зданиями. Одни
