Научный архив: статьи

Введение. Главная идея экономики замкнутого цикла заключается в максимальном вовлечении отходов промышленности в производство материалов и снижении доли вовлечения природных ресурсов. Золошлаковые отходы (ЗШО), образующиеся при сгорании угля на теплоэнергетических станциях и складируемые в золоотвалах, представляют собой перспективное вторичное сырье для получения искусственных керамических заполнителей.

Материалы и методы. В данной работе исследованы физико-химические свойства ЗШО и подобран оптимальный состав на их основе с применением водного раствора силиката натрия в качестве связующего. Методом пластического формования получены цилиндрические образцы, которые были обожжены при температуре 900–1000.

Результаты. Установлено, что с применением в качестве связующего водного раствора силиката натрия с массовой долей 25% можно получить методом пластического формования образцы с прочностью на сжатие 7–9 МПа и средней плотностью 1200–1250 кг/м3, при температуре обжига 950–1000°C. Полученные характеристики указывают на потенциальную пригодность материала в качестве искусственного керамического заполнителя для бетона.

Обсуждение и заключение. Данный состав впоследствии планируется опробовать в качестве легкого заполнителя в составе бетона.

В статье представлены результаты исследования сорбционной способности природной монтмориллонитовой глины по отношению к катионам тяжелых металлов: Fe3+, Mn2+, Cu2+ и Pb2+. Исследования проводились на модельных растворах с концентрациями от 0,01 до 0,2 ммоль/мл. Для определения химического состава исследуемой глины применялся метод рентгеноструктурного анализа (РСА) с использованием сканирующего растрового микроскопа JEOLJSM 6510 LV (Япония). Процесс адсорбции исследуемых ионов металлов проводился статическим способом при температурах 25, 45 и 600С до установления равновесного состояния. Для характеристики сорбционной возможности монтмориллонитовой глины по отношению к исследуемым катионам тяжелых металлов применялись модели Ленгмюра и Фрейндлиха. Были определены константы уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, рассчитаны термодинамические функции сорбционного процесса. Для расчета теплоты сорбции применялось уравнение Клаузиса-Клапейрона. По значениям величин сорбируемости исследуемых двухзарядных катионов металлов было установлено уменьшение сорбционной способности монтмориллонита в порядке: Mn2+ > Cu2+ > Pb2+. Исследовано влияние температуры на величину сорбируемости исследованных ионов. При увеличении температуры величина сорбции у всех катионов металлов возрастает. Вычисленные термодинамические функции показывают, что процесс сорбции на поверхности монтмориллонитовой глины протекает самопроизвольно. Таким образом, на основании полученных значений сорбции исследованных ионов установлена возможность использования монтмориллонитовой глины в целях извлечения катионов исследованных тяжелых металлов из водных сред.