Большое количество отходов, генерируемого во время добычи угля, накапливается с течением времени, чтобы сформировать груды отходов камней до десятков метров. Эти отходы породы будут спонтанно воспламенено из -за остатков, содержащих уголь, и будут продолжаться в течение нескольких лет, высвобождая большое количество токсичных веществ, таких как монооксид углерода и серо водорода в атмосферу. Только одна куча из отходов в пород, а в среднем 4-5 тонн углекислого газа и 600-1100 килограммов диоксида серы выпускаются в атмосферу каждый день.
Чтобы уменьшить негативное воздействие грузов отходов на окружающую среду, это может быть реализовано путем выравнивания искусственных холмов, озеленения и мелиорации на земле, но это требует большого количества капиталовложений. Восстановление одной одной кучи отходов может стоить десятки миллионов рублей и включать в себя множество сложных факторов, таких как технология, окружающая среда и логистика. Низкая выживаемость растений также ограничивает объем применения.
В этом контексте использование отходов угольной шахты для промышленного производства стало еще одним решением. Отходы угольных шахт — это глиняная смесь, содержащая небольшое количество угля, алюминия, кремния и железа. Он имеет широкую перспективу вторичного использования. Он может отделять полезные соединения и использоваться в полях сплавов, угольных удобрений, асфальта и строительных материалов.
Политехнические ученые Perm Polytechnic предложили новый метод для использования отходов в качестве минеральных добавок для портлендского цемента и его базовых материалов, особенно бетон. Минеральные добавки в портлендском цементном и цементном бетоне могут придать специальные свойства материалу, такие как повышение прочности, водостойкость, коррозионная стойкость и т. Д., А также могут сэкономить естественное сырье и увеличить урожайность.
Эксперты проверили схему, используя в качестве примера на угольном поле Kizelowsky, которое, по оценкам, имеет антропогенные отходы 13 миллионов кубических метров. Студенты из Технологического института собрали образцы породы из сгоревших и несгоревших отходов, изучили свои химические и минеральные композиции и провели эксперименты, заменив портлендский цемент в растворе 10%, 20%и 30%отходов.
Степан Леондив, доцент кафедры гражданского строительства и материаловедения, и заместитель Доктора Польского национального университета исследований и мира, объяснил, что компоненты кучи отходов были определены с помощью флуоресцентной рентгеновской спектроскопии и быстрого анализа количественного фазы рентгеновского излучения. Результаты показали, что куча отходов стрельбы в основном состояла из кварца, а неопытная куча отходов состояла из каолинита и кварца, смешанного с углем. Существование последнего в последнем указывает на то, что его можно использовать в качестве активной минеральной добавки после префикса.
Чтобы получить минеральные добавки, эксперты измельчают частицы до 0,08 мм, сложили несгоревшие отходы в лабораторную муфельную печь и выстрелили при 700 градусов по Цельсию в течение двух часов. Чтобы оценить эффект добавок стека отходов, цементный раствор, состоящий из части CEM I 42,5N Portland Cement и трех частей однокомпонентного кварцевого песка, была подготовлена для получения формулы управления без стека отходов и трех формул, содержащих стрельбу, и неподходящие стеки отходов. Стек для отработанных отходов был заменен на 10%, 20% и 30% портлендского цемента, и был изготовлен образцы, похожий на луче, и вылечили при нормальной температуре и условиях обработки влажности в течение 28 дней. После отверждения были выполнены тесты изгиба и сжатия.
Сравнивая различные прочности выборки, учащиеся определили эффективность использования отходов в качестве минеральных добавок и их оптимальной дозировки. Результаты показывают, что прочность замены до 30% цемента на шлак отработанных отходов может лишь немного уменьшить; Замена 20% цемента неотъемлемой частью отходов может увеличиться на 21% по сравнению с цементом без добавок. Это показываетУгольный шлак отходов в качестве минеральной добавки для цемента и его базовых материалов.
Это решение, предложенное учеными из политехнического университета Пермма, значительно уменьшит количество искусственных мусорных свалков в бассейнах угольных шахт и эффективно снижает экологическую нагрузку. Статьи, связанные с исследованиями, были опубликованы в сборе химии, экологии, урбанизации и были выполнены в рамках программы приоритетного стратегического академического лидерства 2030 года.