ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ РЕСУРСНОЇ ЦІННОСТІ ВІДВАЛЬНИХ ДОМЕННИХ ШЛАКІВ

Анотація

Вивчення властивостей доменних шлаків вимагає комплексного підходу, що включає різні методи дослідження. Мета роботи – обґрунтувати ресурсну цінність відвального доменного шлаку «Запоріжсталь». Використано методи дослідження: рентгенофазовий, петрографічний, гамма-спетрометричний аналіз і електронно-зондовий мікроаналіз Шлак розсіяний на фракції, так як мінерали шлаків мають різну твердість. В роботі досліджено фракції, мм: >20, 2,5–5, <0,63. Рентгенофазовий аналіз дозволив виявити в кристалічної частині доменного шлаку мінерали, цінні у технічному відношенні при виробництві в’яжучих матеріалів: 3CaO∙2SiO₂, SiO₂, 2CaO∙Al₂O₃∙SiO₂, α-2CaO∙SiO₂, 2CaO∙MgO∙2SiO₂, α-CaO∙SiO₂. Мінерали окерманіт, бредигіт, псевдоволастоніт мають гідравлічну активність. Показано, що масова частка аморфного компонента становить половину маси доменного шлаку. Високий вміст речовин в аморфному стані підтверджує можливість сорбції сторонніх іонів і сполук. Виявлені елементи Калій, Натрій, Сульфур, Хлор, Купрум і Титан, що не входять до складу мінералів. Шлак містить менше 1 % сумарної кількості Fe, Ti і Cu, що відносяться до 3 класу небезпеки речовин. Максимальний вміст Калію, Натрію і Титану характерний для фракції 2,5–5 мм. Найбільш основною є фракція <0,63 мм (рН 9,7), для фракції 2,5–5 мм рН 9,1, найбільш кисла фракція >20 (рН 8,2). За показниками індексу токсичності (4,3–5,4) і ІІІ класу небезпеки відвальний доменний шлак «Запоріжсталь» як помірно небезпечний відхід, може використовуватися у якості вторинної сировини в будівельній галузі. Поповнено базу даних за вмістом природних радіонуклідів у техногенній сировині. Доведено, що шлак і його окремі фракції вміщують природні радіонукліди ⁴⁰К, ²²⁶Ra, ²³²Th. Основний внесок до значення С_еф вносить радіонуклід ²²⁶Ra, потім – ²³²Th. Перевищення питомої активності виражено для фракції 2,5–5 мм. Визначено І клас радіаційної небезпеки, що дозволяє без обмежене застосування шлаку у будівництві. Відвальний доменний шлак «Запоріжсталь» за сукупністю хімічних показників можна рекомендувати у виробництві неорганічних в’яжучих речовин.