Разработка и исследование строительных материалов на основе промышленных отходов АО «Арселормиталл темиртау»

Введение……………………………………………………………………10
1 Теоретическая часть……………………………………………………..12
1.1 Снижение экологической нагрузки через переработку отходов…..12
1.2 Классификация отходов……………………………………………….14
1.3 Виды промышленных отходов……………………………………….....18
1.4 Виды бытовых отходов…………………………………………………20
1.5 Виды строительных материалов………………………………………..23
1.6 Характеристика исходных компонентов…………………………...26
1.6.1 Характеристика шлаков…………………………………………..…26
1.6.2 Характеристика микросилики………………………………………30
1.6.3 Характеристика извести……………………………………………….32
1.6.4 Характеристика кирпича………………………………………….....35
1.6.5 Характеристики золы…………………………………………….......38
1.6.6 Характеристика плиточного лома…………………………………..42
2 Технологическая часть…………………………………………………..47
2.1 Технология получения вторичных строительных материалов
на основе отходов производства………………………………………….47
2.2 Технология получения строительных материалов………………….56
2.3 Дефекты и контроль качества строительных материалов………….…58
2.3.1 Дефекты кирпича………………………………………………….….59
2.3.2 Дефекты материалов на основе извести…………………………....60
2.3.3 Дефекты материалов на основе микросилики……………………..60
2.3.4 Дефекты материалов на основе золы……………………………….61
2.3.5 Контроль качества строительных материалов…………………......62
3 Методика проведения эксперимента………………………………….....68
3.1 Определение водопоглощения……………………………………..….68
3.2 Испытание на сжатие………………………………………………….....69
4 Экспериментальная часть………………………………………………..71
5 Экономическая часть……………………………………………………..80
5.1 Экономическое обоснование темы исследования…………………...80
5.2 Расчет стоимости проведения диссертационной работы…………....80
5.3 Расчет капитальных вложений………………………………………....82
5.4 Расчет срока окупаемости……………………………………………...83
Заключение………………………………………………………………….84
Список использованных источников …………………………………...….86

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. На сегодняшний день утилизация и переработка промышленных отходов являются ключевыми аспектами, обеспечивающими экологическую безопасность и устойчивое развитие Казахстана. Токсичные вещества, содержащиеся в промышленных отходах, оказывают негативное воздействие на воду, почву и воздух, создавая значительные экологические риски. Способы утилизации отходов играют важную роль в предотвращении этих последствий.
Переработка отходов, их качественная утилизация и повторное использование позволяют не только сохранять природные ресурсы, но и извлекать ценные материалы, что способствует экономической выгоде и сокращению количества свалок.
Особое внимание в современной науке уделяется созданию новых материалов на основе переработанных промышленных отходов. Такие материалы становятся важным ресурсом для разработки инновационных технологий в различных сферах. Их свойства позволяют значительно повысить эффективность производства и снизить расходы на ресурсы, что приводит к экономической и практической выгоде.
Использование новых материалов из производственных отходов в промышленности Казахстана открывает возможности для создания более прочных, долговечных и устойчивых к внешним воздействиям изделий. Эти материалы способствуют улучшению технологий и помогают решать глобальные экологические проблемы.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретическая часть


1.1 Снижение экологической нагрузки через переработку отходов


Промышленность, экономика и экология тесно взаимосвязаны, и их взаимодействие напрямую влияет на развитие и благополучие страны. Однако любая промышленная деятельность неизбежно сопровождается образованием отходов, что делает их утилизацию одной из ключевых проблем. Для решения этой задачи существуют различные подходы: сжигание, захоронение, размещение отходов на специализированных полигонах или переработка их в вторичное сырье.
Сжигание и захоронение отходов, несмотря на их распространённость, имеют существенные экологические недостатки. Захоронение приводит к загрязнению почвы, нарушению её состава и негативному воздействию на грунтовые воды. Сжигание же способствует выбросам вредных веществ в атмосферу, что угрожает не только людям и животным, но и окружающей среде в целом. Кроме того, некоторые виды отходов, такие как ртуть, соли кадмия, свинца и хрома, категорически запрещено сжигать или захоранивать из-за их токсичности. В таких случаях отходы размещаются на специализированных полигонах, обеспечивающих защиту окружающей среды.
Переработка отходов в сырьё для повторного использования является одним из наиболее экологически безопасных и эффективных методов. Этот подход решает сразу несколько задач:
• Уменьшает объёмы отходов на полигонах, сокращая использование земельных ресурсов и снижая выбросы при сжигании.
• Снижает загрязнение почвы и воды при отказе от захоронения отходов.
• Позволяет экономить природные ресурсы за счёт повторного использования переработанного сырья.
• Обеспечивает финансовую выгоду за счёт снижения затрат на утилизацию и приобретение новых ресурсов.
Подсчет накопленных промышленных отходов по всему Казахстану составляет 31,6 млрд. тонн. С каждым годом цифра увеличивается на 1 миллиард новых промышленных отходов. В основном образование отходов исходит от техногенно-минерального образования, в которые входят вскрышные породы и золошлаки (70% от общего объема), отходы обрабатывающей промышленности (10%) и прочей деятельности (20%) [1].
Однако, по данным доклада «О состоянии окружающей среды и об использовании природных ресурсов Республики Казахстан за 2022 год», доля новых накопившихся промышленных отходов составляет более 895 млн. тонн. Лидеры образования производственных отходов являются Костанайская, Павлодарская и Карагандинская области. Примерно 50% отходов из этих областей уходят на переработку. Однако самыми неперерабатвающими промышленными отходами являются такие области, как Туркестанская (0,76%), Алматинская (9,32%), Жамбылская (7,38%). Доля переработанных и утилизированных промышленных отходов за 2022 год составила 40,03%, а годом ранее в 2021 – 38,2% [2].
Одним из видов промышленных отходов является микросилика (микрокремнезем), образующаяся в процессе кремниевого производства. Этот материал имеет пылевидную структуру и очень малый вес, что создает определенные трудности при его хранении. Размещение микросилики на открытых полигонах способствует её распространению ветром, что приводит к загрязнению окружающей среды. При контакте с водой микросилика активно её поглощает, теряя свои свойства и становясь непригодной для дальнейшего использования.
Для предотвращения таких проблем микросилику размещают в специальных изолированных хранилищах, полностью защищенных от внешней среды. Обычно она хранится там до момента отгрузки потребителю. В Казахстане использование микросилики пока не получило широкого распространения, поэтому её упаковывают в герметичную тару и экспортируют, главным образом, в Россию и другие страны [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Сайт https://clck.ru/3BD8GH [Электронный ресурс] Национальный доклад о состоянии окружающей среды и об использовании природных ресурсов Республики Казахстан за 2021 год. (Дата обращения 05.01.2024 г.)
2 Сайт https://clck.ru/3BD8J8 [Электронный ресурс] На обсуждение проект Национального доклада о состоянии окружающей среды и об использовании природных ресурсов Республики Казахстан за 2022 год. (Дата обращения 05.01.2024 г.)
3 Сайт https://clck.ru/3B5LQ3. [Электронный ресурс]. В Экибастузе прошли общественные слушания по обсуждению проекта строительства завода по выпуску металлического кремния. (дата обращения 10.10.2024 г.).
4 Кунаев В.А., Исабекова Г.Д., Иса?ожа Б.Н. Анализ технологических процессов и оборудования для получения дорожно-строительных материалов из металлургических отходов // Эколого-экономические и технологические аспекты устойчивого развития Республики Беларусь и Российской Федерации: сб. статей III Междунар. науч.-техн. конф. «Минские научные чтения-2020», Минск, 3 декабря 2020 г.: в 3 т. – Минск: БГТУ, 2021. – Т. 2. – С. 39-43.
5 Сайт https://fakel-f.ru/blog/11-10-22. [Электронный ресурс]. Известковая пыль: источники, состав, вред, фильтры очистки воздуха от пыли. (Дата обращения 10.01.2024 г.).
6 Сайт https://clck.ru/3B5Lyk. [Электронный ресурс]. При утилизации избытка серной кислоты существует риск загрязнения окружающей среды. (Дата обращения 05.01.2024 г.)
7 Сайт https://teh-eco.com/o_kompanii/staty/promishlennie-othodi. [Электронный ресурс]. Промышленные отходы. (Дата обращения 25.04.2024 г.)
8 Техника и технология утилизации промышленных отходов: Учебное пособие (для студентов высших учебных заведений специальности «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды») /Ф.Р. Жандаулетова. - Алматы: АУЭС, 2017. - 155 с.
9 Сайт https://utilexpert.ru/blog/klassifikaciya-othodov/[Электронный ресурс]. Классификация отходов. (Дата обращения 10.01.2024г.)
10 Сайт https://dzen.ru/a/ZRQWOUbf5Dvzn2a4[Электронный ресурс] Что такое промышленные отходы: виды, переработка и утилизация. (Дата обращения 10.01.2024г.)
11 Хорошавин Л. Б. Основные технологии переработки промышленных и твердых коммунальных отходов: учебное пособие / Хорошавин Л. Б., Беляков В. А., Свалов Е. А. - Екатеринбург: Уральский федеральный университет, ЭБС АСВ, 2016. - 220 c.
12 Утилизация и переработка твёрдых бытовых отходов : учебное пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев, В. Г. Однолько, М. В. Соколов, П. В. Макеев, И. В. Шашков. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 100 экз. – 188 с.

Весь текст будет доступен после покупки