Источник: Вестник машиностроения.-2005.-№12.-С.21-23.
Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения. Около 40% всех заготовок, используемых в машиностроении, получают литьем. Однако, литейное производство является одним из наиболее экологически неблагоприятных. В литейном производстве применяется более 100 технологических процессов, более 40 видов связующих, более 200 противопригарных покрытий.
Это привело к тому, что в воздухе рабочей зоны встречается до 50 вредных веществ, регламентированных санитарными нормами. При производстве
1т чугунных отливок выделяется:
- 10..30 кг - пыли;
- 200..300 кг - оксида углерода;
- 1..2 кг - оксида азота и серы;
- 0,5..1.5 г - фенола, формальдегида, цианидов и др.;
- 3 м3 - загрязненных сточных вод может поступить в водный бассейн;
- 0,7..1,2 т - отработанных смесей в отвал.
Основную массу отходов литейного производства составляют отработанные формовочные и стержневые смеси и шлак. Утилизация этих отходов литейного производства наиболее актуальна, т.к. несколько сот гектаров поверхности земли занимают вывозимые ежегодно в отвал смеси, в Одесской области.
В целях снижения загрязнения почв различными промышленными отходами в практике охраны земельных ресурсов предусматриваются следующие мероприятия:
-утилизация;
-обезвреживание методом сжигания;
-захоронение на специальных полигонах;
-организация усовершенствованных свалок.
Выбор метода обезвреживания и утилизации отходов зависит от их химического состава и степени влияния на окружающую среду.
Так, отходы металлообрабатывающей, металлургической, угольной промышленности, содержат частицы песка, породы и механические примеси.
Поэтому отвалы изменяют структуру, физико-химические свойства и механический состав почв.
Температуры спекания изученных шлаков находятся в интервале 900-1250°С. Следует отметить, что коэффициент спекания гранулированных низкоосновных шлаков выше, чем кристаллических. Объяснение данному факту может дать изучение микроструктуры обожженных гранулированных и кристаллических шлаков кристаллооптическим методом. Исследования показали, что процесс спекания низкоосновных гранулированных шлаков связан с образованием мелилита, кристаллизация которого начинается при 800-1000°С, при этом образуются кристаллы дендритного типа, которые армируют матрицу, способствуя упрочнению структуры. При термической обработке кристаллических доменных шлаков происходит процесс рекристаллизации с формированием мелкокристаллической и порфировой типов структур, которые по сравнению с дендритной отличаются более низкой механической прочностью. Процесс спекания самораспадающегося основного шлака ОАО «ОЭМК» также связан с кристаллизацией мелилита. Реакция образования новой фазы идет за счет твердофазного взаимодействия двухкальциевого силиката, оксида магния и вюстита, интенсивность отражений которых на дифрактограммах начинает снижаться уже при температуре 800 °С. С учетом этого, можно предположить, что вновь образованная фаза имеет состав железистого мелилита. Процесс спекания кислого шлака ОАО «Ульяновский автомобильный завод» связан с кристаллизацией шлакового стекла в интервале температур 800-900 °С с образованием при этом диопсида и мервинита. Выше этой температуры начинается процесс плавления
Для увеличения интервала спекания керамических масс на основе тонкомолотых гранулированных шлаков в их состав вводилась глинистая составляющая в виде Латненской глины (ЛТ-3) (интервал спекания более 100 °С) и отходы формовочных смесей (ОФС), содержащих до 12-15% глинистой составляющей. Образцы готовились методом полусухого формования. Введение отходов формовочных смесей и глины ЛТ-3 оказывает положительное влияние на увеличение механической прочности образцов, причем добавка глины снижает температуру обжига с 1200 до 1150 °С. При этом, предел прочности на сжатие образцов керамических материалов растет с увеличением содержания глинистого компонента. Полученные образцы керамических материалов имели белый цвет, морозостойкость их составила более 50 циклов.
Образцы, полученные на основе основного шлака ОАО «ОЭМК» отличались невысокими физико-механическими характеристиками (4…13 МПа). Кроме того, отмечалось увеличение объема образцов в процессе обжига. В связи с низкой температурой плавления кислый ваграночный шлака ОАО «УАЗ» можно использовать в качестве добавки (6-12%) в составе формовочных смесей, которая способствует жидкофазному спеканию.