Медный шлак был подвергнуть исследованиям на выщелачивание в трех водных средах – водопроводная, дождевая и морская вода. Состав водных сред см. в Таблице 10.

Выщелачиваемость восьми токсичных элементов определялась методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Данные представлены в Таблице 11.

Наблюдение и анализ: Порошковый медный шлак был смешан с различными выщелачивателями в пропорции 1:1, период выщелачивания составил 24 – 3600 часов. Было обнаружено, что выщелачивание усиливается с течением времени и после определенного периода становится постоянным. Максимальное количество различных элементов, подвергшихся выщелачиванию в течение 150 дней вписывается в допустимые пределы.
 
Изучение процесса выщелачивания меди из цементного раствора с примесью медного шлака: При помощи медного шлака была осуществлена отливка образцов цилиндрического раствора (1:3) диаметром 5 см и высотой 10 см. Спустя 24 часа образцы раствора были извлечены из формы, после чего их погружали в различные водные среды, например в водопроводную, дождевую и морскую воду. Раствор, окружающий образец цементного раствора, анализировался на предмет выщелачивания меди в различных системах на протяжении различных периодов воздействия. Результаты исследования представлены в Таблице 12.

Рисунок 4, слева: оптико-микрофотоснимок клинкера из сырьевой смеси RM-3.

Таблица 9, справа: Действие шлакоцементов, изготовленных с содержанием медного шлака 35% при различном уровне зернистости.

Наблюдение и анализ: Было обнаружено, что во всех трех системах количество выщелачивающейся меди невелико на протяжении периода до 7 дней, достигает максимума к 14 дням и уменьшается к 28 дням, исключая морскую воду. В сравнении с исследованиями растворов (Таблица 11), уровень выщелачивания в цементном растворе с примесью медного шлака снижен, и это можно объяснить формированием комплекса с цементным раствором. Количество меди, выщелачивающейся в различных системах (в промилле), образует последовательность «морская вода > водопроводная вода ≈ дождевая вода».
 

Изучение процесса выщелачивания меди из цемента с примесью медного шлака: При помощи медного шлака была осуществлена отливка цементных кубиков с размерами 10х10х10 см3, соотношение воды и цемента составило 0,44. Спустя 24 часа образцы раствора были извлечены из формы, после чего их погружали в различные водные среды, например в водопроводную, дождевую и морскую воду. Выщелачивание меди измерялось периодически с использованием AAS (атомно-абсорбционная спектрофотометрия). Результаты исследования представлены в Таблице 13.

Наблюдение и анализ: Было обнаружено, что во всех трех системах возникает тенденция, аналогичная ситуации с цементным раствором. Тем не менее, начальное выщелачивание оказалось очень слабым (ниже предела обнаружения) и обозначается отрицательным знаком. В водопроводной и дождевой воде выщелачивание меди отсутствовало до 3 дней воздействия, а в морской воде выщелачивание меди шло в течение всего периода. Количество меди, выщелачивающейся в различных системах (в промилле), образует последовательность «морская вода > водопроводная вода ≈ дождевая вода».

Таблица 10, справа: Состав выщелачивателя

Заключение

Изучение характеристик медного шлака показывает, что он содержит компоненты, совместимые с системой ОРС, а также примеси меди. Нерастворимый остаток превысил, а содержащееся стекло оказалось у нижнего предела ограничения, которое было установлено индийским техническим нормативом IS: 12089-1987 для использования шлака в производстве PSC.

Поскольку было обнаружено, что медный шлак содержит значительное количество Fe2O3, в сырьевых смесях для производства ОРС рекомендуется использовать максимум 2,5% медного шлака.

Действие ОРС, изготовленного с применением 2,5% медного шлака в качестве компонента сырьевой смеси, показывает, что при зернистости на уровне 301.0 м2/кг цемент соответствует всем требованиям индийского норматива IS:12269-1987 для 53 сорта ОРС и, поэтому, может использоваться в производстве ОРС.

Медный шлак можно выгодно использовать до уровня 35% в производстве PSC, что соответствует всем требованиям индийского технического норматива IS:455-1989.

Было обнаружено, что выщелачивание элементов легко укладывается в допустимые ограничения в пределах периода 150 дней. В рамках исследования с применением трех водных сред наиболее низкий уровень выщелачивания продемонстрировала водопроводная вода в сравнении с морской водой и водой кислотных дождей. Цементный раствор и цемент с примесями медного шлака продемонстрировали более низкий уровень выщелачивания, чем раствор, вследствие образования комплекса с цементным раствором.

Таким образом, медный шлак можно использовать (на уровне 2,5%) в сырьевых смесях для производства ОРС и (35%) в производстве PSC. Данный материал не оказывает негативное воздействие на эффективность ОРС и PSC. Те, кто будет использовать медный шлак в ОРС и PSC, могут быть уверены в том, что медь и другие элементы не будут выщелачиваться. В свою очередь это гарантирует эффективность цемента, и производители, использующие медный шлак в производстве ОРС и PSC, смогут сократить производственные расходы.

Таблица 11, справа: Исследование процесса выщелачивания медного шлака в течение шести месяцев с использованием различных выщелачивателей.

Таблица 12, ниже:

www.newchemistry.ru