Урядникова И.В., Лебедев В.Г.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ

УРЯДНИКОВА И. В., ЛЕБЕДЕВ В. Г.

Одесский национальный политехнический университет

Подготовка воды для производственных целей является одной из острейших проблем современных предприятий во всех отраслях промышленности.

При электрокоагуляционной очистке природных и сточных вод с использованием железных электродов образуется осадок, который состоит из продуктов гидролиза катионов железа, нерастворимых солей кальция и сорбированных на них растворимых и коллоидных органических и неорганических соединений. Осадки агрегированы в виде больших хлопьев от темно-зеленого до темно-коричневого цвета, которые быстро оседают. За 5 минут оседает 85 - 98% хлопьев. Почти все исследованные осадки обладают магнитными свойствами. После просушивания при температуре до 60^оС и прокаливании при 500^оС порошок содержит до 90% Fe2O3.

Полученные осадки в основном состоят из Fe2O3. Стоимость такого осадка, являющегося отходом электрокоагуляционной очистки, при его значительных объемах составляет 4-5 коп/кг. Наличие данного сырья позволяет получить достаточно дешевое термитное топливо для альтернативного теплоснабжения путем создания безгазовых термитных смесей для изготовления термитных шашек с несгораемой жаропрочной основой.

Для изготовления таких шашек создается порошковая смесь с дисперсностью частиц 60 - 100 мкм в соотношении 63% Fe2O3, 20% CaSi2 и 17% перикласса (MgCO3). Смесь тщательно перемешивается в сухом смесителе барабанного или планетарного типа и при небольшом увлажнении водой прессуется в шашки диаметром 50-70 мм и высотой около 50 мм. Шашка поджигается пламенем газовой зажигалки или с помощью спичек через промежуточный инициатор. При бескислородном горении такой шашки реализуется следующая реакция:

5Fe2O3 + 3CaSi2 = 3CaO + 6SiO2 + 10Fe + 3.103 кДж/кг.

Шашка горит медленно, причем при горении образуется спекаемый несгораемый каркас из огнеупорных материалов CaO, SiO2, MgO. Температура реакции - 2800^оС, а температура каркаса после спекания достигает 2000^оС. Остывание каркаса происходит в течение нескольких минут. Недостатком является то, что для формования шашки из этого состава необходимы связующие материалы наподобие жидкого стекла, которое очень неудобно в обращении, или же высокое давление во время прессования. При использовании в данной композиции наиболее доступного алюминия для сохранности формы шашки во время горения необходимо прибавлять оксид магния, который также довольно дефицитный. Более технологичен состав для изготовления термитной шашки, которая может быть использована для альтернативного теплоснабжения и для нагревания различных материалов в технологических целях и которая самообжигается и сохраняет форму в процессе горения и после сгорания является технологической экзотермической смесью (ТЭС). Данная смесь изготовляется из утилизированных осадков водоочистки, состоящих из оксидов железа (окалины) и восстановителей типа Al или Mg, глины, песка и цемента, при общем соотношении компонентов (масс. %): оксиды железа (окалина) - 60 - 52,5%; Al или Mg - 20 - 17,5%; песок - 14 - 21 %; глина - 4 - 6 %; цемент - 2 - 3 %.

Указанный состав работает следующим образом: из обозначенных компонентов делается смесь, после чего к ней прибавляется вода, приблизительно 3 - 5% от массы смеси, затем формуется шашка в деревянной форме с деревянным стержнем, которая остается в этой форме до высыхания. После разборки формы получается готовая шашка с отверстием. Она устанавливается вертикально на кирпич или любую негорючую основу так, чтобы торец был направлен кверху. Далее подготавливаются детали, которые необходимо нагреть в технологических целях. Такими деталями могут быть, например, зубила, сверла, резцы, которые нужно закалить, или же державки и твердосплавные пластины, которые необходимо напаять на вышеупомянутые державки. Шашка поджигается и горит, сохраняя свою форму, играя роль своеобразного горна, причем температура внутри шашки может достигать 1500⁰ С. После того, как шашка прогорит наполовину, в неё вводится соответствующая деталь и нагревается до необходимой температуры (значение температуры определяется по цвету металла), затем осуществляется необходимая технологическая операция (например, закалка, обработка давлением, спаивание и т. п.). Температура внутри шашки сохраняется на протяжении нескольких минут, поэтому одной шашкой можно нагреть несколько деталей.

Шашка может быть изготовлена также в виде цилиндра с отверстием диаметром до 50 мм при соответствующем увеличении внешнего диаметра. В этом случае в отверстие такого цилиндра можно вводить трубы или арматуру для разогрева до температур, дающих возможность пластически деформировать металл при незначительном усилии. Таким путем можно производить осадку труб, изгибание и иные технологические операции, необходимые при монтаже сантехнических сетей. Достоинством такого топлива является то, что оно не потребляет внешнего кислорода, не требует устройств тяги и может быть использовано для альтернативного теплоснабжения, например, для быстрого обогрева небольших помещений на стройплощадках, различных времянок и дач, в условиях геологоразведочных и иных изыскательских работ.

Главная страница
Сведения об авторах

Последние изменения внесены 23.04.07