vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2019-21-1-159-168vestniktgasu-566Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНОЙ РУДЫPRODUCTION OF FOAMED HEAT INSULATION MATERIALS FROM COPPER ORE MILL TAILINGSКазьминаО. В.KazminaO. V.

Казьмина Ольга Викторовна, докт. техн. наук, профессор

630050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Olga V. Kazmina, DSc, Professor

30, Lenin Ave, 634028, Tomsk

kazmina@tpu.ruСемкеА. П.SemkeA. P.

Семке Анна Павловна, аспирант

630050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Anna P. Semke, Research Assistant

30, Lenin Ave, 634028, Tomsk

БеляеваИ. В.BelyaevaI. V.

Беляева Ирина Владимировна, магистрант

630050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Irina V. Belyaeva, Graduate Student

30, Lenin Ave, 634028, Tomsk 

СемухинБ. С.SemukhinB. S.

Семухин Борис Семенович, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Boris S. Semukhin, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

bsemukhin@mail.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университетРоссияNational Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20192702201901159168Copyright © Казьмина О.В., Семке А.П., Беляева И.В., Семухин Б.С., 20192019Казьмина О.В., Семке А.П., Беляева И.В., Семухин Б.С.Kazmina O.V., Semke A.P., Belyaeva I.V., Semukhin B.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/566

Статья посвящена актуальной экологической проблеме рационального использования природных ресурсов путем вовлечения в производство техногенных отходов. Рассматривается технология получения пористого материала на основе хвостов обогащения медной руды. Цель исследования – оценка пригодности данных отходов для производства теплоизоляционного материала. Химический состав хвостов и его высокая дисперсия указывают на потенциальную пригодность для синтеза фритты без полного плавления шихты. Синтез фритты осуществляется из двухкомпонентной шихты, состоящей на 80 % из отходов и 20 % кальцинированной соды. Температура синтеза не превышает 900 °С, чем выгодно отличается от традиционного стекловарения, протекающего при 1500 °С. Экспериментальным путем установлено, что оптимальную поровую структуру с высокой степенью однородности и средним размером пор не более 1 мм имеют образцы, полученные при температуре вспенивания 850 °С с выдержкой 10 мин. Полученный пористый материал плотностью 250 кг/м3 имеет повышенную прочность (до 1,7 МПа).

This paper focuses on ecological and environmental management problems involving the industrial wastes. The paper proposes the production method for foamed materials on made from copper ore tailings. The goal of the study is to evaluate the industrial waste applications in the production of heat-insulating materials. The chemical composition of wastes and its high dispersion indicates to its potential use in the frit synthesis without complete melting of the mixture. Frit is synthesized from a two-component blend consisting of 80 % waste and 20 % caustic ash. The synthesis temperature does not exceed 900 °С which is a better alternative to the conventional glassmaking temperature of 1500 °С. It is shown that the optimum porous, uniform structure with the average pore size is not over 1 mm forms in samples prepared at a foaming temperature of 850 °С followed by a 10-minute curing. The resulting materials has a density of 250 kg/m3 and increased strength up to 1.7 MPa.

медные хвостынизкотемпературный синтез фриттыпрочностьпористый материалcopper or mill tailinglow-temperature frit synthesisstrengthfoamed materialReferencesAbd Rashid R.Z., Mohd Salleh H., Ani M.H., Yunus N.A., Akiyama T., Purwanto H. Reduction of low grade iron ore pellet using palm kernel shell // Renew Energy. 2014. 63. Р. 617–623.Abd Rashid R.Z., Mohd Salleh H., Ani M.H., Yunus N.A., Akiyama T., Purwanto H. Reduction of low grade iron ore pellet using palm kernel shell. Renew Energy. 2014. V. 63, Pp. 617–623.Adiansyah J.S., Rosano M., Vink S., Keir G. A framework for a sustainable approach to mine tailings management: Disposal strategies // J. Clean. Prod. 2015. 108. P. 1050–1062.Adiansyah J.S., Rosano M., Vink S., Keir G. A framework for a sustainable approach to mine tailings management: Disposal strategies. Journal of Cleaner Production. 2015. V. 108, Pp. 1050–1062.Ali M.M., Agarwal S.K., Pahuja A. Potentials of copper slag utilisation in the manufacture of ordinary Portland cement // Adv. Cem. Res. 2013. 25. P. 208–216.Ali M.M., Agarwal S.K., Pahuja A. Potentials of copper slag utilisation in the manufacture of ordinary Portland cement. Advances in Cement Research. 2013. V. 25. Pp. 208–216.Liao Y.C., Huang C.Y. Effects of CaO addition on lightweight aggregates produced from water reservoir sediment // Constr. Build. Mater. 2011. 25. P. 2997–3002.Liao Y.C., Huang C.Y. Effects of CaO addition on lightweight aggregates produced from water reservoir sediment. Construction and Building Materials. 2011. V. 25. Pp. 2997–3002.Mueller A., Schnell A., Ruebner K. The manufacture of lightweight aggregates from recycled masonry rubble. Constr. Build. Mater. 2015. 98. P. 376–387.Mueller A., Schnell A., Ruebner K. The manufacture of lightweight aggregates from recycled masonry rubble. Construction and Building Materials. 2015. V. 98. Pp. 376–387.Volland S., Brötz J. Lightweight aggregates produced from sand sludge and zeolitic rocks // Constr. Build. Mater. 2015. 85. P. 22–29.Volland S., Brötz J. Lightweight aggregates produced from sand sludge and zeolitic rocks. Construction and Building Materials. 2015. V. 85. Pp. 22–29.Makowski C., Finkl C.W., Rusenko K. Suitability of Recycled Glass Cullet as Artificial Dune Fill along Coastal Environments // J. Coastal Res. 2013. 29 (4). P. 772–782.Makowski C., Finkl C.W., Rusenko K. Suitability of Recycled Glass Cullet as Artificial Dune Fill along Coastal Environments. Journal of Coastal Research. 2013. V. 29. No. 4. Pp. 772–782.Chul-Tae Lee. Production of alumino-borosilicate foamed glass body from waste LCD glass // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2013. V. 19. Р. 1916–1925.Chul-Tae Lee. Production of alumino-borosilicate foamed glass body from waste LCD glass. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2013. V. 19. Рp. 1916–1925.Казьмина О.В., Верещагин В.И. Физико-химическое моделирование состава пеностеклокристаллических материалов // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 1. С. 166–172.Kazmina O.V., Vereshchagin V.I. Fiziko-khimicheskoe modelirovanie sostava penosteklokristallicheskikh materialov [Physicochemical modeling of composition of foam glass-crystal materials]. Fizika i khimiya stekla. 2015. V. 41. No. 1. Рp. 122–126. (rus)Kazmina O.V., Semukhin B.S., Elistratova A.W. Strengthening of foam glass materials // Adv. Mat. Res. 2013. 872. P. 79-83.Kazmina O.V., Semukhin B.S., Elistratova A.W. Strengthening of foam glass materials. Advances in Cement Research. 2013. V. 872. Pp. 79–83.Казьмина О.В., Верещагин В.И., Семухин Б.С., Абияка А.Н. Низкотемпературный синтез стеклогранулята из шихт на основе кремнеземсодержащих компонентов для получения пеноматериалов // Стекло и керамика. 2009. № 10. С. 5–8.Kazmina O.V., Vereshchagin V.I., Semukhin B.S., Abiyaka A.N. Nizkotemperaturnyi sintez steklogranulyata iz shikht na osnove kremnezemsoderzhashchikh komponentov dlya polucheniya penomaterialov [Low-temperature synthesis of granular glass from mixes based on silica-alumina-containing components for obtaining foam materials]. Steklo i keramika. 2009. V. 66. Pp. 341–344. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.