ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2024-7-20-25ekip-2688Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSСапонитсодержащие отходы горно-обогатительных предприятий – сырьевой резерв индустрии строительных материаловSaponitecontaining Waste from Mining and Processing Companies as a Raw Material Reserve for the Building Materials IndustryАйзенштадтА.М.AyzenshtadtA.M.

д-р. хим. наук, зав. кафедрой

Dr. Sci. (Chem.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruМорозоваМ.В.MorozovaM.V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruФроловаМ.А.FrolovaM.A.

канд. хим. наук, доцент

Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruДаниловВ.Е.DanilovV.E.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruДроздюкТ.А.DrozdiukT.A.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruТюринА.М.TiurinA.M.

канд. техн. наук, начальник отдела

Cand. Sci. (Eng.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruСеверный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, композиционных материалов и строительной экологииРоссияNorthern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, composite materials and building ecologyRussian FederationАО "Севералмаз"РоссияJSC SeveralmazRussian Federation2024300720242872025Copyright © ООО "Калвис", 20242024ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2688

Представлено новое перспективное направление утилизации многотонажного сапонитсодержащего отхода горноперерабатывающего предприятия АО "Севералмаз", складирование которого может негативно влиять на экологическую обстановку региона и увеличивает риск загрязнения окружающей среды. Установлено, что сапонитсодержащий материал (ССМ) по содержанию MgO можно рассматривать в качестве среднемагнезиального техногенного сырья для производства магнезиального цемента. Показано, что основными условиями получения эффективных растворов на основе сапонитового вяжущего являются: затворитель – водный раствор хлорида магния с концентрацией 8 % и водотвердое отношение – 0,4. Получены образцы-кубы на основе вяжущего из термомодифицированного сапонитового порошка с учетом вышеназванных факторов с прочностью на сжатие 5,78 МПа при плотности 1600 кг/м3. Подтверждено, что реализация приведенных технологических приемов позволяет получить конструкционно-теплоизоляционный бетон, удовлетворяющий требованиям соответствующего ГОСТа.

A new promising direction for recycling the large-scale saponitecontaining waste from the JSC Severalmaz mining processing company is presented, the storage of which can negatively affect the ecological situation of the region and increases the risk of environmental pollution. It has been found that saponitecontaining material (SCM) in terms of MgO content can be considered as a medium-magnesian technogenic raw material for the production of magnesium cement. It has been shown that the main conditions for obtaining effective solutions based on saponite binder are as follows: the sealer is an aqueous solution of magnesium chloride at concentration of 8% and the water-to-solid ratio of 0.4. Cube samples were obtained based on a binder made from thermally modified saponite powder, taking into account the above factors, with a compressive strength of 5.78 MPa at density of 1600 kg/m3. It has been confirmed that the implementation of the above technological methods makes it possible to obtain structural thermal insulating concrete that meets the requirements of the relevant GOST.

горноперерабатывающие предприятиясапонитсодержащий отходсреднемагнезиальное техногенное сырьемагнезиальное вяжущеемехано-температурная модификацияпрочность при сжатиикоэффициент конструктивного качестваmining processing companysaponitecontaining wastemedium-magnesian technogenic raw materialsmagnesian bindermechanical-thermal modificationcompressive strengthstructural quality factorReferencesНазаров В.И., Макаренков Д.А., Мавлюдова Я.А., Краморова С.Н. Технологии не гранулирования целевых продуктов на основе вторичных материальных ресурсов. Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 2. С. 10—14.Назаров В.И., Макаренков Д.А., Мавлюдова Я.А., Краморова С.Н. Технологии не гранулирования целевых продуктов на основе вторичных материальных ресурсов. Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 2. С. 10—14.Danish A., Mosaberpanah M.A., Salim M.U., Fediuk R., Rashid M.F., Waqas R.M. Reusing marble and granite dust as cement replacement in cementitious composites: a review on sustainability benefits and critical challenges. Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 44. P. 102600. doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102600.Danish A., Mosaberpanah M.A., Salim M.U., Fediuk R., Rashid M.F., Waqas R.M. Reusing marble and granite dust as cement replacement in cementitious composites: a review on sustainability benefits and critical challenges. Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 44. P. 102600. doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102600.Шпилевая Д.В., Гаранин К.В. Алмазные месторождения Архангельской области и экологические проблемы их освоения. Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2005. № 6. С. 18—26.Шпилевая Д.В., Гаранин К.В. Алмазные месторождения Архангельской области и экологические проблемы их освоения. Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2005. № 6. С. 18—26.Zhou Y., Zheng G., Liu Z., Liu R., Tao C. Multi-stage precipitation for the eco-friendly treatment of phosphogypsum leachates using hybrid alkaline reagents. Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 53. P. 103626. doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103626.Zhou Y., Zheng G., Liu Z., Liu R., Tao C. Multi-stage precipitation for the eco-friendly treatment of phosphogypsum leachates using hybrid alkaline reagents. Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 53. P. 103626. doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103626.Zuniga-Barra H., Toledo-Alarcon J., Torres-Aravena A., Jorquera L., Rivas M., Gutierrez L., Jeison D. Improving the sustainable management of mining tailings through microbially induced calcite precipitation. Minerals Engineering. 2022. Vol. 189. P. 107855. doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107855.Zuniga-Barra H., Toledo-Alarcon J., Torres-Aravena A., Jorquera L., Rivas M., Gutierrez L., Jeison D. Improving the sustainable management of mining tailings through microbially induced calcite precipitation. Minerals Engineering. 2022. Vol. 189. P. 107855. doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107855.Малыгина М.А., Айзенштадт А.М., Королев Е.В., Дроздюк Т.А., Фролова М.А. Аспекты электролитной коагуляции сапонитсодержащей суспензии оборотной воды горноперерабатывающих предприятий. Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 11. С. 27—33.Малыгина М.А., Айзенштадт А.М., Королев Е.В., Дроздюк Т.А., Фролова М.А. Аспекты электролитной коагуляции сапонитсодержащей суспензии оборотной воды горноперерабатывающих предприятий. Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 11. С. 27—33.Морозова М.В., Айзенштадт А.М., Махова Т.А. Применение сапонит-содержащего материала для получения морозостойких бетонов. Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 1. C. 28—31.Морозова М.В., Айзенштадт А.М., Махова Т.А. Применение сапонит-содержащего материала для получения морозостойких бетонов. Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 1. C. 28—31.Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Lesovik R.V., Ageeva M.S., Fomina E.V., Ayubov N.A. Development of alkaliactivated binders based on technogenic fibrous materials. Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6 (1). P. 60—73. doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-60-73.Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Lesovik R.V., Ageeva M.S., Fomina E.V., Ayubov N.A. Development of alkaliactivated binders based on technogenic fibrous materials. Construction Materials and Products. 2023. Vol. 6 (1). P. 60—73. doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-60-73.Суворова О.В., Миненко В.Г., Самусев А.Л. Получение керамических строительных материалов из сапонитсодержащих отходов. Минералогия техногенеза. 2016. Т. 17. С. 105—117.Суворова О.В., Миненко В.Г., Самусев А.Л. Получение керамических строительных материалов из сапонитсодержащих отходов. Минералогия техногенеза. 2016. Т. 17. С. 105—117.Айзенштадт А.М., Малыгина М.А., Фролова М.А., Дроздюк Т.А., Пожилов М.А. Основные критерии оптимизации режимных параметров механического помола сапонит-содержащего материала для последующего получения магнезиального цемента. Строительство и техногенная безопасность. 2022. №29(79). С. 167—174.Айзенштадт А.М., Малыгина М.А., Фролова М.А., Дроздюк Т.А., Пожилов М.А. Основные критерии оптимизации режимных параметров механического помола сапонит-содержащего материала для последующего получения магнезиального цемента. Строительство и техногенная безопасность. 2022. №29(79). С. 167—174.Митина Н.А., Лотов В.А. Магнезиальный цемент в производстве сухих строительных смесей. ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2016. № 1 (42). С. 46—50.Митина Н.А., Лотов В.А. Магнезиальный цемент в производстве сухих строительных смесей. ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2016. № 1 (42). С. 46—50.Ustinova Y.V., Nikiforova T.P. Effect of Various Additives on the Mechanical Properties of Magnesia Binder Based Materials. Procedia Engineering. 2015. Vol. 111. P. 807—814. doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.150.Ustinova Y.V., Nikiforova T.P. Effect of Various Additives on the Mechanical Properties of Magnesia Binder Based Materials. Procedia Engineering. 2015. Vol. 111. P. 807—814. doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.150.Орлов А.А., Черных Т.Н., Крамар Л.Я., Трофимов Б.Я. Энергосбережение при получении магнезиального вяжущего строительного назначения. Строительные материалы. 2011. № 8. С. 47—50.Орлов А.А., Черных Т.Н., Крамар Л.Я., Трофимов Б.Я. Энергосбережение при получении магнезиального вяжущего строительного назначения. Строительные материалы. 2011. № 8. С. 47—50.Башкатов Н.Н. Минеральные воздушные вяжущие вещества. Учеб. пособие. Екатеринбург, Изд-во Урал. ун-та, 2018. 148 с.Башкатов Н.Н. Минеральные воздушные вяжущие вещества. Учеб. пособие. Екатеринбург, Изд-во Урал. ун-та, 2018. 148 с.Лыткина Е.В., Зырянова В.Н., Бердов Г.И., Машкин Н.А. Современные композиционные материалы с использованием местного сырья. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 9. С. 178—178.Лыткина Е.В., Зырянова В.Н., Бердов Г.И., Машкин Н.А. Современные композиционные материалы с использованием местного сырья. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 9. С. 178—178.

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