ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2024-8-10-15ekip-2701Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSИспользование отходов сталепрокатной окалины для геоэкологической защиты водной средыApplication of Mill Scale Waste for Geoecological Protection of Aquatic MediumНаумоваЗ.В.NaumovaZ.V.

аспирант

Post-graduate Student

podpiska@kalvis.ruФедоровМ.П.FedorovM.P.

академик РАН, д-р техн- наук, профессор, президент

Academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Eng.), Professor, President

podpiska@kalvis.ruВысшая школа гидротехнического и энергетического строительства, Инженерно-строительный институт, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияHigher School of Hydrotechnical and Energy Construction, Institute of Civil Engineering, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation2024070820242881015Copyright © ООО "Калвис", 20242024ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2701

Рассмотрена возможность использования отхода металлургического производства – сталепрокатной окалины – в качестве доступного сорбционно-фильтрационного материала для защиты водной среды от фосфатов и тяжёлых металлов. Приведены результаты рентгенофазовых исследований опытных образцов прокатной окалины, а также экстракции растворяемых компонентов из них в бидистиллированную воду при длительном контакте, выявившие незначительную эмиссию вредных веществ, что свидетельствует о безопасности применения прокатной окалины в качестве сорбента. Предложено использовать промышленные картриджи (фильтрующие патроны) с загрузкой из прокатной окалины для очистки больших объёмов поверхностных сточных вод в реальных условиях.

The potential for use of mill scale (metallurgical production waste) as an affordable sorption-filtration material for aqueous medium protection from phosphates and heavy metals is considered. The results of X-ray phase studies of mill scale prototypes, as well as extraction of dissolved components from them into bidistilled water at long-term contact, which revealed insignificant emission of harmful substances indicating safety of the mill scale application as a sorbent, are given. It is proposed to use industrial cartridges (filter cartridges) loaded from rolled scale to purify large volumes of surface wastewater in real conditions.

защита водной средыпрокатная окалинасоставвозможное применениеливневый стокудаление фосфораадсорбентрентгенофазовый анализсодержание железа и оксидовaquatic medium protectionmill scalecompositionpossible applicationsurface runoffphosphorus removaladsorbentX-ray phase analysisiron and oxide contentReferencesChokshi Y., Sompura N., Dutta SK. Utilization of steel plants waste. Material Science & Engineering International Journal. 2018. V. 2. No. 5. P. 144—147. DOI: 10.15406/mseij.2018.02.00048.Chokshi Y., Sompura N., Dutta SK. Utilization of steel plants waste. Material Science & Engineering International Journal. 2018. V. 2. No. 5. P. 144—147. DOI: 10.15406/mseij.2018.02.00048.Korhonen J., Nuur C., Feldmann A., Birkie S.E. Circular economy as an essentially contested concept. Journal of Cleaner Production. 2018. V. 175. P. 544—552. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.12.111.Korhonen J., Nuur C., Feldmann A., Birkie S.E. Circular economy as an essentially contested concept. Journal of Cleaner Production. 2018. V. 175. P. 544—552. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.12.111.Аникин А.Е., Галевский Г.В., Руднева В.В. Исследование физико-химических характеристик оксиджелезосодержащего техногенного сырья. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 9. С. 107—112. DOI: 10.32339/0135-5910-2018-9-107-112.Аникин А.Е., Галевский Г.В., Руднева В.В. Исследование физико-химических характеристик оксиджелезосодержащего техногенного сырья. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 9. С. 107—112. DOI: 10.32339/0135-5910-2018-9-107-112.Государственный кадастр отходов. РОСПРИ-РОДНАДЗОР. Федеральная служба по надзору в сфере природопользования. [Электронный ресурс]. URL: https://rpn.gov.ru/activity/regulation/kadastr/bdo/ (дата обращения 16.01.2024).Государственный кадастр отходов. РОСПРИ-РОДНАДЗОР. Федеральная служба по надзору в сфере природопользования. [Электронный ресурс]. URL: https://rpn.gov.ru/activity/regulation/kadastr/bdo/ (дата обращения 16.01.2024).Самсонов Г.В., Борисова А.Л., Жидкова Т.Г., Знатокова Т.Н., Калошина Ю.П., Киселева А.Ф., Кислый П.С., Ковальченко М.С., Косолапова Т.Я., Малахов Я.С., Панасюк А.Д., Славута В.И., Ткаченко Н.И. Физико-химические свойства окислов: справочник. М., Металлургия, 1978. 472 с.Самсонов Г.В., Борисова А.Л., Жидкова Т.Г., Знатокова Т.Н., Калошина Ю.П., Киселева А.Ф., Кислый П.С., Ковальченко М.С., Косолапова Т.Я., Малахов Я.С., Панасюк А.Д., Славута В.И., Ткаченко Н.И. Физико-химические свойства окислов: справочник. М., Металлургия, 1978. 472 с.Saberifar S., Jafari F., Kardi H., Jafarzadeh M.A., Mousavi S.A. Recycling evaluation of mill scale in electric arc furnace. Journal of Advanced Materials and Processing. 2014. V. 2. No. 3. P. 73—78.Saberifar S., Jafari F., Kardi H., Jafarzadeh M.A., Mousavi S.A. Recycling evaluation of mill scale in electric arc furnace. Journal of Advanced Materials and Processing. 2014. V. 2. No. 3. P. 73—78.Gaballah N.M., Zikry A.F., Khalifa M.G., Farag A.B., El-Hussiny N.A., Shalabi M.E. Production of iron from mill scale industrial waste via hydrogen. Open Journal of Inorganic Non-Metallic Materials. 2013. V. 3. P. 23—28. DOI: 10.4236/ojinm.2013.33005.Gaballah N.M., Zikry A.F., Khalifa M.G., Farag A.B., El-Hussiny N.A., Shalabi M.E. Production of iron from mill scale industrial waste via hydrogen. Open Journal of Inorganic Non-Metallic Materials. 2013. V. 3. P. 23—28. DOI: 10.4236/ojinm.2013.33005.Fu C., Mahadevegowda A., Grant P.S. Production of hollow and porous Fe2O3 from industrial mill scale and its potential for large-scale electrochemical energy storage applications. Journal of Materials Chemistry A. 2016. V. 4. No. 7. P. 2597—2604. DOI: 10.1039/c5ta09141a.Fu C., Mahadevegowda A., Grant P.S. Production of hollow and porous Fe2O3 from industrial mill scale and its potential for large-scale electrochemical energy storage applications. Journal of Materials Chemistry A. 2016. V. 4. No. 7. P. 2597—2604. DOI: 10.1039/c5ta09141a.Nor W.F.K.W., Soh S.K.C., Azmi A.A.A.R., Yusof M.S.M., Shamsuddin M. Synthesis and physicochemical properties of magnetite nanoparticles (Fe3O4) as potential solid support for homogeneous catalysts. Malaysian Journal of Analytical Sciences. 2018. V. 22. No. 5. P. 768—774. DOI: 10.17576/mjas-2018-2205-04.Nor W.F.K.W., Soh S.K.C., Azmi A.A.A.R., Yusof M.S.M., Shamsuddin M. Synthesis and physicochemical properties of magnetite nanoparticles (Fe3O4) as potential solid support for homogeneous catalysts. Malaysian Journal of Analytical Sciences. 2018. V. 22. No. 5. P. 768—774. DOI: 10.17576/mjas-2018-2205-04.Чечевичкин А.В. Проектирование и применение локальных очистных сооружений поверхностного стока на основе фильтров ФОПС®. СПб., Любавич, 2017. 176 с. ISBN 978-5-4472-5585-5.Чечевичкин А.В. Проектирование и применение локальных очистных сооружений поверхностного стока на основе фильтров ФОПС®. СПб., Любавич, 2017. 176 с. ISBN 978-5-4472-5585-5.Алексеенко В.А. Геоэкология: экологическая геохимия. Учебник. Изд. 2-е перераб. Ростов н/Д., Феникс, 2017. 685 с.Алексеенко В.А. Геоэкология: экологическая геохимия. Учебник. Изд. 2-е перераб. Ростов н/Д., Феникс, 2017. 685 с.Martin M.I., Lopez F.A., Perez C., Lopez-Delgado A., Alguacil F.J. Adsorption of heavy metals from aqueous solutions with by-products of the steelmaking industry. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2005. V. 80. P. 1223—1229. DOI: 10.1002/jctb.1305.Martin M.I., Lopez F.A., Perez C., Lopez-Delgado A., Alguacil F.J. Adsorption of heavy metals from aqueous solutions with by-products of the steelmaking industry. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2005. V. 80. P. 1223—1229. DOI: 10.1002/jctb.1305.Shahid M.K., Phearom S., Choi Y-G. Synthesis of magnetite from raw mill scale and its application for arsenate adsorption from contaminated water. Chemosphere. 2018. V. 203. P. 90—95. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.150.Shahid M.K., Phearom S., Choi Y-G. Synthesis of magnetite from raw mill scale and its application for arsenate adsorption from contaminated water. Chemosphere. 2018. V. 203. P. 90—95. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.150.Ajmal Z., Muhmood A., Usman M., Kizito S., Lu J., Dong R., Wu S. Phosphate removal from aqueous solution using iron oxides: Adsorption, desorption and regeneration characteristics. Journal of Colloid and Interface Science. 2018. V. 528. P. 145—155. DOI: 10.1016/j.jcis.2018.05.084.Ajmal Z., Muhmood A., Usman M., Kizito S., Lu J., Dong R., Wu S. Phosphate removal from aqueous solution using iron oxides: Adsorption, desorption and regeneration characteristics. Journal of Colloid and Interface Science. 2018. V. 528. P. 145—155. DOI: 10.1016/j.jcis.2018.05.084.Котов С.А., Кудрявцева Т.С., Наумова З.В. Сравнительный анализ состава и структуры прокатной окалины металлургических предприятий. Металловедение и термическая обработка металлов. 2024. № 3 С. 66—70.Котов С.А., Кудрявцева Т.С., Наумова З.В. Сравнительный анализ состава и структуры прокатной окалины металлургических предприятий. Металловедение и термическая обработка металлов. 2024. № 3 С. 66—70.Корчевский А.Н., Звягинцева Н.А. Экспериментальные исследования технологии брикетирования железосодержащих отходов металлургического производства. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 9. С. 122—130. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-122-130.Корчевский А.Н., Звягинцева Н.А. Экспериментальные исследования технологии брикетирования железосодержащих отходов металлургического производства. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 9. С. 122—130. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-122-130.

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