Российские и белорусские ученые разработали технологию производства высококачественных кирпичей для нужд строительной промышленности с использованием твердых остатков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий. Полученные таким образом кирпичи полностью соответствуют ГОСТАм «Для керамического кирпича и камня», стоят дешевле произведенных традиционными методами и позволяют снизить затраты на хранение отходов. Исследование опубликовано в журнале Chemical Technology and Biotechnology.
По данным ООН, за последние 40 лет общемировое потребление бумаги выросло на 400% и на сегодняшний день достигает 400 млн тонн в год. Это денежные купюры, различные квитанции, картонные коробки, офисная бумага, крафт-пакеты и многие другие предметы, которые ежедневно используются миллионами людей.
При этом бумажная промышленность является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды. Для производства бумаги и картона используются диоксид хлора, сульфид натрия, гидроксид и другие химикаты, которые могут попадать в окружающую среду в результате сбросов сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий и образующихся отходов.
Ученые из Белорусского государственного технологического университета и Университета МИСИС предложили технологию переработки осадка сточных вод бумажного производства, известного как скоп, в керамические кирпичи для строительной промышленности.
Для изготовления кирпичей была использована глина с содержанием посторонних примесей, не превышающим 3,5%, и объемным весом 1380 кг/м3. В нее был добавлен кварцевый песок и скоп бумажного производства в качестве выгорающей добавки для обжига. Кирпичи были изготовлены методом пластичного формования и высушены при температуре 100 °C. Затем полученные образцы прошли обжиг в электрической печи. Анализ полученных кирпичей показал, что образцы с 10-процентным содержанием скопа, обожженные при температуре 950°C, полностью соответствуют ГОСТам для керамического кирпича.
«Сама по себе идея использования скопа для производства строительных материалов не очень новая. Его иногда используют в производстве стеновых изделий и блоков, керамзита, керамического кирпича. Наше исследование было направлено на своего рода оптимизацию. Мы подбирали условия исходного скопа, влажность и дисперсность: брали исходный влажный скоп, высушивали при температуре 100 °С, гранулировали до диаметра 3-4 мм и высушивали при температуре 100 °С, и затем измельчали до размеров 0.5-2 мм. А также подбирали подходящие условия обжига. Т.е. к известному простому подходу „лопатами накидать“ вместо песка, мы добавили „научности“ и обосновали каждую стадию от приготовления шихты до режима обжига изделия», — поясняет один из авторов исследования Валентин Романовский, к.т.н., сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» Университета МИСИС.
При этом предложенная учеными технология позволяет использовать осадки сточных вод бумажного производства без предварительной обработки. Отсутствие необходимости предварительной обработки, а также снижение температуры обжига на 50°C (до 950°C), по сравнению с традиционными методами производства, за счет добавления скопа, будет способствовать уменьшению стоимости кирпича для конечного потребителя. Кроме того, полная утилизация скопа как отхода позволит предприятиям по производству бумаги сократить расходы на хранение отходов.
Подписывайтесь на наш канал Дзен, чтобы первыми читать новые статьи. Спасибо, что читаете нас, ставьте лайк и следите за следующими публикациями!