Диссертация (1172999), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Послесравнения характеристик полученных гранул ТА1 с техническими требованиямина минеральный порошок для асфальтобетонных смесей в таблице 17 былопредложено методом механоактивации улучшить свойства ТА1 и использоватьполученный продукт в качестве минеральной добавки для приготовления горячихасфальтобетонных смесей по TCVN 8819 : 2011 [154] и TCVN 8820 : 2011 [156].98Таблица 17 – Сравнение характеристик гранул TA1 с техническимитребованиями на минеральный порошок для асфальтобетонных смесейНеобходимым условием для минерального порошка асфальтобетоннойсмеси является то, что размер более 70% гранул не должен превышать 0,075 мм.Одним из перспективных методов улучшения адгезионной способности гранул поотношению к битуму является их перевод в более активное состояние путеммеханического воздействия, например, дробления.
На рисунке 10 представленораспределение гранул по размерам в зависимости от времени дробления. С цельюувеличения количества частиц размером меньше 0,075 мм, и для сокращенияэнергозатрат на производство, за оптимальное время активации в дальнейшемисследовании принято 60с.Рисунок 10 – Распределение гранул по размерам: проходит через сито сячейкой 0,6 мм; 0,3 мм и 0,075 мм в зависимости от времени дробления99Размер полученных гранул ТА1 зависит от многих факторов, в том числе:− исходного диспергирования и гомогенизации НШ ;− времени смешивания;− укрупнения гранул.В соответствии с техническими требованиями, порошок должен иметьвлажность не более 1%.
Для этого гранулы ТА1 были досушены в сушилке притемпературе 105±5°С до постоянной массы в течение 8-9 часов. Изменениевлажности по время сушки представлено в таблице 18.Таблица 18 – Изменение влажности по времени сушкиВремя,ч012345678Влажность, % масс.4,274,103,502,772,091,601,301,081,00Асфальтобетоныявляютсягетерогеннымидисперснымисистемами,устойчивость их структур в основном определена внутренними силами,сосредоточенными на поверхностях раздела различных частиц, находящихся вконтакте [2]. Для проведения анализа возможной контактной поверхностиполученных минеральных материаловважно знать форму частиц порошков.Воздействие, которому подвергаются полученные порошки при механоактивации,влияет не только на размер получаемых частиц, но и на их форму и рельефностьповерхности.
Адгезия на поверхности полученных порошков будет сильнозависеть от их формы. Так, частицы с формой ближе к сферической будут100обладать меньшей структурирующей способностью по причине уменьшенияконтактной поверхности. Использование порошков после помола в планетарныхмельницах, должно привести к увеличению физико-механических показателейкак асфальтовых вяжущих веществ, так и асфальтобетонов на их основе [159, 160,161, 162]. Структура полученных порошков исследовалась при помощирастрового электронного микроскопа высокого разрешения JEOL JSM-6480LV.Микроскопированиеэлектронногомикроскопаполученногоприпорошка2000-кратномприпомощиувеличениирастровогопоказало,чтопреобладают частицы полученного порошка неправильной формы, имеющиебольшое количество углов и граней (рисунок 11).
Известно, что при прочихравных условиях, в порошках с частицами кубической формы удельнаяповерхность возрастает на 40%, а с тетраэдрическими – на 140% по сравнению сосферическими частицами.Суммируя сказанное выше, можно сделать вывод, что минеральныйпорошок, полученный из НШ, будет оказывать сильное структурирующеевлияние на битум, ввиду сложной формы частиц, и, соответственно, развитойповерхности контакта. Помимо этого, остроугольная форма частиц порошков,полученных из НШ, будет способствовать увеличению угла трения и сцепления вобъеме асфальтобетона, что повлечет за собой повышение сдвигоустойчивости ипрочности асфальтобетонов.101Рисунок 11 – Электронная микрофотография (2000-кратное ув.)Полученный порошок TA1Минеральный порошок BK120С помощью планетарной мельницы Fritsch Pulverisette 7 при скоростивращения 800 об/мин в течении 60с из ТА1 получили высокодисперсныйминеральныйпорошок.Длядальнейшейобработкивлабораторииасфальтобетонной смеси ОАО «ВМТ» через вибрационный грохот отобралифракцию размером меньше 0,075 мм.
Результаты анализа показателей качестваасфальтобетоннойсмеси,приготовленнойсиспользованиеммеханоактивированного продукта утилизации НШ - ТА1, приведены в таблице 19.102Таблица19–Результатыиспытанийасфальтобетоннойсмесисиспользованием обработанного продукта утилизации НШ - ТА1 [170, 171]Показатели качества полученного асфальтобетона соответствуют нормамTCVN 8820 : 2011 [156]. Обработанные гранулы – продукт переработки НШ рекомендуетсяиспользоватьвкачествеприготовления асфальтобетонной смеси.минеральногопорошкадля1033.2 Разработка технологии утилизации нефтесодержащих отходов вусловиях ЧР с получением вторичных продуктовДля3 образцов углеводородных жидкостей, отобранных из открытыхамбаров в Чеченской Республике и заявленных как «некондиционный топочныймазут», определены органолептические свойства:•Образец 1 – вязкая нефтеподобная жидкость со слабым запахом;•Образец 2 – текучая жидкость с сильным запахом лакокрасочногорастворителя;•Образец 3 – паста темно-бурого цвета свыраженным запахомуглеводородов.Результаты определения фазового состава [128] и характеристик трехобразцов приведены в таблице 20.Таблица 20 – Характеристики трех образцов «некондиционного топочногомазута»Как показали результаты определения фазового состава, использованиеобразцов в качестве топлив недопустимо, поскольку содержание воды имехпримесей многократно больше допустимого (например, нормы для топочныхмазутов 1,0 и 1,5% масс.
соответственно), следовательно, необходимо их104удаление. Результаты определения рН показывают, что образцы не являютсякислыми гудронами, а представляют собой НШ [].Для определения возможного пути удаления механических примесей онибыли выделены из образца 2 с помощью экстракции на аппарате СокслетачетыреххлористымуглеродомВыяснилось,механическиечтоспоследующейпримесиотгонкойимеютрастворителя.коллоиднуюстепеньдисперсности, что значительно затрудняет их удаление.
Мехпримеси былипроанализированы на рентгенофлюоресцентном анализаторе «СпектросканМАКС», результаты исследований приведены в таблице 21.105Таблица 21 – Результаты определения элементного состава механическихпримесей образца 1 методом РФАДляпринятиярешенияовозможностиразмещенииизвлеченныхмеханических примесей на полигоне необходимо определить их класс опасности.Расчёт показателя степени опасности мехпримесей (К) для окружающейприродной среды [95] показал, что мехпримеси могут быть отнесены к 5 классу106опасности.Расчётпоказателястепениопасностимехпримесей(К)дляокружающей природной среды представлен в таблице 22.Таблица 22 – Расчет показателя степени опасности мехпримесей (К) дляокружающей природной средыК = 5,19;0< K < 10; определен класс опасности отхода: 5В результате расчета мехпримеси могут быть отнесены к 5 классуопасности.Поскольку одним из вопросов, связанных с переработкой НШ, является еготоксичность, аналогично был определен класс его опасности.
Расчетным методом[95] показан, что НШ имеет 3-й класс опасности, следовательно, его необходимоперерабатывать с соблюдением соответствующих норм безопасности. Расчётпоказателя степени опасности (К) образца 2 для окружающей природной средыпредставлен в таблице 23.107Таблица 23 – Расчёт показателя степени опасности (К) образца 2 [168]Для выделенных углеводородных фаз образцов стандартными методамибыл определен фракционный состав (на рисунке 12), а также их некоторыесвойства, приведенные в таблице 24.Рисунок 12 – Фракционный состав углеводородной части образцов из ЧР108Таблица 24 – Физико-химические свойства углеводородной части НШПо результатам анализа образец 1 не удовлетворяет нормам зольности ивязкости; образец 2 и 3 не удовлетворяют нормам зольности, поэтомуиспользование образцов в качестве «топочного мазута» затруднительно,необходима корректировка названных показателей. Одним из путей являетсяразбавление кондиционным топочным мазутом.
Для корректировки зольностиколичество добавленного мазута должно быть в 5 раз больше, что нерентабельно.Следовательно, необходима дальнейшая обработка данных объектов [168].Результаты определения фракционного состава и свойств позволяютпредположить, что наилучшим способом удаления мехпримесей может статьотстаивание после разбавления углеводородным растворителем, возможно, приподогреве, после отгона растворителя и воды.Предложения были реализованы на лабораторной установке; в качествесырья был выбран образец 2 (поскольку содержание серы в нем ниже), в качестверастворителя использовалась дизельная фракция. Для анализа были переданыобразцы нефтепродукта (далее - мазут), а также концентрата мехпримесей (далее осадок).
Схема получения мазута и осадка представлена на рисунке 13.109Рисунок 13 – Схема получения мазута и осадка из образца 2Стандартными методами был определен фазовый состав образцов мазута иосадка. Результаты приведены в таблице 25.Таблица 25 – Фазовый состав продуктов переработки НШКак видно из таблицы 26, в результате переработки НШ был полученобразецкомпонентатопочногомазута.Превышениезольностиможноскомпенсировать смешением с малозольными нефтепродуктами.Таблица 26 – Групповой состав продуктов переработки образцов НШГруппа углеводородовП-НМЦА БЦА Т+ПЦА СмолыАсфальтеныОбразец 123,713,717,915,89,519,4Образец 229,79,211,416,714,918,1Образец 349,711,412,513,66,36,5Результаты определения группового состава показывают, что все триобразца содержат большое количество тяжелых ароматических углеводородов,110смол и асфальтенов.
Такие смеси плохо горят, зато востребованы в производствебитумов.Для проверки сделанного предположения была проведена вакуумнаяперегонка остатка выше 350оС образца 2. Баланс перегонки приведен в таблице27.Таблица 27 – Баланс вакуумной перегонки образца мазутаПолученные результаты говорят о возможности после отгона на вакуумнойколонне фракции тяжелого газойля с получением гудрона, направляемого напроизводство битума [168].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
