Обоснование сорбционной активности отвальных доменных шлаков

Аннотация

Цель работы – обоснование сорбционной активности отвальных доменных шлаков. Для достижения цели определен минералогический, элементный и радионуклидный состав отвальных доменных шлаков предприятий Украины. Использованы современные методы исследования: минералы определены с помощью рентгенофазового анализа на порошковом дифрактометре Siemens D500 с последующим расчетом рентгенограмм по методу Ритвельда; химический элементный состав шлаков определен с помощью метода электронно-зондового микроанализа на растровом электронном микроскопе JSM-6390 LV; гамма-спектрометрический анализ шлака выполнен с помощью сцинтилляционного гамма-спектрометра СЕГ-001 «АКП-С». Основными минеральными фазами шлаков являются псевдоволастонит, ранкинит, окерманит, бредигит и геленит. Выявлены минеральные фазы (псевдоволастонит, бредигит и окерманит), которые имеют гидравлическую активность. Повышенная гидравлическая активность как разновидность химической реакционной способности связана с сорбционной активностью. Поэтому при повышенном суммарном содержании гидравлически активных минералов эти шлаки можно использовать как сорбенты. Показано, что согласно элементному анализу шлаки являються нетоксичними. Наличие определенных элементов ( , , ,  і ), не входящих в состав минералов свидетельствует об осуществлении других механизмов связывания элементов, кроме вхождения в кристаллы минералов, а именно о присутствии аморфных веществ или адсорбции элементов шлаковыми частицами. Это подтверждается высокоразвитой поверхностью с большим количеством осколочного материала, микронным размером частиц пластинчатой или игольчатой формы, что определяет большое количество дислокаций вакансий. Обоснована радиационная безопасность исследуемых фракций шлаков. Установлено наличие в шлаках радионуклидов ,  и  . Экспериментально определены удельные активности естественных радионуклидов и рассчитаны эффективные удельные активности  гранулометрических фракций шлаков. Основной вклад в величину  вносит радионуклид , затем – .   доменных шлаков ниже нормируемого значения 370 Бк/кг для первого класса опасности, что определяет отсутствие ограничений при использовании отходов как технических материалов, в том числе и сорбентов.