Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0042

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0042
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект"
Название доклада
Разработка научно-технологических основ рециклинга дисперсных продуктов переработки горных пород строительного назначения с получением теплоизоляционных материалов
Докладчик
Шулояков Амир Данилович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель проекта: Разработка и исследование технологии рециклинга дисперсных продуктов переработки горных пород строительного назначения, обеспечивающей получение продукта для производства эффективного тепло- и звукоизолирующего материала – минеральной ваты, с целью снижения экологического ущерба от складирования дисперсных продуктов переработки горных пород.
Актуальность и новизна исследования
Отечественная горнодобывающая отрасль, перерабатывающая горные породы для производства строительного щебня, добывает и перерабатывает более 300 млн. т/год горной массы. При этом образуется ежегодно около 20 млн.т дисперсных продуктов переработки изверженных горных пород, содержащих силикаты и алюмосиликаты – кварц и полевые шпаты, и около 30 млн.т дисперсных продуктов переработки карбонатных пород, содержащих карбонаты – кальций и доломит.
Объем используемых дисперсных продуктов не превышает 10 млн.т в год, остальное накапливается в отвалах, занимая огромные площади и нанося значительный ущерб окружающей среде.
Действующие стандарты по производству строительных материалов практически не предусматривают использования фракций отсевов мельче, чем 0,315 мм, составляющих 20-30% от объема дисперсных продуктов.
Поэтому разработка способов рециклинга дисперсных фракций продуктов переработки изверженных и карбонатных пород является актуальной задачей.
Отечественная строительная промышленность испытывает дефицит эффективных тепло- и звукоизоляционных материалов.
Одним из таких материалов является минеральная вата, потребность в которой растет на 20-25% ежегодно.
Основным сырьем для производства минеральной ваты является базальт, имеющий химические и физические свойства, наиболее отвечающие требованиям технологии производства минеральной ваты.
В России количество месторождений горных пород, отвечающих требованиям технологии производства минеральной ваты, ограничено, что сдерживает увеличение отечественного производства этого материала.
Таким образом, изыскание нетрадиционного и недефицитного источника сырья для производства минеральной ваты также является актуальной задачей.
Описание исследования

Задачей настоящей ПНИ являлась разработка технологии переработки неиспользованных ранее дисперсных продуктов с получением качественного востребованного сырья для производства минеральной ваты, и практическая реализация технологии на уровне установки для получения экспериментальных образцов продукта, пригодного для производства минеральной ваты, в том числе:

- Выполнение теоретических исследований по созданию технологии, которая обеспечит реализацию ресурсного потенциала пылевидных отходов переработки алюмосиликатных и карбонатных горных пород.

- Разработка, на основе теоретических исследований, вариантов технических решений, реализующих технологический процесс. Обоснование рациональных решений с использованием математического моделирования технико-экономических показателей технологии.

- Подтверждение эффективности разработанных технических решений получением на установке экспериментальных образцов и результатами их экспериментальных и лабораторных исследований.

- Оценка полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований с разработкой рекомендаций по практическому применению разработанной технологии.

Результаты исследования

При выполнении работы получены следующие научно-технические результаты:

1 Результаты теоретических исследований, включающие:

- анализ научно-технической литературы;

- анализ физико-химических свойств сырья;

- варианты возможных решений задачи;

- описание модели для прогнозирования технико-экономических показателей технологии;

- анализ результатов моделирования с выбором экономически рационального варианта;

- патентные исследования;

- дополнительные патентные исследования;

- маркетинговые исследования рынка.

- эскизную конструкторскую документацию на установку для получения экспериментальных образцов продукта, пригодного по своим физико-химическим характеристикам для производства минеральной ваты.

 

2 Результаты экспериментальных исследований, включающие:

- разработку лабораторного технологического регламента;

- разработку программы и методик экспериментальных исследований по получению образцов продукта на установке;

- создание установки для получения экспериментальных образцов продукта;

- результаты экспериментальных исследований, отражающие изменение свойств полученных образцов продукта в зависимости от вариации режимов и параметров технологического процесса на установке

- результаты аналитических исследований экспериментальных образцов продукта, пригодного для производства минеральной ваты, полученных в процессе экспериментальных исследований;

- обработку и интерпретацию результатов экспериментальных исследований;

- корректировку лабораторного технологического регламента по результатам экспериментальных исследований.

 

3 Итоговые результаты исследований включающие:

- проект технических условий на получаемый в процессе экспериментальных исследований на установке продукт

- количественную оценку экологической эффективности внедрения разработанной технологии;

- оценку полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИ;

- оценку эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем;

- рекомендации по возможности использования результатов проведенной ПНИ в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках;

- технико-экономическую оценку рыночного потенциала полученных результатов;

- проект технического задания на проведение ОТР по теме: «Создание промышленной технологии рециклинга дисперсных продуктов переработки горных пород строительного назначения с получением теплоизоляционных материалов».

- подачу патентных заявок, по результатам исследований и разработок;

- публикацию статей по результатам проведенных исследований в научном журнале, индексируемом в базе данных Scopus.

 

Основные характеристики полученных при проведении экспериментальных и аналитических исследований результатов: технология обеспечивает получение продукта, характеристики которого пригодны для производства минеральной ваты:

- крупность от 18 до 20 мм (требования технического задания - от 5 до 20 мм);

- температура плавления от 1400 до 1450°С, (требования технического задания - не более 1450°С);

- вязкость расплава при t° = 1450°С, от 4 до 8,4 Па·с (требования технического задания -  не более 10 Па·с);

- модуль кислотности, от 3 до 3,8 (требования технического задания -  не менее 1,4).

Практическая значимость исследования
Результаты выполнения ПНИ будут использованы для выполнения ОТР по созданию промышленной технологии рециклинга дисперсных продуктов переработки горных пород строительного назначения с получением теплоизоляционных материалов. Внедрение результатов ПНИ и последующее освоение производства и применение разработанного технологического процесса обеспечит повышение конкурентоспособности отечественных горнодобывающих предприятий и предприятий строительной индустрии за счет получения дополнительной прибыли от реализации новой востребованной продукции, а также за счет снижения издержек в результате уменьшения объема складируемых отходов.

Ожидаемый народно-хозяйственный эффект предполагается получить за счет:

- вовлечения в комплексную переработку горных пород строительного назначения ранее неиспользуемых дисперсных продуктов переработки, с превращением их в нетрадиционный и недефицитный источник сырья для производства минеральной ваты;

- уменьшение ущерба окружающей среде в результате снижения объемов накапливаемых в отвалах отходов.