Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

как матрицы для иммобилизации токсичных отходов [4-8]. Шлакощелочные вяжущие являются подклассом вяжущих щелочной активации. Шлакощелочные вяжущие синтезируют при взаимодействии шлакового прекурсора (как правило, измельченный гранулированный доменный шлак) и щелочного активизатора (например, раствор гидроксида натрия или жидкое стекло). По сравнению с доменным шлаком шлаки цветной металлургии характеризуются пониженным содержанием кальция и повышенным содержанием железа [1, 8]. Вследствие этого гидравлическая активность шлаков цветной металлургии меньше, чем доменных. В данной работе представлены результаты исследований по влиянию механоактивации (МА) шлаков цветной металлургии (медно-никелевого и цинкового) в воздушной среде и в атмосфере углекислого газа на их гидравлическую активность. Использование СО2 как среды МА обусловлено следующими обстоятельствами. Известно, что реакционная способность поверхностных слоев частиц порошков может заметно изменяться при механической обработке. Важным фактором, влияющим на состояние поверхности порошка, является газовая среда, в которой производится МА [9-11]. Ранее обнаружено, что длительное истирание Са,Mg-содержащих силикатов сопровождается поглощением ими больших количеств (более 10 мас. %) атмосферного СО2 [12]. Эффект карбонизации усиливается при МА в атмосфере чистого СО 2 [13]. Объектами исследования являлись гранулированный магнезиально-железистый шлак (Cu-Ni-шлак) комбината «Печенганикель» (Мурманская обл.) и цинковый шлак компании “Hindustan Zinc Ltd.” (Читторгарх, штат Раджастан, Индия). Химические составы шлаков приведены в таблице. Химический состав шлаков, мас. % Ком­ понент Si02 А 12 О 3 Fe203 FeO CaO MgO Na20 S Co Ni Cu ZnO PbO Cu-Ni шлак 36,87 5,44 2,47 31,08 2,11 11,92 1,18 0,76 0,10 0,24 0,16 - - Zn шлак 18,08 8,17 34,28 - 17,91 1,93 0,68 1,41 - - - 9,21 1,22 Механоактивацию шлаков проводили в лабораторной центробежно-планетарной мельнице «АГО-2» в воздушной среде и атмосфере СО 2 . В качестве мелющих тел использовали стальные шары диаметром 8 мм. В результате затворения молотых шлаков жидким стеклом или раствором гидроксида натрия изготавливались образцы геополимеров размером 1,41 х 1,41 х 1,41 см, которые твердели во влажных условиях при температуре 20-22 оС. Подробно методика МА и приготовления образцов описана в [14, 15]. Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили с использованием дифрактометра “Shimadzu XRD 6000” (CuKa-излучение). ИК-спектры снимались на Фурье ИК-спектрометре “Nicolet 6700 FTIR” в таблетках бромида калия. Содержание СО 2 в образцах определяли с помощью анализатора “ELTRA CS-2000”. Удельная поверхность измерялась методом воздухопроницаемости, а также методом БЭТ на установке “FlowSorb II 2300” (Micromeritics). Калориметрические измерения тепловыделения при гидратации образцов проводили с помощью изотермических калориметров “TAM Air” и “TAM III”. Данные РФА Cu-Ni-шлака после 10 мин МА в воздушной среде и в СО 2 (центробежный фактор 20 g) представлены на рис. 1. Рентгенограммы для обоих образцов подобны: на фоне аморфного гало в них присутствуют рефлексы скелетных кристаллов оливина (PDF N76-554). Рис. 1. Рентгенограммы Cu-Ni-шлака после МА в воздушной среде и в СО 2 (о — рефлексы оливина) Рис. 2. ИК-спектры Cu-Ni-шлака после МА в воздушной среде и в СО 2 833