Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

USE OF A SERPENTINE-CONTAINING ADDITIVE FOR OBTAINING THERMAL INSULATION MATERIALS N. K. Manakova 1 , T. K. Ivanova 1,2 , O. V. Suvorova 1 , I. P. Kremenetskaya 1 1 Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC “ Kola Science Centre RAS ” , Apatity, Russia 2 Laboratory of Nature-Inspired Technologies and Environmental Safety of the Arctic, Federal Research Centre “ Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences ” , Apatity, Russia Abstract The possibility of utilizing the used magnesia-silicate reagent as an active additive to foam silicates based on a silica-containing matrix was studied. Foamed materials with an ordered structure and improved physical and technical characteristics were obtained, which can be recommended for use as heat-insulating materials to increase energy conservation in adverse climatic conditions. Keywords : magnesia-silicate reagent, serpentine, industrial waste, heat-insulating materials, foam silicates, foam glass. Переработка отходов является не только необходимым условием защиты окружающей среды, но и средством глобального ресурсо- и энергосбережения. Одним из недостатков отечественной промышленности является ее высокая ресурсоемкость, обусловленная в том числе и низким уровнем использования вторичного сырья. К настоящему времени в Мурманской области накоплены миллиарды тонн горнопромышленных отходов, как правило, являющихся ценным сырьем для ряда отраслей промышленности. Одно из возможных решений данной проблемы — использование отходов в качестве вторичного сырья для производства строительных материалов различного типа: керамических, теплоизоляционных и пеностекольных. В ряде работ, посвященных получению строительных материалов, предлагается использование в качестве исходного сырья дешевых техногенных отходов горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, а также доступного природного кремнеземсодержащего сырья [1-6]. На основе анализа литературных данных и исследований в рамках изучения низкотемпературного синтеза стеклофазы [7] разработана силикатная матрица из техногенного кремнеземсодержащего сырья для получения блочных вспененных материалов [8]. Полученные пористые материалы характеризовались низкой плотностью и теплопроводностью при наличии высокопористой структуры. Структура материала с равномерным распределением пор обеспечивает стабильные показатели физико-технических свойств. Цель данной работы — изучить возможность утилизации отработанного магнезиально- силикатного реагента на основе серпентинито-магнезита (Халиловское месторождение магнезита, Оренбургская обл.) в качестве активной добавки при получении пеностеклокристаллических материалов. Серпентинито-магнезит прокаливали в лабораторной электрической вращающейся печи при температуре 650-700 °С. Далее полученный термообработанный порошок гранулировали с использованием турболопастного смесителя-гранулятора типа ТЛ 020. Процесс гранулирования и свойства гранул описаны в работах [9, 10]. Реагент-осадитель после взаимодействия с пробой подотвальных вод Гайского ГОКа был высушен при комнатной температуре и измельчен до порошка с удельной поверхностью 8,8 м 2 /г. Подготовленный таким образом материал использовали в качестве модифицирующей добавки к шихте для получения теплоизоляционного материала. Объекты и методы исследования Исследования по получению теплоизоляционных пеносиликатных материалов проводили на основе следующих сырьевых составляющих: 1) кремнеземсодержащий отход на основе опоки (микрокремнезем) Сухоложского месторождения с удельной поверхностью 117,6 м 2 /г, насыпной плотностью 471 кг/м 3 ; 2) отходы обогащения апатитонефелиновых руд хибинских месторождений с удельной поверхностью 0,80 м 2 /г, насыпной плотностью 1500 кг/м 3 ; 3) отработанный реагент- осадитель из серпентина Халиловского месторождения с удельной поверхностью 8,8 м 2 /г. Химический состав используемых сырьевых материалов представлен в табл. 1. 76