Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

в производстве строительных материалов [Патенты 2387608, 2402485, 2474535]. В связи с этим возникает необходимость в поиске способов получения эффективных и недорогих добавок. Очевидно, что наиболее доступными и дешевыми материалами для получения кремнеземсодержащих добавок могут служить промышленные отходы. В работе в качестве добавок, способствующих получению легких бетонов, обладающих высокими показателями прочности, рассматривались порошки кремнезема, полученные при выщелачивании отвального магнезиально-железистого гранулированного шлака КГМК комбината «Печенганикель», Работы по получению и исследованию порошков проводились в лаборатории разработки и внедрения процессов химической технологии Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья КНЦ РАН [П олучение ., 2014; И спользование., 2015]. В лабораторных условиях с целью отделения цветных металлов от кремнезема шлаки обрабатывались 10 %-м раствором серной кислоты, нагретой до температуры 40 °С, Продолжительность выщелачивания составляла около 2 часов, В результате в раствор переходило не только железо и цветные металлы, но и до 80 мас. % кремния в виде кремниевой кислоты, концентрация которой достигала 30 г/л в пересчете на Si02. Для выделения диоксида кремния раствор обезвоживали выпаркой на воздухе при температуре 40-50 °С. Процесс образования SiO 2 проходил стадию гелеобразования, а затем обезвоживания геля, в результате получалась смесь аморфного диоксида кремния и сульфата железа (II). Для удаления сульфата полученный продукт промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 100 °С до постоянной массы. Полученный порошок имел белый цвет и был промаркирован как SiQ 2 ^ ) , второй образец имел желтую окраску за счет примесей железа и был промаркирован как SiQ 2 ^ ) . По результатам химического анализа содержание SiO 2 в пробе 1 составляло 83,87 мас. %, в пробе 2 — 81,68 мас. %. Поверхностные свойства добавок, определенные с помощью прибора TriStar 1 3020 V1.03 приведены в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 58-66. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 58-66. Таблица 1 Поверхностные свойства кремнеземсодержащих добавок Цвет Площадь удельной поверхности, м2/г Средняя глубина пор, нм Средний диаметр пор, нм Объем пор, см3/г общая по одной точке по адсорбции по десорбции по адсорбции по десорбции по одной точке SiQ2(6) Белый 661,27 656,42 2,21 2,58 2,63 0,2417 0,2340 0,3656 SiQ2W Желтый 627,06 622,06 2,12 2,44 2,48 0,2029 0,2032 0,3320 Как видно из данных табл. 1, порошки кремнезема, полученные из шлаков, имеют достаточно высокую удельную поверхность в пределах 627 и 661 м2/г, глубину пор — 2,12 и 2,21 нм, диаметр пор — 2,44-2,58 нм и объем пор — 0,20-0,24 см3/г. Согласно данным РФА, порошки кремнезема находятся в аморфном состоянии. Как показывают результаты термогравиметрического анализа (рис. 1), на ДТГ-кривых присутствует минимум при температуре 130-140 °С, соответствующий удалению адсорбированной воды, находящейся в микропорах порошков. Потери воды для SiQ 2 © и SiQ 2 ^ ) составляют 10,47 и 3,15 % соответственно, общие потери массы при прокаливании — 19,77 и 13,00 % соответственно. Распределение частиц кремнеземсодержащих добавок по размерам (рис. 2) показало, что порошки кремнезема имеют примерно одинаковую дисперсность. Согласно полученным данным, максимальный размер частиц добавок составляет 110 мкм, минимальный — 1,2 и 1,6 мкм, соответственно для SiO 2 (ж) и SiO 2 (б). Из приведенных гистограмм видно, что основная масса частиц представлена фракцией с размерами 20-55 мкм. © Бастрыгина С. В., Конохов Р. В., 2022 59