Международный коллектив ученых представил экологичную и экономически выгодную технологию переработки отходов извести и серной кислоты в высококачественный материал для строительства. На основе этого вещества получается более прочный и устойчивый к влаге цемент, который к тому же быстрее затвердевает. Новый метод отличается простотой, значительно меньшими материальными затратами по сравнению с традиционными технологиями, а также большей энергоэффективностью — вместо температуры 700-900 градусов Цельсия требуется всего 40.
Цементный завод / © Gavin Houtheusen, en.wikipedia.org
В среднем, одно предприятие, занимающееся энергетикой, производит до 1000 тонн отходов в год. Для их утилизации на источниках водоснабжения используются химические реагенты на основе железа и алюминия и добавки извести, из которых образуется осадок.
«Новая технология позволяет производить стройматериалы из локальных отходов. Это делает ее экономически привлекательной для стран, где строительные материалы в дефиците, а расходы на доставку существенно повышают стоимость работы. Предлагаемое решение может быть адаптировано для любых регионов, где применяется известь и коагулянты для водоочистки, что открывает широкие перспективы для его глобального внедрения», — отметил Валентин Романовский, PhD, эксперт Белорусского государственного технологического университета (БГТУ).
Ученые БГТУ, НИТУ МИСИС, Юго-западного университета науки и технологий (Китай) представили технологию переработки извести в высокопрочный аналог цемента — ангидрит (CaSO₄). Он является безводной формой сульфата кальция (в отличие от гипса, который содержит молекулы воды в своей структуре). Ангидрит встречается как в природной, так и в синтетической форме.
«Университет МИСИС по госпрограмме «Приоритет-2030» реализует проект „Технологии устойчивого развития”, в рамках которого наши ученые создают высокотехнологичные решения, способствующие снижению техногенной нагрузки и формированию комфортной среды. Новая технология, разработанная международным коллективом исследователей под руководством молодого талантливого ученого, кандидата технических наук Дмитрия Московских, позволит значительно сократить объемы промышленных отходов», — сказала ректор Университета МИСИС Алевтина Черникова.
В чистом виде полученный цемент не проявляет пластичных свойств. Для улучшения прочности на сжатие ученые добавили смесь вяжущего вещества портландцемента, сульфата калия и гидроксида кальция. Подробности исследования опубликованы в журнале Engineering Reports (Q2).
«Мы нашли способ перерабатывать загрязняющие окружающую среду отходы в прочный строительный материал с чистотой до 99,8 процента. Из остатков извести мы сделали аналог цемента, который может быть использован для строительства домов, дорог или других объектов. Также отмечу, что побочные продукты, образующиеся на стадии центрифугирования синтетической суспензии ангидрита, могут использоваться в качестве удобрения. Такой фильтрат содержит растворенные соли, которые способствуют увеличению массы корневой системы и сухой массы растения, что делает его эффективным микроудобрением. Следовательно, весь процесс получения ангидрита практически безотходный», — сказал соавтор исследования, кандидат технических наук Дмитрий Московских, директор НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС.
В будущем исследователи планируют повысить производительность и снизить затраты технологического процесса, а также адаптировать методику для работы с различными типами отходов, что позволит применить технологию на предприятиях разных стран.
