№64-10
Систематизація та відбір екологічно значимих характеристик і показників металургійних шлаків до бази знань спеціалізованої ГІС
В.Є. Колесник1, Ю.В. Бучавий1, К.В. Лясов1
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 64:122-137
https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.122
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Відбір екологічно значимих показників, необхідних для формування інформаційної бази знань спеціалізованої геоінформаційної системи (ГІС) контролю і управління металургійними шлаковими відходами.
Методика дослідження передбачала наукове обґрунтування відбору певних екологічно значимих характеристик і показників металургійних шлаків на основі систематизації та узагальнення відомих даних стосовно їх властивостей, та аналіз значень певних показників, необхідних для визначення ресурсного потенціалу шлаків та їх екологічної небезпеки.
Результати дослідження. Запропоновано концепцію контролю і управління шлаковими відходами на основі відповідної спеціалізованої ГІС. До її бази знань відбиралися показники і характеристики сталеплавильних, ваграночних та найбільш масових – доменних металургійних шлаків. Ресурсний потенціал шлаків передбачено оцінювати за їх накопичуваними обсягами та можливістю утилізації чи застосування в певних галузях, а екологічна небезпека – за хімічним складом.
Наукова новизна полягає у наступному:
- при визначенні ресурсного потенціалу шлаків, його масу у відвалі рекомендовано визначати за їх об’ємом, отриманим засобами ГІС, з урахування густини матеріалу шлаку, що становить в середньому – 2850 кг/м3± 5%.
- процес емісії заліза та марганцю у дистильовану воду досягає відносного рівня 0,95 вже у кінці 1-ої доби і підтримується до початку 3-ої, після чого переходить в убутну сигмоїдну криву, що досягає асимптоти приблизно після 10-ої доби і потім вже мало змінюється; емісія ж ванадію і титану в має вигляд експоненти.
- гранулометричний склад шлаків, що обумовлює обсяги його складування через вплив на насипну щільність, запропоновано характеризувати для відвального шлаку мінімальним та максимальним розміром частинок чи кусків – 1,6 мм та 250 мм, а для гранульованого доменного шлаку і шлаку силікомарганцю середнім медіанним розміром гранул – 1,31±0,15мм та 1,54± 0,2 мм, відповідно.
Практичне значення. Визначено певні значення або діапазони можливих змін показників ресурсного потенціалу шлаків, а також їх екологічної небезпеки для довкілля за чинниками, що в сукупності обумовлюють міграцію забруднюючих речовин зі шлаку в стічну воду, фільтрацію у ґрунти, та емісію в атмосферу.
Ключові слова: ресурсний потенціал металургійних шлаків; екологічна небезпека шлаків для довкілля;характеристики та показники шлаків; база знань спеціалізованої ГІС.
Перелік посилань:
1. Большаков, В. И., Калиниченко, Н. В., & Щербак, С. А. (2009). Возможности использования отходов промышленности при изготовлении строительных. Строительство, материаловедение, машиностроение. Сер. Стародубовские чтения сб. науч. тр. ПГАСА, 48(3), 255-260.
2. Устойчивость и активность шлаков. Вторичные строительные материалы. Технологиистроительных материалов из отходов разборки зданий и металлургии(2009).
http://s-center.ru/2009/06/ustojchivost-i-aktivnost-shlakov
3 Украинский опыт использования металлургических шлаков. Материал по практическому применению шлака. (2012).
https://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=7535
4. Саричева, Л.В. (2003). Комп’ютерний еколого-соціально-економічний моніторинг регіонів. Математичне забезпечення: Монографія. Дніпропетровськ: Національний гірничий університет.
5. Колесник, В.Є.,& Павличенко А.В. (2016). Методологія експертного оцінювання рівня екологічної небезпеки функціонування та ліквідації вугільних шахт. Міжвідомчий зб. наук. праць. Геотехнічна механіка, 127, 141-150.
6. Колесник, В.Є., & Павличенко, А.В. (2017) Методологічний підхід до комплексної оцінки рівня екологічної небезпеки, обумовленого багаторічною експлуатацією та ліквідацією вугільних шахт. Зб. наук праць VІ Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю (Екологія-2017), Вінниця: ВНТУ.
7. Колесник, В.Є., & Павличенко, А.В. (2017) Методи оцінки екологічної небезпеки експлуатації і ліквідації вугільних шахт та напрями і засоби її зниження. Монографія. Дніпро: Літограф.
8. Щербак, С. А., Калиниченко, Н. В., & Єлісєєва, М. О. (2010). Загальна характеристика металургійних шлаків. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, 2(3), 23–28.
9. Дворкин, Л. И., & Дворкин,О. Л.(2007). Строительные материалы из отходов промышленности: учебно-справочное пособие.Ростов н/Д.: Феникс.
10. Щербак,С. А. (2000).Научные основы управления структурой строительных материалов наоснове металлургических шлаков.(Дисс. д-ра техн. наук: 05.23.05).Днепропетровск.
11. Баталин, Б.С. (2003) Вред и польза шлаковых отвалов
http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/10_03/DRECK.HTM
12. Баталин,Б.С., Беляева,И.В., & Макарова Л.Е. (1996). О взаимосвязи между фазовым составом феррованадиевого самораспадающегося шлака и его вяжущими свойствами.Журн. прикл. химии,69(1),162-164.
13.Большаков,В. И.,Борисовский,В. З.,& ГлуховскийВ. Д.(1999).Металлургические шлаки в строительстве: для научных работников, инженеров истудентов высших технических учебных заведений. Днепропетровск.
14 Большаков, В. І., Бондаренко, Г. М., & Головко, А. І. (2006) Напрямки і перспективи використання відходів металургійної, гірничорудної та хімічної промисловості в будівництві. Дніпропетровськ: Gaudeamus.
15. Пугин, К.Г., Вайсман, Я.И., Волков, Г.Н., & Мальцев, А.В. (18.01.2021). Оценка негативного воздействия на окружающую среду строительных материалов содержащих отходы черной металлургии. Современные проблемы науки и образования, 2.
http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5990
16. Щербак, С. А., Елисеева, М. А., & Калиниченко, Н. В. (2009). Характеристика шлаков и их активация. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури ПДАБА, 11, 4–8.
17. Спильник,Н. В. (2013). Доменные граншлаки как источник загрязнения почвы. Ежемесячный научно-практический журнал «Апробация», 4(7), 20-22.
