В Перми группа ученых из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработала инновационный метод утилизации отходов производства карбоната натрия, который может значительно улучшить качество дорожного строительства.
При производстве кальцинированной соды образуется большое количество отходов, которые обычно размещаются на шламохранилищах, что приводит к загрязнению окружающей среды и занимает большие площади. В частности, на одну тонну готовой продукции приходится до 10 кубометров дистиллерной суспензии, состоящей из твердой и жидкой частей. Нерастворимая часть, шлам карбоната кальция, представляет собой мелкодисперсную массу.
Ученые ПНИПУ предложили использовать этот шлам в качестве стабилизатора для укрепления грунтовых слоев автомобильных дорог. Предварительные эксперименты показали, что применение шлама может увеличить несущую способность грунта на 6-18% в зависимости от его состава и кислотности, что повысит устойчивость дорог к нагрузкам от транспортных средств.
«Анализ химического состава показал, что твердая часть шлама состоит из смеси карбонатов магния и кальция, их сульфатов. Это указывает на высокий ресурс и потенциальную способность использоваться в технологиях получения строительных материалов. Замена природных материалов в дорожных конструкциях на отходы содового производства соответствует современным принципам ресурсосбережения и устойчивого развития. Отказ от укрепления грунтов цементами, которые широко используются в настоящее время, и переход на карбонатный шлам также сократит выбросы углерода, образующихся при выпуске цемента», – рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Константин Пугин.
Однако одним из ограничивающих факторов является наличие хлорид-ионов в отходах, которые могут мигрировать в почву и водные объекты. Для решения этой проблемы исследователи предлагают использовать летучую золу, образующуюся при сжигании твердого топлива на тепловых электростанциях. Она способна эффективно поглощать свободные хлорид-ионы и предотвращать их миграцию.
В планах ученых проведение полного факторного эксперимента для оптимизации соотношения грунта, шлама и летучей золы с целью достижения максимальной несущей способности дорожных слоев.
Новый метод не только поможет сократить объемы накопленных отходов содового производства, но и снизит стоимость транспортного строительства, освободив территории для новых производств.
