Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов

Макарова, Ирина Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов"

На правах рукописи

Макарова Ирина Викторовна

СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОТХОДОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В ПРОИЗВОДСТВЕ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

03.00.16 - Экология 05.17.11 - Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»

Научный консультант: доктор химических наук, профессор

Фридланд Сергей Владимирович

Официальные оппоненты доктор химических наук, профессор

Латыпова Венера Зиннатовна

доктор химических наук, профессор Глебов Александр Николаевич

доктор технических наук, профессор Мелконян Рубен Гарегинович

Ведущая организация: Федеральное государственное уншарное

предприятие «Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых» (ЦНИИгеолнеруд), г.Казань

Защита состоится 8 июня 2005 года в 12Э0 часов на заседании диссертационного совета Д 212 080.02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г.Казань, ул. К.Маркса, 68 (зал заседаний Ученого Совета, А-330)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета

Автореферат разослан «J_» ¿¿¿l-A' 2005 г.

! i

Ученый секретарь диссертационного совета

А.С. Сироткин

и 6 юля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Разрабатываемая в настоящее время концепция устойчивого развития техносферы предусматривает, в том числе, решение экологических проблем путем использования отходов горнопромышленного комплекса. Поиск путей решения задачи снижения нагрузки на окружающую среду вызван как неблагоприятным воздействием на нее горнопромышленных отходов, так и нехваткой многих видов минерального сырья Необходимость разработки технологических решений, обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия на окружающие экосистемы, обусловлена тем, что ишенсивное развитие горнопромышленного комплекса привело к целому ряду неблагоприятных факторов, нарушающих экологическое равновесие. Так, увеличивающиеся площади хранилищ отходов выводят из хозяйственного оборота значительные площади земли; горнопромышленные отходы являются источником загрязнения воздушною бассейна пылью Кроме того, данный вид отходов, как правило, содержит значительные остатки флотореагентов, цветных металлов, железа, сульфатов, фгора и ряд дру1их вредных для окружающей среды и здоровья человека компонентов, поступающих с течением времени в подземные и поверхностные воды.

Использование вторичною сырья в строительной офасли позволяет замет но снизить нагрузку на окружающую среду путем переработки отходов из существующих хранилищ, а также существенного сокращения объема специальных разработок месторождений нер\ дно1 о сырья, что, как следствие, позволяет избежать появления новых хранилищ отходов

Однако, несмотря на очевидные преимущества, объем используемых горнопромышленных отходов в настоящее время составляет небольшой процент от общего объема извлекаемой из недр горной массы Одной из главных причин, сдерживающих их использование, является непостоянство состава и свойств этого вида вторичного сырья, что не позволяег при заданных технологических параметрах процесса обеспечить стабильно высокое качество готовой продукции Таким образом, разработка научных основ использования отходов горнопромышленного комплекса в качестве техногенного сырья является актуальной

ЦЬЛЬ РАБОТЫ

На основе мониторинга состава юрноцромышленных отходов и выявленной неоднородности их состава и свойств разработать физико-химическое обоснование возможности сокращения антропогенной нафузки на окружающую среду путем

перерабогки горнопромышленных отходов в строител1 нувдтадодувддадоцодалы

БММИОТЕКА I

сл

..........т Л

Для осуществления этого разработать технологию их первичной подготовки, выбора параметров и технических приемов стабилизации их свойств и управления качеством конечного продукта, что позволит снизить процент брака в конечном продукте

Приемами математического моделирования разработать алгоритм и программу, обеспечивающие управление технологическими параметрами процесса для снижения нагрузки на окружающую среду и обеспечения получения конечной продукции высокого качества из вторичного сырья, что позволит увеличить объемы вовлекаемых в переработку горнопромышленных отходов

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи, связанные с обоснованием и разработкой технических и технологических мероприятий для снижения нагрузки на биосферу с вовлечением в переработку вторичного сырья:

На основании мониторинга вскрышных пород, хвостов обогащения, шлаков Баренц региона оценить степень неоднородности различных видов горнопромышленных отходов и ее влияние на возможности использования в качестве сырья дтя получения строительных и технических материалов

Определить границы возможности использования различных видов вторичного сырья в качестве корректирующей добавки для стабилизации свойств жидких шлаков цветной металлургии при производстве минерального волокна с целью снижения нагрузки на окружающую природную среду путем уменьшения процента брака в готовой продукции

Разработать программу оптимизации расхода корректирующих добавок при непостоянстве состава, как шлаковых расплавов, так и коррелирующих добавок способствующую вовлечению в переработку горнопромышленных отходов с целью их использования в качестве техногенного сырья и снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду в местах расположения предприятий горнопромышленного комплекса

На основании зависимостей технологических параметров разнообразных составов, определяющих свойства составов и стекол с целью их оптимизации разработагь математическое описание, позволяющее оперативно управлять технологическими параметрами производства, что приводит к снижению количества отходов

Разрабогагъ программу вычисления важнейших технологических свойств расплавов и стекол по их химическому составу и температуре с цечью оптимизации технологических параметров процесса производства стекла и обеспечения возможностей использования в качестве техногенного сырья отходов горнопромышленного комплекса и создания условий для рекультивации освобождающихся площадей.

Оптимизировать технологические параметры и обеспечить управление

технологическим процессом на основании полученных зависимостей, что позволит снизить | | 4

4 >1* да* «г '

процент брака в готовой продукции и тем самым предотвратить загрязнение окружающей среды отходами производства.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Обоснование степени неоднородности горнопромышленных отходов как одного из видов техно! енного сырья по различным признакам с выявлением причин неоднородности с целью снижения антропогенной нагрузки на биосферу

Описания взаимосвязей основных свойств базальтоидньгх и шлаковых расплавов с их составом в виде математических зависимостей и процедуры вычисления этих свойств по составу и температуре расплавов с целью оперативного управления технологическими параметрами процесса переработки вторичного сырья в строительные материалы, позволяющего снизить объем образующихся отходов

Разработанный апюритм и программа вычисления оптимального расхода корректирующих добавок к шлаковому расплаву при непостоянстве состава, как добавок, так и шлаков для обеспечения возможности их использования в качестве техногенного сырья

Алгоритм и программа вычисления основных технологических свойств по составу и гемпературе откорректированною расплава, определения важнейших параметров 1ехнологического процесса (температуры начала и конца выработки, температуры отжига) и свойств ма)ериала для снижения процента брака в готовом продукте, что позволит минимизировать загрязнение окружающей среды отходами производства строительных материалов

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

В рачках исследования возможное! и снижения нагрузки на окружающую природную сред) впервые проведен мониториш составов горнопромышленных отходов с позиций их использования как возможного вторичною сырья. Дана количественная оценка распространенности в составе горнопромышленных огходов маложелезистых, умеренно железистых, железистых и высокожелезистых серпснтиновых продуктов Показано, что крис! биохимические особенности минерала, его морфология, агрегатное состояние мало влияют на параметры, шрающие определяющую роль при выборе области применения (мш незиальио-силикатныи и магнсзиадьно-железистый модули, содержание в прокаленном веществе оксидов магния, кальция и алюминия, величина потери при прокаливании), состав керамических масс и технологические параметры производства керамических изделий Определена связь между указанными параметрами, видом и условиями образования основною полезного ископаемою

Дано математическое обоснование видов неоднородности вторичного сырья, которая классифицирована по природе (первичная и вторичная - техногенная) и масштабам проявления, определяемым уровнями (формаций, месторождений, отдельных залежей и в пределах одного и того же минерала), предложены пути ее устранения

На основании мониторинговых исследований количественно оценена степень неоднородности состава шлаковых расплавов переработки медно-никелевых рул, используемых в производстве минерального волокна Показано, что существуют колебания состава этих расплавов как от месяца к месяцу, так и в более коротких временных интервалах - от плавки к плавке. Неоднородность обусловлена, преимущественно, нестабильностью состава руд и концентратов.

С целью оперативного управления процессами переработки техногенного сырья в стеклокристаллические материалы, минимизирующими нагрузку на природную среду на базе проведенных анализов зависимое!и температуры ликвидуса от нормативного минерального состава базальтоидных расплавов, предложены алгоритмы, позволяющие применять технологии утилизации горнопромышленных отходов, имеющих непостоянный минеральный и химический состав, и дающие возможность оперативного управления техноло1ическими параметрами Дано математическое описание поверхностей ликвидуса в наиболее распространенных базальтоидных системах

Описаны зависимости логарифма вязкости базальтоидных расплавов от состава и температуры Разработана программа вычисления температуры ликвидуса и логарифма вязкости 1аких расплавов по их химическому составу, с целью оперативного управления технологическими параметрами процесса при их использовании в качестве техногенного сырья, что позволит снизить нагрузку на природную среду

Дано математическое описание поверхности ликвидуса металлургических шлаков системы Са0-\^0-А120з-5Ю2 и зависимости их вязкости от температуры и состава Предложены алгоритмы вычисления важнейших характеристик шлаковых расплавов, позволяющие снизить процент выхода брака в конечном продукте при использовании металлургических шлаков для получения строительных материалов

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Предложенный в работе подход позволяет снизить антропогенную нагрузку на биосферу, а именно' улучшить состояние атмосферы, уменьшив пыление отвалов; улучшить состояние подземных и поверхностных вод путем вовлечения в переработку горнопромышленных отходов, как из существующих хранилищ отходов горнопромышленного комплекса, так и путем недопущения образования новых хранилищ Обосновано применение в качестве сырья для получения строительных и технических

материалов практически любою неоднородного по составу вторичного сырья даже в том случае, если производство предпола!ает его тлубокую физико-химическую переработку (спекание или полное плавление). Установленные взаимосвязи и разработанные алгоритмы вычисления оптимальных расходов корректирующих добавок, а также - важнейших тсхноло! ических параметров позволяют автоматизировать процесс шихтовки и регулировки параметров (температуры варки, выработки, отжига и др), тем самым, сводя к минимуму процент брака в готовой продукции, что также снижает нагрузку на окружающую среду.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Полученные в работе результаты реализованы на ОАО «Кольская ГМК» (Комбинат «Североникель») при производстве минерального волокна из шлаков рудно-термической плавки медно-никелевых руд и концентратов (акт внедрения технологии получения минерального волокна из огненно-жидких шлаков с применением программы для ЭВМ от 01 02 2001 г) Оптимизация расхода корректирующих добавок и технологических параметров процесса позволила снизит ь в два раза выход брака и в 2-2.5 раза - содержания корольков в ютовой продукции, что привело к возможности рекультивации земель и, соответственно, обеспечило состояние атмосферы и водных ресурсов в требуемых нормативами пределах. Способ получения минерального волокна, а также ряд составов стекол защищены патентами РФ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения работы докладывались на следующих Всероссийских и Международных конференциях «Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, шерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений», Белгород, 1997, Международной научно-технической конференции «Механика машиностроения», Набережные Челны 1997, 8-й научно-технической конференции МГТУ, Мурманск, 1997; 16 Менделеевском съеме по общей и прикладной химии, С.Петербург, 1998, VII Международной конференции «Высокотемпературная химия силикатов и оксидов». С Петербург. 1998, VI Международной конференции «Теория и практика процессов измельчения, разделения, смешения и уплотнения», Одесса. 1998; Юбилейной научной сессии Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И В I аиалаена, Апатиты, 1998, V Международной конференции «Наукоемкие химические 1е\нологии» Ярославль, 1998. 4-м Российском семинаре «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов» Курган, 1998. 1-й Всероссийской научно-¡ехнической конференции «Компьютерные технолотии в науке, проектировании и производстве». Нижний Новгород. 1999, региональной конференции «Информационные технологии в региональном развитии», Апатиты, 1999 г; международной научной

конфсрЁшЛи «Моделирование, вычисления, проектирование в условиях неопределенности»., Уфа - 2000; международная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленного производства», Набережные Челны, 2000; Шестых академических чтениях РАЛСН «Современные проблемы строительного материаловедения». Иваново 2000; одиннадцатой научно-технической конференции МГТУ. Мурманск 2000; научно-технической конференции «Материалы и техноло! ии XXI века», Пенза 2001 ; V международной конференции «Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных химико-технологических процессов и оборудования», Иваново, 2001; VI международном семинаре АТАМ «Строительные и отделочные материалы Стандарты XXI века», Новосибирск 2001; четвертой международной теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века», Тамбов 2001; XXIX международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе». Украина. Крым, Ялта-Гурзуф, 2002г ; международной конференции «Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов», Апагиты,2003, конференции «Наука и практика. Диалоги нового века», Набережные Челны, 2003; XXX международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе» Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2003; XVII Международной научной конференции ММТТ (Математические методы в технике и технологиях), г. Кострома, 2004г

ПУБЛИКАЦИИ

По резулыа1ам работы опубликовано 68 научных статей и тезисов докладов, в том числе две монографии, получено 2 патента РФ

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, шести глав заключения и приложения, изложенных на 334 страницах, включая 66 рисунков, 86 таблиц и библиографического списка литературы из 226 источников

Автор выражает признательность академику Калинникову В Т, дт.н. профессору Макарову В H за поддержку этой работы, коллегам и соавторам, в том числе со (рудникам Института химии Кольского научного центра РАН к.т.н , с.н с Суворовой ОВ,ктн,снс Макарову Д В. за помощь в проведении экспериментов и участие в обсуждении результатов, дхн. профессору Фридланду C.B., за научные консультации, помощь в написании и оформлении работы, а также за моральную поддержку на заключительных этапах работы над диссертацией

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, определены цель и задачи, раскрыты научная новизна и практическая значимость работы, приведена общая характеристика диссертации

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса Приведены основные положения, выдвинутые учеными, проводившими исследования в данном направлении, а также задачи, не решенные в настоящее время Рассматриваются экологические проблемы, создаваемые предприятиями горнопромышленного комплекса. Горнопромышленный комплекс является не только единственным источником минерально-сырьевых ресурсов для народного хозяйства, но и крупнейшим поставщиком твердых промышленных отходов (более 95% от общего объема отходов)

Горнопромышленные отходы создают серьезные экологические проблемы, нарушая природное равновесие в регионах с развитым горнопромышленным комплексом, в особенности в районах с экстремальными климатическими условиями

Рассмотрены возможности использования горнопромышленных отходов в качестве [ехногенного сырья, а также причины, сдерживающие их применение в производстве строительных материалов.

Была поставлена задача поиска путей решения задачи снижения антропогенной нагрузки на биосферу вовлечением в переработку отходов горнопромышленного комплекса.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы и методы исследований

Описаны методы исследований, применяемые при мониторинге различных видов отходов горнопромышленного комплекса, а также полученных при реализации разработанных приемов и методов стабилизации свойств исходного сырья из различных видов отходов опытных обращов синтезированных материалов.

2.2. Обработка результатов

Приведены использованные в диссертации методы обработки данных мониторинга и эксперимешальных данных

ГЛАВА 3. МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ВЕЩЕСТВА, СКЛАДИРУНМОГО В ОТВАЛАХ И ХВОСТОХРАНИЛИЩАХ

3.1. Мониторинг экологического состояния Баренц региона

Приведена общая экологическая характеристика Кольского полуострова Особенностью данного региона является высокая степень антропогенного воздействия на окружающую среду горнодобывающих и перерабатывающих предприяшй в сипу развитости горнопромышленного комплекса (на душу населения добывается около 150 тонн полезных ископаемых и около 350 тонн горной массы в год, в то время как мировая добыча составляет около 9 и 24 тонн соответственно) Серьезные экологические проблемы связаны также с тем, что негативное воздействие особенно велико для районов с экстремальными климатическими условиями, где вблизи горнодобывающих предприятий возникают обширные техногенные пустыни.

3.2. Анализ перспектив образования отходов горно - металлургического производства

Приводится качественная характеристика отходов горно-металлургического производства, образующихся на всех этапах производственного цикла, а также качественная характеристика объектов размещения отходов и их воздействия на окружающую среду.

Отвалы вскрышных пород рудника «Железный» (4 отвала) размещены в земельном отводе рудника, северо-западнее и западнее карьера, на расстоянии от г Коилор по прямой 2,6 км, по автодорогам 3-4,5 км. Длина отвалов составляет 1000-1500 м, ширина - 2501000 м, высота - до 95 м. Лежалые породы вскрыши не используются. На конец 2000 г заскладировано 738,823 млн т пород

Маложелезистые руды складируются в двух отдельных отвалах, размещенных на недействующих площадках породных отвалов. Длина складов составляет 250-700 м. ширина-100-175 м. высота-от 11 до 115 м На конец 2000 г заскладировано 61,239 млн т МЖР.

Апатит-штаффелитовые руды размещены в двух самостоятельных отвалах, размещенных за южной границей карьера. Размеры складов: длина - 500 и 345 м, ширина 410 и 175 м. высота - 33 и 45 м На конец 2000 г. заскладировано 10,05 млн т АШР

Спецотвал редкометалльных бадделеит-апатит-магнетитовых руд размещен на территории промплошадки рудника. Объем накопленного отхода составляег 1,298 млн т

Воздействие на окружающую среду изъятие земельных площадей: пыленис при

разгрузке автотранспорта, работе бульдозеров в ветреные дни в пределах зоны отвалов (до

500 м); вынос песчаных частиц с осадками в период снеготаяния

Хвосты обогащения комплексных р\д сосредоточены в двух хвостохранилищах на расстоянии 2,4 км от г. Ковдор. В хвостохранилище №1 (1-е поле) сосредоточены хвосты мокрой магнитной сепарации, в период, когда выпускался только железорудный концентрат. Размеры 1-го поля составляют: длина - 3670 м, ширина - 900 м, высота в районе дамбы, перекрывающей долину реки, - 35 м. В средней части 1-ю поля имеется отстойник оборотной воды обогатительного производства. С 1994 г. на первом поле организовано производство по добыче хвостов ММС открытым способом с фанснортированием их автотранспортом на АЬОФ Потенциальные запасы хвостов для переработки на АБОФ составляют 64,2 млн. т В хвостохранилище №2 (2-е поле), поступают хвосты АЬОФ Хвостохранилище размешено ниже ноля №1 по долине за дамбой 1 -го поля. Размеры 2-го поля составляют: длина - 3750 м, ширина - 2400 м, высота - около 45 м Общее количество размещенных хвостов на 1-м и 2-м полях на 2000 г. составляет 173,837 млн. т

Воздействие на окружающую сред\: изъятие и нарушение земельных площадей; пыление высохших пляжей хвост охранилищ в летние дни при скорости ветра более 3 м/с, при лом крупные фракции хвостов остаются в пределах площади хвостохранилищ; за1 рязнение гидросеги в паводковый период и при аварийных сбросах кварцевым шламом.

Часть обьемов вынимаемой вскрыши (3,6%) используется для производства щебня, потребляемого самим предприятием.

3.3. Неоднородность горнопромышленных отходов и ее влияние на возможность исполыования

Поскольку неоднородность различных уровней является главным сдерживающим факюром в снижении антропогенной нагр>зки на окружающую среду путем использования горнопромышленных отходов, нами были исследованы все уровни неоднородности данною вида отходов с точки зрения возможности их использования Неоднородность может быть вызвана как природными, так и техногенными факторами, поэтому была исследована как природная, так и техногенная неоднородность

3.3.1. Природная неоднородность

Природная неоднородность на уровне формаций рассматривалась на примере

серпентинов и серпентинсодержащих пород. При оценке их степени неоднородности и

разработке классификации, а также оценке качества использовались стандартные методы

статистического анализа Для обеспечения представительности выборок результаты

химических анализов минералов и пород собирались из многих литературных источников.

Предварительная обработка аналитических данных включала расчет величин магнезиально-

силикатного и ма1 незиально-железистого модулей, количеств N^0, СаО, Ре203 и А!203 в

пересчете на прокаленное вещество Оценку степени независимости параметров осутпесИшяли методами корреляционного анализа по всей совокупности аналитических дайньгх Рассчитывали величины и значимость парных коэффициентов корреляции и коэффициент множественной корреляции Параметры считали независимыми в том случае, когда коэффициенты парной корреляции оказывались незначимыми На первом этапе исследований выборки составляли с учетом минерального вида серпентина его морфологии и агрегатного состояния, на втором - магнезиально-железистого модутя. кошчеств К^О А1203 и СаО Всего учтено 332 минерала и 1128 пород

Таблица 1

Классификация серпентинов с учетом железистости и возможного применения

Класс Железистость Содержания СаО и А1203 Оптимальные области применения

1 Маложелезистые Низкое (менее 2 мас.%) магнезиальная керамика, получения оксида и солей магния

2 Умеренно железистые низкое качественные форстеритовые огнеупоры, производство плавленых магниевых фосфатов

3 4 Повышенное (более 2 мас.%) стабилизация доломитовых огнеупоров

Железистые низкое форстеритовые огнеупоры пониженного качества

5 Повышенное требуют разработки новых технологий

6 Высокожелезис тые требуют разработки новых технологий

Разработана классификация серпентинов и сернентинсо держат их продуктов по перспективности их утилизации и возможным областям применения (табл.1) Показано, что большая часть серпентиновых минералов и серпентинитов, связанных с рудными

месторождениями, характеризуется повышенной или высокой железистостью Некоторые из них могут найти ограниченное применение уже в настоящее время, например, в производстве низкосортных огнеупоров Однако утилизация большей часги требует разработки специальных технологий, если предполагает глубокую переработку техногенного сырья, но может использоваться в качестве простейших видов строительных материалов, таких, как, например, щебень, при строительстве дорог

Обработка статистических данных по серпентинсодержащим горнопромышленным отходам показала, что они характеризуются еще большей изменчивостью

Природная неоднородность на уровне месторождения рассматривалась на примере пироксенитов вскрышных пород Ковдорского месторождения комплексных руд

Так как при оценке пород в качестве корректирующей добавки главную роль играют содержания и соотношения содержаний оксидов кальция и железа, эти два параметра

рассматривались в качестве основных классификационных признаков На основании полученных экспериментальных данных и их статистической обработки были выделены три группы по содержанию СаО (Рис. 1).

Первая, наиболее многочисленная - рядовые пироксенигы, с содержанием СаО более 15 мае %, но менее 25 мае %.

Для получения оптимального состава для получения высокосортного минерального волокна требуется существенная корректировка кремнеземом - на 100 кг пироксенита около 40 кг. Эти продукты могут использоваться и в качестве корректирующей добавки при производстве минерального волокна из шлаков переработки медно-никелевых руд. Вместе с тем, расходы корректирующих добавок очень велики Суммарный расход добавок почти в два с половиной раза превосходит массу шлака

Вторая группа, сравнительно небольшая (менее 10% пироксенитов) представлена разностями с повышенными содержаниями оксида кальция (более 25 мае %).

Для этой выборки характерно пониженное содержание АЬОь Ре203, М§0 и К20 при повышенном содержании Р20< и, особенно, С02 Для получения оптимального состава требуется еще более существенная корректировка кремнеземом - на 100 кг пироксенита около 54.78 кг Эти продукты мотут более эффективно, чем рядовые пироксениты, использоваться и в качестве корректирующей добавки при производстве минерального волокна из шлаков медно-никелевых руд: суммарные расходы корректирующих добавок (88,81) почти в фи раза ниже, чем в рассмотренном выше случае

Третья выборка, несколько большая по объему, представлена пироксенитами с пониженным (менее 15 мае %) содержанием СаО. Для нее характерно пониженное по сравнению с первой, но повышенное по сравнению со второй содержание 8т()2, А|203, а также - повышенное по сравнению с обеими выборками Ре203, N^0 и К20

В С ПОШиашни 1Л)^н}«али«1|1 ьои (мд паи. -в /

Рис 1 Гистограмма

распределения содержаний оксидов кальция в пироксенитах

Вс повышенным содержанием СаО (>25 иас %) Орядовые пироксенита

Для получения оптимального состава требуется корректировка кремнеземом, хотя и менее существенная, чем в предыдущих случаях - на 100 кг пироксенита около 38,58 кг

Практически не могут использоваться в качестве корректирующей добавки, поскольку суммарный их расход превысит массу корректируемого шлака более чем в 18 раз.

Неоднородность на уровне рудных тел была исследована на примере неоднородности карбонатитов из вскрышных пород Ковдорского месторождения комплексных руд

Карбонатиты вскрыши Ковдорского месторождения комплексных руд опробовались в процессе разведки и в период эксплуатации месторождения в связи с тем, что некоторые их разновидности содержат промышленные концентрации магнетита и апатита, а также - в процессе 1ехнологических испытаний карбонатного сырья.

Коэффициенты вариации содержаний основных компонентов в карбонатитах, встречающихся в виде залежей внутри рудного тела основного полезного ископаемого составляют соответственно, %• С02 - 21,57; Ре 0бщ - 40,84; Ре „„„ - 45,26; Р205 - 95,03, в карбонатитах в виде жил и линз во вмещающих рудное тело силикат ных породах соответственно, %■ С02 - 32,64; Ре ^ - 132,43, Р20< - 95,07; СаО - 20,55. содержаний основных минералов в составе карбонатитов, соответственно, %• карбонатов 10,20, магнетита - 28,27; апатита - 25,28; силикатов 109,26 Сопоставление сташстических параметров распределения содержаний всех компонентов в карбонатитах из рудных тел и вмещающих пород по критериям Стьюдента и Фишера показало значимые ра) шчия

Приведенные материалы показывают высокую степень неоднородности вторичного сырья, как на формационном уровне, так и на уровне отдельных месторождений Особенно велики вариации содержаний компонентов-примесей, а поскольку в большинстве случаев рассмотренные параметры представляют собой независимые переменные, усреднение по одному компоненту не обеспечивает стабильность вторичного сырья по другим параметрам.

Неоднородность на уровне минерала была рассмотрена на примере неоднородности моноклинных пироксенов в составе медно-никелевых руд

Моноклинные пироксены, входящие в состав медно-никелевых руд. представлены одним минеральным видом авгитом Их основными компонентами являются ЧЮ2 N^0 и СаО, однако, заметную роль в их составе играют РеО, Ре203, А1203, ТЮ2. а иногда - Сг;03, N320 и К20 Статистическая обработка 43 анализов пироксенов показала, что наименьшей изменчивостью характери!уются основные компоненты, коэффициент вариации ог 0,04 до 0,10. Тем не менее, расхождения между минимальным и максимальным значениями содержаний для 5Ю2 и СаО составляют около 10%, для N^0 - около 6% Еще большая

изменчивое!ь характерна для остальных компонентов Коэффициент вариации их содержаний от 0,3 до 2,6.

1акая изменчивость состава может существенно сказаться на технологии получения строительных материалов с использованием высокотемпературных физико-химических процессов

3.3.2. Техногенная неоднородность

Техногенная неоднородность исследовалась на примере неоднородности хвостов обогащения комплексных руд Ковдорского месторождения и неоднородности шлаковых расплавов Хотя в процессе добычи и подготовки руды к обогащению проводится ее усреднение, состав хвостов обогащения варьирует в широких пределах, поскольку стабилизация ведется по содержанию полезных минералов. Применительно к Ковдорскому месторождению комплексных руд это содержание магнетита и апатита. Но важные для технологи утилизации нерудных компонентов параметры (например, содержание в хвос!ах карбонашв - кальцша, доломита - и форстерита) варьируют в широких пределах

60 г I т 6

Обрабогка выборки среднемесячных значений содержания минералов в хвостах показала, что минимальной изменчивостью характеризуется количество в них форстерита (коэффициент вариации 0,083) Но и в этом случае расхождения между минимальным и максимальным значением содержания этого минерала составляет 13,5% (Рис.2).

Колебания состава о шальных хвостов от смены к смене еще выше. Для их использования в качестве сырья для производства строительных и технических материалов необходима предварительная подготовка

Для оценки степени изменчивости состава шлакового расплава были собраны данные химического анализа за 20 месяцев, в общей сложности - около 600. Шлаки анализировали на содержание ЬЮ2, АЬОз, РеО, N^0. СаО Кроме того, рассчитывали модуль кислотности

Рис 2 Статистические параметры распределения

содержаний •лииераюв в хвостах обогащения

(отной'ение ЯЮ2 /(N^0 + СаО)) Корреляционный анализ показал, что, хотя коэффициенты парной корреляции между параметрами оказались значимыми, их величины в большинстве случаев невелики. Исключение составляют пары М§0 - 8Ю2, ИеО - 5Ю2 и СаО - ЛЬО^. Коэффициенты корреляции соответственно равны - 0,67; -0,73 и 0,60 Надо полагать, это обусловлено тем, что N^0, РеО и 8Ю2 поступают в расплав из разных источников- первых два - в составе руды или концентратов, последний - в составе флюса СаО и АЬО, входят в состав одного и того же минерала - полевого шпата Остальные переменные могут считаться независимыми.

Для оценки краткосрочных изменений состава шлаков были составлены 20 выборок, включающих анализы за один месяц Сопоставление результатов анализа этих выборок с результатами анализа всего массива данных показало, что практически все параметры в тот или иной период времени характеризуются большей изменчивостью, чем параметры выборки в целом Наименьшие абсолютные отклонения от среднего характерны для содержаний оксидов алюминия и кальция, максимальные - для кремнезема и оксида железа Наибольшей стабильностью и в долгосрочном плане характеризуется содержание оксида алюминия, наибольшей изменчивостью - оксида железа (Рис 3) В этой связи, а также с учетом неоднородности изученной выборки по этому показателю, он был выбран в качестве главного классификационного признака. Остальные оксиды MgO■, ЯЮ2 и СаО использованы в качестве вспомогательных классификационных признаков В обшей сложности было образовано 16 выборок, содержащих от 7 до 97 проб 60

С,%

Рис 3 Изменения среднемесячных

величин концентраций главных компонентов в шлаково м расплаве Цифрами обозначены 1 - MgO, 2 - А120з; 3 - 5Ю2; 4 - СаО, 5 - РеО

\ '

8 12 Месяцы

"Г" 16

1 »2

~I 20

Как известно, наиболее качественное минеральное волокно и другие изделия из расплавов базальтоиднот состава можно пол>чить в системе потевые шпаты - пироксены при соотношении 3 7 2 8 При более высоком содержании пироксенов снижается

химическая стойкость волокон, уменьшается интервал выработки и увеличивается кристаллизационная способность расплавов. При большем содержании полевых шпатов значительно возрастает вязкость расплава, что затрудняет процесс выработки волокон.

Несмотря на существенные различия в содержаниях ведущих компонентов в исследованных 16 выборках, практически все они не отвечают оптимальным для производства минерального волокна и других стеклоизделий: содержат нормативные фаялит 1е2[8|04] или магнетит Ге! е204 Не удается выбрать такие шлаковые расплавы, которые бьпи бы ошимальны для производства минерального волокна без корректировки. Учитывая высокое содержание оксида железа, наиболее эффективна корректировка состава добавками с высоким содержанием оксида кальция и (или) щелочей Для некоторых составов (с нормативным магнетитом) необходима корректировка и кремнеземом. Учитывая большую изменчивость шлаковых расплавов, переменной величиной является как состав корректирующей добавки, так и ее количество В этой связи для оптимизации свойств шлакового расплава необходима разработка программы для ЭВМ, которая позволяла бы оперативно определять обе эти характеристики, а также наиболее важные технологические параметры.

3.4. Прогнозирование состояния окружающей среды с учетом возможного использования отходов горнопромышленного комплекса

Анализ данных проведенного мониторинга отходов горнопромышленного комплекса показал, что большая их часть может служить высококачественным сырьем для производства строительных материалов При этом снижение объемов заскладированных отходов позволит снизить такие негативные воздействия на окружающую среду, как загрязнение подземных и поверхностных вод, а также выбросов в а!мосферу, вызванных пылением отвалов.

1Ч9В

использование _

Рис 4 Соотношение

прироста объема хвостов обогащения с П] реальным и возможным использованием

использование

- ежегодным прирост

Приведены прогнозы возможного снижения объемов заскладированных отходов вскрышных пород и хвостов обогащения (Рис.4), а также данные по возможному высвобождению площадей, занятых хранилищами отходов горнопромышленного комплекса.

ГЛАВА 4. СНИЖЕНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА БИОСФЕРУ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛАКОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Четвертая глава была посвящена исследованию возможности снижения антропогенного воздействия на окружающую среду вовлечением в переработку металлургических шлаков. Шлаки медно-никелевого производства, как было показано выше, могут быть переработаны при соответствующей корректировке их состава. Необходимость разработки способа их переработки с экологической точки зрения очевидна, поскольку, хотя они и составляют небольшой процент от общей массы отходов горнопромышленного комплекса, их объем более чем в шесть раз превышает выход полезного продукта.

При изучении возможной области применения горнопромышленных отходов различных видов нами было установлено, что одной из областей их применения может быть использование в качестве корректирующих добавок.

Эти два положения явились основополагающими для дальнейших исследований, т е. возможности комплексного использования отходов горнопромышленного комплекса.

> в качестве основного компонента (шлаки),

> в качестве корректирующей добавки (различные виды добавок с целью поиска

оптимального варианта).

4.1. Использование мелилитсодержащх вскрышных пород для корректировки состава шлаков

Мелилититы являются высококачественным сырьем для производства минерального волокна, а также стеклокристаплических материалов и других изделий Они представляют интерес и в качестве модифицирующей добавки при производстве минерального волокна на основе шлаков медно-никелевого произволе!на Так. даже небольшие добавки (20-40%) мелилитовых пород существенно улучшают техноло1 ические свойства шихты (снижается температура ее полного плавления, увеличиваегся текучесть силикатною расплава при относительно низких температурах) и качество волокна (увеличивается его длина, возрастает его упругость, снижается количество корольков, возрастает прочность готовых изделий;. К сожалению, вследствие неоднородности как шлаковых расплавов, гак и мелилигсодержащих вскрышных пород, результат опытно-промышленных испытаний

оказались нестабильными Решение проблемы получения высококачественного минерального волокна включает в себя'

■ расчет оптимального количества вводимой корректирующей добавки;

■ определение важнейших технологических свойств расплава после корректировки для оптимизации технологических параметров технологического процесса производства минеральною волокна или других изделий.

При разработке алгоритма расчета оптимальною количества вводимой в шлаковый расплав корректирующей добавки мы исходили из следующих соображений' ко жчесгво корректирующих добавок должно быть минимальным, так как их плавление требует дополнительных энергетических затрат,

желательно, чтобы в составе коррек1 ирующих добавок не присутствовали тугоплавкие минералы, а также минералы, выделяющие большое количество гаю ной фазы; после корректировки нормативный минеральный состав должен укладываться в пределах системы пироксены - полевые шпаты, причем оптимальное содержание последних - 15-30 мае % При более низких значениях заметно увеличивается энергия активации вязкого течения, резко возрастает склонность расплава к кристаллизации и уменьшается химическая стойкость стекол;

все оксиды железа должны входить в состав нормативных эгирина и геденбергита. Прису гствие нормативною ферросилита нежелательно

Расчет оптимального количества корректирующей добавки включал несколько

этапов

Определение дефицита щелочей и кальция в шлаковом расплаве (I) Определялось количество оксидов железа в пересчете на ГсО, которое не входит в состав нормативных я ирина и геденбертша С этой целью химический состав шлака, выраженный в массовых %, пересчишвался на мольные количества Если мольные количества щелочей были ниже, чем оксида алюминия, по мольным количествам щелочных металлов определялось количество молей щелочных полевых шпатов Оставшееся количество АЬОз включалось в состав анортита Если щелочей оказывалось больше, чем оксида алюминия, предпола! алось, что избыток оксида натрия входит в состав эгирина. Оставшееся после расчета оксида кальция количество сопоставлялось с остатком оксидов железа и определялся избыток этого компонента

Определение избытка кальция в корректирующей добавке (2) Расчет велся аналогичным образом с гем лишь отличием, что мольные количества оксидов железа в корректирующей тобавке всегда меньше остаточных количеств оксида кальция и щеточей Ве гичина избытка катьция и щелочей определялась 1(л = М(л

Оптимальное количество корректирующей добавки (3) принималось равным отношению дефицита кальция и щелочей в шлаковом расплаве к их избытку в составе корректирующей добавки

Расчет состава шлакового расплава после введения корректирующей добавки (4) Для удобства выполнения последующих операций расчет велся в мольных количествах

Вычисление мольных количеств полевых шпатов и эгирина (5) Проводилось аналогично операции (1).

Определение количества кремнеземной добавки (6) После завершения этого расчета проводилось сравнение потребности в 5Ю2 для образования расчетных количеств полевых шпатов и пироксенов с реальным количеством этого компонента в откорректированном расплаве Если последняя величина оказывалась больше первой, дальнейшая корректировка не требовалась небольшой избыток кремнезема в расплаве допустим Если же первая величина заметно превышала вторую, их разница, переведенная в массовые проценты, принималась равной величине кремнеземистой добавки.

Расчет нормативного минерального состава П) Так как основные свойства силикатного расплава находятся в зависимости от нормативного минерального состава, после вычисления расхода корректирующих добавок проводился его расчет в массовых % Для этого мольные количества пироксенов и полевых шпатов, вычисленные в операции (5), умножались на соответствующие мольные массы, а полученная их сумма приводилась к 100%.

На основании этого алюритма могут быть рассчитаны оптимальные расходы различных по составу мелилитсодсржащих пород при разном составе шлака, а также -нормативный минеральный состав откорректированною ш такового расплава

В соответствии с данным алгоритмом и учитывая возможности использования различных по составу корректирующих добавок была разработана процедура расчета оптимального расхода корректирующих добавок, которая позволяет, основываясь на химическом составе конкретною шлакового расплава, составе основной корректирующей добавки рассчитать оптимальный расход последней, расход, если гго требуется, кремнеземистой добавки, средний состав шлакового расплава после корректировки и его нормативный минеральный состав.

4.2. Корректировка состава шлаковых расплавов рудовмещающими карбонатитами

Карбонатиты - наиболее богатые кальцием породы и поэтому могут рассматриваться в качестве перспективной корректирующей добавки к шлаковому расплаву По сравнению с мелилититом расход этой корректирующей добавки (при условии ее первичной подготовки - отделения магнетита) существенно ниже Однако она имеет и серьезные недостатки'

* в отличие от мелилитита, где СаО связан в силикаты, в карбонатите он присутствует в составе карбоната, при нагревании переходящего в оксид Это влечет за собой затраты энергии на декарбонизацию и силикатообразование;

■ для обеспечения силикатообразования - связывания СаО в метасиликат - требуется существенная корректировка кремнеземистым компонентом И СаО и 8Ю2 представляют собой туюплавкие оксиды, что предполагает растворение их в силикатном расплаве. Этот процесс из-за высокой вязкости расплава достаточно длителен и сопряжен с дополнительными энер1 етическими затратами;

■ при декарбонизации образуется большое количество газовой фазы, что требует операции осветления и, тем самым, удлиняет процесс варки.

Как было покатано выше, карбонатиты характеризуются большим непостоянством состава Для расчета оптимального количества корректирующей добавки - карбонатита -использован ют же алгоритм, что и для мелилитсодержащей породы. При оптимальном расходе карбонатита и песка нормативный минеральный состав откорректированного шлакового расплава соответствует оптимальному (полевых шпатов около 20 мас.%), а расход корректирующей добавки в полтора раза ниже, чем в случае использования мелилитита.

4.3. Корректировка состава шлаковых расплавов стеклобоем

В настоящее время в качестве конкурентоспособного вторичного сырья может рассматриваться стеклобой Несмотря на относительно высокую стоимость, оно имеет ряд преимуществ Это - низкая температура плавления, значительно меньшие энергозатраты на лот процесс, высокое содержание кремнезема Эти факторы исключают, либо сокращают потребности в тугоплавкой кремнеземной корректирующей добавке

4.4. Сопоставление эффективности корректировки шлакового расплава мелилититом, карбонатитом и стеклобоем

При сопоставлении эффективности использования корректирующих добавок рассматривались следующие аспекты> суммарный расход кальцийсодержащей (или щелочесодержащей) и кремнеземистой добавок на 100 кг шлакового расплава;

> относительные энергетические затраты на усвоение твердой фазы шлаковым расплавом;

У технологичность откорректированного шлакового расплава;

> стоимость сырья в расчете на 100 кг откорректированного шлакового расплава,

> доступность сырья

Сопоставление показало, что по сумме указанных факторов наиболее выгодно использование в качестве добавок карбонатита.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ВАЖНЕЙШИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ С ИХ ХИМИЧЕСКИМ И МИНЕРАЛЬНЫМ СОСТАВОМ

При производстве стекла и стекло кристаллических материалов первостепенное значение имеет температура полного плавления шихты Если в составе стекломассы содержатся кристаллические фазы, в готовом продукте возникают локальные напряжения Их присутствие может существенно ухудши ib внешний вид готовых изделий и снизить их механическую прочность. При использовании традиционного сырья сосгав шихты и температуры процесса подбирают таким образом, чтобы в процессе варки и выработки в составе стекломассы кристаллическая фаза не появлялась Однако при производстве стекла, стеклокристаллических материалов из горнопромышленных о i ходов при постоянных технологических параметрах процесса обеспечить соблюдение этих условий не всегда удается из-за нестабильности вторичною сырья Для оперативною управления технологическим процессом необходимо оценить степень влияния изменения минерального и химического состава сырья на температуру полного плавления

Колебания химического и нормативного минерального состава сырья могут оказывать влияние и на другие важные свойства, в частности, на вязкость расплава Вязкость расплава и стекол, в свою очередь, определяет такие важные технологические параметры как температура варки, температура освеьтения стекломассы, температура выработки, температура отжига.

Оперативное управление технологическими параметрами данного процесса позволяет улучшить качество получаемой продукции, снизив процент брака, что, в свою очередь, веде! к снижению нагрузки на биосферу

5.1. Математическое описание некоторых свойств расплавов базальтового состава и стекол на их основе

5 11 Математическое описание зависимости температуры ликвидуса от состава базальтоидного расплава

Большинство бинарных и многие тройные системы в пределах поля базальтоидных

расплавов (система СаО - MgO - А1203 - Fe20, - FeO - Na20 (К20) - Si02) хорошо изучены и

представлены в виде диаграмм состояния Однако при практическом использовании в

оперативном управлении технологическим процессом составления шихты, температурой

варки и выработки такая форма представления температуры тиквидуса оказывается

недостаточно удобной Для двух- и трехкомпонентных систем она позволяет, хотя и со

значительными погрешностями, оперативно определять величину температуры ликвидуса

любого состава. Уже для четырехкомпонентной системы такие определения не могут быть ни точными, ни оперативными.

В последние годы разрабатываются способы математического описания зависимостей свойство - состав для многокомпонентных систем, основанные на экспериментальных данных. Для простых эвтектических систем такие расчеты не представляют особой сложности. Тройные системы, например X - У - 7, за небольшим исключением, аппроксимируются уравнениями вида:

Тг = Ах2 + Ву2 + Сху + Рх + Еу (1)

или

Тг = Ах2 + Ву2 + Сху + Рх2у + Сху2 + Ох + Еу, (2) где "Г2 - расчетная температура в пределах поля кристаллизации фазы Ъ, х и у - содержания фаз X и У, мас.%.

Однако большинство систем характеризуется большим числом промежуточных двух, трех и четырехкомпонентных минеральных фаз, двойных, тройных эвтектик, в связи с чем математическое описание поверхности ликвидуса в ее пределах в целом - задача трудно выполнимая Мы ограничились описанием поверхности ликвидуса в пределах ряда наиболее распространенных трехкомпонентных (и псевдотрехкомпонентных) систем

При математическом описании системы использовался метод последовательного приближения Описание поверхности ликвидуса в трехкомпонентной системе А - В - С начиналось с описания линий ликвидуса бинарных систем А -В, А-СиВ-С. Для бинарной системы А - В на участке от А до двойной эвтектики линия ликвидуса описывалась уравнением:

Т = Т, + кь, В + кЬ2 В2 +...кь. В", (3)

где Т - расчетная температура ликвидуса, °С Т,- температура плавления минеральной фазы А, "С В - содержание фазы В, мас.%, кЬ1, кЬ2,.. кь„ - безразмерные коэффициенты.

На участке от В до эвтектики линия ликвидуса описывалась уравнением'

Т = Т„ + к„ А + к,г А2 +.......+кап А", (4)

где Гь - гемнсрагура плавления минеральной фазы В, °С, А - содержание фазы А, мае % Остальные обозначения те же.

В большинстве случаев уравнения второго порядка показывали удовлетворительную схо (имост I. В редких случаях в описании линии ликвидуса, когда отклонения расчетных данных 01 экспериментальных значений в начале и конце кривой имели разнонаправленный характер, использовались тригонометрические функции.

В тех случаях, когда в пределах бинарной системы наблюдалось поле кристаллизации третьей фазы, поверхность ликвидуса в его пределах описывалась дополнительным уравнением.

После завершения описания линий ликвидуса в бинарных системах переходили к описанию поверхности ликвидуса в тройных системах Если отклонения расчетных температур от экспериментальных не превышали 10°С, то расчеты заканчивались При больших величинах отклонений исследовались гипотезы уравнения третьего, четвертого и т д. порядка Пример диаграммы состояния приведен на рис 5

5.1.2. Расчет вязкости расплавов и стекол по химическому составу и температуре ликвидуса.

Вязкость стекол и стеклообразующих расплавов зависит как от температуры, так и от состава и строения стекла и расплава. Известно, чго с изменением состава меняется структура стекол и характер связей между отдельными элементами этой структуры При температурах значительно выше ликвидуса (высокотемпературная аррениусовская область), зависимость логарифма вязкости расплава от 1/Т близка к линейной

^ Г|= К/Т + с.

В переходной области вплоть до температуры стеклования Те зависимость о г 1/Г криволинейна и может быть представлена серией прямых, касательных к этой кривой Для описания температурных зависимостей вязкости предложены различные модели Наилучшее совпадение расчетных данных с экспериментальными дает использование нескольких характеристических значений температурных параметров Использование в качестве одною из них температуры стеклования представляется недостаточно удобным в

снят <_ необходимостью его независимого определения. Как известно, во всем диапазоне температур выше темперагуры стеклования основным структурным элементом остаются кремнекислородныс тетраэдры, однако, с ростом температуры расстояние между ними увеличивается, и их расположение становится более хаотическим

В расплавах, содержащих щелочные, щелочноземельные катионы и полимеризованные силикатные анионы, в основе которых лежат кремнекислородные тетраэдры, часгицы расположены хаотически Хотя для расплавов силикатов щелочных металлов среднее число тетраэдров в полимерных комплексах зависит от соотношений Si Me и не зависит от типа катиона, нелинейное изменение вязкости расплава с повышением температуры может свидетельствовать о разукрупнении полимерных комплексов по мере повышения температуры, что согласуется с рентгеноструктурными данными Уменьшение размера частиц может осуществляться только за счет разрыва мостиковых связей Si - О - Si По-видимому, разрыв связей в ленточных структурах требует значительно меньших энергетических затрат, чем в слоистых и, тем более, в пространственном каркасе Лотично предположить, что чем выше их содержание, тем длительнее процесс разукрупнения частиц, гем шире интервал переходной зоны и труднее достижение высокотемпературной аррениусовской области.

Криволинейность некоторых экспериментальных зависимостей lgr| - 1/Т в высокотемпературной области может свидетельствовать о том, что аррениусовская область еще не достигнута, а отклонение экспериментальной зависимости от прямой - следствие процесса разукрупнения частиц В этой связи нам представлялось более удобным использовать в качестве второго температурного параметра температуру ликвидуса, которая может быть определена с высокой степенью точности расчетным путем.

[емпературная зависимость вязкости стекол и стеклообразующих расплавов была представлена в виде уравнения: lgr| = K/T+Др+с, (5)

где с= lgA, К =Е/ 2,303 R; г|- вязкость; Е - энергия активации вязкого течения; А -постоянная, зависящая от природы и состава расплава; R- универсальная газовая постоянная, Т - температура расплава, К, At - разность между температурой ликвидуса и экспериментальной температурой, °С

Для установления зависимости вя)кости расплава от его нормативного минеральною состава многочисленные экспериментальные данные (920 определений) были обработаны по программе корреляционно! о и регрессионного анализа Значимые корреляционные связи между Igq и остальными переменными в пределах многокомпонентной системы альбит NaAISi;Og (Alb) - анортит CaAl2Si208 (An) - силикат натрия Na2Si205 (NS) - волластонит CaSiO j (W) - ферросилит FeSi03 (Fs) - энстатит MgSiOi (F.n) - минералы кремнезема - кварц,

гридимит. кристобалит Si02 (Q) позволили установить зависимость величины логарифма вязкости от температуры и состава:

Igri = -11,115 + 1,805 юУг + 0,044 At2/104 - 0,003 At Q/103 + 0,060 An + 0,045 (1,04 F-n + W) + 0,039 Fs + 0,025 (Q +0,91 Alb) + 0,062 (Q + 0,91 Alb)2/100 - 0.0021, (6),

1де t| - температура ликвидуса. Остальные обозначения приведены выше.

Коэффициент множественной корреляции R = 0,978,1 = 1835,3.

По аналогии, главным образом, на основе полученных при участии автора экспериментальных данных было дано математическое описание зависимости химической стойкости стекол от состава в системах пироксен-полевые шпаты, а также - математическое описание влияния состава силикатного расплава на растворимость в нем апатита

5.2. Математическое описание некоторых свойств металлургических шлаковых расплавов

Металлургические процессы, за редким исключением, протекают с участием жидких фаз металлической, шлаковой (силикатной и силикатно-сульфидной), штейновой, солевой Шлаковый расплав и металлический продукт или штейн образуют две жидкие фазы, отличающиеся по плотности Назначение шлакового расплава различно' ассимиляция вредных примесей, защита металла от газовой фазы, поглощение неметаллических включений, защита от вторичного окисления и др Такие расплавы широко применяются в металлургии - при рафинировании стали синтетическими шлаками, и при электрошлаковом переплаве Состав шлаков в зависимости от их назначения разнообразен Важнейшими шлакообразующими оксидами являются Si02, СаО, А1203, MnO, MgO, FeO, Fe20-, Температура полного плавления шлаков оказывает существенное влияние на многие технологические свойства Возможные колебания в составе сырья могут существенным образом менять эту величину, а для ее стабилизации необходимо осуществлять корректировку состава введением флюсующих добавок Причем, изменения состава сырья могут быть как долговременными, при изменении минерально-сырьевой базы предмрият ия, так и краткосрочными, обусловленными нестабильностью состава каждого из сырьевых компонентов.

При практическом использовании в оперативном управлении технологическим процессом составления металлурт ической шихты традиционные табличные или графические формы представления информации о температурах плавления оказываются недостаточно удобными, поскольку не позволяют точно и оперативно получить сведения о температуре ликвидуса произвольного состава (особенно, для четырех- и более компонентных систем) и затрудняют создание баз данных физико-химических свойств, а также автоматизацию процесса

Критический анализ обширною экспериментального материала, использование приемов, описанных выше, позволили установить закономерности, которые легли в основу программы вычисления величин температуры ликвидуса и логарифма вязкости шлаков по химическому составу. Она позволяет оперативно определять два важнейших технологических параметра - температуру полного плавления и вязкость, что сводит к минимуму дополнительные исследования физико-химических свойств шлаков. Разрабатываемая программа открыта к уточнению по мере накопления экспериментальных данных и расширению за счет включения результатов математической обработки температурных и концентрационных зависимостей других физико-химических свойств

5.3. Вычисление важнейших технологических свойств базалътоидныхрасплавов по их составу и температуре

В большинстве случаев количество потенциально возможных минеральных фаз природных базатьтоидньгх расплавов (или расплавов на основе горнопромышленных отходов) достигает 20 Для построения математической модели в таком многомерном пространстве нет достаточного количества экспериментальных данных Кроме того, погрешности при построении такой модели будут включать в себя ошибки химического анализа и экспериментальною определения температуры ликвидуса, а также - расчета нормативною минерального состава. Пересчет около ста химических составов различных базальтоидных пород на нормативный минеральный состав показал, что суммарное содержание трех главных минералов составляет от 66 до 87,6 мас.% (в среднем 80,4 мае %, среднеквадратичное отклонение 5,35 мас%).

Учитывая сказанное, мы предположили, что температуру полного плавления (температуру ликвидуса) можно с достаточной точностью рассчитать по тройной диаграмме трех главных компонентов, учтя влияние остальных минералов с помощью поправок

Для базальтоидных расплавов была составлена программа, позволяющая определять температуру полною плавления шихты и вязкость расплава при заданной температуре Программа включает в себя несколько блоков расчет нормативного минерального состава; сортировка минералов по их роли в нормативном составе; выбор значимых компонентов; выбор трех гтавных компонентов, выбор системы для вычисления температуры полного н ывления, расчет поправок, вычисление температуры полного плавления с учетом всех компонентов, вычисление величины вязкости расплава

Первый этап заключался в расчете нормативного минерального состава по известному химическому составу

Выбор трех главных компонентов в большинстве случаев прост- для вычисления температуры полного плавления используются компоненты, которые в отсортированной выборке занимают три первые строчки. Однако в некоторых случаях, например, когда третью или даже вторую позицию занимают кварц и магнетит, содержание альбита принималось равным сумме нормативного альбита и ортоклаза, для сокращения числа используемых для расчетов трехкомпонентных систем, поскольку альбит и ортоклаз оказывают близкое влияние, как на величину температуры полного плавления, так и на вязкость расплава.

Выбор системы и вычисление температуры полного плавления. Но трем главным компонентам выбирается система, по которой должен производиться расчет температуры полного плавления Учитывая возможные вариации минерального состава базальтоидов, для этой цели ранее были разработаны математические модели поверхности ликвидуса л ш ряда трех- и четырехкомпонентных систем

Расчет поправок и вычисление температуры полного плавления с учетом всех компонентов. Расчет поправок осуществляется для всех компонентов, содержания которых превышают 1 мае %, кроме трех первых Вычисленные поправки последовательно суммируются и прибавляются к ранее вычисленной расчетной |емпературе полного плавления

Вычисление величины вязкости расплава при заданной температуре. При

вычислении вязкости при заданной температуре использовались приведенные выше взаимосвязи этою параметра с минеральным составом и температурой

Все коэффициенты уравнения регрессии значимы на 0,99 уровне значимости

Полученные данные показывают, что предложенная зависимость адекватно описывает взаимосвязь ло! арифма вязкости расплава от температуры и состава

I ЛАВА 6. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРПЕШИНСОДЕРЖАЩИХ ГОРНОПРОМЫШЛ1ЛШЫХ ОТХОДОВ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

6.1. Эколого-жономические проблемы утилизации отходов горнопромышленного комплекса

Как указывалось выше, горнопромышленный комплекс создае! серьезные проблемы, воздействуя на окружающие экосистемы В Мурманской области функционируют крупные предприятия горномс1аллургического комплекса, отходы которых оказывают негативное влияние на окружающую среду Ежегодно образуется более ста миллионов тонн отходов горнодобывающей промышленности (хвосты обогащения, вскрышные и проходческие

породы, металлургические шлаки) и только около 15% используется в производстве, остальные хоронятся в отвалах и хвостохранилищах

Каждый из процессов горной технологии в той или иной степени является причиной и источником техногенной нагрузки, время, периодичность, степень и зена воздействия которой изменяются в широких пределах По уровню последствий влияния горнодобывающей промышленности непосредственно на живую природу, и в том числе на человека, на первое место следует поставить воздействие на поверхностные и подземные воды, за ним - воздействие на атмосферу Такой подход принят и в западных странах

Значительную долю в загрязнение водоемов области вносят предприятия цветной металлургии РАО «Норильский никель», комбинат «Североникель» и комбинат «Печеш аникель» ОАО «Кольская ГМК» На ГОКе «Североникель» все сточные воды перед сбросом подвергаются очистке, в то время как на комбинате «Печенганикель» этого же акционерного общества без очистки сбрасывается 7,18 млн. м3, что составило 26,8 % от общею объема сточных вод, а недостаточно-очищенных 19,59 млн. мЗ. Объем сброса сточных вод на комбинате «Печенганикель» в 2000 г составил 26,77 млн мЗ

Таблица 2

Динамика изменения сброса загрязняющих веществ в поверхностные водоемы (млн.мЗ)

Год 1999 2000 2001 2002

Предприятие

Печенганикель 24,23 12,63 15,52 26,77

Североникель 18,51 16,97 15,18 18,34

Основные загрязнители - сульфаты, хлориды, органические вещества, взвешенные вещества, никель.

В таблице 2 приведена динамика изменений сброса загрязняющих веществ в поверхностные водоемы предприятиями РАО «Норильский никель»

Сбросы загрязняющих веществ с полей хвостохранилищ большинства предприятий обусловлены неполным водооборотом в системе обогатительная фабрика хвост охран илище.

ОАО «Ковдорский I ОК» осуществляет сброс шахтных, коллекторно-дренажных и др производственных сточных вод в бассейн р. Ковдора В 2002 году комбинатом сброшено 64,96 млн мЗ сточных вод, причем на комбинате действует четыре очистных сооружения, общей проектной мощностью 46,6 млн мЗ, из которых лишь одни -биоло! ические очистные сооружения г. Ковдор - обеспечивают очистку сточных вод до нормативных показателей В связи с увеличением объема сточных вод. произошло увеличение сбросов в природные водоемы взвешенных веществ на 105,9 т, ор!анических веществ (по БПК полн.) на 100.4 г, сульфатов на 1484,5 г, азота нитратного на 10,29 т,

азота аммонийного на 4,0 т, нефтепродуктов на 10,9 т, при одновременном уменьшении хлоридов на 52,5 т

Динамика изменения выбросов сточных вод и соотношение объемов сбросов разной степени очистки приведены в таблице 3

Как видно из таблицы, растет объем и процентное содержание неочищенных стоков

Таблица 3

Динамика изменения выбросов сточных вод ОАО «Ковдорский ГОК»

Год 2000 2001 2002

Вид стоков млн. м3 % от объема млн.м3 % от объема млн. м3 % от объема

загрязненных недостаточно- очищенных 49,3 83% 49,63 83% 53,37 82%

нормативно-чистых, не требующих очистки 5,3 9% 5,61 9% 3,3 5%

нормативно-очищенных 4,6 8% 4,35 7% 4, 94 8%

загрязненных, сбрасываемых без очистки 0% 0% 3,35 5%

Итого 59,2 100% 59,59 100% 64,96 100%

В >абчипе 4 приведены данные по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу

Наибольшее количество специфических веществ выбрасывается предприятиями цветной металлургии.

Таблица 4

Динамика изменения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями цветной металлургии (тыс. т/год)

Загрязняющее вещество 2000 2001 200^:

Чикель 1,6274 1,45663 1,570508

Кобальт 0,04605 0,042693 0,045533

Медь 1,062395 1,049446 1,079051

Фториды плохорастворимые 0,837597 0,836682 0,835478

Формальдегид 0,023722 0,020863 0,004376 0,686413

Фтористый водород 0,686841 0,686062

6.2. Экологическое обоснование возможности использования отходов горнопромышленного комплекса в производстве строительных материалов

Необходимость утилизации горнопромышленных огходов обусловлена как неблагоприятным воздействием отходов на окружающую среду, так и нехваткой многих видов минерального сырья Использование вторичного сырья в таких материалоемких отраслях, как промышленное, гражданское и дорожное строительство и производство строительных материалов по!воляет существенно сократить объем специальных разработок

месторождений нерудного сырья, что также способствует заметному снижению нагрузки на окружающую среду.

Работы, ведущиеся в этом направлении, показали, что вторичное сырье может использовагься в производстве облицовочных и других материалов из природного камня, тяжелых и легких заполнителей бетонов, компонентов комплексных вяжущих, керамики, огнеупоров, стекла, теплоизоляционных и других строительных материалов Вовлечение в переработку шлаков позвотяет предотвратить попадание в окружающую среду никеля и других тяжелых металлов, предотвращая загрязнение поверхностных и подземных вод

Утилизация шлаковых расплавов предотвращает «тепчовое загрязнение» окружающей среды, а также позволяет сократить расход топлива на производство минерального волокна, что эквивалентно снижению выброса в атмосферу парниковых газов - углекистоты и опасных для окружающей среды угарного газа, диоксида серы Еще больший экологический эффект достигается при вовлечении в переработку серпентиновых хвостов.

Важным обстоятельством является и то, что вовлечение в переработку тонкодисперсных отходов горнопромышленного комплекса снижает поступление в атмосферу пыли, в частности, содержащей тяжелые металлы, кремнезем, и другие вредные для природы и человека компоненты, в том числе канцерогенные

6.3. Эколого-экономическое сопоставление эффективности применения серпентиновых горнопромышленных отходов в производстве строительной керамики с традиционным керамическим сырьем

Поскольку наиболее востребованным видом строительных материалов являются керамические, такие как, например, плитка для наружной и внутренней облицовки, для полов и тротуаров, санитарно-технические изделия и трубы, эффективность вовлечения в переработку техногенного сырья, была рассмотрена на примере использования серпентинсо держащих отходов для производство различных видов керамических строительных материалов

Таблица 5

Эколого-зкономическая оценка организации производства керамических

строительных материалов из серпентинсодержащих отходов

Видь- экономии Сумма, рублей на тонну

Экономия на стоимости сырья 160

Снижение платы за размещение отходов 424.8

Снижение платы за загрязнение воздушного бассейна 8.41

Снижение платы за загрязнение воды 210.28

Итого 803.49

Экономически целесообразная переработка серпентиновых продуктов в керамические строительные материалы может быть обеспечена при разработке техногенных месторождений с извлечением основных полезных компонентов. Экономический эффект достигается за счет стоимости сырья, снижения шшы за размещение отходов, за загрязнение воздушного бассейна пылью и [яжелыми металлами, за загрязнение природных вод солями тяжелых металлов и сульфатами, снижения потребности в первичном сырье, уменьшения отчуждения территорий и предотвращения экологического ущерба вследствие уменьшения специальных горных работ по добыче нерудного сырья Данные расчетов приведены в таблице 5

ВЫВОДЫ

1. В результате проведенного мониторинга горнопромышленных отходов, включающего ряд химических и физико-химических анализов, с последующей статистической обработкой, показана неоднородность отходов, обусловленная процессами образования пород; условиями переработки сырья и проведена классификация отходов, позволяющая прогнозировать направление их использования.

2. Путем анализа свойств получаемого продукта на примере минерального волокна, обусловленного классом используемого отхода, выявлены направления корректировки составов шлаков с использованием в качестве корректирующих добавок мелилитсодержащх вскрышных пород, рудовмещающих карбона! и юв или стеклобоя и произведена оценка эффективности их использования.

3. Разработан алгоритм оптимизации составов сырья для получения высококачественного волокна, по1воляющий рассчитать оптимальные расходные коэффициенты корректирующих добавок и нормативный минеральный состав шлакового расплава Программа для ПЭВМ на этой базе позволяет оперативно определять технологические параметры процесса переработки техно! енного сырья в силикатные материалы, а также осуществляв оценку эколого-экономической эффективности применения различных типов горнопромышленных отходов

4. С целью разработки 1ехнологий, обеспечивающих минимизацию нафузки на окружающую среду путем использования горнопромышленных отходов, имеющих непостоянный минеральный и химический состав, и оперативного управления технологическими параметрами проаналшированы взаимосвязи между гемнерагурой ликвидуса и нормативным минеральным составом базальтоидных расплавов Дано математическое описание поверхностей ликвидуса в этих системах, описаны зависимости логарифма вязкости базальтоидных расплавов от состава и температуры.

Разработана программа вычисления температуры ликвидуса и логарифма вязкости гаких расплавов по их химическому составу

5. На основании разработанной программы вычисления температуры ликвидуса и Л01арифма вязкости расплавов по их химическому составу выявлена возможность определения важнейших технологических параметров для получения высокосортного минерального волокна и других стеклокристаллических материалов и организации оперативного управления процессами варки, осветления и выработки расплавов и отжига готовых изделий Это позволяет снизить процент выхода брака в готовой продукции, тем самым наряду с использованием имеющихся отходов избежать появления новых Способ получения минерального волокна защищен патентом РФ.

6. Разработанный подход к переработке отходов разнообразного химического и минералогического состава и программа, рассчитанная на введение новых грех компонентных систем, могут быть использованы для определения технологических параметров при получения керамики, глушенного стекла с заданной химической стойкостью, чго подтверждено на примере приготовления стекла. Ряд составов стекол защищен патентом РФ.

7. Разработанная последовательность операций на базе проведенных исследований дает возможность изменить экологическую ситуацию путем использования в качестве сырья горнопромышленных отходов, а также оптимизировать геоэкологические, химические и металлургические технологии при использовании техногенных отходов. 1аким образом, в работе предложен новый подход к проблеме переработки горнопромышленных отходов и других видов техногенного сырья

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В

РАБОТАХ:

1. Калинников, ВТ Математическое описание некоторых свойств расплавов базальтового состава / В.Т Калинников, В.Н. Макаров, О.В. Суворова, И В Макарова; КНЦ РАН - Апатиты - 1998. - 105 с.

2. Калинников, В Т Математическое описание некоторых свойств металлургических шлаков. / В.Т Калинников, И В Макарова, Д.В Макаров, КНЦ РАН - Апагиты - 2000. -139 с.

3. Макарова, ИВ Экологические проблемы разработки технологий утилизации серпенгинсодержаших пород/ И В. Макарова, Ь.В Макаров // Инженерная экология - 1998. - №2. - С 48-55.

1юс. НАЦИОНАЛЬНАЯ , мммтекл { СЯспрврг I

33 ' ММ« |

I I

4 г Макаров, В Н Влияние неоднородности состава медно-никелевых шлаковых расплавов на качество минерального волокна / В.Н Макаров, О.В.Суворова, И В Макарова // Цветная металлургия - 2000. - №2-3. - С 17-20.

5. Захарченко, А.Н Некоторые вопросы программирования расчетов технологических параметров получения шлаковолокна / АН. Захарченко, В Н Макаров, И В Макарова [и др.] // Цветная металлургия, 2002.- № 3. - С 22-24.

6. Калинников. В.Т Использование шлаков цветной металлургии в производстве стекол, стеклокристаллических материалов и минерального волокна / И.В Макарова [и др ] //Металлургия цветных и редких ме1аллов. М . Наука, 2002.- С 68-71.

7. Макарова, ИВ Проблемы переработки горнопромышленных отходов и пути их решения / И В Макарова, С В Фридланд // Правовые и инженерные вопросы промышленной безопасности, охраны труда и экологии Сборник научных стагей /КГГУ -Казань, - 2004. - С. 178-188

8. Макарова, И.В. Экологические и экономические предпосылки утилизации серпентинсодержащих отходов в строительные материалы /ИВ Макарова, Е В Макаров, С В Фридланд // Правовые и инженерные вопросы промышленной безопасности, охраны труда и экологии. Сборник научных статей./КГТУ - Казань. - 2004. - С 188-201

9. Макарова, И.В. Математическое описание температуры кристаллизации и вялости хромистых шлаков /ИВ Макарова, В Н. Макаров, Д В Макаров // Информационные технологии в региональном развитии / КНЦ РАИ - Апатиты. - 1999. - С.53-54.

10 Макаров, В Н. Математическое описание растворимости апатита в расплавах стекол состава альбит-диопсид, ортоклаз диопсид, кварц-диопсид. кварц-альбит-диопсид, кварц-ортоклаз-диопсид / В Н Макаров, О В Суворова, И В Макарова II Информационные технологии в рет иональном развитии. / КНЦ РАН - Апатиты - 1999. - С.55-56.

П.Макаров, ВН Декоративные и технические стекла и стеклокрисгаллические материалы из попутных продуктов ОАО «Апатит» / ВН Макаров, ЭП Локшин, ИВ. Макарова [и др ] // Комплексная переработка Хибинских апати го-нефелиновых рут / КНЦ РАН-Апатиты - 1999. - С 136-141.

12. Макаров, В Н Взаимосвязь состава, температуры тиквидуса и вязкости в системе NaAlSiA - Na,S¡A - Si02 / ВН Макаров, О В Суворова. ИВ. Макарова // Промышленность стройматериалов и сгройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений / Белгород -1997. -43 - С 49-53.

13. Суворова, О В Растворимость апатита и некоторые свойства силикатных раептавов в системах альбит-диопсид, анортит-диопсид / О В Суворова. И В Скиба, И В. Макарова [и др ] #<|Х«мш1,>,1»*шл0Гия#*вЬйства строительных материалов / КНЦ РАН - Апатиты -1999.1 С I

Y* вас со > 34

14. Макаров, ВН Взаимосвязь состава, температуры ликвидуса и вязкости в системе ЫаА181308 - №2$1г05 - 5Ю2 / В Н Макаров, О.В Суворова, И.В. Макарова // Химия, технология и свойства строительных материалов Апатиты, КНЦ РАН, 1999. С.5-11.

15. Суворова, О.В Математическое описание влияния состава силикатного расплава на растворимость в нем апатита / О В Суворова, И В.Макарова //Технология и свойства силикатных материалов из сырья Кольского полуострова. /КНЦ РАН - Апатиты - 2000. -С 118-127

16. Макаров, В Н Математическое описание зависимости химической стойкости стекол от состава в системах диопсид - полевые шпаты / В.Н Макаров, О В. Суворова, И.В. Макарова // Технология и свойства силикатных материалов из сырья Кольского полуострова. / КНЦ РАН - Апатиты - 2000. - С.127-132.

17. Макаров, В Н Получение высококачественного минерального волокна на основе шлаков медно-никелевого производства / В.Н. Макаров, О В Суворова, И В. Макарова [и др ] // Современные проблемы строительного материаловедения / Шестые академические чтения РААСН - ИГАСА - Иваново - 2000. - С 314-319.

18. Макаров, ВН. Неоднородность вскрышных пород в связи с возможностями их утилизации (на примере карбонатитов Ковдорского месторождения комплексных руд) / В Н Макаров, И В Макарова, В В Тюкавкина // Строительные и технические материалы из природного и техногенного сырья Кольского полуострова. / КНЦ РАН - Апатиты. - 2001.- С 5-14.

19. Макаров. В.Н Совершенствование технологии минерального волокна на основе шлаков цветной металлургии / В Н Макаров. И В Макарова [и др ] // Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных химико-технологических процессов и оборудования'Сб трудов V междунар конф / Иваново - 2001. - С 313-314.

20. Макаров, В Н Анализ причин снижения качества минерального волокна на основе шлаков медно-никелевого производства / В.Н Макаров, О В Суворова, И В Макарова [и др ] // Строительные и технические материалы из природного и техногенного сырья Кольского полуострова / КНЦ РАН - Апатиты. - 2001.- С 103-114.

21. Макаров, В.Н. Пироксениты вскрыши Ковдорского месторождения комплексных руд как сырье для производства минерального волокна / В.Н. Макаров, О В Суворова, И.В Макарова // Строительные и технические материалы из природного и техногенного сырья Кольскою полуострова / КНЦ РАН - Апатиты - 2001.-С.14-22

22. Макаров, В Н Горнопромышленные отходы как сырье для производства стекол / В И Макаров, И В Макарова, О В Суворова// Материалы и технологии XXI века. Сборник материалов / Пенза - 2001. - Ч 3 - С 93-95.

23. Макарова, И В Использование информационных технологий в управлении процессом переработки горнопромышленных отходов // Труды конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе» / Украина, Крым, Ялта-Гурзуф - 2002. - С.92-93

24. Захарченко, А Н Снижение отрицательного влияния неоднородности состава горнопромышленных отходов Кольского полуострова при их утилизации /АН Захарченко, ВН Макаров, И В Макарова [и др ]//Экология северных территорий России Проблемы, прогноз онуации, пу!и развития, решения / ИЭПС УрО РАН - Архангельск - 2002. - С 152156.

25. Фридланд, С.В Автоматизация расчета технологических параметров при переработке горнопромышленных отходов в стекло и керамику / СВ. Фридланд, И В Макарова // Материалы XVII Международной научной конференции ММТТ (Математические методы в [ехнике и технологиях) / Кострома - 2004. - С.25-26

26. Макаров, В.11 Математическое моделирование температуры ликвидуса и вязкости расплавов в системе СаА1281208 - Са5Ю3 - 5Юг / В.II Макаров, О В Суворова, ИВ Макарова // Механика машиностроения- Тезисы докладов / Набережные Челны - 1997,-С.115.

27. Макаров, В Н Математическое моделирование температуры ликвидуса и вязкости расплавов в системе КаАК^Оа - №281205 -Ь|02 / В Н. Макаров, О.В Суворова, И.В Макарова // 8-я научно-техническая конференция МГТУ / Мурманск - 1997. -С 80

28. Макаров, ВН Декора! ивные стекла из вюричного сырья / В II Макаров, О В Суворова, И.В Макарова // Состояние и развитие производства химических продуто в 16 Менделеевский съезд по общей и прикладной химии Тезисы докл / М - 1998.-С 116

29. Макаров, В Н Новые декоративные и матовые стекла из вторичного сырья / В Н Макаров, О В. Суворова, И В Макарова [и др ] // V Международная конференция «Наукоемкие химические технологии» / ЯрГТУ - Ярославль - 1998. - С.232.

30. Макарова, ИВ. Математическое описание поверхности ликвидуса и зависимости вязкости от [емпературы и состава доменных шлаков / Макарова, В Н Макаров, Д В Макаров // Компьютерное моделирование расплавов и стекол. / Кург ГУ - Курган - 1998. -С.37-39.

31. Макаров, Е В. Классификация серпентинов и серпентинсодержащих пород в связи с проблемой их утилизации /ЕВ Макаров. И В Макарова // Высокотемпературная химия силикатов и оксидов./ СПб. - 1998. - С. 249

32. Макарова, И В Стабилизация свойств серпентиновых отходов классификацией по крупности / И В Макарова, Е В. Макаров // Труды VI Междунар конф «1 еория и практика

процессов измельчения, смешения, разделения и уплотнения» / ОГМА - Одесса. - 1998. -С.89-93.

33. Макарова, И В Математическое обеспечение АСУ технологическими параметрами процесса получения минерального волокна из шлаков цветной металлургии / ИВ. Макарова, О В. Суворова, Д.В. Макаров // Моделирование в условиях неопределенности: Тезисы докладов / УГТУ - Уфа - 2000. - Т 2 - С 55.

34. Макарова, И В Степень неоднородности медно-никелевых шлаковых расплавов как сырья для получения минерального волокна и стекол / ИВ Макарова, OB. Суворова // Международная на> чно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленною произволе!на» Тезисы докл / КамПИ - Набережные Челны - 2000. - С.152-153.

35. Макарова, И В. Исследование плавкости в системе эгирин - энстагит -геденбергит / ИВ Макарова, Д.В Макаров // Международная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленного производства». Тезисы докладов/ КамПИ - Набережные Челны - 2000. - С.154

36. Макарова, И В Алгоритм корректировки состава шлаковых расплавов медно-никелевого производства при переработке их в минеральное волокно и стекло // Международная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленного производства» Тезисы докладов / КамПИ - Набережные Челны - 2000. -С 154-155.

37. Макарова. И В Неоднородность горнопромышленных отходов как главная особсннос/ь вторичного сырья // Международная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленного производства». Тезисы докладов / КамПИ - Набережные Челны - 2000. - С 156-157.

38. Макаров, ВН Декоративные стекла из тсхно|енного сырья / ВН Макаров, OB. Суворова, И В Макарова [и др ] // Строительные и отделочные материалы Стандарты XXI века Гезисы докладов VI международного семинара АТАМ / ИНХ СО РАН - Новосибирск -2001,-С 34.

39. Makarov, V. N Dekorative glasses from technogenic raw materials / V N Makarov, О V.Suvorova, 1 V Makarova [et alj //Building and finishing materials: standart of XXI century -Novosibirsk. IlCh SB RAS, 2001.- P. 136.

40. Макаров, В H Вычисление важнейших свойств расплава при получении минерального волокна из базальтоидных горнопромышленных отходов / В Н Макаров, О В Суворова, И.В Макарова //Тезисы докладов конференции «Наука и практика Диалоги нового века»/КамЛИ - Набережные Челны - 2003. - С 156-157

41. Макаров, ВН Математическая оценка степени неоднородности медно-никелевых шлаковых расплавов при получении минерального волокна./ В Н Макаров, И В Макарова, О.В. Суворова; ИХТРЭМС КНЦ РАН - Апатиты, 2000 - 19 с - Деп в ВИНИТИ 04.02 00, №277-В00.

42. Макаров, Д В Исследование фазообразования в пироксен - кварцевых и пироксен -полевошпатовых системах с оксидом хрома и синтез стекол с авантюриновым эффектом / Д.В Макаров, О В Суворова, И.В Макарова [и др] // ИХ1РЭМС КНЦ РАН - Апатиты, 2002.-25с.-Деп. в ВИНИТИ 11.03.02. №432-В 2002.

43. Макаров, Д В Диаграммы состояния некоторых пироксен - полевошпатовых систем с высоким содержанием оксидов железа. / Д В Макаров, О В Су ворова, И В. Макарова [и др ] // ИХ1РГ)МС КНЦ РАН. - Апатиты, 2002 - 25с - Деп в ВИНИТИ 11 03 02 № 433-В 2002.

44. Макаров, ДВ Управление качеством сырья и шхнологическими параметрами процесса при получении стекломатериалов из базальтоидных горнопромышленных огкодов./ДВ Макаров, О В Суворова, И В Макарова [и др ]//ИХ IРЭМС КНЦ РАН -Апатиты, 2002 -23с - Деп в ВИНИТИ 27.04.02. №774-В 2002.

45. Калинников, В.Т Математическое описание зависимости вязкости от состава и температуры сульфидсодержашего базальтоидного расплава / В.1 Калинников, ВН Макаров, И В Макарова [и др.] // Доклады РАН - 1998,- Т.362,- №3 - С. 357-358.

46. Макаров. В II Расчет вязкости расплавов в системе Na20 - СаО - Si02 / ВН Макаров, О В Суворова, ИВ Макарова // Физика и химия стекла - 1998.- №6- Т 24 -С.767-773.

47. Makarov.V N. Calculation of the Victory of Melts in the Na20-Ca0-Si02 System from Chemical Composition and Liquidus Temperature /VN Makarov, О V Suvorova, I V Makarova // Glass physics and Chemistry. V.24, N.6,1998, pp. 546-551

48. Макаров, ВН. Декоративные стекла из вторичного сырья / В II Макаров, В И Скиба, И В Макарова [и др ] // Стекло и керамика - 1998.- № 8,- С.22-24.

49. Макарова, И В Классификация серпеншнов в связи с проблемой их у1илшации / ИВ Макарова, Е.В Макаров//Химия в интересах устойчивою развития - 1998. - №6 - С 439-445.

50. Макарова, И В К вопросу о расчете вязкости некоторых металлургических шлаков / И В Макарова, В.Н. Макаров, Д.В. Макаров // Металлы. -1999. - №5 - С 23-26.

51. Макарова, ИВ. Математическое оттисание поверхности ликвидуса некоторых металлургических шлаков / И.В. Макарова, В.Н Макаров, Д В Макаров // Изв ВУЗов -Черная металлургия - 2000. - №3. - С 10-13.

52. Макаров, В Н, Совершенствование технологии минерального волокна на основе шлаков цветной металлургии / В.Н Макаров, О В. Суворова, АН. Захарченко, ИВ. Макарова//Строительные материалы -2001,-№9,-С. 1-2.

53. Макаров, В Н. Программирование и автоматизация расчета технологических параметров получения силикатных материалов / В Н Макаров, И.В. Макарова [и др.] // Стекло и керамика - 2002.- № 3,- С.6-9.

54. Макаров, В Н Растворимость апатита в алюмосшшкатных расплавах систем альбит-диопсид, анортит-диопсид и ортоклаз-диопсид / В Н Макаров. О В Суворова, И.В. Макарова [и др.] // Физика и химия стекла - 2002. - Т.28. - №3. - С.255-264

55. Makarov,V.N. Solubility of Apatite in Aluminosilicate Melts of the Albite-Diopside, Anorthite-Diopside, and Orthoclase-Diopside Systems /V.N.Makarov, O.V.Suvorova, I.V.Makarova [ et al] // Glass Physics and Chemistry, Vol 28, №3, 2003, ppl77-183

56. Макаров, В H Исследование влияния состава на химическую устойчивость стекол на основе базальтоидных расплавов / В Н Макаров, О В Суворова, И.В. Макарова // Физика и химия стекла - 2003. - Т 29. - №2 - С.257-263

57. Makarov, V.N. The Influence of Composition on the Chemical Durability of Glasses Based on Basaltoid Melts / V.N.Makarov, O.V.Suvorova and I.V.Makarova // Glass Physics and Chemistry, Vol.29, №¡2, 2003, ppl 79-183

58. Пат 2151751 РФ С 03 С 10/06, 3/087 Декоративное стекло. / Макаров В.Н., Суворова О В , Макаров Д В , Скиба В И, Макарова И В , заявитель и патентообладатель Институт химии и технологии редких эл-тов и мин сырья КНЦ РАН № 99101981. заявл. 27 01 1999, опубл 27.06 2000, Бюл. №18 - 10 с ил

59. Пат 2183205 РФ С 03 С 13/06, С 03 В 37/01 Способ получения минерального волокна на основе высокожелезистых шлаков переработки медно-никелевых руд. / Калинников В Г, Макаров BI1, С_\ворова О В , Макарова И В , Захарченко А И, заявитель и патентообладатель Институт химии и технологи редких эл-гов и мин сырья КНЦ РАН № 2000116028, заявл 19 06 2000, опубл 10 06 2002, бюл. № 18 - 16 с.: ил.

И.В Макарова

»"9477

РНБ Русский фонд

2006-4 11065

ЛР№ 020342 от 7.02.97 г. ЛР№ 0137 от 2.10.98 г. Подписано в печать 6.05.05. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч.-издл. 2,5 Усл.-печл. 2,5 Тираж 100 экз.

Заказ 184--0<^ Издательско-полиграфический центр Камского государственного политехнического института

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект М ира, 13

Содержание диссертации, доктора технических наук, Макарова, Ирина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРАНЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ (литературный обзор).

1.1. Горнопромышленные отходы как техногенные месторождения.

1.2. Возможности снижения антропогенной нагрузки на биосферу путем использования горнопромышленных отходов в производстве стекла и керамики

1.3. Снижение количества отходов при использовании шлаков черной и цветной металлургии в производстве строительных и технических материалов .■.

1.4. Оперативное управление технологическими процессами переработки вторичного сырья с помощью математических методов и информационных технологий.

1.5. Эколого-экономические проблемы, создаваемые предприятиями горнопромышленного комплекса.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Материалы и методы исследований.

2.2. Обработка результатов.

ГЛАВА 3. МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ

ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ВЕЩЕСТВА, СКЛАДИРУЕМОГО В ОТВАЛАХ И ХВОСТОХРАНИЛИЩАХ.

3.1. Мониторинг экологического состояния Баренц региона.

3.2. Анализ состояния и перспектив образования отходов горно -металлургического производства.

3.2.1. Анализ горнопромышленных отходов по категориям.

3.2.2. Анализ состояния объектов размещения отходов.

3.3. Неоднородность горнопромышленных отходов и ее влияние на возможность использования.

3.3.1. Природная неоднородность.

3.3.2. Техногенная неоднородность.

3.4. Прогнозирование состояния окружающей среды с учетом возможного использования отходов горнопромышленного комплекса.

ГЛАВА 4. СНИЖЕНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА БИОСФЕРУ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛАКОВ МЕ ДНО-НИКЕ Л ЕВ ОГО ПРОИЗВОДСТВА.

4.1. Использование мелилитсодержащих вскрышных пород для корректировки состава шлаков.

4.1.1. Расчет оптимального количества вводимой корректирующей добавки.

4.1.2. Алгоритм и программа определения оптимального расхода корректирующих добавок и вычисления нормативного минерального состава откорректированного шлакового расплава.

4.1.3. Примеры корректировки шлакового расплава различными типами мелилитсодержащих пород.

4.2. Корректировка состава шлаковых расплавов рудовмещающими карбонатитами.

4.3. Использование стеклобоя в качестве корректирующей добавки.

4.4. Сопоставление эффективности корректировки шлакового расплава мелилититом, карбонатитом и стеклобоем.

4.4.1. Сопоставление расходов различных видов корректирующих добавок.

4.4.2. Сопоставление относительных энергетических затрат на усвоение твердой фазы шлаковым расплавом.

4.4.3. Сопоставление технологичности шлаковых расплавов откорректированных различными видами добавок.

4.4.4. Сопоставление сырья по доступности и экологическому воздействию.

4.4.5. Сопоставление различных видов корректирующих добавок по стоимости.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ВАЖНЕЙШИХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ с ИХ ХИМИЧЕСКИМ И МИНЕРАЛЬНЫМ СОСТАВОМ.

5.1. Математическое описание некоторых свойств расплавов базальтового состава и стекол на'их основе.

5.1.1. Математическое описание зависимости температуры ликвидуса от состава базальтоидного расплава.

5.1.2. Расчет вязкости расплавов и стекол по химическому составу и температуре ликвидуса.

5.1.3. Зависимость химической стойкости стекол от их состава.

5.2. Математическое описание некоторых свойств металлургических шлаковых расплавов.

5.2.1. Математическое описание зависимости температуры ликвидуса от состава шлаковых расплавов.

5.2.2. Расчет вязкости расплавов и стекол по химическому составу и температуре ликвидуса.

5.2.3. Математическое описание политерм логарифма вязкости шлаков медно-никелевой промышленности.

5.2.4. Математическое описание поверхности ликвидуса и вязкости шлаковых расплавов.

5.3. Вычисление важнейших технологических свойств базальтоидных расплавов по их составу и температуре.

5.3.1. Математическое описание поверхности ликвидуса и вязкости расплавов базальтового состава.

ГЛАВА 6. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРПЕНТИНСО ДЕРЖАЩИХ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

6.1. Эколого-экономические проблемы использования отходов горнопромышленного комплекса.

6.1.1. Особенности Баренц-региона с точки зрения эколого-экономической оценки загрязнений окружающей среды.

6.1.2. Воздействие на подземные и поверхностные воды.

6.1.3. Воздействие на атмосферный воздух.

6.1.4. Воздействие на недра.

6.1.5 Пути повышения эффективности использования земель в горнодобывающей и металлургической промышленности.

6.2. Экологическое обоснование возможности использования отходов горно-промышленного комплекса в производстве строительных материалов

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов"

Актуальность работы

Разрабатываемая в настоящее время концепция устойчивого развития техносферы предусматривает, в частности, утилизацию горнопромышленных отходов. Необходимость этого обусловлена как неблагоприятным воздействием отходов на окружающую природную среду, так и нехваткой многих видов минерального сырья. Необходимость разработки технологических решений, обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия на окружающие экосистемы, обусловлена тем, что интенсивное развитие горнопромышленного комплекса привело к целому ряду неблагоприятных факторов, нарушающих экологическое равновесие. Так, увеличивающиеся площади хранилищ отходов выводят из хозяйственного оборота значительные площади земли. Во-вторых, горнопромышленные отходы являются источником загрязнения воздушного бассейна пылью. В-третьих, данный вид отходов, как правило, содержит значительные остатки флотореагентов, цветных металлов, железа, сульфатов, фтора и ряд других вредных для окружающей среды и здоровья человека компонентов, поступающих с течением времени в подземные и поверхностные воды.

Использование вторичного сырья в таких материалоемких отраслях, как промышленное, гражданское и дорожное строительство и производство строительных материалов позволяет заметно снизить нагрузку на окружающую среду, путем утилизации отходов из существующих хранилищ, а также существенно сократить объем специальных разработок месторождений нерудного сырья, что, как следствие, позволяет1 избежать появления новых хранилищ отходов горнопромышленного комплекса.

Однако, несмотря на очевидные преимущества, объем используемых горнопромышленных отходов в настоящее время составляет небольшой процент от общего объема извлекаемой из недр горной массы. Одной из главных причин, сдерживающих их утилизацию, является непостоянство состава и свойств этого вида вторичного сырья, что не позволяет при заданных технологических параметрах процесса обеспечить стабильно высокое качество готовой продукции.

Цель работы

На основе статистического анализа степени неоднородности состава и свойств горнопромышленных отходов разработать физико-химическое обоснование возможности сокращения антропогенной нагрузки на окружающую среду путем переработки горнопромышленных отходов в строительные и технические материалы.

Разработать приемами математического моделирования алгоритм и программу, обеспечивающие управление технологическими параметрами процесса для снижения нагрузки на окружающую среду и обеспечения получения конечной продукции высокого качества из вторичного сырья, что позволит увеличить объемы вовлекаемых в переработку горнопромышленных отходов.

Задача исследований: Обосновать и разработать возможности снижения нагрузки на биосферу, вовлечением в переработку вторичного сырья, для чего:

1. На основании мониторинга вскрышных пород, хвостов обогащения, шлаков Баренц региона оценить степень неоднородности различных видов горнопромышленных отходов и ее влияние на возможности использования в качестве сырья для получения строительных и технических материалов.

2. Определить границы возможности использования различных видов вторичного сырья в качестве корректирующей добавки для стабилизации свойств жидких шлаков цветной металлургии при производстве минерального волокна с целью снижения нагрузки на окружающую природную среду путем уменьшения процента брака в готовой продукции.

3. Разработать программу оптимизации расхода корректирующих добавок при непостоянстве состава, как шлаковых расплавов, так и корректирующих добавок, способствующую вовлечению в переработку горнопромышленных отходов с целью их использования в качестве техногенного сырья и снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду в местах расположения предприятий горнопромышленного комплекса.

4. На основании зависимостей технологических параметров разнообразных составов, определяющих свойства составов и стекол с целью их оптимизации разработать математическое описание, позволяющее оперативно управлять технологическими параметрами производства, что приводит к снижению количества отходов.

5. Разработать программу вычисления важнейших технологических свойств расплавов и стекол по их химическому составу и температуре с целью оптимизации технологических параметров процесса производства стекла и обеспечения возможностей использования в качестве техногенного сырья отходов горнопромышленного комплекса и создания условий для рекультивации освобождающихся площадей.

6. Оптимизировать технологические параметры и обеспечить управление технологическим процессом на основании полученных зависимостей, что позволит снизить процент брака в готовой продукции и тем самым предотвратить загрязнение окружающей среды отходами производства.

Методы исследований

При осуществлении мониторинга и экспериментальных исследованиях минимизации нагрузки на окружающую среду в работе использованы методы рент-генофазового, кристаллооптического, микрозондового, химического анализов, оптической микроскопии. Диаграммы плавкости систем исследованы с применением дифференциально-термического анализа и визуальной политермии, закалочного метода. При исследовании свойств разработанных материалов применены стандартные методы испытаний.

Обработка результатов экспериментов и данных, приводимых в литературных источниках, производилась с использованием математического аппарата статистической обработки, в частности, методами корреляционно-регрессионного анализа и математического моделирования. Для графического анализа и разработки программы использовались возможности Excel и VBA. Программа разрабатывалась с учетом принципов структурного подхода к программированию и разработке программного обеспечения и с использованием приемов и методов визуального и объектно-ориентированного проектирования и программирования приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование степени неоднородности горнопромышленных отходов как одного из видов техногенного сырья по различным признакам с выявлением причин неоднородности с целью снижения антропогенной нагрузки на биосферу.

2. Описания взаимосвязей основных свойств базальтоидных и шлаковых расплавов с их составом в виде математических зависимостей и процедуры вычисления этих свойств по составу и температуре расплавов с целью оперативного управления технологическими параметрами процесса переработки вторичного сырья в строительные материалы, позволяющее снизить объем образующихся отходов.

3. Разработанный алгоритм и программа вычисления оптимального расхода корректирующих добавок к шлаковому расплаву при непостоянстве состава, как добавок, так и шлаков для обеспечения возможности их использования в качестве техногенного сырья.

4 . Алгоритм и программа вычисления основных технологических свойств по составу и температуре откорректированного расплава, определения важнейших параметров технологического процесса (температуры начала и конца выработки, температуры отжига) и свойств материала для снижения процента брака в готовом продукте, что позволит минимизировать загрязнение окружающей среды отходами производства строительных материалов. Научная новизна:

1. В рамках исследования возможности снижения нагрузки на окружающую природную среду впервые проведен мониторинг составов горнопромышленных отходов с позиций их использования как возможного вторичного сырья. Дана количественная оценка распространенности в составе горнопромышленных отходов маложелезистых, умеренно железистых, железистых и высокожелезистых серпентиновых компонентов. Показано, что кристаллохимические особенности минерала, его морфология, агрегатное состояние мало влияют на параметры, играющие определяющую роль при выборе области применения (магнезиально-силикатный и магнезиально-железистый модули, содержание в прокаленном веществе оксидов магния, кальция и алюминия, величина потери при прокаливании), состав керамических масс и технологические параметры производства керамических изделий. Определена связь между указанными параметрами, видом и условиями образования основного полезного ископаемого.

2. Дано математическое обоснование видов неоднородности вторичного сырья, которая классифицирована по природе (первичная и вторичная - техногенная) и масштабам проявления, определяемым уровнями (формаций, месторождений, отдельных залежей и в пределах одного и того же минерала); предложены пути ее устранения.

3. На основании мониторинговых исследований количественно оценена степень неоднородности состава шлаковых расплавов переработки медно-никелевых руд, используемых в производстве минерального волокна. Показано, что существуют колебания состава этих расплавов как от месяца к месяцу, так и в более коротких временных интервалах - от плавки к плавке. Неоднородность обусловлена, преимущественно, нестабильностью состава руд и концентратов.

4 . С целью оперативного управления процессами переработки техногенного сырья в стеклокристаллические материалы, минимизирующими нагрузку на природную среду на базе проведенных анализов зависимости температуры ликвидуса от нормативного минерального состава базальтоидных расплавов, предложены алгоритмы, позволяющие применять технологии утилизации горнопромышленных отходов, имеющих непостоянный минеральный и химический состав, и дающие возможность оперативного управления технологическими параметрами. Дано математическое описание поверхностей ликвидуса в наиболее распространенных базальтоидных системах.

5. Описаны зависимости логарифма вязкости базальтоидных расплавов от состава и температуры. Разработана программа вычисления температуры ликвидуса и логарифма вязкости таких расплавов по их химическому составу, с целью оперативного управления технологическими параметрами процесса при использовании таких расплавов в качестве техногенного сырья, что позволит снизить нагрузку на природную среду.

6. Дано математическое описание поверхности ликвидуса металлургических шлаков системы CaO-MgO-A^Cb-SiOi и зависимости их вязкости от температуры и состава. Предложены алгоритмы вычисления важнейших характеристик шлаковых расплавов, реализованные в виде приложения с использованием возможностей Excel и VBA, что позволяет свести к минимуму дополнительные исследования их физико-химических свойств при использовании металлургических шлаков для получения строительных материалов и снизить процент выхода брака в конечном продукте, тем самым, сводя к минимуму загрязнение окружающей среды отходами производства.

Практическая значимость: Предложенный в работе подход позволяет снизить антропогенную нагрузку на биосферу, а именно: улучшить состояние атмосферы, уменьшив пыление отвалов; улучшить состояние подземных и поверхностных вод путем вовлечения в переработку горнопромышленных отходов, как из существующих хранилищ отходов горнопромышленного комплекса, так и путем недопущения образования новых хранилищ. Предложенный подход позволяет применять в качестве сырья для получения строительных и технических материалов практически любое неоднородное по составу вторичное сырье даже в том случае, когда производство предполагает глубокую физико-химическую его переработку (спекание или полное плавление). Установленные взаимосвязи и разработанные алгоритмы вычисления оптимальных расходов корректирующих добавок, а также - важнейших технологических параметров позволяют автоматизировать процесс шихтовки и регулировки параметров (температуры варки, выработки, отжига и др.), тем самым, сводя к минимуму процент брака в готовой продукции, что также снижает нагрузку на окружающую среду.

Реализация работы:

Полученные в работе результаты реализованы на ОАО «Кольская ГМК» (Комбинат «Североникель») при производстве минерального волокна из шлаков рудно-термической плавки медно-никелевых руд и концентратов (Акт внедрения технологии получения минерального волокна из огненно-жидких шлаков с применением программы для ЭВМ от 01.02.2001 г.). Оптимизация расхода корректирующих добавок и технологических параметров процесса позволила снизить в два раза выход брака и в 2-2.5 раза - содержания корольков в готовой продукции, что привело к возможности рекультивации земель и, соответственно, обеспечило состояние атмосферы и водных ресурсов в требуемых нормативами пределах.

Способ получения минерального волокна, а также ряд составов стекол защищены патентами РФ. (Патент 2183205 РФ. С 03 С 13/06, С 03 В 37/01. Способ получения минерального волокна на основе высокожелезистых шлаков переработки медно-никелевых руд. - Калинников В.Т., Макаров В.Н., Суворова О.В., Макарова И.В., Захарченко А.И.; Патент № 2151751, Москва, 27 июня, 2000 г., опубл. 27.06.2000, Б.И. 18 Декоративное стекло. - Макаров В.Н., Суворова О.В., Макаров Д.В., Скиба В.И., Макарова И.В.)

Апробация:

Основные положения работы докладывались на следующих Всероссийских и Международных конференциях: «Промышленность стройматериалов и строй-индустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений», Белгород, 1997; Международной научно-технической конференции «Механика машиностроения», Набережные Челны, 1997; 8-й научно-технической конференции МГТУ, Мурманск, 1997; 16 Менделеевском съезде по общей и прикладной химии, С.Петербург, 1998; VII Международной конференции «Высокотемпературная химия силикатов и оксидов», С. Петербург, 1998; VI Международной конференции «Теория и практика процессов измельчения, разделения, смешения и уплотнения», Одесса, 1998; Юбилейной научной сессии Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И.В. Тананаева, Апатиты, 1998; V Международной конференции «Наукоемкие химические технологии» Ярославль,

1998; 4-м Российском семинаре «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов» Курган, 1998; 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве», Нижний Новгород, 1999; региональной конференции «Информационные технологии в региональном развитии», Апатиты, 1999 г.; международной научной конференции «Моделирование, вычисления, проектирование в условиях неопределенности»., Уфа - 2000; международная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы промышленного производства», Набережные Челны, 2000; Шестых академических чтениях РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения», Иваново 2000; одиннадцатой научно-технической конференции МГТУ, Мурманск 2000; научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века», Пенза 2001; . V международной конференции «Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных химико-технологических процессов и оборудования», Иваново, 2001; VI международном семинаре АТАМ «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века», Новосибирск 2001; четвертой международной те-плофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века», Тамбов .2001; XXIX международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе», Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2002г.; международной конференции «Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов», Апатиты,2003; конференции «Наука и практика. Диалоги нового века», Набережные Челны, 2003; XXX международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе» Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2003, XVII Международной научной конференции ММТТ (Математические методы в технике и технологиях) г. Кострома, 2004г.

Публикации:

По результатам работы опубликовано 68 научных статей и тезисов докладов, в том числе две монографии, и получено 2 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав заключения и приложения, изложенных на 342 страницах, включая 66 рисунков, 90 таблиц и библиографического списка литературы из 226 источников.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Макарова, Ирина Викторовна

выводы

В результате проведенного мониторинга горнопромышленных отходов, включающего ряд химических и физико-химических анализов, с последующей статистической обработкой, показана неоднородность отходов, обусловленная процессами образования пород; условиями переработки сырья и проведена классификация отходов, позволяющая прогнозировать направление их использования.

Путем анализа свойств получаемого продукта на примере минерального волокна, обусловленного классом используемого отхода, выявлены направления корректировки составов шлаков, с использованием в качестве корректирующих добавок мелилитсодержащх вскрышных пород, рудов-мещающих карбонатитов или стеклобоя и произведена оценка эффективности их использования.

Разработан алгоритм оптимизации составов сырья для получения высококачественного волокна, позволяющий рассчитать оптимальные расходные коэффициенты корректирующих добавок и нормативный минеральный состав шлакового расплава. Программа для ПЭВМ на этой базе позволяет оперативно определять технологические параметры процесса переработки техногенного сырья в силикатные материалы, а также осуществлять оценку эколого-экономической эффективности применения различных типов горнопромышленных отходов.

С целью разработки технологий, обеспечивающих минимизацию нагрузки на окружающую среду путем использования горнопромышленных отходов, имеющих непостоянный минеральный и химический состав, и оперативного управления технологическими параметрами, проанализированы взаимосвязи между температурой ликвидуса и нормативным минеральным составом базальтоидных расплавов и дано математическое описание поверхностей ликвидуса в этих системах; описаны зависимости логарифма вязкости базальтоидных расплавов от состава и температуры.

Разработана программа вычисления температуры ликвидуса и логарифма вязкости таких расплавов по их химическому составу.

На основайии разработанной программы вычисления температуры ликвидуса и логарифма вязкости расплавов по их химическому составу выявлена возможность определения важнейших технологических параметров для получения высокосортного минерального волокна и других стек-локристаллических материалов и организации оперативного управления процессами варки, осветления и выработки расплавов и отжига готовых изделий. Это позволяет снизить процент выхода брака в готовой продукции, тем самым наряду с использованием имеющихся отходов избежать появления новых. Способ получения минерального волокна защищен патентом РФ:

Разработанный подход к переработке отходов разнообразного химического и минералогического состава и программа, рассчитанная на введение новых трехкомпонентных систем, могут быть использованы для определения технологических параметров при получения керамики, глушенного стекла с заданной химстойкостью, что подтверждено на примере приготовления стекла. Ряд составов стекол защищен патентом РФ.

Разработанная последовательность операций на базе проведенных исследований дает возможность изменить экологическую ситуацию путем использования в качестве сырья горнопромышленных отходов, а также оптимизировать геоэкологические, химические и металлургические технологии при использовании техногенных отходов. Таким образом, в работе предложен новый подход к проблеме переработки горнопромышленных отходов и других видов техногенного сырья.

Библиография Диссертация по биологии, доктора технических наук, Макарова, Ирина Викторовна, Б.м.

1. Евстрахин, В.А. Новые аспекты минерально-сырьевой ситуации в мире. // Разведка и охрана недр. 1994. - №2. - С.2-8.

2. Трубецкой, К.Н. Современное состояние минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности России//Горный журнал.-1995. 1. - С.3-7.

3. Чантурия, В.А. Основные направления комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. -1995. -№1.- С.50-54.

4. Ресурсная ценность, физико-химические особенности и методы переработки техногенного медьсодержащего сырья / В.Е.Вигдергауз и др. // Цветная металлургия. -1999.- №1. -С.25-31

5. Хохряков, А.В., О техногенных месторождениях Свердловской области/ А.В.Хохряков, И.В.Головизникова// Известия ВУЗов.- Горный журнал.- 1994. -№5,- С.111-116. ,

6. Яковлев, B.JI. Техногенные месторождения России / В.Л.Яковлев, П.П. Бастан // Изв. ВУЗов.- Горный журнал. -1996. -№10-11. -С. 146-157.

7. Экологические проблемы предприятий цветной металлургии Оренбургской области / В.Ф. Куксанов и др. // Цветная металлургия,- 1996.- №8.- С.36-38.

8. Калабин, Г.В. Кольский горно-металлургический комплекс и окружающая среда // Цветные металлы.- 2000. -№10.- С.75-80.

9. Lundkvist, A. The weathering of waste rock from the Kirunavaara magnetite mine // Proceedings Swemp '96. -R.Ciccu (ed.). -P.827-834.

10. Iwasaki, I. Mineral processing to material processing //Min. Eng. -1994.-N12.- P.1361-1366.

11. Stromberg, B. Experimental study of acidity-consuming processes in mining waste rock: some influences of mineralogy and particle size / B.Stromberg, S.A. Ban wart // Appl. Geochem. -1999. -V.14.- P. 1-16.

12. Mineralogical study of base metal tailings with various sulfide contents, oxidized in laboratory columns and field lysimeters/ S.C.Shaw et al. // Env. Geol. 1998. -V.33. -N2-3. -P.209-217.

13. Holmstrom, H. Oxygen penetration and subsequent reactions in flooded sul-phidic mine tailings: a study at Stekenjokk, Northern Sweden / H.Holmstrom,

14. B.Ohlander // Appl. Geochem. -1999. -V.14. -P.747-759.

15. Boulet, M.P. A comparative mineralogical and geochemical study of sulfide mine tailings at two sites in New Mexico / M.P.Boulet, A.C.L.Larocque // Env. Geol.- 1998.- V.33. -N2-3. -P.209-217.

16. Lin, Z. Heavy metal retention in secondary precipitates from a mine rock dump and underlying soil, Dalarna, Sweden / Z. Lin, Jr. R.B. Herbert // Env. Geol.-1997.- V.33.-N1.- P.l-12.

17. Rosner, T. The environmental impact of gold mine tailings footprints in the Johannesburg region, South Africa / T.Rosner, A.van Schalkwyk // Bull. Eng. Geol. Env. 2000.- V.59.- P.137-148.

18. Puura, E. Kirsimae Atmospheric oxidation of the pyritic waste rock in Maardu, Estonia. 1 field study and modelling / E.Puura, I.Neretnieks // Env. Geol.1999.- V.39. N1. - P.l-19.

19. Изменение технологических свойств техногенного сульфидсодержаще-го сырья в процессе хранения / В.А.Чантурия и др. // ФТПРПИ. 2000.- №3.1. C.108-114.

20. Изменение свойств техногенных руд цветных металлов в процессе хранения / В.А.Чантурия и др. // Цветные металлы. 2000. №10. С.80-85.

21. Изучение и переработка техногенных месторождений / Воронин, Д.В. и др. // Обогащение руд. 1994. - №3. - С.38-40.

22. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия /Трубецкой К.Н. и др. //Горный журнал. -1989.- №12. С.6-9.

23. Трубецкой, К.Н. Основы ресурсовоспроизводящих технологий складирования и хранения некондиционного минерального сырья / К.Н.Трубецкой,

24. А.Е.Воробьев // Горный журнал.- 1995. -№3. С.47-51.

25. Чантурия, В.А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России. // ФТПРПИ. 1999. - №3. - С. 107-121.

26. Чантурия, В.А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России. // Обогащение руд. 2000. - №6. - С.3-8.

27. Макаров, В.Н. Оценка и управление качеством горнопромышленных отходов при переработке их в строительные материалы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М. 1994.- 30 с.

28. Терновой, В.И. Закономерности образования и размещения месторождений Ковдорского массива. Перспективы обнаружения новых карбонатито-вых месторождений в Карело-Кольском регионе. Автореферат докт. дисс.- JL, 1973.-48 с.

29. Терновой, В.И. Геология и разведка Ковдорского вермикулит флого-питового месторождения. / В.И.Терновой, Б.В.Афанасьев, В.И.Сулимов - Л., Недра, 1969, 287 с.

30. Каледонский комплекс ультраосновных-щелочных пород и карбонати-тов Кольского п-ова и Северной Карелии./ A.A. Кухаренко и др. JL: Недра, 1965.- 772 с.

31. Смолькин, В.Ф. Коматиитовый и пикритовый магматизм раннего докембрия балтийского щита./ Смолькин В.Ф.; С.-П.: Наука, 1992. 273 с.

32. Зак, С.И. Гипербазитовая формация Кольского полуострова./ Зак С.И.; Л.: Наука, 1980.- 160 с.

33. Геология, магматизм и оруденение Печенгского рудного поля. / Зак, С.И. и др. Л.: Недра, 1982. - 112 с.

34. Иванова; Т.Н. Апатитовые месторождения Хибинских тундр. / Иванова Т.Н.; М.: Госгеолтехиздат, 1963. -282 с.

35. Дудкин, О.Б. Минералогия апатитовых месторождений Хибинских тундр./О.Б.Дудкин, Л.В.Козырева, Н.Г. Померанцева M.-JL: Наука, 1964.-256с.

36. Макаров, В.Н. Влияние неоднородности состава медно-никелевых шлаковых расплавов на качество минерального волокна/ В.Н.Макаров, И.В.Макарова, О.В.Суворова // Цветная металлургия. 2000.- № 2-3.- С. 17-20.

37. Совершенствование технологии минерального волокна на основе шлаков цветной металлургии/ В.Н. Макаров и др.// Строительные материалы, 2001.-№9.- С. 1-2.

38. Levins, E.L Phase diagrams for Ceramists./ E.L.Levins, C.R.Robbins, H.F.McMurdie Columbus. - Ohio, 1964. - 602 p.

39. Минералы. Справочник.- М.:Наука, I960.- Т.1.- 618 C.-1972. Т.З. -Вып. 1.- 882 е.- Диаграммы фазовых равновесий. - 1974.- Вып. 1. - 490 с.-Вып.2,- 514 с.

40. Теория металлургических процессов. / Д.И.Рыжонков и др. М.: Металлургия. - 1989. - 392 с.

41. Попель, С.И. Теория металлургических процессов./ С.И.Попель, А.И.Сотников, В.Н. Бороненков М.: Металлургия. - 1986. - 463 с.

42. Россинский, Е.Е. Металлургические шлаки медно-никелевой промышленности Заполярья (свойства и применение)./ Е.Е. Россинский -Л.:Наука. 1974. 284 с.

43. Исследование физических свойств натуральных доменных шлаков различной основности/ A.A. Бачинин и др.// Металлы.-1997.-№4.- С.31-37.

44. Атлас шлаков. Справ, изд. Пер. с нем. Г.И.Жмойдина, под ред. И.С.Куликова. М.: Металлургия, 1985. - 208 с.

45. Макаров', В.Н. Техногенные системы и экологический риск. / В.Н. Макаров, Д.В.Макаров; Апатиты : КНЦ РАН, 2002. - 232 с.

46. Математическое моделирование фазовых равновесий и состояния элементов в растворах и расплавах / Н.Б.Воскобойников и др.// Химия и технология переработки комплексного сырья Кольского полуострова. Апатиты: КНЦ РАН, 1996.- С. 100-101.

47. Воскобойников, Н.Б. Математическое моделирование фазовых равновесий в водно-солевых системах./ Н.Б.Воскобойников, Г.С.Скиба Апатиты: КНЦ РАН, 1994.-259 с.

48. Луцык, В.И. Моделирование фазовых диаграмм четверных систем. /

49. B.И.Луцык, В.П.Воробьева, О.Г.Сумкина М.: Наука, 1992. - 198 с.

50. Анфилогов, В.Н. Криоскопия и строение расплавов в системе №20 -8Ю2 / В.Н.Анфилогов, И.Б.Бобылев, Г.И.Брагина // Физика и химия стекла.-1979.- Т.5.- № 2.-С. 208-212.

51. Бобылев, И.Б. Особенности кристаллизации силикатных расплавов и расчет кривых ликвидуса в бинарных системах / И.Б. Бобылев, В.Н. Анфилогов //Физика и химия стекла. 1979. - Т11. - № 2.- С. 2207-2210.

52. Бобылев, И.Б. Особенности кристаллизации силикатных расплавов и расчет кривых ликвидуса в бинарных системах / И.Б. Бобылев, В.Н. Анфилогов // Исследования структуры магматических расплавов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981.- С.52-61.

53. Математическое моделирование фазовых равновесий и состояния элементов в растворах и расплавах / Н.Б.Воскобойников и др.// Химия и технология переработки комплексного сырья Кольского полуострова.- Апатиты: КНЦ РАН, 1996.-С. 100-101.

54. Ребрин, О.И. Представление сведений о плавкости солевых смесей хлоридов бериллия и щелочных металлов в виде полиномов / О.И.Ребрин, Р.Ю.Щербаков, И.Ф.Ничков//ЖНХ. 1998. - Т.43. - №7 - С. 1211-1213.

55. Макаров, В.Н. Расчет вязкости расплавов в системе ИагО-СаО-БЮг по химическому составу и температуре ликвидуса / В.Н.Макаров, О.В.Суворова, И.В.Макарова // Физика и химия стекла. 1998. - Т.24. - №6. - С.767-773.

56. Жмойдин, Г.И. Шлаки для рафинирования металла./ Г.И.Жмойдин, А.К.Чаттерджи М.: Металлургия, 1986, - 296 с.

57. Гуцов, И. О температурной зависимости простых стеклообразующих расплавов. //VI Всесоюзн. сов. по стеклообразн. сост. и семинары по стеклу и химии силикатов АН СССР. Тез. докл. и сообщ,- Л,: 1975. С.144-148.

58. Громов, Г.Р. Очерки информационной технологии. / Г.Р.Громов М.: НТЦ Информрегистр, 1993.- 186 с.

59. Жмойдин, Г.И. Проблема информационного обеспечения теоретической и прикладной металлургии / Г.И.Жмойдин, Д.Н.Тогобицкая //Металлы.1991. №4. - С.217-223.

60. Жмойдин, Г.И. Отечественные базы данных, обслуживающие теоретическую и прикладную металлургию (в порядке обсуждения). // Металлы. 1994. - №2. - С.22-35.

61. Жмойдин, Г.И. Авторизованный компьютерный продукт в отечественной металлургии./Г.И.Жмойдин, Д.Н.Тогобицкая//Металлы.-1996.-№1 .-С.29-45.

62. Базы физико-химических и технологических данных для оптимизации металлургических технологий/ Г.И. Жмойдин и др.// 4-й Российский семинар «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов». Курган: КГУ, 1998. - С.53-55.

63. Бродский, С.С. Опыт компьютеризации научно-технических служб Днепровского меткомбината / С.С.Бродский, Д.Н.Тогобицкая, В.В.Несвет // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1998. - №2. - С.90-98.

64. Вернадский, В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. / Вернадский В.И.; М.: Наука, 1987. 339 с.

65. Ласкорин, Б.Н. Безотходная технология переработки минерального сырья. Системный анализ. / Ласкорин Б.Н.; М.: Недра, 1984.- 334 с.

66. Макаров, В.Н. Перспективы использования в строительной индустрии горнопромышленных отходов предприятий Кольского полуострова. //Комплексное использование природных ресурсов Кольского полуострова. Апатиты, 1989. С. 48-54.

67. Татаринов, П.М. Останинское месторождение хризотил-асбеста на Урале. //Мат. по общей и прикл. Геологии, 1929.- Вып.149.-С.45-54.

68. Соболева, М.В. Минералогия волокнистых минералов группы амфиболов и серпентинов. / Соболева М.В.; М.: Недра, 1972. 250 с.

69. Whittaker, E.J.W. The characterization of serpentine minerals by X-ray diffraction / E.J.W.Whittaker , J.Zussman //Min. Mag. 1956. V.31. - №233.

70. Иванова, В.П. Термограммы минералов. // Зап. ВМО. 1961. 4.90,- В.1.- С.101-114.

71. Фанерозойские коры выветривания Балтийского щита. Л.: Наука, 1977. -244 с.

72. Лодочников, В.И. Серпентины и серпентиниты ильчирские и другие. / Лодочников В .И.; М.-Л.: ОНТИ НК ТП, 1936. 817 с.

73. Dresser, A. Preliminary report of the serpentine and assotiated rock of Southern Quebec // Geol. Surv. Canada. Meth. 1913.- V.22. P.

74. Соболев, H.Д. Ультрабазиты Большого Кавказа. / Соболев Н.Д.; М.: Гос-геолиздат, 1952. 239 с.

75. Макаров, В.Н. Типы медно-никелевых месторождений. / В.Н. Макаров;- Апатиты, 1991 Депон. в ВИНИТИ,. 4.1. № 2097 В91. 121 с. 4.2. №2098 В91. 239 с. Ч.З. №2099. 218 с.

76. Дмитриев, Л. В. Кремнекислотность океанических гипербазитов и их серпентинизация./Л. В.Дмитриев, А.В.Гаранин // Геохимия.-1971.-№3.-С.343-352.

77. Химическая технология керамики и огнеупоров./ Будников П.П. и др. -М.: Стройиздат, 1972. 532 с.

78. Бабин, П.Н. Огнеупорные изделия из магнезиального сырья. / П.Н.Бабин, А.Г. Щеглов; Алма-Ата: Наука, 1962.- 231 с.

79. Служба огнеупоров в сталеплавильном производстве капиталистических стран. (Обзорная информация). М.- 1987. - Вып.1. - 26 с.

80. Голдин, Б. А. Петрогенетика керамики./ Б. А.Голдин, П.В.Истомин, Ю.И. Рябков; Сыктывкар: Коми НЦ УрОРАН, 1996. - 195 с.

81. Poiterin, Е. Contribution to the mineralogy of black lake area, Quebec, Canada / E.Poiterin, R.P.O. Graham // Report Miner. Muzeum Bull., 1918. -V.27.- P.23-29.

82. Соболев, H.Д. О сунгулите (кольските) с Кольского полуострова.// ДАН СССР. 1947. - Т.58. - С.867-870.

83. Горбунов, Г. И. О хризотил-асбесте в ультраосновных породах Печенги. // Зап. ВМО. 1958. - 4.87. - Вып. 2. - С.123-130.

84. Erdelyi, J. Neuere structurelle Regulu der Hydroglimmer / J.Erdelyi,

85. V.Koblenez , N.S.Varga //Acta Geol. Acad. Sci.Hung. -1959.- V.6.-№l-2. -P.65-69.

86. Hofer, F. Antigorits von Kirunavaara // Tschermake mineral, und petrogr. Mitt., 1959. H.7. - №1-2. - S.l 15-119.

87. Glass, J.J. Chromium antigorite from the Wood's mine, Lancaster country, Pennsylvania /J.J.Glass, A.C.Vlisidic, N.C.Pearre //Amer. Miner. 1959.- V.44. -№5-6.- P.651.

88. Меренков, Б.Я. Некоторые особенности хризотил-асбестовой минерализации Печенгско-Никелевского района / Б.Я.Меренков, П.П.Токмаков // Тр. ИГЕМ АН СССР. 1960. - Вып. 47. - С. 11-18.

89. Корнилов, Н.А. Железистые серпентины Печенгских сульфидных медно-никелевых месторождений //ДАН СССР.-1960.- Т. 130. -№6.- С.747-750.

90. Frondel, С. Ferroan antigorite (jenkinsite) // Amer. Min. 1962. V.47. -№5-6. - P.783-789.

91. Петров, В.П. Природа и генезис сунгулита / В.П.Петров , П.П.Токмаков //Изв. АН СССР. Серия геологическая. 1963. - №12. - С.59-62.

92. Байраков, В. В. О хризотил-асбесте Октябрьского щелочного массива

93. Мин. сб. Львовского геол. о-ва, 1964. Вып.4.-№18.-С.447-453.

94. Лашнев, И. И. Исследование связей между породообразующими элементами и элементами-примесями в асбестоносных серпентинитах Киембайского месторождения // Геол. и полезн. ископ. Урала. Свердловск: Ур НЦ АН СССР, 1966.-С.66-71.

95. Татаринов, П.М. Месторождения хризотил-асбеста в СССР./ Под ред. П.М. Татаринова М.: Недра, 1967. - 280 с.

96. Jahanbadloo, J. С. The crystal structure of hexagonal Al-serpentine / J. C.

97. Jahanbadloo , T.Zotai // Amer. Miner. 1968. - V.53. - №1-2.- P. 14-19.

98. Фролов, C.M. Серпентиновые минералы гипербазитов Воронежского кристаллического массива // Зап. ВМО, 1969.- Вторая серия. -4.98,- С.45-49.

99. Еремеев, В.П. Иджимский гипербазитовый плутон (Западный Саян) / В.П.Еремеев, А. К.Сибилев // Изв. АН СССР. Серия геологическая, 1969. -№8,- С. 14-17.

100. Basta, E.Z. The mineralogy of Egyptian serpentinites and talc-karbonates / E.Z.Basta , K.Z.AIber // Min. Mag. 1969. - V.37. - N287. - P.384-390.

101. Варлаков, А. С. Жильный антигорит из Сарановского массива на Урале /А. С.Варлаков, О.К.Иванов, С.И.Матвеев//Зап. ВМО.-1970. -4.99. -№5.-С.588.

102. Хмара, А. Я. Новый формационный тип ультрабазитовна Украинскомкристаллическом щите //ДАН СССР.-1970.-Т. 190.-№5 .-С. 1200-1203.

103. Усенко, И.О. Ультрабазиты Мариупольского железорудного месторождения / И.О.Усенко, Г.Л.Кравченко, Т. Г. Хмарук // Геол. журн.- 1970. Т.30.-№ 3. - С.35-39.

104. Варлаков, А. С. Минеральные изменения, происходящие при процессах образования метагарцбургитов на Хабарнинском массиве./ А.С.Варлаков, С.И.Матвеев // Минералогия и минерал, кристаллография. Свердловск: Ур НЦ АН СССР. - 1971.- С.151-158.

105. Жуков, Н.М. Алюминиевый серпентин в метасоматитах медно-колчеданного месторождения «50 лет Октября» // Зап. ВМО. -1971. 4.100. -№3. - С.355-359.,

106. Иванов, В.М. Закономерности изменения состава пород и породообразующих минералов ряда ритмически расслоенных габбро-пироксенит-дунитовых плутонов Алтае-Саянской области // Тр. Ин-та геол. и геофиз. Сиб. отд. АН СССР. 1971. - Вып.79. - С. 21-27.

107. Илупин, И.П. Химический состав кимберлитов и вопросы происхождения кимберлитовой магмы / И.П.Илупин, Б.Г.Лутц // Сов. геология. 1971.-№6. - С. 61-65.

108. Колбанцев, Р.В. Лизардит в ультраосновных породах Алтае-Саянской складчатой области //ДАН СССР, 1971.-Т.200.-№ 5.-С.655-659.

109. Aumento, F. The mid-Atlantic ringe near 45° N. XVI. Serpentinized ultrama-fic intrusions / F.Aumento, H.Loubat // Can. J. Earth Sei. -1971.- V.8. -Н6,- P.631.

110. Boudier,F. Minéraux serpentieux extraits de peridotites serpentinisees des

111. Alpes occridentales //Contribs Miner, and Petrol.-1971.-V.33.-№4.- P.331-335.

112. Brindley, G.W. Antigorite -it's occurence as a clay mineral // Clay and clay minerals.- 1971.- V.19.- №3.- P.187-192.

113. Бриндли, Г.В. Хлоритовые минералы // Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов.- М.: Мир, 1965.- С.284-345.

114. Masamoto, M. Mineralogical Studies on deveylite and poorly-crystallized serpentine from Wakamiyo-cho, Fukuoka Prefecture / M.Masamoto, I.Mitsunori, S.Yoshie. // J. Jap. Assoc. Miner., Petrol, and Econ. Geol., 1971.-V.66.-N2.- P.82-86.

115. Мехоношин, A.C. Геохимия и вопросы генезиса ультраосновных пород Лысаковского комплекса // Ежегодник института геохимии Сиб. отд. АН СССР. Новосибирск: Наука, 1972. - С.78-82.

116. Попов, И. Б. Ультрабазиты западного склона Среднего и Северного Урала. // Тр. Ин-та геол. и геохимии Кральского научи, центра АН СССР. -1972.-Вып.96.-С. 124-128.

117. Железистый тальк из метасоматитов Ховуаксинского месторождения

118. Тувинская АССР) / Н.С. Рудашевский и др. // Зап. ВМО. 1972. - 4.101. - №1.1. С.44-49.

119. Ершова, З.П. О термической кривой амозита // Неметал, полезн. ископ. гипербазитов. М.: Наука, 1973. - С.154-157.

120. Сутурин, А.Н. Геохимия и петрология Улан-Сарьдатского дунитовогомассива / А.Н.Сутурин, О.М.Глазунов, Л.П.Фролова//Геохимия редких элементов в ультраосновных и основных комплексах Восточной Сибири. М: Наука, 1973.-С.7-12.

121. Шакина, Л.С. Хризотил из коры выветривания серпентинитов Александровского массива (ю.-з. Саян) // Кора выветривания. М.: Наука, 1973. -Вып.13. - С.70-75.

122. Чащухин, И.О. К минералогии уральских породообразующих серпентинов // Зап. ВМО. 1973. - 4.102. - №3. - С.293-295.

123. Busrewil, М.Т. The igneous rocks of Boganclogh area, N.E. Scotland./ M.T.Busrewil, RJ.Pankhurst, W.J.Wadsworth //Scot.J.Geol.-1973.-V.9.- №3.- P.165-169.

124. Green, A.H. The Langmuir volcanic peridotiteassotiated nickel deposits: Canadian equivalents of the Australian occurrenses /A.H.Green, A.J.Naldrett // Econ. Geol. 1981 V.76.-N6.- P.1505.-1511.

125. McQueen, K.G. The nature and metamorphic history of Manna-Way nickel deposit, W. Australia//Econ. Geol, 1981.-V.76.-N6.-P. 1444-1468.

126. Porter, D.J. The nickel sulfide mineralisation and metamorphic setting of the Forrestania area, W. Australia./ D.J.Porter, Mc Kay //Econ. Geol.-1981. -V.76.-№6.- P. 1524-1529.

127. Геология, магматизм и оруденение Печенгского рудного поля./ С.И.Зак и др.; JL: Недра, 1982. 112 с.

128. Анализы минералов медно-никелевых месторождений Кольского по-луострова./А.К.Яковлева и др.; Апатиты: КФАН СССР, 1982. 320 с.

129. Макаров, Е.В. Классификация серпентинов и серпентинсодержащих пород в связи с проблемой их утилизации./ Е.В.Макаров, И.В.Макарова // Высокотемпературная химия силикатов и оксидов. Тез. докл. -СПб.:ИХС РАН. -1998.-С.249.

130. Макарова, И.В. Классификация серпентинов в связи с проблемой их утилизации./ И.В.Макарова, Е.В.Макаров // Химия в интересах устойчивого развития. 1998. - №6. - С.439-445.

131. Макарова, И.В. Экологические проблемы разработки технологий утилизации серпентинсодержащих пород. / И.В.Макарова, Е.В.Макаров // Инженерная экология. 1998. №2. - С.48-55.

132. Калинников, В.Т. Экологические последствия хранения сульфидсо-держащих горнопромышленных отходов./ В.Т.Калинников, В.Н.Макаров, И.П. Кременецкая // Химия в интересах устойчивого развития. 1996.- Т. 4.- №3.-С.175-186

133. Макаров, В.Н. Перспективы использования в строительной индустрии горнопромышленных отходов предприятий Кольского полуострова // Комплексное использование природных ресурсов Кольского полу острова. Апатиты: КНЦ АН СССР, 1989.

134. Макаров, В.Н. Минералогические предпосылки комплексной переработки рудовмещающих гипербазитов / Макаров В.Н.; Апатиты: КНЦ РАН, 1989.-96 с.

135. Бетоны из вторичного сырья./ Б.И.Гуревич и др.; Апатиты: КНЦ РАН, 1997.- 160 с.

136. Физико-химические аспекты комплексного использования золошла-ковых смесей тепловых электростанций. / В.Н.Макаров и др.. Апатиты, изд. КНЦ АН СССР, 1991. - 117 с.

137. Макаров, В.Н. Экологические проблемы хранения и утилизации горно-промышленных отходов./ Макаров В.Н.; Апатиты, 1984 г. - 196 с.

138. Крамбейн, У. Статистические модели в геологии./ У.Крамбейн, Ф.М.Грейбилл М: Мир, 1969. - 398 с.

139. Математические описание некоторых свойств расплавов базальтового состава. / Калинников В.Т. и др. Апатиты: КНЦ РАН, 1998.- 105 с.

140. Математическое описание зависимости вязкости от состава и температуры сульфидсодержащего базальтоидного расплава / Калинников В.Т. и др. // Доклады РАН,- 1998.- Т. 362.- № 3.- С. 357-358.

141. Суворова, О.В. Использование горнопромышленных отходов для получения стекла и стеклокристаллических материалов. Автореф. канд. дис. -Апатиты: КНЦ РАН, 1999. 18 с.

142. Минеральное волокно на основе мелилитовых пород Ковдорского массива /А.П. Афанасьев и др. //Строительные материалы. 1989. - N 2.-С.18-19.

143. О перспективе использования мелилититов Ковдорского массива в качестве вяжущего /А.П. Афанасьев и др.//Физико-химические основы переработки и применения минерального сырья.-Апатиты:КНЦ АН СССР, 990.- С.4-6.

144. Макаров, В.Н. Экологические проблемы хранения и утилизации горнопромышленных отходов/В.Н.Макаров; Апатиты: КНЦ РАН, 1998.-Ч.2.- 146с.

145. Румшиский, JI.3. Элементы теории вероятностей / JI.3. Румшиский;1. М.: Наука. 1976. 240 с.

146. Мазурин, О.В. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. / О.В.Мазурин, М.В.Стрельцина, Т.П.Швайко-Швайковская; Т.6.- Ч.1.- Трехком-понентные силикатные системы. Дополнения. С.Пб.: Наука, 1996. - 428 с.

147. Мазурин, О.В. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов./ О.В.Мазурин, М.В.Стрельцина, Т.П.Швайко-Швайковская; Т.З. Трехкомпо-нентные силикатные системы. Л.: Наука, 1977.- 586 с.

148. Бирмантас, И.Ю. Химические методы определения качества минеральной ваты / Бирмантас И.Ю.; Вильнюс: ВНИИтеплоизоляция, 1979.- 156 с.

149. Атлас металлургических шлаков / под ред. И.С.Куликова. М.: Металлургия, 1985. - 208 с.

150. Транспортные свойства металлических и шлаковых расплавов: Справ, изд. / под ред. Н.А.Ватолина. М.Металлургия, 1995. - 649 с.

151. Минерально-сырьевая база горных пород Украины для производства волокон / Трефилов В.И. и др. // Промышленность строительных материалов. М.: ВНИИЭСМ, 1992. - вып.6. - 88 с.

152. Гуцов, И. О температурной зависимости простых стеклообразующих расплавов // VI Всесоюзн. сов. по стеклообразн. сост. и семинары по стеклу и химии силикатов АН СССР, 1975. Тез. докл. и сообщ. - Л., 1975.- С. 144-148.

153. Kocsis, G. Ipari uvegek viszkozitasa a mert es szamitott adatok ossze-hasonlitasa // Epitoanyag. 1980.- v.32 .- N 1.- P. 32-35.

154. Winter, A. Evolution de la viscosite du verre en tonction de la temperature

155. Verres et refract. 1982. V. 36.- N 2.- Р.ЗО 1-308.

156. Tweer, H. Application of the environmental relaxation model to the tem-pherature dependence of the viscosity / H.Tweer, J.H.Simmons, P.B.Macedo // J. Chem. Phys. 1971.-v.54.-N 5.-P. 1953-1959.

157. Mazurin, O.V. Tempherature dependences of viscosyty of glass forming substances at constant flctiv tempheratures / O.V.Mazurin, Ju.K.Startcev, S.V.Stoljar //J. Non-Cryst. Solids.- 1982.- V.52.- N 1-3.- P. 105-114.

158. Strum, K.G. Zur Temperaturebhangigkeit der Viskosität von Flüssigkeiten // Glastechn. Ber. 1980.- J.53.- N 3.- P.63-78.

159. Швейда, К. Выражение зависимости вязкости от химического состава и температуры для системы SiC>2 Р2О5 - В203 - А12Оз - Na20 // 13 szilikatip es szilikattud konf. 1-0 Budapest, 1981.-1 OP. 194-200.

160. Prochazka, A. Aproximace zavislosti viskozity skia na teplote // Sklar a keram.- 1982.- V. 32.- N 12.- P. 339-342.

161. Немилов, C.B. Природа вязкого течения стекол и некоторые следствия валентно-конфигурационной теории текучести // Физ. и хим. стекла. 1978.- Т.4.-N6.- С.662-674. ,

162. Gliss, Е.А. Viscosity of MgO А1203 - Si02 - В203 - Р205 cordierite type glasses / E.A.Gliss, S.H.Knickerbokecker // J. Mater. Sei. Lett.- 1985,- V.4 .- N 7.- P. 835-837.

163. Езиков, В.И. Политермическое исследование расплавов системы Na20 Si02 - CaO методом высокотемпературной дифракции / В.И.Езиков, Ю.И.Бузин, С.И.Чучмарев//Физика и химия стекла.- 982.- Т.8.- N 3.- С. 365-367.

164. Waseda, Y. The structure of molten alcali metal silicates / Y.Waseda, H. Suito // Transactoin Iron Steel Inst. Japan. 1977.- V. 17.- N 2.- P. 82-91.

165. Бобылев, И.Б. Определение среднего числа тетраэдров в полимерных комплексах расплавленных силикатов щелочных металлов /И.Б.Бобылев, Н.А.Зюзева, В.Н.Анфилогов//Физика и химия стекла.-1985.-Т.11.- №5.- С.530

166. Левинсон-Лессинг, Ф.Ю. Петрография. Избранные труды АН СССР. / Левинсон-Лессинг Ф.Ю.; М.: Изд. АН СССР, 1955. Т. 4. - 466 с.

167. Левинсон-Лессинг, Ф.Ю. Петрографический словарь. / Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, Э.А.Струве. М: Госгеотехиздат, 1963,- 448 с.

168. Tweer, H. Application of the environmental relaxation model to the tem-pherature depéndence of the viscosity / H.Tweer, J.H.Simmons, P.B.Macedo // J. Chem. Phys. 1971,- v.54.- №5.- P. 1953-1959.

169. Гультяй, И.И. Влияние глинозема на вязкость шлаков окись кальция -окись магния кремнезем // Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо,-1962.-№5.- С.52.

170. Machin, J.S. Viscjsity studies of system Ca0-Mg0-Al203-Si02: III 35, 45, and 45 Si02/ J.S.Machin, T.B.Yee, D.L.Hanna // Am. Cer.Soc.- 1952.- V.35.- №12.-P.322.

171. Kozakevitch, P. Viscosité et éléments structuraux des aluminosilicates fondus: laiters CaO -A1203- Si02 entre 1600 et 2100°C // Rev. Metal. - 1960. - An.57. -№2.- P.149-160.

172. Романенко, А.Г. Металлургические шлаки / А.Г.Романенко. M.: Металлургия. - 1977. - 191 с.

173. Муратов, A.M. Влияние серы на физические свойства расплавов системы Si02-Al203-Ca0-Mg0 и основы выбора рационального состава доменных шлаков / А.М.Муратов, И.С.Куликов // Восстановление и рафинирование железа. М.: Наука, 1968. - С.60-72.

174. Панов, A.C. Вязкость расплавов окись кальция-кремнезем-сульфид кальция / А.С.Панов, И.С.Куликов, Л.М.Цылев // Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1961. - №3. - С.25-30.

175. Свойства жидких доменных шлаков. Справочное пособие. / В.Г. Вос-кобойников и др.. М.: Металлургия, 1975. - 184с.

176. Муратов, A.M. Вязкость расплавов системы SiCb-A^Cb-CaO-MgO и влияние на нее серы /А.М.Муратов, И.С.Куликов // Шлаковый режим доменных печей. -М.: Металлургия, 1967. С. 185-189.

177. Urbain, G. Geochim. Cosmochim. / G.Urbain, Y.Bottinga, P.Richet // Acta. 1982. - V.46. - №6. - P.1061-1072.

178. Белов, H.B. Особенности застывания силикатных расплавов //Тр. 4-го совещания по экспериментальной минералогии и петрографии. М.: АН СССР, 1953. - С.133-137.

179. Белов, Н.В. Строение стекла в свете кристаллохимии силикатов // Стеклообразное состояние. M.-JL: изд. АН СССР, 1960. - С. 91-94.

180. Заварицкий, А.Н., Физико-химические основы петрографии изверженных пород/А.Н.Заварицкий, В.С.Соболев; М.: Госгеолтехиздат,1961. 150с.

181. Лебедева, Г.А. Классификация петрургического сырья. / Г.А.Лебедева, Г.П.Озерова, Ю.К.Калинин. Л.: Наука, 1979. - 120 с.

182. Жмойдин, Г.И. Серопоглотительная способность и оптическая основность металлургических шлаков / Г.И.Жмойдин, А.А.Акбердин, Г.М.Киреева // Металлы. 1996. - №3.- С.3-12.

183. Альмухамедов, А.И. Геохимия серы в процессах эволюции основных магм / А.И.Альмухамедов, А.Я.Медведев. М.: Наука, 1982. - 148 с.

184. Ольшанский, Я.И. Итоги экспериментальных исследований сульфидно-силикатных систем // Тр. ГИН АН СССР. Сер. петрограф. 1950. - Вып. 121. -№36.-С.12-38.

185. Годлевский, М.Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. / М.Н.Годлевский. М.: Госгеолтехиздат, 1959. - 68 с.

186. Панов, A.C. Растворимость CaS в шлаках системы СаО-БЮг/ А.С.Панов, А.В.Руднева //Изв. ВУЗов. Черная металлургия.-1961.-№11.-С.30-37

187. Sharma, R.A. The Solubility of Calcium Sulphide and Activities in Lime-Silica Melts / R.A.Sharma, F.D.Richardson // J. Iron and Steel Inst. 1962. - V.200.5. Р.373-379.

188. Sharma, R.A. Activities in lime-alumina Melts / R.A.Sharma, F.D.Richardson // J. Iron and Steel Inst. 1961. - V. 198. - №4. - P.386.

189. Sawamura, K. Activities in Lime-Silica Melts / K.Sawamura, M.Imaizumi //J. Iron and Steel' Inst. Japan, 1963. - V.49. - P. 1334.

190. Жмойдин, Г.И. Вязкость расплавов системы окись кальция глинозем и растворимость в них серы / Г.И.Жмойдин, И.С.Куликов // Изв. АН СССР. Металлы. - 1965. - №2. - С.42-52.

191. Жмойдин, Г.И. Распределение серы между железом, насыщенным углеродом и расплавами окись кальция глинозем / Г.И.Жмойдин, И.С.Куликов // Изв. АН СССР. Металлургия и горное дело. - 1963. - №3. - С.70.

192. Жмойдин, Г.И. Растворимость сульфида кальция в алюмосиликатных расплавах и их структура / Г.И.Жмойдин, И.С.Куликов // ЖФХ. 1968. - Т.62. -№1. - С.128-133. •

193. Жмойдин, Г.И. Серопоглотительная способность и сульфидная емкость шлаков // Изв. АН СССР. Металлы. 1982. - №2. - С.3-9.

194. Finchman, C.J.B. Sulphur in silicate and alumínate slags / C.J.B.Finchman, F.D. Richardson // Proc. Royal Soc. A. 1954. - V.223 (1152). - P.40

195. Жмойдин, Г.И. Термодинамика структурных превращений в расплавах Са0-А1203 // III Всесоюз. конф. по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов. Свердловск. - 1978. - Ч.З. - С.41.

196. Duffy, J.A. Acid-base properties of molten oxides and metallurgical slags / J.A.Duffy, M.D.Ingram, I.D.Sommerville //J.Chem.Soc. Faraday Trans. 1.-1978. -V.14. P.1410.

197. Sommerville, I.D. Proc. II Intern. Symp. Met. Slags and Fluxes. / I.D.Sommerville, D.J.Sosinsky //Trans. Met. Soc. AIME. 1984. - P. 1015.

198. Sosinsky, D.J. The composition and temperature dependence of the sulphide capacity of metallurgical slags / D.J.Sosinsky, I.D.Sommerville // Met. Trans.1986. V.178. - №2. - Р.331.

199. Vogt, J.H.L. Nickel in igneous rocks I I Econ. Geol. 1923.- V.18. - №4. -P.307-353.

200. Ольшанский, Я.И. Растворимость сернистого железа в силикатных расплавах. Статья 1. Растворимость в железистых силикатных расплавах // Тр. ГИН АН СССР. Сер. петрограф. 1950. - Вып. 121. - №36. - С.39-63.

201. Олыпайский, Я.И. Растворимость FeS в железистых силикатных расплавах, содержащих добавки CaO, MgO, А1203 // Тр. ГИН АН СССР. Сер. петрограф. 1951. - Вып. 137. - №40. - С.33-59.

202. MacLean, W.H. Liquidus phase relations in the FeS-Fe0-Fe304-Si02 system, and their application in geology // Econ. Geol. 1969. - V.64. - №8. - P.865-884.

203. Shimazaki, H. Liquidus relations on the FeS-Fe0-Si02-Na20 system and geological implications / H.Shimazaki, L.A.Clark //Econ. Geol, 1973.-V.68. №1. -P.79-96.

204. Connoly, J.W.D. The valence of sulphur in glass of basaltic composition formed under conditions of low oxidation potential / J. W.D.Connoly, D.R.Haughton //Amer. Miner. 1972.-V.52. - №9/10. - P.l515-1517.

205. Кузнецова, С.Я. Растворимость серы в природных расплавах моделях природных магм / С.Я.Кузнецова, Л.Д.Кригман // Геохимия.- 1978.- №2.-С.23 8-247.

206. Экспериментальное исследование растворимости серы в базальтовых расплавах / А.И.Альмухамедов и др. // Экспериментальная минералогия и петрография. М.: Наука. - 1975. - С.52-55.

207. Растворимость серы в основных силикатных расплавах и некоторыегеохимические следствия / А.И.Альмухамедов и др. // Геохимия. -1974,- №11.-С. 1672-1681.

208. Buchanan, D.L. Solubility of sulfur and sulfide immiscibility in sinthetic tholeiitic melts and their relevance to Bushweld-complex rocks / D.L.Buchanan, J.Nolan // Canad. Miner. 1979. - V.17. - №2. - P.483-494.

209. Buchanan, D.L. A comparative experimental investigation of sulphur solubility in sinthetic thoeliitic meltsat 1200 °C and 1300 °C / D.L.Buchanan, J.Nolan, N.Wilkinson // Progr. Exp. Petrol. 5th Progr.Res. 1978-1980. - Swindon, 1981. -P.231-238.

210. Haughton, D.R. Solubility of sulfur in mafic magmas / D.R.Haughton, P.L.Roeder, B.J. Skinner//Econ. Geol. 1974. - V.69. - №4. - P.451-467.

211. Haughton, D.R. Iron and sulfur in basaltic liquids / D.R.Haughton, P.L.Roeder // Abstr. Canad. Miner. 1972. - №11. - P.574.

212. Katsura, T. Solubility of sulfur in some magmas at 1 atmosphere / T.Katsura, S.Hagasima//Geochim. et cosmochim. Acta.-1974.-V.38.-№4.- P.517-531.

213. Rutherford, M.J. Experimental study of silicate-sulfide-Fe-metal equilibria in basalt / M.J.Rutherford, M.Carrol, A.Borhwich // Lunar and Planet. Sci. 13. Houston., Tex. 1982. - Pt.2. - P.667-668.

214. Haughton, D.R. Chemistry of sulfur in melts / D.R.Haughton, B.J.Skinner // Inst. Geol. Geogr. 24 Session. Section 14. Montreal. 1972. - P.234.

215. Калинников, B.T. Математическое описание некоторых свойств расплавов базальтового состава / В.Т.Калинников и др.. Апатиты: КНЦ РАН, 1998.- 105 с.

216. Матаматическое описание зависимости вязкости от состава и температуры сульфидсодержащего базальтоидного расплава / В.Т.Калинников и др..// ДАН. 1998. - Т.362. - №3. - С.357-358.

217. Макарова, И.В. Математическое описание поверхности ликвидуса и зависимости вязкости от температуры и состава доменных шлаков /

218. И.В.Макарова, В,.Н.Макаров, Д.В.Макаров // 4-й Российский семинар «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов». -Курган: КГУ, 1998. С.37-38.

219. Макаров, В.Н. Влияние химического и минерального состава шихты на вязкость расплава базальтового состава / В.Н.Макаров, О.В. Суворова // ЖПХ.- 1997. Т.70, вып.9. - С.1417-1422.

220. Макаров, В.Н. Математическое моделирование температуры ликвидуса и вязкости расплавов в системе CaAl2Si208 CaSiC>3 - Si02 / В.Н.Макаров, О.В.Суворова, И.В.Макарова // Механика машиностроения. Тезисы докладов. -Набережные Челны, 1997. - С.115.

221. Экологические аспекты процессов геохимической трансформации хвостов обогащения апатито-нефелиновых руд Хибинского месторождения / Т.И.Приймак и др.. Апатиты: КНЦ РАН, 1998. - 51 с.

222. Процессы окисления нерудных и сульфидных минералов в модельных экспериментах и на реальных хвостохранилищах / В.А.Чантурия и др.. // Горный журнал. 2000. - №4. - С.55-58.

223. Whittaker, E.J.W. The characterization of serpentine minerals by X-ray diffraction / E.J.W.Whittaker , J. Zussman // Min. Mag. 1956. - V.31. - №233.

224. Анализы минералов медно-никелевых месторождений Кольского полуострова / Яковлева А.К. и др.. Апатиты: КФ АН СССР, 1982. - 320 с.

Информация о работе

Макарова, Ирина Викторовна
доктора технических наук
Б.м., 0
ВАК 03.00.16

Диссертация

Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при использовании отходов горнопромышленного комплекса в производстве силикатных материалов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы