Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Утилизация отходов химической и металлургической промышленности в антикоррозионних покрытиях по стали Ст. З

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Утилизация отходов химической и металлургической промышленности в антикоррозионних покрытиях по стали Ст. З"

г"»

1ПШСТЕРСТВ0 0СБ1ТИ УКРА1Ш

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕИХЯ БУДШЩГВА ТА АРПТЕКТУРИ

УПШЗАЦШ В1ДХОДГВ ХШ1ЧН01 ТА МЕТАЛУЕРВШО! ПРОМИСЛОВОСТ1 В АНТИКОРОЗШНИХ ПОКРИТТЯХ ПО ОТАЛ1 ст.з

II.00.11 - охорона навколишвього серадоввда та рац!ональнэ використання природних рвсурс1в

Автореферат дасертацИ на вдобуття наукового ступеня кандидата техн!чних наук

На правах рукопису

ПЕРЕСУНЬКО Любов Федор1вна

МакПвка - 1995

Диоертац1ею в рухопио

Робота виконана в ДонбаоькШ Д9рхавн1й академИ буд±вництва та арх!тектури (м. МакИвка)

Науков! кэр1Еники - доктор х1м1чних наук,

професор Висацький Ю.Б. доктор тэхн!чних наук, професор Горохов 6.В. 0фщ1йн1 опоненти - ' доктор техн1чшп наук,

професор йисоцький С .П. доктор зшпчних наук, професор Савьолова В.А. Пров1дна установа - Ки1вський пол1техн!чний 1нституг

• Захист дисэртацП в1дбудвться »¿л оз _ 1995 року о годин! ва аас1данн! Спец1ал1зовано1 ради Д 27.01.01 при Донбаськ1й дэржанаШ академИ 0уд1вництва та арх1тектури за адресов: 339023 м. МакИвка, вул. Дэрхавша, I.

3 дисертац1шо мокна ознайомитись в 01бл1отец1 ДонОасько! державно! академИ 0уд1вництвв та арх1тактури.

Автореферат роз1слзний "22? 1935 року.

Вчений свкретар Спвц1ал1зовано1 рада доктор техн1чних наук, професор

ВЛ.Братчун

БАТАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актувльн1сть теми. Нвбезпечна еколог1чна оитуац1я в рег1он1 Донбасу та взагал1 на Укра1н1 обумовлена постШним накопиченням промислових в1даод1в, як1 забруднюоть водяий та пов1тряний басей-ни, в1дчукугть гисяч1 гектар1в родючих земель та загрожують усьо-му живому. Забруднення навколипнього середовища, посилення його агресивност1 завдав велик! втраги народному господарству та еконо-м1ц! кра1ни (наприклад,кожан р1к короз1я виюдить з ладу 2056 мета-лофонду Укра1ни). Короз1я викликае руйнування металевих,- -зал1зобе-тоннх та 1нпшх буд1вельних конструкции скорочуе в!к використання обладнання, транспортних засоб1в, спричиняе вварИ трубопровод!^. Виникаюч! при цьому небезпэчн! ситуацП ускладшпють й еколог!чн1 умови.

У вв'язку з цим захист металоконструкцЗЛ в1д корозИ е актуальною проблемою, вир1шувати яку можна через пошук нових ваооб1в утил1звц11 в1дход1в в антикороз1йн1 матер1али (в тому числ1 1нг1-б1тори корозИ та захисн! покриття), що зменшить еколог1чну напру-кен1сть в рег!он1 та зможе дата економ1чний ефект внаол1док ресур-созбереження та поширення сировинно! бази народногосподарського комплексу.

Мета роботи. Комплексне вир!шння проблеми охорони навколиш-нього середовща та ресурсозбереження (мэталофонду Укра1ни) шляхом утил1зац11 в1дход1в х1м1чно! та металург1йно! промисловост1 (на приклад1 в1дход1в Краснопэрекопського бромного заводу, Шебек1нсь-кого х1мкомб1нату, Мак11вського металург1Яного комб1нату) у захио-н! антикороз1йн1 композицИ. Визначення захисних властивостей та довгов1чноот1 (часу в1дмови) досл1дкених композиц1й, виявлення на ц1й основ1 оптимального складу, розробка технолог1чного регламенту 1х приготування та ексгориментально-промислова перев1рка.

Робота була виконана у Донбаськ1й деркавн1й академИ буд!вни-цтва та арх1тектури. Бона в складовою частиною планових тем акаде-м!1: Г-2-1-86, Ф-5-91, К-б-3-91 та 1нш., зокрема теми Г-1 -1-93 "Розробка нових технолог1й та метод1в протикороз1йного захисту, д1-агностика та профЗлактика з гарант1йними шказниками над1йност!

легких буд1вельних конструкц1й

Наукова новизна. Проведан! теоретичн1 досл1дкення антикороз1й-

них властивостей як мономерних зам1щених бензил1денан1л1н1в 1 сти-рол1в, так 1 пол1мерних сшлук (модиф!кованих та немодиф1кованих) на основ1 бутилакрилату, в1н1лп1ридину, п-в1н1лфвн1л1зот1оц1анату та 1нших вам!щенш отирол!в в пл!вках по стал! Ст.З. Ровроблен! ва-

хисн1 грунтувальн1 компознцИ з використанням в1дход1в Крвснопвре-копського бромного звводу, Шебек±нського х1мкомб1нату, МакИвського металург1йного комб1нату, антикоре а 1йн1 властивост1 яких вивчались потенц!оотвтичним методом та методом прискорених випробувань.

Потенц1одинам1чним та грав1метрьгшим методами досл1даана мож-лив1сть використання сыолистих н1тро-, ам1новм1сних в1дход1в Крас-ноперекопського бромного заводу, як 1нг1б1тор1в корозП зал1за в травильних розчиних. Показано, що ц1 в!дходи, та зокрема 1ндив1ду-альн1 речовини, що входять до 1х складу, являють собою "небезтач-н1" 1яг1б1тори, що присяорюють Koposljo при значно малих та значно великих концвнтрац1ях 1нг1б1тор1в у травильних розчинах. Визначе-но 1втервал концеятрац1й, який являв практичний 1втерес. Для ошеу зм1яи захисних властивостей понрить в1д часу запропоноваыа матема-тична модель, що дав змогу розраховувати чао в!дмови досл1даених покрить.

Практична значения роботи. Розроблен! метода утшИзацП в1д-ход1в Краснопврекопського бромного заводу, Шебек1нського xImkomCI-нату, МакИвського металург1йного комб1нату у эахисн! грунтувальн! композицИ. Виконан1 досл1даашя спрямован1 на оптим1зац1ю ф1зико-механ1чних та захисних властивостей розроблэних композиций та буди викориотан1 при розробц1 техн1чних умов та технолоПчного регламенту пригогування прогикороз1йних мастик, випуск яких налагод-жено на досл1дному виробництв1 Ясиновського КХЗ.

Протягом 1992-1994 p.p. виконано поновлвння захисних покрить (з використанням мастики на основ! в1дход1в Шебек1нського х1мкомб1-нату) в середовищах в р1зним ступеней агресивносИ: I) для струк-турних конструкц1й покрить заводу КРУ, м.Коломия; блочно-балочних конструкции ангару К11ГА, м.Ки1в (слабоагресивне середовище); 2) краново! ествкади ДМЗ, м.Дружк1вка; монументу "Голодомор-33",м.Лу-бни; будинку-модулю п1дприемства "Монол1г", м. МакПвка (середовище середньо! аграсивностЗ.); 3 )конструкц1й покрить травильного в1д-д1лення ДМЗ, м. Дружк1вка; скрубер1в та нахиленого мосту Ясиновського КХЗ, м. МакПвка; робочих майданчик1в складовища м1неральних добрив, м.Тельманово (середовище сильно1 агресивност1).

Апробац1я роботи. Результата роботи допов1дались та обговорю-вались на Всесоюзн1й школ1-сем1нар1 "Современные ,методы исследования и предупреждения коррозионных и эрозионных разрушений" (Севастополь, 1991 р.); Ы1кнародному симпоз1ум1 "Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения" (1жевськ, 1992 р.); м!жнародних конференц1ях "Экология промышленного региона"

(Донецьк, 1991 р., 1993 р.), "Проблема рац1онального використання соц1ально-економ1чного та природно-ресурсного готенц1алу рвг1ону (Дуцьк, 1993 р.); на конгрес! "Защита-92" (Москва, 1992 р.); XV-Мендале евському з'1зд1 в загально! та прикладно1 х1м11 "Химические проблемы экологии" (М1нськ, 1993 р.); М1*народн1й науково-првктич-н1й конференцИ "Геологические и медико - экологические проблемы промышленно-городских агломераций" (С1мЕерополь, 1994 р.).

Публ1кац11. За матер!алами дисертацП надруковано 2 статт! тв тези 9 допов1дей м!жнародних конфервнцШ.

Структура тв об'ем дисертацП. Робота складветься з вступу, 5 розд1л!в, висновк1в та горел1ку л!тератури. Робота викладена на 161 стор1яц!, вм1щуе 18 малпнк!в, 21 таблиц» та додаток на 2 стор1нках.

ОСНОВШ РЕЗУЛЬТАТ!! РОБОТИ

1. Досл1дкення захисних властивостей низько- та високомолекулярних сполук в пл1вках по стал! Ст.З.

Ран1де потенц1остатичним методом досл1дкен1 захнсн1 властивос-т1 Ш11вок на основ! с1нилезу з добавками пох1дних бензил1денан1л!-н1в з загальною формулою СбН^-СН=1Г-СбН4-11 (31 сполука) I 31 пох!д-ного стиролу. 1нг!б1руюч1 властивост1 оц1нювались га величинами ка-тодно! та анодно! голяризовностей електроду (Ь^ та Ьа). Були проведен! кореляц!! величин Ьк та Ьа з с-константами Брауна. Р1вняння такого типу спрямован! на визначэння 1нг!б!руючих властивостей новях зам1щэних сполук у рядах ароматичних азометин1в та пох!дних стиролу.

3 ц1ею х метоп можливо використовувати виявлену адитивн!сть впливу зам!сник1в в молекулах 1нг!б1тор1в на 1х захисн! властивос-т!. При цьому розрахован1 середн! значения адитивних 1нкремент1в ^хк та Доведано, що розрахован1 за адитивно® схемою (з цими 1нкрементами) катода! та анода 1 поляризовност1 достатньо над1йно в1дображугть експериментальн! значения (стандартна в1дхилення для ус1х сполук Зо=0,02, п=18). Що стосуеться зам!щених азометин1в, 1 тим б!лыл, д1зам1щених стирол1в, то правило адитивност! не викону-еться, значения 1нкремент1в залегать в!д найближчого оточення та м1сця введения зам1сника, що пов'язано з великим супряжеяням фрагмент^ -СН=К- та -СН=СН2 з 1ншою частиною молекули.

У робот1 розглянуто антикорозШн! властивост! (1^ та Ьа) шавок на основ! подвгйних та потр!йних сопол!мер!в бутилметакрилату з п-ам1но- та п-н!тростиролом, бутилметакрилату з !зот!оц!онатости-ролом, бутилметакрилату з в!н!лп!риданом та зам!щенши стиролу.

Бачиыо, що покриття а внкориотанням мономерних аш1щашас бон-зил!денвн!л!ну та стиролу, а твкож сопол1мер!в бут!лметакрилату, в1д1лд1ридину та поздних отиролу (у тому чнол! 1 модиф!кованих р1вними реагентами) масть доотвтньо виоокий вахионий ефект. Однвк, у вв'язку в нивькою доотупн1отж> тв дороговизною таких нивько- та ви оокомолекулярних ополук, пошире не викориотання 1х на првктиц1 в цэй чао нвмохливе. Ця оботааиыа опонукаа до пошуку дешевих анало-г1в цих ополук оэред в1дход1в х1м!чноХ промиоловоот± а метол викориотання 1х як 1нг1б1тор1в в антикоров 1йних покриттях.

2. Викориотання в!дход1в х!м1чно1 та метвлург1йно1 промиоловоот! в метою отворэння нових антикоров!йних мвтвр1вл1а та воширення оировинио! бави вахионих покрить

1. На Краоноперекопоькому бромному вавод! на одв1й 1в отад!й багатоотупенчатого процвоу утворюатьоя 670 кг омолиотих еалишк1в на 10ОО кг оухого продукту (вбо при д!юч1й потужноот! 300 т/р!к). За технолог1чною схемою вони поотупають у шламонаповншвач 1 на цей час на територИ заводу накоплено близько 500 т смоли. Ц1 в1дходи-оум1ш тарвшного п-1 -окаи-2-ам1ноэт1лн1тробензолу, вторинного та трв тинного ам1н1в в вналог1чною Судовою у од 1вв 1 дношенн!; 19*21, 6063, 7*8 ваг.*. На оонов1 цих в1дход1в ровроблона Комповиц1я 1, привначена для викориотання II як анттф081йн01 маотики для грун-тування. У дан1й композицП наповнювачем та п1гментом були окоид кальц1ю та алш1н1йова пудра, модиф1катором - пол1в1н1лхлорид чи транофэрматорна ол1я, як! п1двшяують шюотичн1 влвотивоот1 та по-кавники от1йкоот1 проти удару та м!цноот1 пл1вки ври вгин1. У робот! наведена технолог1я виготовлення дано! грунтувально! компови-ц!1 та II ф1зичн1 характеристики. Ця Композиц!я 1 мае високу влас-тив1оть прооякати продукта корозИ, що даз мо*лив1оть викориотову-вати II для захмсту ыеталевих поверхонь без попереднього зв1льнен-ня 1х в!д 1ржи. Перевагу розроблвно! композицП у пор1внянн! з! стандартним промисловим грунтом №-0119 1люотрують потещ1остатич-н1 досл1дквння, як! наведен! у робот!.

Антикороз1йн1 властивост1 покрить на бвз1 смолистах в1дход1в вивчались такок методом прискорених досл1дкень у 3% розчин1 N801. Для пор1вняння були досл1даен1 прошслов! грунтовки (ГФ-0119, сурик, ХС-068, БТ-577). Розроблена грунтувальна Композиц1я 1 досл1д-кувалась як без вторинного покриття, так 1 з гокриттям БТ-577. Як1-сна оц!нка стану покрить проводалася за формулою :

г

А3«0,3(Ак4Арр)+0,1 (V ар+аб 03 <Абл+W4'01 Аб" (1)

де Ак»-Ап»Ар»Ав - в1дноон1 оц1нки (у мехах в1д О до I) ступени руй-нування в результат!'корозИ, пухур!в, розтр!скуввння, в1длущення, Арр- в1дносна оц1нка розм!ру руйнування, Абл, А^, А^, Аб - в!д-носн! оц1нки ступени зм!нення Олиску, кольору, крейдування, брудо-утримвння, як! визначали за методикою Каряк1но1. Результата досл1д-жень перел!чених покрить наведен! у табл.1.

Таблиця I.

Залекн1сть узагальненого гоказника якост! (А3) захисних покрить по стал! Ст.З в!д часу при !спитах у 3% розчлн! NaOl

t.fllö Покриття

Х0-068 ГФ-0119 Сурик+ БТ-577 Сурик Композ.1 Композ.1+ БТ-577

12 34 56 0,481 0,206 0,178 0,531 0,226 0,125 0,823 0,378 0,251 0,820 0,732 0,653 0,887 0,536 0,471 0,884 0,809 0,749

iHriöipyml властивост! ароматичних н!тро-, ам1новм1сних в1д-ход1в були вивчен! не г1льки в метою викориотання Ix як компонента захисних покрить (грунтувальний ефект), але ! як мохливих 1яг1-б1тор1в корозИ для травильних розчин1в (розчинений ефект). 0станн1 досл1дження проведен! у киолих ровчинах 20% HCl та 1 н-,2 H-HgSO^ потенц1одинам1чним та грав1метричним методами на сталевих вразках (Ст.З). Наважку смоли розчиняли у 20% HCl при к1п1нн! на протяз! 15 хвилин (при цьому був огриманий насичений розчин 1). Концентра-ц!1 розчин1в 2 + 8, як! були одержан! при посл!довному розведенн! розчину 1 наведен! у табл.2. Поряризац!йн! крив! при р!зних концен-трац!ях смоли одержан! на потенц!остат! П-582ТМ та наведен! на малинку I. 3 ексиериментальних даних розраховвн1 к1нетичн! показники корозИ (потенц1одинам1чн! та грав!метричн!): Еот та дЕст- вэличи-ни стац!онарного потенц!алу елэктроду та його вм1нення при введенн! у ройчин кислоти смоли, bk 1 ba - нахилення тафел1вських в!др!зк1в на поляризац1йних кривих (катодна ! аноднв поляризовност!), К^- !с-густина струму корозИ або електрох1ы!чна швидк1сть корозИ, К^-грав1метрична швидк!сть корозИ, яка була знайдена через втрату ма-си зразка, гл ! у^- в!щгов1да! коеф1ц1енти 1нг!б!рування (табл.2). Одержан! поляризац!йн! крив! (див.мал.1 ! табл.2) св!дчать, що смо-

ла, як 1 один з II компонент^ - первинний ам1н, налегать до 1нт101тор1в зм1шаного типу при зм1ша-ному контрол!. Яйцо мал1 концентрацИ дом!шок п1д-вищувть негативно значения Еот, тоОто виникае не-гативний у1-потенц1ал, то велик1 концентрацИ, вшцэ визначеного значения, так названо! м1н1машю1 за-хисно! концентрацИ С™^, зм1щують Еот у позитивний 01к нав'язуючи позитивна значения у.,- потенц1ала електроду. Таким чином, при дП дом!дак на коро-з1ю металу зг1дно з тео-р1ею Антропова мае м1с-це значний адсорСц1йний ефект. У ц1лому *, ц1 до-м1шки можна охарактеризу-

Кинвтичн! характеристики розчинення стал! Ст.З . у 20Ж НС1 з додатком н1тро-,ам1новм1сних в!дход!в

л р С*Ю3, -180 В1ДН Потенц1од1нам1я ГрВВ1М9Тр1Я

О 3 4 ваг. Ж ЕСТ' мВ ОТ мВ . А/СМ2 ьа г/мсгсд| угр

1. 1100 0,0 110 102 23,70 0,188 0,124 0,53 15,34 0,50

2. 440 0,4 130 82 6,92 0,182 0,139 1,82 7,65 1,12

3. 170 0,80 160 52 4,79 0,197 0,096 2,63 5,89 1,45

4. 70 1 ,20 180 22 8,32 0,228 0,095 1,51 4,69 1,82

5. 28 1,60 215 -3 13,80 0,226 0,117 0,91 6,89 1,24

6. 2.8" 2,60 218 -5 20,89 0,160 0,121 0,60 11,84 0,72

7. 0,6 3,30 .221 -9 15,50 0,167 0,120 0,81 13,99 0,61

8. 0,1 3,90 220 -8 13,34 0,182 0,114 0,94 15,35 0,56

9. 0 212 - 12,58 0,167 0,125 1,00 8,53 1,00

-3,0 -2.0 -1,0

Мая. Потр^офЛиЬ крибс для стального еяею-род^ £0'С у го'А рогчим ИС1 5 гаяемносП Ш /¿о/щентс смоли (у баг*)-- 3-<>,<*■, 4-<¡0*1 6-о,<Х>з; )

0,0006-, Я-0(?о«с6иа ре3чин). Таблиця 2.

вата як "н8безпэчн1" !нг1б!гори, тобто в звлежност1 в1д концентрацИ вони можуть як 1нг1б1рувати, так 1 стимулювати коров1ю зал!за.

Залежн!сть коеф!ц!енту 1нг!б1рування корозИ металу у розчи-нах кислот в!д ковцвнтрацИ в них смолистих в!дход1в 1 чистого ок-сиам1ну наведен! на мал.2(а,б). Пряма л!в1я при в1дпов1дае корозИ у розчинах без дом1шок, - 1нг1буваннв процесу, у<1- сти-. мулпваннг йога. Накладення залежностей г-ГСв1дн), одержаних двома везалежними методами (грав 1метричним та потенц1од1нам1чним), дозволяв знайти область перекриття 1 визначити 1нтервал концентрацИ, де дом1шка веде себе як 1нг!б1тор корозИ (див.мал.2).

Мал.2. Залежн!сть коеф!ц1енту 1нг1б!руввння корозИ зал!за в1д концентрацИ: а) -смолистих в1дход!в у 20* HCl, б)-оксиам1ну: 1- в 1 н- розчин! HgSO^, 2- в 2 н- HgSO^, — - отримана ш-тенц!од1нам!чним методом,---- грав!метричним.

В1дсутн1сть ефекту стимулювання корозИ зал1за при внесенн1 досл1дхених сполук в грунтувальн1 композицИ пояснветься монлив!с-те мэхвн!чного захисту yciel поверхн1 металу пл!вкою та потредн1м в1дновленням присутн1х н!грогруп (ще у процес! виготовлення грунтовок ).

Стимулювання корозИ при самих великих концентрац1ях дом1шок у розчинах кислот 3-1 (див. мал.1, табл.2) пояснюеться зм1ною ме-хвн1зму катодного процесу, про що св1дчить характер поляризац1йних кривих. Видно, що катодн1 звлежност! масть явно виражан! поляризаций! хвил1, як! характеризуются Е1/2«0,22 В в 1нтервал! концентрацИ! 1-3 смолистих в!дход1в (див. мал.1) та Е1/2- 0,29 В; -0,32 В (в валежност! в1д концентрацИ Н^О^ для чистого оксиам1- ; ну, що в1дпов!даз потенц1алу в1дновлення н!трогрупи для ароматич-них н1тросполук (Е1/2-0,2+0,3 В), описаному в л!тератур!.Таким чином, при в1дновленн! н1трогруп оксиам1л 1 сумЮ аналог!чних вм1н1в при великих концэнтрвц1ях виотупають двголяриваторами, як! асим!-

люють елакгрони, вив!льнен1 в анодному процес1, завдяки чому мок-ливе ПОСШ10ННЯ корозИ.

Завдяки отриманим двним мохна зробити висновок, що досл!джен! смолист1 в1дходи являють собою ефективн1 1нг!б!руюч! компонэнти захисних покрить та малаефективн! 1нг!б!тори для травильних розчи-н1в, тому що у цьому випадку нэобхЛдно точно контролювати концен-трац!ю дом1шки як по вврхн!й, тан 1 по никн1й границям.

2. У цеху N3 Крвснопврвкопського бромного заводу на стад!! цик-л1зац11 н1трофен1лхлормэт1лкарб1нол1в поб1чно утворюеться сум1ш 1зомерншс н!троокисей стиролу. К1льк1сть цих в1дщц1в складае Т283 кг на 1000 кг к1нцевого продукту, як! направляються у водно-основ-н1 стоки, забруднюоти озеро Сиваш та 1ш1 найближч! водоймища. За двними ЦВЛ заводу ц1 вЗдходи м1стять у coöi: п-н!троокиси стиролу (24-26%), м-н!троокиси стиролу (4-6S), о-н!зроокиси стиролу (70%). За допомогою Ix модиф!кац11 огримано антикороз1йну Композиц1ю 2. Бона використовуеться як !нг!б!руюча дом1шка (в1д 2 до 5%) до в1-домих промислових грунтовок ФЛ-ОЗК, ГФ-0119, БТ-577 (див. табл.3). Доведена, що ф1зико - мвхан1чн1 властивост! ш1вок 1нг!б!руваного шлфиття не пог!ршупться (а деяк1 властивост! нав!ть пол1лшуються) у пор!внянн! з не1нг1б!руваним. Наведен1 грунтувальн! композицИ, що нвнесен! на протравлену поверхню Ст.З, дослЛдкувались у 4-х камерах: AG-2 (S02, соляний туман 3% NaCl), Ш-1 (кварцова лампа, Т°С=30°С, дощ); холодильн!й установц1 (Т°С в1д -1° до -30°С); г1д-ростат! (пара, Т°С=40°С). Таким чином, були задан! умови промисло-вого кл!мату. ДослЛдхення мали цикл!чних характер по 4 доби кожний цикл. 0ц1нку покрить зд1йснювали за формулою (1). 0триман1 дан1 на-

Таблиця 3.

Залекн!сть узагальненого показника якост! А3 захисних покрить на основ! грунтовок ФЛ-ОЗК, ГФ-0119, БТ-577 в1д конценграцИ антикороз1йно1 дом1шки - КомпозицИ 2 (досл!дкених за циклом "промислово! атмосфери").

t, Д1б ФЛ-ОЗК ГФ-0119 БТ-577

0% 2% 5% 0% 2% 5% 0% 2% 5%

16 0,877 0,981 0,981 0,917 0,967 0,967 0,901 0,703 0.730

24 0,871 0,935 0,881 0,917 0,796 0,967 0,841 0,523 0,712

40 0,691 0,857 0,745 0,851 0,785 0,691 0,512 0,505 0,671

60 0,659 0,857 0,655 0,785 0,701 0,581 0,391 0,401 0,671

76 0,647 0,851 0,851 0,631 0,555 . 0,669 0,581 0,259 0,585

веден1 в табл.3. Грунтовки з використанням КошозицИ 2 призначен1 для загисту чорних метал!в, як1 експлуатувться у середовицах слаб-ко1 вгресивносИ. Вони Сули досл!даэн1 й у натуральна! умовах.

З.Вищ! кислоти,1х сол1 та еф1ри в ефэктивними компонентами для мастик, що обумовлено 1х мастикопод!бними (завдяки довгого вугле-водневого радикалу) та !нг!б!руючими (вавдяки карбоксильних груп) властивоогями. У зв'язху з цим були запропонован! заооби утил1за-ц11 кубових залишк1в виробництва синтетичних кирних кислот (СЯК) Шебвк1нського х1мкомб1нату, що уявляють собой фрвкц1ю 02О i вищэ.

У робот! наведен! рецептура восьми антикороз1йних мастик на основ! СЯК. Наповнювачем ! п1гментом у них були зал1зний сурик в кЗлькост! 10Ж, 15%, 2036 та 80 % до головного зв'язугчого, в1дходи мартену - 805S, бронзова та алга1н1йова пудри- 1056, б!ла casa -10%. Ц! склада були досл!даэн1 з модификатором гол1втиленпол!ам1ном (ПЕЛА) у к1лькост1 0,5% та без нього, а також з повторили нанесениям зал1зного сурику тв без нього.

8ахисн1 властивост! наведених мастик при покритт1 сталэвих зразк1в (Ст.З) вивчен! за допомогов методу прискорених досл1дЕень з 1м!тац!еи промислового кл1мату за допомогои перэл1чених вищв пристроХв. Вони у своХй б1лыпост1 маоть дооить виоокий показник А3 (0,6-0,8) п1сля 70 д!б досл!д*юнь та по довгов!чност! не г1рш! за промислов! грунтовки.

4.Головнями залишками п1даривмств метвлург1йно! промиоловост1 в пилопод!бн1 в1дхода. Особливу нвбвзпэку так1 в1дходи являоть у ре-г!он! Донбасу, дэ велика концентрац1я металургИних комб1нат1в. Зо-крама, на МакИвському неталургИному комб!нат1 (ЫМК) при виробни-цтв! стал! у мартенЛвських цехах за одну плавку (500 т. стал!) ви-кидаеться 12+20 т.(або 60 г. у добу) пилопод!бних в1дход1в, як! яв-ляють собою с ум lin оксид1в р!зних метал1в ! немэталЛв. 0ск1льки значив частина в них цв оксида зал1за, то доц1льним в зам1на ними зального сурику при наповненн! захисних покрить. 3 екстарименталь-них даних видно, що так1 покриття s одними з найкращих.

3. Прогнозування довгов!чност! захисних покрить.

Для опису зм!ни захисних властивостей покрить за часом запро-поновано п'ять математичних моделей: 1 - л1н1йна A3=l-at, 2- rirrep-0ол1чна A3=(1+at)_1, 3- експоненц1альна A3=eip(-at), 4- показнико-ва A3=1-Bta, 5- г!пербол!чно-показникова A3=(1+Bta)~! У робот! наведен! кореляц1йн! парамэтри, отриман! з використанням перел!чених функц!й для yolx доол!дкёних грунтувальних композиц!й,у тому чиол!

1 для стандарта: промислових. Ус! аапропонован1 нами функцП адекватно вЛдображують досл1дн1 дан1 (№0,86), але перевага1в!ддана г!лербол!чно-показников!й модел1 (за найменшими значениями остатка похибок Б^). За допомогою останньо! розраховано час в1дмови до сладзкених покрить (див..наприклад,табл.4) при А3=0,3. Певн1сть ви-брвних моделей п1дтверджуеться тим, що розрахований час в!дмови дл багатьох композиц1й в!дпов1дае експериментальному у випадку, якщо в1н наступав в процес! досл1даення.

Анал1з ¿2 та *В1ДМ (див. табл.1 1 табл.4) демонструе перевагу розроблено! КомпозицИ 1 над в1домими грунтувальними матер!алами, для яких динам!ка пад1ння А3 за часом б1льш стр1мка, н1ж для компо зиц1й на основ! твердих н!тро-,ам1новм!сних смолистих в1дход1в. Ще кращ! захисн! властивост! у пор1внянн! з перел!ченими вще покрит-тями мають промислов! грунтовки з добавкою 2 вбо 5% розроблено! КомпозицИ 2. Серед покрить на основ! в!дход!в з н1троокисами стиролу, нвйкрвщэ - ВТ-577+5% КомпозицИ 2 (*в1дм=3170 д!б).

Твблиця 4.

Розрахований час в1дмови промислових внтикорозЗйних композщ1й та композиц1й на основ! в!дход1в Красноперекопського бромного заводу

Покриття 11, Д1б Покриття г, д!б

Досладкено у 3% ИаС1 за циклом "промислово! атмосфера"

ХС-068 25 М-ОЗК 277

№-0119 26 Ф1-03К +2Ж Комн. 2 337

Сурик 51 ФЛ-ОЗК +5% Кош. 2 123

Сурик +БТ-577 1134 ГФ-0119 245

Композиц!я 1 95 ГФ-0119 +г% КОШ. 2 186

Композиц1я 1+ ГФ-0119 +5% КОШ. 2 108

БТ-577 2258 БТ-577 69

БТ-577 +2% Кош. 2 72

БТ-577 +5% Кош. 2 3170

Серед композиц1й на основ! СЖК найкращ! - з використанням алю-м1н1йово! та Оронзово! пудри (1Е1дм= 1275 та 1050 д!б в!дпов1дно). Ц1кавим в той факт, що у першому випадку покриття достатньо над1й-н! без добавки модиф1катора ПЕЛА, у другому т1льки з використанням II. Певно, наведений факт пов'язаний з р!зною активн!стю наповнюва ча. Б1льш активн1 наповиовач! (наприклад, алюм1н1йова пудра х всходи мартен!вського виробництва) м1цн1ше пов'язують ПЕЛА та знижу-ють захисн! властивост! покриття. У композиц!ях з бронзовой пудрою

та б!лою сажан менш активн! оксиде м1д1 та крвмв1ю суттево ripme взаемод1ють а ПЕЛА, в!ж основа. У результат!, ыодиф!куючий вшив ШПА полйшув як!сть покриття.. Нанесения повторного покриття (за-л!зного сурику) не вавжди викликае пол!шення эахисних властивос-тай. Це, певно, мокнв пояснити малою адгез!ею вторинного покриття до первинного, що обумовлено р1зяою природою Ii наповнювач!в. У ви-падку однаково! природа наповнювач1в (зал1зшй сурик 1 в1дходи мартену) захисн! властивасП композиц1й у ц1лому не змШшться або по-л1шуються.

В наведэншс даних бачимо, що у пор1внянн1 а в1домими ггромисло-вими композиц1ями (XG-068, ГФ-0119 та 1нш.), комггозицН на основ! СЖК характеризуються большою довгав1чн1стю,а у пар!внянн1 з! окладами на ochobI н1тро-,ам1вовм!сних в!дход1в - дек1лька меншою. Сл1д в!дзначити, що у зв'язку з тем, що використована у робот! методика доол!д*ень аахисних влаотивостей покрить в 1нтеноивною, ре-альний час в!дмови буде значно вице, н1х розраховане значения, яке завдяки цьому в в!дносниы показником.

ВИСНОВКИ

1. На приклад! утил1зац!1 ряду в!дход1в х1м1чно! промисловост! (в1дход!в Красноперакопського бромного заводу, що н1стять у соб! ароматичн! н1тровм1ни; а також 1зомерн1 н!троокиси стиролу, в1дхо-д1в Шебек1нського х1мкоыб1нату, як! м!стять синтетичн! жирн! кио-лоти) та пилоиод!бних в1дход1в металургШно! промисловост! доведено, що моЕливе комплексна вир1шэння проблема охорони навколишнього середовища, рац!онального використання природних pacypclB (збере-ження мегалофонду Укра1ни) та поширення сировинно! база лакофарб-но! промисловост! через утворвння антикороз1йних грунтовних композит» на основ! цих в1дход1в.

2.Теоретично вивчено вплив зам!сник!в та х1м1чно! структури ряду сполук на захисн! аластивост1 покрить (катодна та анодна Ьл поляризовност1 электроду) по стал! Ст.З при р!зних концентрац!ях як мономерних, так 1 пол1мврних 1нг!б1руючих дом!шок в них (зам1щених бензил1денанШн!в, сгирол1в, пол1мврних ангикороз1йних хошозщШ на ochobI сопол1мер!в бут1лакрилату, в1н!лп1ридину,н!тро- тв вм1но-стирол1в, п-в1н1л|®н1л!зот!оц!анату). Доведено, що висок1 захисн1 властивост1 таких покрить надають п1дстави до використання промис-лових в!дход1в, як1 м1отять у своему склад! ополуки аналог!чно! бу-дови. На основ! в1дход1в Красноперакопського бромного заводу та Ше-бек1яського х1мкомб!нату розроблен! рецептури антикороэШних грун-

тувальних композите, захисн! властивост1 яких досл!даэн1 методом прискорених 1спит1в у 3% солевому розчин! та у камерах в умовами промислово! атмосфери.

3. Вивчена мо*лив1сть викорисгавня н1тро-,ам!новм!сних в1дхо-д1в Нрасноперекопського бромного заводу як 1яг1б!тор!в кислотного травлЛння aaniaa. Доведено, що ц1 в1дходк, як 1 1ндив1дуальн1 ре-човини аналог1чно! структура, належать до класу "небезпечних" 1н-riöiToplB, бо дужэ велик! та духе мал1 Ix концвнтрацИ стимулшгь процеси корозИ. Знайдено 1нтервал концентрвц1й, який мае практич-ний 1нтерео.

4. Для прогнозування часу в!дмови захисних покрить запропоно-вано п'ять математичних моделей опису зм1ли у^агальненого показви-ка якоот1 А3 покрить ва часом. Знайдено, що експериментальн1 дан1 найкраще описуе г1лербол1чно-показникова функц!я, яка дав змогу розрахувати чао в1дмови досл!джвних покрить.

Виявлено, що б!льш1сть покрить розпод1ляеться на два класи. Перший з них характеризуемся високими захисними властивостями на малих 1нтервалах !спит!в та р1зким пад!нням Ix через великий про. mIzok часу, друтий - навпаки: р1зким гнихенням А3 на початкових Знтервалах часу випробувань та мевшим пад1нням - через деякий час. На п1дстав1 ц!е! класиф1кац!1 визначен! покриття, як! мапть прак-тичний 1нтерес.

5. Результата 1сшт1в були використан1 при розробц1 техн!чних умов на антикороз!Йну мастику та технолог1чного регламенту И ви-робвицтва на досл1дао-промислов1й установц1.

Екстариментально-цромислова первв1рка розроблено! мастики проведена у середоводах слабко1, середньо! та сильно! агресивност! при виконанн! ремонтних роб!т на заводах КРУ (м.Коломия), ДМЗ (м. Друкс!вка), Ясиновському КХЗ (м.МакИвка) та на 1нших об'ектах у м.м. Киев!, Лубни, Тельманово, Москв!.

Основний зм!ст дисертацП викладено в роботах:

1. О прогнозировании временя жизни антикоррозионных покрытий по стали Ст.З// Горохов Е.В..Высоцкий Б.Б.,Доня А.П.,Сохина О.И., Первоунько Л.Ф./ Защита мвталллов, 1994.- Т.ЗО.- N 2.- С.191-195.

2. О прогнозировании времени жизни антикоррозионных покрытий по стали Ст.З. 2.Покрытия ва основе кубовых остатков производства синтетических жирных кислот.// Горохов Е.В., Высоцкий D.B., Доня А.П., Королев В.П., Сохина О.И., Пересунько Л.Ф./ Защита металлов, 1995.-Т.31.- N1.- О.бЗ-бб.

3. Строение и ингибирущее действие замещенных бензшшдэнани-

- is -

линов и производных стирола в пленках по стали Ст.З //Доня А.П., Высоцкий Ю.Б., Барба H.A., Пересунько Л.Ф./ Tea.докл. Всесоюзной школы-семинара "Современные методы исследования и предупреждения коррозионных и эрозионных разрушений", Севастополь, 1991, С.48.

4.Использование отходов производства Крымского ПО "Химпром" в травильных растворах // Горохов Е.В., Доня А.П., ■ Высоцкий Ю.Б., Парфилова С.С., Пересунько Л.Ф./Тез. докл.Всесоюзной науч.-техн. конф. "Экология промышленного региона", Донецк, 1991, С.11?.

5.Изучение кинетических закономерностей ингибирующего действия отходов производства Крымского ПО "Химпром" в пленках по стали Ст.З // Горохов Е.В., Высоцкий Ю.Б., Доня А.П., Королев В.П., Сохина С.И., Пересунько Л.Ф. / там же, С.119-120.

6. Физико-химические аспекты утилизации промышленных отходов в качестве ингибиторов в травильных растворах // Горохов Е.В., Высоцкий Ю.Б., Доня А.П., Парфшюва С.С., Пересунько Л.Ф./ Тез.докл. Между н. симпозиума "Физические проблемы природопользования, экологии и ресурсосбережения", Ижевск, 1992, С.120.

?.Ингибирущее действие полимерных покрытий на основе бинарных и тройных сополимеров бутилакрилата и бутилметакрилата с функ-циональноактивными сомономерами // Доня А.П., Высоцкий Ю.В., Горохов Е.В., Королев В.П., Пересунько Л.Ф. /Тез. докл. конгресса "За-щита-92", Москва, 1992, С.251.

8.Влияние заместителей в модификаторе бинарного сополимера бутилметакрилата с функционала неактивными сомономерами на ингиби-рущие свойства покрытий по стали Ст.З //Доня А.П., Высоцкий Ю.Б., Барба H.A., Сохина С.И., Пересунько С.И./ там же , С.252.

9.Экологичесские аспекты утилизации отходов Красноперекопеко-го бромного завода // Горохов Е.В., Высоцкий Ю.Б., Доня А.П., Королев В.П., Сохина С.И., Пересунько Л.Ф./ Тез.докл. науч. -техн. конф. "Экология промышленного региона", Донецк, 1993.С.23 .\

10.Комплексна використання в1дход1в металург!йноГ та нафтопе-реробно! промисдовост1 а метою зниження еколог1чно! небеэпеки До- , нецького perloHy // Горохов C.B., Висоцький Ю.Б., Доня О.П., Ко-рольов В.П., Сох1на G.I., Пересунько Л.Ф./ Тези доп.конф.' "Пробле-

ми рац!онального використання соц1ально-економ1чного та природ- ^ но-ресурсного потенц1алу рег1ону", Луцьк, 1993, ч. С.79.

11. Экология Крыма и утилизация отходов Красноперекопского бромного зааада // Высоцкиий Ю.Б., Доня А.П., Королев В.П., Сохина. С.И., Пересунько Л.Ф. 7 Тез.докл. Мевдун.науч.-практ. конф. "Геологические и медико-экологические проблемы промышленно-городских агломераций", Симферополь, 1994, ч., С.79.

АЖОТАШЯ

Первсунько Л.Ф. Утилизация отходов химической и металлургиче кой промыиленности в антикоррозионных пожатиях по стали Ст.З.

Диссэртвция на соискание ученой степени кандидата техническ наук по специальности II.00.11 - охрана окружающей среды и рацио нальное использование природных*ресурсов. Донбасская государстве: ная академия'строительства и архитектуры, Макеевка, 1935.

Показана возможность решения проблемы охраны окружающей ере, и ресурсосбережения (мэталлофокда Украины) посредством утилизац отходов химической и металлургической промышленности (на приме] отходов Крвсноперекопского бромного завода, Шебекинского химкомб! ката) в защитных грунтовочных композициях. Определены защитам свойства и долговечность (время отказа) исследуемых композиций выявлены на этой основа оптимальные составы, разработан технолог: чеcraft регламент их приготовления и проведена оттно-промшпленна: проверка.

ABSTRACT

РегеашИсо X.F. Utilization of chemical and steel-making Induj tries wastes In anticorrosive coatings on steel St.3. Ihesis, Candidate oi Sciences (Technlk), speciality - envlronmerr protection and rational utilization of natural resources. Donbas; State Academy of Building and Architecture, Makeyevka, 1995.

The main objectives of the present research were: complex s< lution of environment protection and resource saving problems bj means of the utilization of chemical and steel-making Industrie! wastes .(as for instance Krasnoperekopsk bromine plant, Shebekinc chemical plant, Makeyevka ateel making plant wastes) In protects primer composition; the definition of protective corrosion reals tant properties and the working period oi coatings on steel;to d« fine optimum compositions on this base; to design the production process of those and to test them experimentally and commerclallj

Kmo4QBi слова: ресурсозбврекення металофонду, утал1зац!я прс мислових в1дход1в, внтикороз±йн1 захисн! покраття, потенцЮданвмЗ ний метод, npucKopeHi випробування, прогнозування часу в!дмови.

П'щписано до друку 14. 02. 95 р. Замовлення № 01-72 Тираж 100. Споа'б друку офсетний ЧП "Твико", Донецьк-50, пр. Ватутина, 21