Перспективи використання гальванічних шламів під час виготовлення будівельних та покрівельних матеріалів і сумішей

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ГАЛЬВАНІЧНИХ ШЛАМІВ  ПІД ЧАС ВИГОТОВЛЕННЯ БУДІВЕЛЬНИХ ТА ПОКРІВЕЛЬНИХ  МАТЕРІАЛІВ І СУМІШЕЙ

PROSPECTS OF USING GALVANIC SLUDGE IN THE MANUFACTURE OF BUILDING AND ROOFING MATERIALS AND MIXTURES

Сторінки: 227-233. Номер: №3, 2020 (285)
Автори:
Є. М. ЗАВЕРАЧ, С. Я. ПІДГАЙЧУК,
Н. С. МАШОВЕЦЬ, Н. М. ЯВОРСЬКА, Л. Р. ДАНЧУК
Хмельницький національний університет
Ye. ZAVERACH, S. PIDGAYCHUK, N. MASHOVETS, N. YAVORSKA, L. DANCHUK
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-285-3-35

Рецензія/Peer review : 10.04.2020 р.
Надрукована/Printed : 03.06.2020 р.

Анотація мовою оригіналу

В роботі наведені короткі відомості про методи очищення стічних вод гальванічних виробництв з одночасною характеристикою утворених твердих шламів. Проведений аналіз публікацій щодо існуючих сучасних технологій переробки та утилізації гальванічних шламів, які накопичуються на промислових підприємствах різних регіонів України, з акцентуванням щодо їх використання під час виготовлення будівельних та покрівельних матеріалів і сумішей. Розглянуті можливості зацікавлення підприємств Хмельницької області у використанні гальваношламів під час виробництва широкого асортименту будівельної продукції.
Ключові слова: стічні води, гальванічні шлами, важкі метали, утилізація, будівельні матеріали, покрівельні матеріали.

Розширена анотація англійською мовою

The paper presents an analysis of recent publications on environmental safety and on electroplating waste treatment. The problems of utilization and secondary use of galvanic sludge, which are accumulated at industrial enterprises of different regions of Ukraine and on the territory of SE “Novator” (Khmelnytskyi) are considered. Based on the literature survey the use of galvanic waste as a raw material for the production of building and roofing materials and mixtures is analyzed in detail.  Positive experience of sludge waste usage in the brick production at Irpin plant of building materials “Progress” is noted. It is shown that the usage of galvanic chromium-containing sludge in the production of mortars saves up to 10% of cement. The material on the application of the ferritization method for the treatment of highly concentrated wastewater and slurry suspensions of sludge is presented, the compositions of alkaline cements with the use of liquid ferritic waste are developed and the reliable fixation of heavy metals in the structure of alkaline cements is proved. The technical characteristics of such materials are quite high (39 – 45 MPa). Possibilities of sludge waste application in the production of different types of bricks are given. To improve the immobilization of heavy metals when using galvanic sludge in the production of bricks, up to 30 wt. % of glass waste are added to the mixture of materials. For co-utilization of chromium-containing galvanic sludges and oil wastes it is proposed to replace a part of bitumen with them in the production of waterproofing mastics and polymer-bitumen waterproofing materials, which will improve their physical and chemical properties. The researches on utilization of sludges of various galvanic productions by stabilization-hardening by asphalt emulsions are given. The obtained asphalt coatings are characterized by high hydrophobicity, inertness and extremely high stability to various environmental influences. The utilization technologies of galvanic sludges in the manufacture of construction and roofing materials and mixtures are the most promising for Khmelnytskyi region‘s industrial objects..
Key words: wastewater, galvanic sludge, heavy metals, utilization, building materials, roofing materials.

References

1. Donchenko M.I. Ekolohichna bezpeka halvanotekhniky. Chastyna 1. Stichni vody. Mekhanichna ta sorbtsiina ochystka : navch. posib. / M.I. Donchenko, S.V. Frolenkova. – K. : NTUU «KPI», 2016. – 202 s.
2. Kuntyi O.I. Halvanotekhnika / O.I. Kuntyi – Lviv : Vyd-vo Natsionalnoho universytetu “Lvivska politekhnika”, 2004. – 236 s.
3. Vinogradov S.S. Ekologicheski bezopasnoe galvanicheskoe proizvodstvo / S.S. Vinogradov ; pod red. V.N. Kudryavceva. – M. : PIP «Globus», 1998. – 302 s.
4. Filatova E.G. Razrabotka ceolitno-sorbcionnoj tehnologii ochistki stochnyh vod galvanicheskogo proizvodstva / E.G. Filatova, O.I. Pomazkina, Yu.N. Pozhidaev // Himiya i tehnologiya vody. – 2014. – T. 36, № 6. – S. 559–566.
5. Kochetov G.M. Kompleksnaya ochistka stochnyh vod promyshlennyh predpriyatij s regeneraciej tyazhelyh metallov / G.M. Kochetov // Ekotehnologii i resursosberezhenie. – 2000. – № 4. – S. 41–43.
6. Melnyk O.S. Halvanoshlamy – toksychni vidkhody chy vtorynna syrovyna? / O.S. Melnyk // Visnyk SumDU. Seriia tekhnichni nauky. – 2011. – № 4. – S. 186–190.
7. Gubskaya E.S. Utilizaciya othodov galvanicheskogo proizvodstva, soderzhashih Cr (VI) / E.S. Gubskaya // Ekotehnologii i resursosberezhenie. – 2005. – № 2. – S. 33–36.
8. Abashyna K.O. Konspekt lektsii z kursu «Utylizatsiia promyslovykh vidkhodiv» / K.O. Abashyna, O.V. Khandohina. – Kharkiv : KhNUMH im. O.M. Beketova, 2016. – 58 s.
9. Duiun A.I. Utylizatsiia halvaninchykh vidkhodiv / A.I. Duiun, S.O. Hryn // Young Scientist. – 2018. – № 10. – S. 419–421.
10. Industrial Waste Treatment Handbook. Elsevier Inc., 2006. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-7506-7963-3.X5000-0 (date of application: 15.04.2020).
11. Khanyk Ya.M. Problemy utylizatsii vidkhodiv halvanichnoho vyrobnytstva [Elektronnyi resurs] / Ya.M. Khanyk, N.Ia. Tsiura // Lviv Polytechnical National University Institutional Repository. – Rezhym dostupu : http://ena.lp.edu.ua (data zvernennia : 8.11.2019).
12. Malceva I.V. Ob ispolzovanii shlamothodov pri proizvodstve stroitelnyh materialov / I.V. Malceva [Elektronnyj resurs] // Inzhenernyj vestnik Dona. – 2018. – № 2. – Rezhim dostupa : http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2018/4880 (data obrasheniya : 4.01.2020).
13. Sidorenko I.G. Razrabotka tehnologii pererabotki shlamov galvanicheskih proizvodstv / I.G. Sidorenko, G.M. Zagorovskij, V.V. Lobanov // Ekologiya i promyshlennost. – 2010. – № 3. – S. 34–38.
14. Olshanskaya L.N. Utilizaciya galvanicheskih shlamov predpriyatij Saratovskogo regiona v tovary narodnogo potrebleniya [Elektronnyj resurs] /  L.N. Olshanskaya, E.N. Lazareva, V.V. Egorov // Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. – 2012. – Rezhim dostupa : https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-galvanicheskih-shlamov-predpriyatiy-saratovskogo-regiona-v-tovary-narodnogo-potrebleniya (data obrasheniya : 4.01.2020).
15. Silva J.E. Leaching behaviour of a galvanic sludge in sulphuric acid and ammoniacal media / J.E. Silva, D. Soares [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2005. – V. B121. – P. 195–202.
16. Miškufova A. Hydrometallurgical route for copper, zinc and chromium recovery from galvanic sludge / A. Miškufova, T. Havlik [et al.] // Acta Metallurgica Slovaca. – 2006. – № 12. – P. 293–302.
17. Klishenko R.E. Izvlechenie cvetnyh metallov iz shlamov galvanicheskogo proizvodstva / R.E. Klishenko, Kosorukov A.A. [i dr.] // Ekotehnologii i resursosberezhenie. – 2010. – № 2. – S. 46–50.
18. Kuznecova O.N. Utilizaciya shlamov galvanicheskogo proizvodstva [Elektronnyj resurs] / O.N. Kuznecova, V.V. Sergeev. – 2015. – Rezhim dostupa : https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-shlamov-galvanicheskogo-proizvodstva (data obrasheniya : 4.01.2020).
19. Andreola F. Synthesis of chromium containing pigments from chromium galvanic sludges / F. Andreola, L. Barbieri [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2008. – V. 156. – P. 466–471.
20. Costa G. Malayaite ceramic pigments prepared with galvanic sludge as colouring agent / G. Costa, M.J. Ribeiro [et al.] // Dyes and Pigments. – 2008. – V. 78. – P. 157–164.
21. Andreola F. Physical-chemical characterization of a galvanic sludge and its inertization by vitrification using container glass / F. Andreola, L. Barbieri [et al.] // WIT Transactions on Ecology and the Environment. Waste Management and the Environment. – 2006. – V. 92. – URL : https://doi:10.2495/WM060031 (date of application: 10.04.2020).
22. Magalhães J.M. Effect of experimental variables on the inertization of galvanic sludges in clay-based ceramics / J.M. Magalhães, J.E. Silva [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2004. – V. 106B. – P. 139–147.
23. Magalhães J.M. Role of the mixing conditions and composition of galvanic sludges on the inertization process in clay-based ceramics / J.M. Magalhães, J.E. Silva [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2004. – V. 106B. – P. 169–176.
24. Semenov V.V. Snizhenie ekologicheskoj opasnosti shlamov galvanicheskih proizvodstv metodom ferritizacii : avtoreferat dis. na soiskanie nauch. stepeni k.t.n. : 03.00.16 – ekologiya / V.V. Semenov. – Ulyanovsk, 2004. – 24 s.
25. Sinyushkin A.N. Utilizaciya galvanicheskih shlamov / A.N. Sinyushkin, Suprunchuk V.I. [i dr.] // Voprosy himii i himicheskoj tehnologii. – 2012. – № 2. – S. 175–178.
26. Svyatohina V.P. Issledovanie reagentnogo metoda ochistki stochnyh vod ot ionov tyazhelyh metallov : avtoreferat dis. na soiskanie nauch. stepeni k.t.n. : 03.00.16 – ekologiya / V.P. Svyatohina – Ufa, 2002. – 23 s.
27. Kochetov H.M. Rozrobka tekhnolohii utylizatsii produktiv ochystky promyslovykh stokiv metodom ferytyzatsii u matrytsi luzhnykh tsementiv [Elektronnyi resurs] / H.M. Kochetov, D.M. Samchenko [ta in.]. – Rezhym dostupu : http://doi:10.15587/2312-8372.2018.152615 (data zvernennia : 1.11.2019).
28. Pérez-Villarejo L. Valorization and inertization of galvanic sludge waste in clay bricks / L. Pérez-Villarejo, S. Martínez-Martínez [et al.] // Applied Clay Science. – 2015. – V. 105–106. – P. 89–99.
29. Linqiang Mao. Addition of waste glass for improving the immobilization of heavy metals during the use of electroplating sludge in the production of clay bricks / Linqiang Mao, Wenyi Zhang // Construction and Building Materials. – 2018. – V. 163. – P. 875–879.
30. Starostina I. The usage of iron-containing sludge wastes in ceramic bricks production / I. Starostina, M. Simonov [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 365. – 2018. – URL : https://doi:10.1088/1757-899X/365/3/032066 (date of application: 10.04.2020).
31. Vitkalova I. Industrial waste utilization in the panels production for high buildings facade and socle facing / I. Vitkalova, A. Torlova [et al.] // E3S Web of Conferences 33. – 2018. – URL : https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183302062 (date of application: 10.04.2020).
32. Bednarik V. Stabilization/solidification of galvanic sludges by asphalt emulsions / V. Bednarik, M. Vondruska, M. Koutny // Journal of Hazardous Materials. – 2005. – V. B122. – P. 139–145.
33. U Polonnomu pobuduiut zavod z vyrobnytstva keramichnoi plytky. 30.05.2018 [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://newskm.net/publications (data zvernennia : 9.04.2020).