ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЦИРКУЛЯРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ШЛАКА В СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ: ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И РЕСУРСНЫЙ ЭФФЕКТ

Авторы:

Петренко Е.Н.

Аннотация:

В условиях стремительного роста объемов мирового производства стали обоснована необходимость перехода от полигонного захоронения электросталеплавильных шлаков к их циркулярному использованию в инфраструктурных проектах. Объектом исследования послужил шлак электродуговых печей, характеризующийся высоким валовым содержанием хрома, ванадия и молибдена. В работе применен иерархический подход к оценке экологической безопасности, включающий статические тесты соответствия (EN 12457-4), динамическое поверхностное выщелачивание монолитных образцов (DSLT, CEN/TS 16637-2) и фитотоксикологическое тестирование элюатов. Установлено, что инкапсуляция шлакового заполнителя в битумную матрицу асфальтобетона снижает кумулятивную эмиссию шестивалентного хрома на два порядка по сравнению с зернистым отвалом, при этом доминирующим механизмом миграции токсикантов из пористых и плотных смесей является диффузия. Показано, что предварительная карбонизация материала существенно уменьшает щелочность и подвижность ванадия, что критически важно для снижения экотоксичности при рекультивации нарушенных земель. На основе математического моделирования долгосрочного выщелачивания и результатов биотестирования сформулированы количественные границы экологически безопасного применения шлака, исключающие вторичное загрязнение почвенно-грунтовых комплексов. Ресурсный эффект от замещения природного щебня оценен по сокращению потребности в добыче природных горных пород и снижению углеродного следа дорожных покрытий. Полученные данные позволяют дифференцировать подходы к утилизации в зависимости от структурных особенностей композита и сценария применения материала.

Ключевые слова:

Электросталеплавильный шлак; выщелачивание; шестивалентный хром; карбонизация; строительные материалы; экологическая безопасность.

Цитировать статью:

График выхода журналов

Последние выпуски: