Утилизация керамических форм для литья как фильтрующего материала
Автор: Новослов М.Г., Белканова М.Ю.
Рубрика: Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Статья в выпуске: 1 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
Отходы от металлургических и сталелитейных предприятий составляют значительный объем и являются источником экологического загрязнения за счет склонности к выщелачиванию при хранении. Вместе с тем такие отходы имеют потенциал применения в качестве фильтрующих сред для очистки промышленных сточных вод. В данной статье изложены результаты исследований зернистого фильтрующего материала, полученного из измельченных керамических форм, которые являются технологическими отходами литья по выжигаемым моделям на предприятии Южного Урала. Форма для литья изготовляется из местного шамотно-каолинового сырья и прокаливается при температуре 900-1000 °С в течение 40-60 минут. При извлечении отливки форма разбивается и выбрасывается в отходы. Утилизация этого отхода в качестве зернистого фильтрующего материала или адсорбента стала целью данного исследования. Для этого образцы подвергли дроблению и рассеву, пробы материала испытали на соответствие требованиям к фильтрующим зернистым материалам. Сорбционные свойства изучали на образцах двух фракций 0,315-0,8 мм и 0,63-1,4 мм. Химический состав пробы изучен методом энергодисперсионной спектрометрии, силикатный модуль материала составляет 0,75, что является характерной величиной для адсорбентов. Морфологический анализ поверхности зерен, выполненный с помощью метода растровой электронной микроскопии, показал высокую шероховатость и пористость материала, которая убывает с уменьшением размера зерна. Пробы материала показали высокую механическую стойкость. Однако установлена низкая химическая стойкость материала в кислой и щелочной средах. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье показала схожесть спектров образцов зернистого фильтрующего материала, полученного из измельченных керамических форм и Сорбента АС, что позволяет относить их к одной группе - силикаты.
Отходы литейных форм, зернистый фильтрующий материал, адсорбент
Короткий адрес: https://sciup.org/147254083
IDR: 147254083 | УДК: 628.16 | DOI: 10.14529/build260106
Disposal of ceramic casting molds as a filtering material
Wastes generated by metallurgical and steelmaking plants constitute a significant volume and represent a source of environmental pollution due to their tendency to leach during storage. At the same time, such wastes have potential for application as filtering media for the treatment of industrial wastewater. This article presents the results of studies of granular filtering material obtained from crushed ceramic molds, which are technological wastes from casting using burnt models at an industrial facility in the South Ural Region. The casting molds are made from local fireclay-kaolin raw materials and are fired at a temperature of 900-1000 °С for 40-60 minutes. When the casting is removed, the mold is broken and discarded. The utilization of this waste as a granular filtering material or adsorbent is the primary objective of this study. For this purpose, the samples have been crushed and sieved, and the material samples have been tested for compliance with the requirements for granular filtering materials. The sorption properties are studied on samples of two fractions of 0.315-0.8 mm and 0.63-1.4 mm. The chemical composition of the samples are studied using energy-dispersive spectrometry; the silicate modulus of the material has been found to be 0.75, which is characteristic of adsorbents. Morphological analysis of the grain surface, performed using scanning electron microscopy, showed high roughness and porosity of the material, which decrease with decreasing grain size. The material samples showed high mechanical resistance. However, low chemical resistance of the material in acidic and alkaline environments has been observed. Fourier-transform infrared spectroscopy has shown the similarity between the spectra of the granular filtering material samples obtained from crushed ceramic forms and those of Absorbent AS, indicating that they belong to the same group of materials - silicates.
