Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, РФ:

Пиирайнен В. Ю., профессор, д-р техн. наук, piraynen@gmail.com

Баринкова А. А., аспирант, barinkov1996@yandex.ru

Представлены результаты изучения возможности использования красного шлама в качестве одного из исходных компонентов для создания композиционных материалов. Рассмотрены два направления его применения — в составе строительных бетонов и композиционных органоминеральных смесей агротехнического назначения. Показаны два способа деактивации красного шлама в качестве предварительной его подготовки: обработка серной кислотой и взаимное перемешивание с кислой органической составляющей композиционной смеси — верховым торфом. Установлены количественные соотношения красного шлама, вяжущего и наполнительных материалов в составе строительных материалов, экспериментально определены оптимальные диапазоны его содержания в разработанных органоминеральных смесях. Проведенные исследования открывают путь к разработке широкого спектра композиционных материалов различного назначения на основе красного шлама и их масштабному использованию, что позволяет решать острую экологическую проблему массового накопления и хранения данного отхода.

1. Khalifa A. E., Bazhin V. Y., Kuskova Y. V., Abdelrahim A. M., Yasser M. Z. Ahmed. Study the recycling of red mud in iron ore sintering process // Journal of Ecological Engineering. 2021. Vol. 22., Iss. 6. P. 191–201.
2. Archambo M. S., Kawatra S. K. Red mud: fundamentals and new avenues for utilization // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2020. Vol. 42. P. 427–450.
3. Fedorova E., Pupysheva E., Morgunov V. Modelling of red-mud particle-solid distribution in the feeder cup of a thickener using the combined CFD-DPM approach // Symmetry. 2022. Vol. 14, No. 11. DOI: 10.3390/sym14112314
4. Kozyrev B. A., Sizyakov V. M., Arsentyev V. A. Principles of rational processing of red mud with the use of carboxylic acids // Non-ferrous Мetals. 2022. № 2. P. 30–34.
5. Wang L., Sun N., Tang H., Sun W. A review on comprehensive utilization of red mud and prospect analysis // Minerals. 2019. Vol. 9, Iss. 6. DOI: 10.3390/min9060362
6. Power G., Grafe M., Klauber C. Bauxite residue issues: I. Current management, disposal, and storage practices // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. P. 33–45.
7. Khairul M. A., Zanganeh J., Moghtaderi B. The composition, recycling and utilisation of Bayer red mud // Resources, Conservation and Recycling. 2019. Vol. 141. P. 483–498.
8. Lebedev A. B., Utkov V. A., Bazhin V. Y. Use of alumina production waste red mud during molten sulfur-containing slag granulation // Metallurgist. 2019. Vol. 63, Iss. 7–8. P. 727–732.
9. Трушко В. Л., Утков В. А., Бажин В. Ю. Актуальность и возможности полной переработки красных шламов глиноземного производства // Записки Горного института. 2017. Т. 227. С. 547–553.
10. Корнеев В. И., Сусс А. Г., Цеховой А. И. Красные шламы. Свойства, складирование, применение. М.: Металлургия, 1991. 144 с.
11. Зиновьев Д. В., Грудинский П. И., Дюбанов В. Г., Коваленко Л. В., Леонтьев Л. И. Обзор мировой практики переработки красных шламов. Часть 1. Пирометаллургические способы // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Т. 61, № 11. С. 843–858.
12. Козырев Б. А., Сизяков В. М. Разработка комплексной технологии переработки красного шлама с попутным извлечением скандия // Обмен научными знаниями: актуальные вопросы и перспективные направления развития: сб. науч. трудов. Казань: ООО «СитИвент», 2021. С. 359–361.
13. Evans K. The history, challenges, and new developments in the management and use of bauxite residue // Journal of Sustainable Metallurgy. 2016. Vol. 2, Iss. 4. P. 316–331.
14. Huangfu L., Abubakar A., Li C., Li Y., Wang C., Gao S., Liu Z., Yu J. Development of red mud coated catalytic filter for NOx removal in the high temperature range of 300–450 °C // Catalysis Letters. 2020. Vol. 150. P. 702–712.
15. Lebedev A. B., Utkov V. A. Chemical interactions of red mud during the cleaning of an industrial gases ejected to the atmosphere from harmful impurities // Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 2020. P. 1653–1657.
16. Liu X., Zhang N. Utilization of red mud in cement production: A review // Waste Management and Research. 2011. Vol. 29, Iss. 10. P. 1053–63.
17. Atan E., Sutcu M., Cam A. S. Combined effects of bayer process bauxite waste (red mud) and agricultural waste on technological properties of fired clay bricks // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 43. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.103194
18. Pérez-Villarejo L., Corpas-Iglesias F. A., Martínez-Martínez S., Artiaga R., Pascual-Cosp J. Manufacturing new ceramic materials from clay and red mud derived from the aluminium industry // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 35. P. 656–665.
19. Kumar A., Saravanan T. J., Bisht K., Kabeer K. I. S. A. A review on the utilization of red mud for the production of geopolymer and alkali activated concrete // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 302. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124170
20. Sglavo V. M., Campostrini R., Maurina S., Carturan G., Monagheddu M., Budroni G., Cocco G. Bauxite ‘red mud’ in the ceramic industry. Part 2: Production of clay-based ceramics // Journal of the European Ceramic Society. 2000. Vol. 20. P. 245–252.
21. Ребрик И. И., Смола В. И., Утков В. А., Сизяков В. М. Критерии возможности переработки красных шламов как техногенного сырья // Экология и промышленность России. 2008. № 11. С. 26–28.
22. Chao Xi, Zhang Ting-an, Lyu Guozhi, Liang Zhipeng, Chen Yang. Sustainable application of sodium removal from red mud: Cleaner production of silicon-potassium compound fertilizer // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 352. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.131601
23. Халилзаде В. Д., Байрам К. Х., Исмаилов Е. И. Красный шлам Гянджинского глиноземного завода — экологические проблемы и возможные пути использования // Региональные стратегии и проекты: эколого-экономические аспекты разработки и реализации. Материалы международной научно-практической конференции. Москва, 07 апреля 2020. С. 213–221.
24. Тютюма Н. В. Роль микроэлементов в стимулировании роста и развития растений и повышении их устойчивости к неблагоприятным условиям среды // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2003. № 8. С. 129–133.
25. Пиирайнен В. Ю., Михайлов А. В., Баринкова А. А. Современный взгляд на решение проблем экологии Уральского алюминиевого завода // Цветные металлы. 2022. № 7. C. 39–45.
26. Евзеров В. Я. Торф — неиспользованный сырьевой ресурс северо-запада Российской Арктики // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2021. № 18. С. 160–164.
27. Lillerand T., Virro I., Maksarov V. V., Olt J. Granulometric parameters of solid blueberry fertilizers and their suitability for precision fertilization // Agronomy. 2021. Vol. 11. DOI: 10.3390/agronomy11081576