Российские и белорусские учёные разработали технологию производства высококачественных кирпичей для нужд строительной промышленности с использованием твёрдых остатков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий. Полученные таким образом кирпичи соответствуют ГОСТАм для керамического кирпича, стоят меньше произведённых традиционными методами и позволяют снизить затраты на хранение отходов. Исследование опубликовано в журнале Chemical Technology and Biotechnology.
По данным ООН, за последние 40 лет общемировое потребление бумаги выросло на 400% и на сегодняшний день достигает 400 млн тонн в год. Это денежные купюры, различные квитанции, картонные коробки, офисная бумага, крафт-пакеты и многие другие предметы, которые ежедневно используются миллионами людей.
При этом бумажная промышленность — один из крупнейших загрязнителей окружающей среды. Для производства бумаги и картона используются диоксид хлора, сульфид натрия и другие химикаты, которые могут попадать в окружающую среду в результате сбросов сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий и образующихся отходов.
Учёные из Белорусского государственного технологического университета и Университета МИСИС предложили технологию применения осадка сточных вод бумажного производства, известного как скоп, в производстве керамических кирпичей для строительной отрасли.
Для изготовления кирпичей была использована глина с содержанием посторонних примесей, не превышающим 3,5%, и плотностью 1380 кг/м3. В неё добавили кварцевый песок и скоп бумажного производства в качестве выгорающей добавки для обжига. Кирпичи изготовили методом пластичного формования и высушили при температуре 100 °C. Затем полученные образцы прошли обжиг в электрической печи. Анализ полученных кирпичей показал, что образцы с 10-процентным содержанием скопа, обожжённые при температуре 950 °C, полностью соответствуют ГОСТам для керамического кирпича.
«Сама по себе идея использования скопа для производства строительных материалов не очень новая. Его иногда используют в производстве стеновых изделий и блоков, керамзита, керамического кирпича. Наше исследование было направлено на своего рода оптимизацию. Мы подбирали условия исходного скопа, влажность и дисперсность: брали исходный влажный скоп, гранулировали до диаметра 3—4 мм, высушивали при температуре 100 °С и затем измельчали до размеров 0,5—2 мм. А также подбирали подходящие условия обжига. Т.е. к известному простому подходу «лопатами накидать» вместо песка, мы добавили «научности» и обосновали каждую стадию, от приготовления шихты до режима обжига изделия», — поясняет один из авторов исследования Валентин Романовский, к.т.н., сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» Университета МИСИС.
При этом предложенная учёными технология позволяет использовать осадки сточных вод бумажного производства без предварительной обработки. Отсутствие необходимости предварительной обработки, а также снижение температуры обжига на 50 °C по сравнению с традиционными методами производства, за счёт добавления скопа, будет способствовать уменьшению стоимости кирпича для конечного потребителя. Кроме того, полная утилизация скопа как отхода позволит предприятиям по производству бумаги сократить расходы на хранение отходов.