Учёные разработали метод получения синтетического гипса из отходов
Группа учёных из институтов нескольких стран разработала метод производства синтетического материала, напоминающего своими свойствами гипс. Материал изготавливается из отходов производств. Работа была опубликована в журнале Journal of Industrial and Engineering Chemistry.
Вяжущие материалы на основе гипса часто используются в строительстве. Среди их преимуществ — небольшой вес, хорошая тепло- и звукоизоляция, огнеупорность и пластичность. Кроме того, они не вызывают аллергии и силикоза — профессионального заболевания строителей и ремонтников, возникающего вследствие вдыхания пыли, содержащей свободный диоксид кремния. При этом стоимость таких материалов невысока.
Синтетический материал, получаемый по новому методу, прошёл испытания. Оказалось, что он не только соответствует всем требованиям, предъявляемым к материалам данного класса, но и превосходит вяжущие на основе натурального гипса по целому ряду параметров.
Инновационный метод производства предложила группа ученых из Научно-исследовательского центра «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС», Белорусского государственного технологического университета, Лимерикского университета и белорусского Института общей и неорганической химии при Национальной академии наук. Он позволяет получить синтетический гипс из промышленных отходов путем нейтрализации отработанной серной кислоты и карбонатcодержащих отходов.
Исследователи предварительно разбавляли водой серную кислоту из отходов производства химических волокон, а затем нейтрализовывали отходами известняка. Содержание дигидрата сульфата кальция в полученном синтетическом гипсе составило не менее 95% от массы финального продукта. В процессе исследований были определены оптимальные параметры синтеза, дающие возможность управлять структурой образующихся кристаллов.
В ходе исследования ученые получили образцы материалов трех видов: строительный гипс, высокопрочный гипс и ангидрит. Строительный гипс был изготовлен по традиционной технологии в гипсоварочном котле. Ангидрит также был произведен по традиционной для этого типа гипсоматериала технологии путем обжига с последующим охлаждением. Для синтеза высокопрочного гипса был использован автоклав.
Исследователи отмечают, что одним из преимуществ производства строительных гипсоматериалов из синтетического дигидрата сульфата кальция является то, что синтетический гипс синтезируется в виде порошка. При традиционном производстве для получения гипсового порошка гипсовый камень приходится дробить до нужной фракции, что требует значительного количества электроэнергии.
Один из авторов исследования, сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский, отметил, что получаемый таким методом гипс соответствует всем требованиям, предъявляемым к обычным гипсам. Кроме того, существенным преимуществом данного способа является возможность управления структурой получаемых кристаллов и сростков. Предложенный метод позволяет получать кристаллы с необходимой формой и размерами в зависимости от предъявляемых требований.
Сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский
Авторы исследования считают, что синтетический гипс, полученный из отработанной серной кислоты и известняковых отходов, может полностью заменить природный гипс для производства гипсовых вяжущих материалов в странах, не имеющих собственных запасов гипсового камня,.
Романовский также сообщил, что учёные закончили исследования способа получения гипса из других отходов, а также разработали энергоэффективный способ получения ангидрита в одну стадию, минуя фазу образования гипса.
