Технология обработки металлургического шлака для использования в морском и речном строительстве

   Исследована активность сульфатредуцирующих бактерий на разных глубинах в отвале металлургического шлака. Исследована возможность образования сероводорода и его соединений и загрязнение им окружающей среды. Разработан способ обработки металлургических шлаков, обеспечивающий их экологически безопасное применение в гидротехническом строительстве.

   Присутствие в шлаках металлургического производства соединений серы, низкая теплопроводность отвала, наличие контакта с атмосферными осадками, загрязнение отвалов органическими соединениями – все это делает шлаковые отвалы хорошей средой для развития микроорганизмов. В том числе и сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих в процессе своей жизнедеятельности сульфидные соединения, которые могут быть весьма опасны для окружающей среды.
Одной из важнейших сторон деятельности сульфатвосстанавливающих бактерий является образование сульфидов при взаимодействии ионов металлов с конечным продуктом восстановления сульфата, сероводородом.
Процесс преобразования сульфатредукционного сероводорода в пирит является основным механизмом выведения из круговорота и захоронения серы.

   Сульфиды металлов в шлаковых отвалах, как и в других отходах добычи и переработки металлов, угля и сланцев, подвергаются химическому и биологическому окислению. В результате денудационных процессов происходит формирование дренажных вод, характеризующихся повышенными концентрациями загрязняющих веществ.
Для оценки интенсивности описанных выше процессов необходимо провести исследование численности, сопровождаемое определением филогенетического состава культивируемых и некультивируемых сульфатвосстанавливающих бактерий, в отходах металлургической промышленности.
   Натурные и лабораторные исследования показали, что в шлаках отвала содержится значительное количество микроорганизмов, в том числе сульфатредукторы, бактерии, окисляющие Fe и Мn. Часть из этих микроорганизмов - штаммы BL и KN, выделенные из шлаков, относятся к классу Deltaproteobacteria. способны развиваться, используя компоненты шлака.
   -Во всей толще шлакового отвала находятся соединения, содержащие серу. Исходными веществами являются сульфиды кальция и железа, окисленные в наружных слоях кислородом воздуха до соответствующих сульфатов.
   -В поверхностном слое находятся соединения, содержащие серу в виде сульфатов, а попадающие остатки органики поддерживают анаэробный процесс сульфатредукции – происходит рост микроорганизмов, вплоть до глубины 12 м.
   -Атмосферные осадки дренируют через слой шлака, увлекая с собой образующиеся сульфиды, которые откладываются в нижней части отвала, в то время как колонии бактерий, закрепленные на частичках шлака, остаются в верхней части.
   -Протекание данного процесса будет продолжаться до полного исчерпания источников питания и сульфатов в верхней части шлакового отвала.

   Показано, что можно производить очистку шлака от вредных сернистых соединений в промышленных условиях.

   Обработка происходит в желобных мойках в противотоке раствором известкового молока. Проведены лабораторные и промышленные эксперименты для определения режимов, концентраций и параметров обработки. Использованный раствор направляется в бассейн для отстаивания. После оседания твёрдых включений известковое молоко поступает в оборотный цикл и используется для дальнейшей обработки шлака. Накапливающаяся в бассейне масса удаляется в отвал.

   Одним из возможных крупных потребителей металлургических шлаков может быть гидротехническое, прежде всего морское, строительство. Шлаковый щебень может служить заменителем природного гранитного щебня при отсыпке дамб, причалов, укреплении берегов, значительно удешевляя строительство.