Среди различных видов промышленных отходов одно из пер­вых мест по объему занимают шлаки и зола, образующиеся при выплавке металла (металлургические шлаки) и при сжигании твердого топлива (топливные шлаки). Выход металлургических шлаков велик и составляет от 0,4 до 0,65 т на 1 т чугуна. На пред­приятиях черной металлургии России ежегодно образуется около 79 млн. т шлаков, а общее количество металлургических шлаков, накопленных в отвалах, достигает 500 млн. т. Поскольку площади, отводимые для захоронения отходов, ограничены, утилизация та­кого количества отходов представляет важную и очень перспектив­ную с точки зрения экономики задачу.

Шлак представляет собой отвердевшее камневидное или стек­ловидное вещество, образующееся при выплавке металлов или сго­рании твердого топлива. Роль шлака в металлургическом процессе велика: он защищает металл от вредного воздействия газовой сре­ды печи, поглощает всплывающие примеси и участвует в различ­ных физико-химических процессах, происходящих при выплавке металлов. Металлургические шлаки состоят из продуктов химиче­ских реакций между вводимыми в печь флюсами, рудой и приме­сями, содержащимися в топливе. В зависимости от состава ве­ществ, участвующих в металлургическом процессе, шлак может быть кислым, щелочным (основным) и нейтральным.

Отношение содержания суммы оксидов кальция и магния (ос­новные) к содержанию суммы оксидов кремния и алюминия (кис­лые) называют степенью основности М0. Величину Мк = 1/М0 Называют степенью кислотности. При М0 < 1 шлаки кислые, а при М0 > 1- основные.

От основности зависят текучесть и температура плавления шлаков, которые являются важными технологическими характери­стиками при их переработке из расплавов. Другими важными ха­рактеристиками шлаков являются плотность, химический состав и прочность.

Химический состав металлургических шлаков зависит от марки выплавляемой стали, состава используемой руды и флюсов и т. д. Они содержат, %: 35 - 47 оксида кремния, 9-16 оксида алюми­ния, 30 - 50 оксида кальция, 2-14 оксида магния, до 3 оксида марганца и до 0,7 оксида железа. Шлаки цветной металлургии по - мимочэтих веществ содержат оксиды меди, кобальта, никеля, цин­ка, свинца, кадмия и редких металлов.

В промышленности накоплен большой опыт использования шлаков. Направления утилизации шлаков черной металлургии представлены на рис. 10.1.

Шлаки являются ценным сырьем для изготовления легких же­лезобетонных конструкций, теплоизоляционных строительных ма­териалов и для других целей в промышленном, гражданском и до­рожном строительстве. Их можно использовать при производстве цемента и шлакопортландцемента высших марок, удобрений и других материалов.