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, а их освоение и рекультивация земель требуют значительных затрат, утилизация такого количества отходом представляет важную и очень перспективную с точки зрения экономики задачу.

Что же такое шлак? Шлак — это 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, металлической 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 (Мо). Величину Мк =

= 1 /Мо называют степенью кислотности. При Мо< 1 шлаки кислые, а при Мо> 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 иыплавляемой стали, состава используемой руды и флюсов и т. д. Они содержат 35—47 % оксида кремния, 9—16 % оксида алюминия, 10—50 % оксида кальция, 2—14 % оксида магния, до 3 % оксида марганца и до 0,7 % оксида железа. Шлаки цветной металлургии иомимо этих 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. 8.1.

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 произ-

Водстве цемента и шлакопортландцемента высших марок, удоС> рений и других материалов.