برخی از کاربرد های صنعتی سرباره ها

مقدمه

در فرآیند تولید آهن و فولاد، علاوه بر محصول اصلی، محصولات دیگری نیز تولید می شوند که از دیدگاه تولیدکننده فولاد که وظیفه اصلی اش تولید انواع فولاد با خواص متفاوت است، به عنوان ضایعات و نیز گاهی مزاحم تولید تلقی می شود. در صورت عدم توانایی صنایع فولادی در بازیابی و استفاده از این محصولات، با توجه به حجم تولید بالای آنها، این محصولات از نظر آلایندگی مشکلات زیادی را ایجاد می کنند. از جمله محصولات فرعی تولید آهن و فولاد، سرباره، گردوغبار، لجن و پوسته های اکسیدی هستند که در میان این محصولات، ساماندهی سرباره به سبب میزان تولید بسیار بیشتر در مقایسه با سایر محصولات جانبی، نیاز به توجه بیشتری دارد.

برخی از کاربرد های صنعتی سرباره ها

 

اگر سرباره تولیدشده در کوره بلند را به حال خود بگذاریم تا سرد شود و یا آن را با استفاده از آب، سریع سرد کنیم، از آن می توان در بتن سازی، ساخت جاده ها ،خاک ریزها ، آبراهه ها، تولید پشم سنگ، ساخت شیشه،ساخت بلوک های سبک ساختمانی و مواد اولیه سیمان سرباره ای، استفاده کرد.

سرباه تولید شده در فولادسازی نیز کاربردهای متنوعی دارد. از این سرباره در ساخت روکش مقاوم برای جاده ها ، تولید آسفالت های مقاوم در برابر لغزش و زیرسازی و  شانه سازی جاده ها، استفاده می شود.

-------------------------------------------------------------------------------

• آسفالت متخلخل از سنگدانه های درشت دانه با دانه بندی باز ساخته می شود. این آسفالت، بعلت بافت متخلخل و پر حفره، آب ناشی از بارندگی را ، بسرعت زهکش می کند. این مساله باعث افزایش اصطکاک و ایمنی جاده در شرایط بارندگی می شود. این آسفالت بعلت نوع دانه بندی، از پایداری کمتری برخوردار است. از طرفی بعلت استفاده زیاد این نوع آسفالت در مناطق با بارندگی زیاد، در این نوع آسفالت خرابی دانه دانه شدن سریعتر بوجود می آید ونیاز به تعمیر و نگهداری در فواصل زمانی کوتاه می باشد. برای رفع این مشکل باید از موادافزودنی و یا از سنگدانه های مقاوم، که باقیر چسبندگی مناسبی برقرار می کنند، استفاده کرد. سرباره کلوخه ای کوره بلند یک نوع محصول فرعی است که از سرد شدن مواد مذاب کوره بلند در هوا بدست می آید. این سنگدانه به صورت دپوهای عظیمی در زمینهای اطراف کارخانه های ذوب آهن انباشته می شود و قسمت اعظمی از زمین های مجاوری کارخانه را اشغال می کند . لذا استفاده مجدد از آنها از جایگاه خاصی برخوردار است. با توجه به خصوصیات فیزیکی وشیمیایی سرباره کلوخه ای کوره بلند، از آن می توان بعنوان سنگدانه مصنوعی در مخلوطهای آسفالتی استفاده کرد. این سنگدانه بعلت مقاومت بالا و چسبندگی مناسب با قیر، در مخلوطهای آسفالت متخلخل می توان از آن استفاده کرد. پژوهش حاضر برای ارزیابی مخلوطهای آسفالت متخلخل حاوی سرباره کلوخه ای کوره بلند و مقایسه آنها با مخلوطهای آسفالت متخلخل معمولی، در آزمایشگاه تکنولوژی آسفالت دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف به مورد اجرا گذاشته شد. نتایج آزمایشها نشان داد که مخلوطهای آسفالت متخلخل حاوی سرباره کلوخه ای کوره بلند از پایداری و مقاومت اصطکاکی بالایی برخوردار هستند. نتایج آزمایش جوش تگزاس نشان داد که مخلوطهای آسفالت متخلخل حاوی سرباره کلوخه ای کوره بلند در مقابل پدیده عریان شدگی مقاوم می باشند.

-------------------------------------------------------------------------------

 

 علاوه بر این، سرباره فولادسازی در ساخت سیمان پرتلند نیز استفاده می شود. استفاده از این ماده در سیمان پرتلند، سبب افزایش ظرفیت تولید، کاهش آلودگی محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.

همچنین از این سرباره در صنعت سرامیک: در ساخت سرامیک های ضدسایش،

در آب و فاضلاب: ساخت فیلترها ، لوله های فاضلاب ، سد و سیل بند، بسترسازی رودخانه ها و...

و در شهرسازی: در سنگ فرش پیاده روها استفاده می شود.  

قابل ذکر است، با توجه به وجود حفره و خلل و فرج های موجود در قطعات سنگ فرش ها و کاشی های ساخته شده از نوع سرباره، امکان جذب آب در آنها زیاد بوده و در نتیجه مناسب برای استفاده در مناطق با آب و هوای بارانی است.

کاربردهای کشاورزی و کمک به بهبود زیست محیطی سواحل و کاهش آلاینده های زیست محیطی با ساخت فیلترهای جاذب فلزات نیز از کاربردهای دیگر سرباره های آهن و فولاد است. سرباره فولادسازی به سبب داشتن ترکیباتی مفید برای کشاورزی از جمله اکسید مولیبدن، می تواند سبب بهبود خاک های زراعی و به تبع آن افزایش تولید محصولات کشاورزی شود. به عنوان مثال، از دیرباز از این سرباره در کشت ذرت و سویا استفاده می شده است. علاوه بر این، استفاده از سرباره فولادسازی در کشت نیشکر و برنج نیز نتایج مطلوبی در پی داشته است. هم اکنون برای گسترش استفاده از سرباره فولادسازی در کشاورزی، تحقیقات مختلفی در حال انجام است. اخیرا، در ژاپن برای بازسازی و ترمیم وضعیت سواحل و تقویت رشد گیاهان، ماهی ها و سایر موجودات دریایی، از سرباره های آهن و فولادسازی استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از مخلوط ها و بلوک هایی از جنس سرباره، بسترهایی درکف دریا ساخته می شود که با توجه  به متخلل بودن آن محل مناسبی برای رویش گیاهان و زندگی جانوران دریایی بوده و نیز می تواند محل امنی برای تخم ریزی ماهی ها و جانوران دریایی باشد.

-------------------------------------------------------------------------------

• با توجه به نتایج مثبت کاربرد لجن کنورتور و سرباره کارخانه ذوب آهن اصفهان جهت درمان کلروز ناشی از کمبود آهن در گیاهان مختلف در تحقیقات گذشته، در این تحقیق مقدار کاربرد بهینه این دو ترکیب و هم‌چنین قابلیت جذب برخی عناصر ضروری موجود در لجن کنورتور و سرباره برای گیاه ذرت در مزرعه بررسی شد. لجن کنورتور حاوی حدوداً 64 درصد وزنی اکسیدهای دو و سه ظرفیتی آهن و برخی دیگر از عناصر ضروری گیاه و سرباره حاوی حدوداً 17 درصد اکسیدهای آهن، 8/52 درصد اکسید کلسیم و مقدار زیادی عناصر ضروری دیگر است. در پژوهش حاضر تیمارهای آزمایشی شامل شاهد، تیمار محلول‌پاشی توسط فتریلون (Fe-EDTA) با غلظت 5 در هزار، لجن کنورتور در 4 سطح (L1 ، L2 ، L3 و L4 به ترتیب برابر با 83/5، 33/13، 83/20 و 67/26 تن در هکتار) و سرباره در چهار سطح (S1، S2 ، S3 و S4 به ترتیب برابر با 20/3، 28/7، 36/11 و 44/15 تن در هکتار) بودند که سطوح لجن و سرباره تأمین کننده 1، 2، 3 و 4 برابر مقدار توصیه شده آهن قابل‌ جذب در خاک بودند. گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 به عنوان گیاه آزمایشی کشت گردید. سطوح مختلف دو ترکیب سبب افزایش آهن و منگنز و کاهش منیزیم قابل عصاره‌گیری خاک شده ولی تأثیری روی، مس و کلسیم قابل عصاره‌گیری نداشت. سطوح مختلف سبب افزایش عملکردهای گیاه ذرت شد به گونه‌ای که بیشترین عملکرد در سطوح بالای دو ترکیب (L4، L3، S4 و S3) اتفاق افتاد. تیمار محلول‌پاشی سبب از بین رفتن کلروز برگی شد و توانست عملکردهای سیلو، بلال و ساقه + برگ را نسبت به شاهد افزایش دهد، هر چند این تأثیر به اندازه سطوح بالای دو ترکیب لجن کنورتور و سرباره نبود. هم‌چنین در تیمارهای لجن کنورتور و سرباره جذب آهن، منگنز، روی، مس، کلسیم و منیزیم در عملکردهای گیاه افزایش یافت. بر اساس نتایج این تحقیق سطوح L3 و S3 لجن کنورتور و سرباره می‌توانند مناسب‌ترین سطوح این ترکیبات به عنوان کود آهن پیشنهاد شوند.

--------------------------------------------------------------------------------