دانشجوی ایرانی دانشگاه Oulu فنلاند موفق به ارائه تکنیکی جدید برای تثبیت شورابه های غلیظ معدنی از طریق فعال سازی قلیایی شده امکان تولید چسب های سیمانی قوی را فراهم می کند.
به گزارش دیده‌بان علم ایران، نتایج این تحقیق که در قالب رساله دکتری سیما کمالی، محقق بخش تحقیقات مهندسی الیاف و ذرات دانشگاه Oulu فنلاند انجام شده در مجله Desalination منتشر شده است.
این روش جدید می تواند دو جریان زباله چالش برانگیز یعنی شورابه ها و باطله های معدنی (مواد زائدی که پس از حذف سنگ معدن گرانبها در معدن باقی می ماند) را برای تولید یک چسب سیمانی جدید ترکیب کند. این تکنیک با ترکیب محلول های نمک بسیار غلیظ به شکل جامد به تولید چسب سیمانی قدرتمندی منجر می شود که در طیف وسیعی از مصارف مانند پر کردن معادن کاربرد دارد. در حال حاضر برای پر کردن معادن اغلب از سیمان پرتلند معمولی استفاده می شود که می تواند با شورابه ها و باطله های برجای مانده از همان معدن جایگزین شود.
چندین بخش صنعتی مختلف مانند معدن، فرآوری خاکستر و تولید باتری، مقادیر زیادی فاضلاب شور تولید می‌کنند که معمولاً شامل سه عنصر کلیدی سدیم، سولفات و کلرید است.
چنین نمک هایی که در آب های شور معمولی هم وجود دارند چندان برای محیط زیست خطرناک یا مضر نیستند با این حال، می توانند برای موجودات زنده که در شوری کم دریای بالتیک یا آب های شیرین داخلی فنلاند زندگی می کنند مضر باشند.
به عنوان مثال، دریاچه های آلوده به نمک پس از حادثه معدن Talvivaara در فنلاند (۲۰۱۲) به طور دائمی طبقه بندی شدند، که می تواند منجر به کمبود اکسیژن در کف دریاچه شود.
این روش که توسط محقق سیما کمالی در پایان نامه دکتری خود ایجاد شده است، مواد خام غنی از کلسیم، سیلیکون و آلومینیوم را با آب نمک و مقدار کمی هیدروکسید سدیم ترکیب می کند. در نتیجه خمیری با استحکام کافی برای طیف وسیعی از مصارف تولید می شود که می تواند به عنوان چسب بتن مورد استفاده قرار گیرد.
یک مطالعه اخیر که از سرباره صنعت فلز به عنوان ماده خام استفاده می کرد، این تکنیک را مورد بررسی قرار داد. ترکیبات اولیه آب نمک غلیظ، سدیم، سولفات و کلرید به خوبی در ساختار جامد تثبیت شده و حلالیت در آب خود را از دست داده اند.
این مطالعه همچنین به طور غیرمنتظره ای نشان داد که استحکام خمیر فعال شده با قلیایی با یک عنصر نمک بالا افزایش می یابد. اشکال این است که چون نمک می تواند باعث خوردگی شود، نمی توان از تقویت کننده های فولادی استاندارد در این نوع بتن استفاده کرد.
روش توسعه‌یافته می‌تواند در محیط‌های معدنی، جایی که مواد خام برای تثبیت می‌تواند باطله‌های معدن باشد، از جذابیت خاصی برخوردار باشد.
به گفته استاد راهنمای رساله، اغلب باطله ها حاوی مقادیر زیادی کلسیم، سیلیکون و آلومینیوم هستند که دقیقاً عناصر مورد نیاز برای فعال سازی قلیایی هستند.
استفاده از باطله در بخش های بتن و ساخت و ساز روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند و دانشگاه اولو در حال انجام تحقیقات گسترده ای در مورد مواد جدید و تصفیه آب معدن است. از سوی دیگر، استفاده از پساب معدن به عنوان ماده اولیه، یک استراتژی جدید است.
یافته های تحقیقاتی جدید بخشی از یک تلاش تحقیقاتی بزرگتر است که توسط اتحادیه اروپا (تحت برنامه Next Generation اتحادیه اروپا) به نام KaiPa با بودجه مشترک انجام شده است.
انتهای پیام
علی شمس
* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند