В настоящее время особую озабоченность экологов, как и представителей других наук, вызывает проблема сохранения планеты Земля в качестве среды обитания человечества.

Активное развитие человеческого общества, рост численности населения и объемов потребления, а также отсутствие эффективных технологий переработки отходов производства и бытовых отходов привело к тому, что на нашей планете образовалось такое количество отходов, которое стало угрожать здоровью людей и окружающей природной среде. Поэтому одной из острых экологических проблем на данный момент является утилизация отходов.

На территории Донецкой области количество отходов с каждым годом все возрастает. Площадь земель, занятых отходами, приближается к 2% территории области.

Большая часть отходов, которые образуются, являются вторичными ресурсами, которые используются неэффективно. Лучше всего используются железосодержащие отходы и шлаки металлургического производства, отходы угледобычи и углеобогащения для производства строительных материалов и в качестве энергетического сырья. Но за последние годы не введено ни одного комплекса для закладки отработанных пространств шахт, а с реализацией гранулированных доменных и превращенных в щебень сталеплавильных шлаков появились проблемы сбыта. Это касается Мариупольских металлургических комбинатов “Азовсталь”, им. Ильича, Макеевского металлургического комбината. Т.е. шлаки перерабатываются, но большинство их опять складируется из-за отсутствия спроса.

Наличие в области предприятий химической, коксохимической, машиностроительной промышленности, цветной металлургии и других привело к значительным объемам образования и накопления токсических отходов и загрязнению территорий целого ряда городов. В Донецкой области образуется 20-30% токсических отходов от общего количества отходов Украины.

В области существуют возможности для утилизации только отдельных видов опасных отходов. Для сбора и переработки ртутьсодержащих отходов в области работает предприятие ООО “Никитртуть”, которое было организовано на базе Никитовского ртутного комбината. Несколько предприятий в области занимаются переработкой свинецсодержащих отходов. Из-за отсутствия полигонов для захоронения и заводов по обезвреживанию и переработке токсических отходов, хранение высокоопасных отходов осуществляется на территории предприятий, что часто не отвечает экологическим требованиям и приводит к угрозе удаления этих отходов на свалки и другие, не приспособленные для этого места.

В связи с вышеизложенным очень важным представляется поиск различных способов утилизации промышленных отходов разных видов.

Данная работа посвящена изучению возможности получения керамических пигментов с использованием некоторых видов отходов.

Керамические пигменты представляют собой жаропрочные неорганические соединения, окрашенные в различные цвета.

В настоящее время керамические пигменты получают, как правило, высокотемпературным синтезом из чистых химических веществ, что обуславливает их высокую стоимость. Исходя из всего этого, представляется целесообразным обратиться к отходам промышленного производства, содержащего цветонесущие компоненты. При этом решаются вопросы, связанные с созданием ресурсо- и энергосберегающей, а также экологически безопасной технологии.

В качестве объекта исследования для получения керамического пигмента рассмотрен хромсодержащий шлам цеха по переработке кожевенного сырья ООО “Меролла-Пэлле”.

Высушенный отход представляет собой порошок серого цвета со слабым фиолетовым оттенком следующего состава (% масс.): Cr(ІІІ) – 20,4 ( в пересчете на Cr₂O₃ – 29,80); Na – 8,7; Cl – 12,7; Mg – 2,7; Ca – 2,1; Si – 0,6; SO₄ – 6,5.

Синтез керамического пигмента осуществлялся на основе минерала кордиерита. Состав кордиерита характеризуется формулой 2MgO•2Al₂O₃•5SiO₂. Оксид алюминия в кордиерите при определенных условиях может быть замещен оксидом хрома. Исходными компонентами для получения пигмента служили оксиды: MgO, Al₂O₃, SiO₂ и отход – хром содержащий шлам. В шихту вводили борную кислоту в количестве 2,5% (сверх 100%) в качестве минерализатора.

Синтез пигментов происходит при высокой температуре на основе твердо фазных реакций. Процессы, протекающие в твердых смесях при нагревании, весьма сложны и включают следующие элементарные стадии: возникновение дефектов разрыхления кристаллических решеток; образование и расход твердых растворов; перестройку вследствие полиморфных превращений; диффузию (внешнюю, внутреннюю, поверхностную); диссоциацию; собственно химическое взаимодействие исходных компонентов.

Тонко измельченные компоненты (сито 02) тщательно дозировали и перемешивали. Обжиг проводили при температуре 1100^oС в муфельной печи. После обжига получен спеченный продукт серого цвета с зеленоватым оттенком, что позволяет предположить образование твердого раствора замещения на основе кордиерита.

Полученный пигмент использовали для окрашивания фриттованной глазури (прозрачной и белой), а также для введения в керамическую надглазурную краску. Для приготовления надглазурной керамической краски использовался борно-свинцовый флюс (SiO₂ – 16,83%, B₂O₃ – 15,83%, PbO – 67,34%, t=590…695^oC), который вводился в количестве 90%; пигмент в количестве 10% и 5% (сверх 100%) беложгущейся глины (Часов-Ярской).

После обжига на керамических образцах образуется глазурное покрытие оливкового цвета.

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что отход кожевенного производства можно использовать для получения керамического пигмента, но исследования необходимо продолжить для уточнения составов и оптимальных условий образования пигмента, а также возможностей его применения.