Мелкодисперсная фракция: Мелкодисперсная фракция | Свежие новости в картинках

• где: w / c — соотношение воды и цемента (0,48–0,66)

• A _s — объем вторичного бетона / общий объем песка

• A _b — объем вторичного кирпича / общий объем песка

Снижение прочности на сжатие в зависимости от содержания песка и соотношения вода / цемент [26]

$$ {\ text {fsp}} = 0.{{0. {551}}}} $$

Прочность бетона в присутствии переработанных мелких заполнителей, учитываемая за счет глубины карбонизации через 1 год и морозостойкости противообледенительной соли, не была заметна по сравнению с эталонным бетоном.

Бетоны, изготовленные из мелкозернистого заполнителя вторичного бетона, в процентном содержании более 25%, заменяющего естественный мелкозернистый заполнитель, показали значительное уменьшение осадки, несмотря на увеличение дозировки добавки пластификатора [23]. Прочность на сжатие вторичного бетона, состоящего из 25, 50 и 75% по объему мелкозернистого вторичного заполнителя, полученного из измельченных отходов бетона с неизвестными характеристиками, определенная в возрасте 7, 28 и 70 дней, была аналогична или выше этой бетона, сделанного полностью из натуральных заполнителей, и статический модуль упругости вторичного бетона был аналогичен стандартному бетону.

Для оценки воздействия мелкозернистых переработанных заполнителей на железобетон Reis et al. выполнили испытания на вытягивание бетона с стержнями 10 и 16 мм, содержащими 25 и 50% мелкозернистых заполнителей вторичного бетона и. Прочность сцепления снижается до 30% по сравнению с эталонным бетоном, причем этот эффект более заметен при использовании стержней большего диаметра [53].

Исследования на долговечность бетона с частичной заменой мелких заполнителей до 30% мелкими дроблеными бетонами были выполнены Зегой и Ди Майо [54].Эффективное водоцементное соотношение повторно используемых бетонов ниже по сравнению с контрольным бетоном, и это условие оправдывает аналогичные показатели прочности на сжатие, глубины карбонизации и проникновения воды под давлением. Прочность на сжатие через 28 дней составила 43,6 МПа для контрольного бетона и 41,4 МПа для вторичного бетона с 30% мелкодисперсного вторичного заполнителя. Аналогичные результаты усадки при высыхании через 180 дней были достигнуты для контрольного бетона и повторно используемого бетона с 20% мелкодисперсного измельченного бетона, и несколько меньшее значение наблюдается для 30% мелкозернистого переработанного заполнителя.Из количественной оценки капиллярного поглощения по сорбционной способности был сделан вывод, что переработанный бетон соответствует требованиям Аргентинского Регламента, то есть ниже 4 г / м ² / с ^1/2 .

Использование мелкой фракции бетонных отходов также может быть выгодным при производстве самоуплотняющегося бетона (SCC). Corinaldesi et al. [55] обнаружили, что использование в качестве наполнителя самой тонкой фракции смешанного CDW, менее 90 мкм, в самоуплотняющемся бетоне (SCC) улучшает текучесть, а также вязкость и сопротивление расслоению, что подтверждается испытаниями на оседание и L-образную форму.Эти выводы подтверждаются измерениями скорости ультразвукового импульса. Использование этой минеральной добавки в сочетании с крупными переработанными заполнителями также может привести к развитию устойчивого SCC.

Коу и Пун [56] произвели SCC со 100% заменой грубых заполнителей из вторичного бетона и с повышенным уровнем замещения мелкой фракции и обнаружили, что механические свойства представляют собой максимум для замещений от 25 до 50%. Что касается устойчивости к проникновению хлоридов, она увеличивается с увеличением количества мелких рециклированных заполнителей, вероятно, из-за эффекта наполнителя, вызванного фракцией ниже 300 мкм.Усадка при сушке также увеличивается с увеличением содержания мелкозернистого рециклированного заполнителя, но ее можно регулировать соотношением воды к связующему.

Kim et al. [57] использовали переработанную мелочь из отходов бетона с модулем крупности 2,8, чтобы заменить 25, 50, 75 и 100% мелкого заполнителя на SCC. Снижение удобоукладываемости с увеличением замены заполнителя и механических свойств, прочности на сжатие и изгиб, указывает на целесообразность использования до 50% переработанных мелких заполнителей.

Коринальдези и Морикони [58] оценили использование порошка размером менее 150 мкм из отходов бетона и кирпичной кладки на SCC в качестве альтернативы использованию модификатора вязкости.Реологические исследования цементных паст с щебневым порошком показали увеличение предела текучести и пластической вязкости, а также снижение тиксотропии по сравнению с эталонной цементной пастой, что свидетельствует о применимости этой добавки для применения в SCC. Приготовление отдельных SCC, в зависимости от типа добавки и используемых заполнителей, подтверждает эффективность использования щебня в основном тогда, когда грубые переработанные заполнители заменяют натуральные заполнители. Смеси SCC были подобраны таким образом, чтобы получить объем очень мелких частиц порядка 190 л / м ³ .В свежем состоянии были достигнуты превосходная текучесть и сопротивление сегрегации потока, в то время как в затвердевшем состоянии значительного изменения прочности на сжатие не наблюдалось. Для SCC с полной заменой мелких природных заполнителей мелкими переработанными заполнителями в сочетании с использованием щебня была достигнута низкая прочность на сжатие в течение 28 дней.

5.5.2 Раствор

Использование мелкой фракции CDW в производстве минометов исследовалось несколькими исследователями. Чтобы улучшить характеристики штукатурных растворов, изготовленных из строительных отходов и отходов сноса, Миранда и Селмо [59, 60] использовали состав смеси, основанный на двух параметрах: «соотношение заполнителей и пластифицирующих материалов к цементу» и «общее количество материалов мельче 75 мкм. ».Результаты этого исследования показывают, что строительные растворы с 25% и более мелких частиц склонны к растрескиванию и что низкие уровни этих частиц обеспечивают хорошую удобоукладываемость.

Связь между динамическим модулем упругости и содержанием старого цементного теста [10]

Усадка образцов бетона с 20 и 50% необработанной (I) и влажно обработанной (H) мелкой фракции бетона по сравнению с бетоном без бетонной мелочи [10]

Были оценены исследования долговечности растворов с мелкими переработанными заполнителями путем испытания на сульфатостойкость в растворах сульфата натрия и магния растворов, изготовленных из мелкозернистых заполнителей вторичного бетона до 100%. Лучшая сульфатостойкость была достигнута на строительных растворах с 50% заменой мелких частиц по сравнению с обычными строительными растворами; наихудшая ситуация возникает для уровня 100% замещения, при котором наблюдаемое ухудшение связано с образованием гипса и таумазита.Уровень износа строительного раствора увеличивается для мелкозернистых вторсырья с более высоким водопоглощением [61, 62].

Коринальдези и Морикони изучали использование мелкозернистых переработанных заполнителей в строительных растворах по сравнению со строительным раствором с натуральным заполнителем и наблюдали снижение прочности на сжатие и изгиб строительных растворов, содержащих мелкий переработанный заполнитель. Однако прочность сцепления на границе раздела рециклированный строительный раствор / кирпич была улучшена, вероятно, благодаря антитиксотропному эффекту, достигаемому за счет снижения предела текучести и пластической вязкости цементного теста в присутствии мелких рециклированных заполнителей, что было оценено реологическими испытаниями.Поскольку повышенная адгезия более важна, чем механическое поведение в строительных растворах, это может быть подходящим применением для мелкой фракции CDW [63, 64].

Состав растворов зависит от типа используемого мелкого заполнителя [65]. Leite et al. [66] проанализировали возможность включения от 50 до 100% мелкозернистых переработанных заполнителей в строительные растворы, используя коэффициенты компенсации водопоглощения от 50 до 100%. Наилучший баланс между удобоукладываемостью и прочностью на сжатие был достигнут при использовании состава смеси для строительных растворов с коэффициентом компенсации воды 80%, но ограничение на использование мелкозернистых рециклированных заполнителей в растворах могло произойти при коэффициентах компенсации ниже 70% из-за потери консистенции.

Vegas et al. [67] отметили, что водопоглощение мелкозернистых заполнителей вторичного бетона, а также содержание серы имеют решающее значение для их использования в кладочных растворах, а замена природного песка этими вторичными заполнителями, до 25%, не является неблагоприятной с точки зрения механических характеристик, обрабатываемости и усадки.

Dapena et al. [68] включили мелкозернистый рециклированный бетон из конструкционного бетона с прочностью на сжатие в диапазоне 15–35 МПа в цементные растворы вместо кремнистого и известнякового песка.Растворы с кремнеземистым песком и мелкими переработанными заполнителями до 20% могут быть надлежащим образом уплотнены, а их прочность на сжатие снижена по сравнению с эталонным раствором в 0,7 раза по сравнению с процентом замены заполнителя. Для строительных растворов с использованием известнякового песка и мелкого переработанного заполнителя также происходит аналогичное снижение прочности на сжатие. Что касается прочности на изгиб строительных растворов с частичной заменой заполнителей мелкозернистым переработанным заполнителем, более выраженное падение наблюдалось в присутствии кремнистого песка по сравнению с известняковым песком.На образцах бетона, содержащих до 100% переработанного заполнителя, замена 10% мелкого переработанного заполнителя не оказывает существенного влияния на прочность на сжатие и модуль упругости.

5.5.3 Блоки

Прочность на сжатие против содержания цемента для бетонных блоков с заменой мелкой фракции [69]

Poon et al. [71] использовали грубые и мелкие переработанные заполнители для замены природных заполнителей на бетонных кирпичах и блоках для мощения и пришли к выводу, что замещение до 50% крупной и мелкой фракции мало влияет на прочность на сжатие, но при более высоком уровне замены эта прочность будет снижена.Что касается прочности на изгиб, она увеличивается с увеличением содержания переработанных заполнителей.

Пун и Чан [72] также изучали различные составы из переработанного заполнителя бетона и измельченного глиняного кирпича для использования в качестве блоков для мощения. Блоки для мощения, произведенные только из заполнителей размером менее 5 мм, демонстрируют повышение прочности на разрыв при растяжении и водопоглощения, а также снижение плотности и устойчивости к истиранию по сравнению с блоками для мощения, изготовленными с использованием мелкой и крупной фракции заполнителя из вторичного бетона, с такой же уровень замены дробленым глиняным кирпичом.Несмотря на эти изменения, брусчатка, изготовленная только из мелкой фракции, соответствует требованиям Гонконга в отношении брусчатки для использования в зонах движения транспорта.

Максимально допустимое содержание строительных отходов в блоках мощения [74]

Сравнение характеристик блоков для мощения, изготовленных из мелкозернистых заполнителей из вторичного бетона и из мелкозернистых заполнителей вторичного использования, загрязненных дробленый глиняный кирпич, дробленая черепица, дробленые стеклянные отходы и заполнитель древесной стружки позволяют рекомендовать увеличение загрязнения до 10% для этого применения [75].

Дошо [76] обнаружил, что возможно использовать мелкие переработанные заполнители в сборных железобетонных изделиях после улучшения их характеристик за счет соответствующей обработки, мокрого шлифования с эксцентриковым ротором.Относительный индекс абсорбции, который характеризует качество заполнителя, рассчитываемый по абсорбции и абсолютному объему переработанного заполнителя, должен использоваться при проектировании бетона с этими заполнителями. Сборные железобетонные изделия с мелкими переработанными заполнителями с паровым отверждением отвечают требованиям прочности и долговечности.

Переработанные заполнители из сборных железобетонных элементов могут быть включены в сборные элементы для неструктурных применений. Замена дробленых заполнителей 0/4 переработанными заполнителями до 50% с аналогичным распределением по размерам привела к получению бетона со сравнимыми свойствами [77].

5.5.4 Дороги

Большое количество заполнителей, используемых при строительстве дорог наряду с увеличением CDW, привело к устойчивой практике включения этих остатков в качестве заменителей природных заполнителей. Отчеты о переработке отходов строительства и сноса в дорожных слоях обычно охватывают использование мелкой и крупной фракции.

Huang et al. изучили мелкую фракцию строительных и сносных отходов, поступающих с завода по механической сортировке C&DW, с помощью ситового анализа, теста на истирание LA, теста на замерзание, теста на содержание органических веществ и теста на тонкость и пришли к выводу, что он подходит в качестве материала для дорожного полотна в случае загрязнения удаляется заранее или может использоваться для покрытия ежедневных потоков отходов, размещаемых на свалках [78].

Чо и Йео проанализировали использование грубых и мелких переработанных заполнителей в бетонном покрытии и подтвердили, что значительное снижение прочности на изгиб препятствует их использованию в этом приложении; однако требования к прочности для тощей бетонной основы выполняются с использованием грубых и мелких заполнителей, если уровень примесей можно контролировать ниже 25% [79].

Использование различных переработанных песков, до 21% от общей массы заполнителя, в горячих битумных смесях свидетельствует о целесообразности их использования в базовых и вяжущих слоях [26].Наблюдалось снижение плотности, повышение устойчивости смеси и уменьшение пустот на минеральном заполнителе. Оптимальное содержание связующего прямо пропорционально водопоглощению переработанных заполнителей.

Тенденция максимальной плотности в сухом состоянии и оптимального содержания влаги: Серия I с мелким заполнителем из переработанного бетона; Серия II с мелкоизмельченным глиняным кирпичом [80]

Было замечено, что комбинированное использование грубого и мелкого заполнителя из вторичного бетона в качестве несвязанного материала основания иногда сопровождается увеличением прочности с течением времени. Эта способность к самоцементированию, отмеченная Arm [81] после трехосных испытаний в лаборатории и испытаний FWD в полевых условиях с дробленым бетоном в несвязанных слоях, была проанализирована Poon et al.[73]. Эти авторы изучили размер фракций <0,15, 0,15–0,30, 0,3–0,6, 0,6–1,18 мм и <5 мм мелкозернистых заполнителей из вторичного бетона и приписали самоцементную характеристику в первую очередь фракциям <0,15 и 0,3–0,6 мм. Отозванный вывод был основан на доказательствах, полученных в результате экспериментов XRD, что частицы размером менее 0,15 мм имеют более высокое содержание C ₂ S, и, следовательно, фракция 0,3–0,6 мм, контактирующая с водой, имеет более высокий pH, что указывает на более высокое содержание. аморфных продуктов гидратации, возможно, с подачей извести для дополнительной реакции.Доминирующими факторами, связанными с самоцементными свойствами, являются возраст, марка и пропорции смеси исходного бетона, а также уплотнение и классификация материалов основания.

Переработанный мелкодисперсный порошок из переработанных заполнителей бетона был использован Chen et al. [82] в качестве наполнителя в асфальтовых смесях для замены известнякового порошка. Результаты испытаний показали лучшую чувствительность к воде и устойчивость к усталости по сравнению с контрольной смесью. Асфальтобетонная смесь с переработанным порошком соответствует китайским спецификациям для строительства дорожного покрытия даже при более низких температурах.

5.5.5 Другие приложения

В лабораторных исследованиях Plaza C. et al. [83] подтвердили, что переработанный бетон с размером частиц менее 2,5 см можно использовать в качестве покровного слоя на полигоне CDW для снижения выбросов сероводорода H ₂ S, образующегося в результате биологического восстановления сульфата из гипсовых стен. . Авторы предполагают, что сорбция H ₂ S тонкой фракцией с последующим преобразованием в сульфидные минералы может быть механизмом, лежащим в основе снижения выбросов более чем на 99%.

Shui et al. [84] оценили использование мелкозернистых заполнителей из вторичного бетона после термической обработки и измельчения менее 75 мкм в качестве вяжущего компонента строительных растворов. После обезвоживания при нагревании до 500 ° C мелкие переработанные заполнители и затвердевшее цементное тесто были использованы для производства строительных растворов, а регидратированные фазы были исследованы. Новые фазы, гидрат силиката кальция (гель C-S-H), эттрингит и портландит (CH), имеют более рыхлую микроструктуру по сравнению с микроструктурой исходного затвердевшего цементного теста, что частично является причиной низких значений прочности раствора на сжатие.Повышенного механического отклика можно добиться за счет добавления летучей золы и портландцемента.

Альтернативное использование мелкой фракции CDW основано на гидротермальном отверждении. Hlawatsch et al. [85] развили свои исследования строительных продуктов, полученных путем автоклавной закалки мелких заполнителей при повышенной температуре в атмосфере насыщенного водяного пара. Основным исследуемым материалом была мелкая дробленая бетонная смесь, но также были изучены другие мелкие вторичные заполнители, полученные из измельченных глиняных кирпичей, твердо обожженных глиняных кирпичей и силикатного кирпича.Добавление извести или кремнезема использовалось в качестве процесса для увеличения реакционной способности мелких частиц.

Прочностные характеристики мелких фракций КДВ с добавками или без них после автоклавного отверждения при 200 ° C в течение 12 ч [85]

Внутренняя и внешняя реакционные кромки вокруг кварцевого зерна с различными соотношениями CaO / SiO ₂ [85]

Ал-Отаиби и др. Также использовали автоклавное упрочнение мелкозернистого бетонного щебня. [86] для производства силикатно-известкового кирпича с многообещающими результатами. Эталонные кирпичи, на 100% состоящие из мелкозернистого измельченного бетона или смеси этого остатка с различными дополнительными вяжущими материалами и водой, обеспечивающие достаточную консистенцию, были отформованы и отверждены при 190–200 ° C при соответствующей программе давления.Кирпичи, в которых используется 20 и 40% измельченного гранулированного доменного шлака (GGBS) или летучей золы, находятся в пределах предела водопоглощения, указанного в стандартной спецификации для силикатного силикатного кирпича ASTM C73 [87]. Что касается прочности на сжатие, она была в основном улучшена, когда GGBS до 40% заменил мелкий бетонный щебень.

Ахтемичук и др. [88] обнаружили, что возможно производить контролируемые материалы с низкой прочностью (CSLM), используя мелкие заполнители из переработанного бетона в сочетании со шлаком или летучей золой с высоким содержанием кальция вместо портландцемента.Повышение прочности связано с гидравлическими и пуццолановыми реакциями промышленных побочных продуктов, последними из которых способствуют щелочи, присутствующие на цементной пасте, прилипшей к поверхности переработанных заполнителей. Для CLSM были предусмотрены некоторые применения, такие как постоянная структурная засыпка и дорожные основания, не требующие короткого времени затвердевания, а также подстилка для трубопроводов с малым расстоянием между ними. Если также используется крупная фракция заполнителей из вторичного бетона, область применения расширяется.

Характеристика мелкой фракции, добытой на двух финских свалках

Основные моменты

•

Добытые свалки — это свалки ТБО возрастом 1–10 и 24–40 лет в Финляндии.

•

Мелкая фракция (FF, <20 мм) составляла 45–58% (мас. / Мас.) От содержания полигонов.

•

Содержание органических веществ (VS / TS) в FF было низким (6–27%) по сравнению со свежими отходами.

•

Биохимический метановый потенциал ТФ составлял 4,8–22,6 м ³ СН ₄ / т ОВ.

•

Результаты можно использовать при оценке возможных методов обработки или стабилизации FF.

Реферат

Мелкая фракция (FF) была добыта на двух финских полигонах твердых бытовых отходов (ТБО) в Куопио (возраст от 1 года до 10 лет, упоминается как новая свалка) и Лохья (от 24 до 40 лет). летний, упоминается как старая свалка), чтобы охарактеризовать FF. В Куопио FF (<20 мм) составлял в среднем 45 ± 7% от содержания полигона, а в Лохья - 58 ± 11%. Просеивание показало, что 86,5 ± 5,7% FF было меньше 11,2 мм и фракция напоминала почву. Общее содержание твердых веществ (TS) составляло 46–82%, что в нижних слоях ниже, чем в средних слоях.Содержание органического вещества (измеренное в виде летучих твердых веществ, VS) и биохимический метановый потенциал (BMP) FF были ниже на старом полигоне (VS / TS 12,8 ± 7,1% и BMP 5,8 ± 3,4 м ³ CH ₄ / т TS), чем на новом полигоне (VS / TS 21,3 ± 4,3% и BMP 14,4 ± 9,9 м ³ CH ₄ / т TS), и оба были ниже по сравнению со свежими ТБО. На полигоне Куопио материалы также были механически просеяны на полномасштабной установке в двух фракциях размером <30 мм (VS / TS 31,1% и 32.9 м ³ CH ₄ / т TS) и 30–70 мм (VS / TS 50,8% и BMP 78,5 м ³ CH ₄ / т TS). Содержание азота (3,5 ± 2,0 г / кг ИВ), фосфора (<1,0–1,5 г / кг ИВ) и растворимого химического потребления кислорода (ХПК) (2,77 ± 1,77 кг / т ИВ) было низким во всех пробах. Поскольку ТФ составляют основную часть содержимого полигона, характеристика ТФ важна для поиска возможных методов использования или утилизации ТФ, добытых на полигонах.

Ключевые слова

Биохимический потенциал метана

Характеристика

Мелкая фракция

Добыча на свалках

Твердые бытовые отходы

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Copyright © 2015 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Характеристика мелкой фракции, добытой на двух финских полигонах

Принадлежности Расширять

Принадлежности

• ¹ Кафедра химии и биоинженерии, Технологический университет Тампере, П.О. Box 541, FI-33101 Тампере, Финляндия. Электронный адрес: [email protected].
• ² Кафедра химии и биоинженерии, Технологический университет Тампере, P.O. Box 541, FI-33101 Tampere, Финляндия.

Элемент в буфере обмена

Tiina J Mönkäre et al.Waste Manag. 2016 Янв.

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Принадлежности

• ¹ Кафедра химии и биоинженерии, Технологический университет Тампере, P.O. Box 541, FI-33101 Tampere, Финляндия.Электронный адрес: [email protected].
• ² Кафедра химии и биоинженерии, Технологический университет Тампере, P.O. Box 541, FI-33101 Tampere, Финляндия.

Элемент в буфере обмена

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Мелкая фракция (FF) была добыта на двух свалках твердых бытовых отходов (ТБО) в Финляндии в Куопио (возраст от 1 до 10 лет, упоминается как новый полигон) и Lohja (возраст от 24 до 40 лет, называется старым). свалка), чтобы охарактеризовать FF.В Куопио FF (<20 мм) составлял в среднем 45 ± 7% от содержания полигона, а в Лохья - 58 ± 11%. Просеивание показало, что 86,5 ± 5,7% FF было меньше 11,2 мм и фракция напоминала почву. Общее содержание твердых веществ (TS) составляло 46-82%, что ниже в нижних слоях по сравнению со средними слоями. Содержание органического вещества (измеренное в виде летучих твердых веществ, VS) и биохимический метановый потенциал (BMP) FF были ниже на старом полигоне (VS / TS 12,8 ± 7,1% и BMP 5,8 ± 3,4 м (3) Ch5 / т TS) чем на новом полигоне (VS / TS 21.3 ± 4,3% и BMP 14,4 ± 9,9 м (3) Ch5 / т TS), и оба были ниже по сравнению со свежими ТБО. На полигоне Куопио материалы также были механически просеяны на полномасштабной установке в двух фракциях размером <30 мм (VS / TS 31,1% и 32,9 м (3) Ch5 / t TS) и 30-70 мм (VS / TS 50,8% и БМП 78,5м (3) Ч5 / т ТС). Содержание азота (3,5 ± 2,0 г / кг ИВ), фосфора (<1,0-1,5 г / кг ИВ) и растворимого химического потребления кислорода (ХПК) (2,77 ± 1,77 кг / т ИВ) было низким во всех образцах. Поскольку ТФ составляют основную часть содержимого полигона, характеристика ТФ важна для поиска возможных методов использования или утилизации ТФ, добытых на полигонах.

Ключевые слова: Биохимический метановый потенциал; Характеристика; Мелкая фракция; Разработка свалок; Твердые бытовые отходы.

Copyright © 2015 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Похожие статьи

• Отбор биологических методов для лабораторной стабилизации мелкой фракции из горных полигонов.

  Mönkäre TJ, Palmroth MRT, Rintala JA. Mönkäre TJ, et al. Waste Manag. 2017 Февраль; 60: 739-747. DOI: 10.1016 / j.wasman.2016.11.015. Epub 2016 16 ноября. Waste Manag. 2017 г. PMID: 27865763

• Стабилизация мелкой фракции при разработке полигонов в анаэробных и аэробных лабораторных реакторах со слоем выщелачивания.

  Mönkäre TJ, Palmroth MR, Rintala JA.Mönkäre TJ, et al. Waste Manag. 2015 ноя; 45: 468-75. DOI: 10.1016 / j.wasman.2015.06.040. Epub 2015 7 июля. Waste Manag. 2015 г. PMID: 26162904

• Оценка биохимического метанового потенциала (BMP) низкоорганических отходов на датских полигонах.

  Mou Z, Scheutz C, Kjeldsen P. Mou Z и др. Waste Manag. 2014 ноя; 34 (11): 2251-9. DOI: 10.1016 / j.wasman.2014.06.025. Epub 2014 5 августа. Waste Manag. 2014 г. PMID: 25106120

• На пути к разработке репрезентативного анализа биохимического метанового потенциала (BMP) для захороненных твердых бытовых отходов — обзор.

  Пирс Л.Ф., Хеттиаратчи Д.П., Кумар С. Пирс LF, et al. Биоресур Технол. 2018 Апрель; 254: 312-324. DOI: 10.1016 / j.biortech.2018.01.069. Epub 2018 31 января.Биоресур Технол. 2018. PMID: 29395741 Рассмотрение.

• Мини-обзор геотехнических параметров твердых бытовых отходов: механическая и биологическая предварительная обработка в сравнении с необработанными необработанными отходами.

  Петрович И. Петрович И. Waste Manag Res. 2016 сентябрь; 34 (9): 840-50. DOI: 10.1177 / 0734242X16649684. Epub 2016 19 мая. Waste Manag Res. 2016 г. PMID: 27207770 Рассмотрение.

Типы публикаций

• Поддержка исследований, за пределами США. Правительство

Условия MeSH

• Сооружения по удалению отходов *
• Управление отходами / методы *

LinkOut — дополнительные ресурсы

• Источники полных текстов

• Другие источники литературы

цитировать

Формат: AMA APA ГНД NLM

SWeRF — Метод оценки соответствующей фракции мелких частиц в сыпучих материалах для целей классификации и маркировки

Ann Occup Hyg.2014 Май; 58 (4): 501–511.

Ingeborg Pensis

^1. Sibelco Europe MineralsPlus (Ankerpoort NV), Op de Bos 300, NL-6223 EP Маастрихт, Нидерланды;

Франк Люценкирхен

^2. Quarzwerke GmbH, Kaskadenweg 40, 50226 Frechen, Германия;

Бернд Фриде

^3. Elkem AS, Silicon Materials, PO Box 8126, Vågsbygd, 4675 Kristiansand, Норвегия

^1. Sibelco Europe MineralsPlus (Ankerpoort NV), Op de Bos 300, NL-6223 EP Маастрихт, Нидерланды;

^2. Quarzwerke GmbH, Kaskadenweg 40, 50226 Frechen, Германия;

^3. Elkem AS, Silicon Materials, PO Box 8126, Vågsbygd, 4675 Kristiansand, Norway

Поступило 9 сентября 2013 г .; Пересмотрено 22 ноября 2013 г .; Принято 2 декабря 2013 г.

Реферат

В соответствии с европейскими правилами классификации, маркировки и упаковки веществ и смесей (CLP), а также критериями, изложенными в Согласованной на глобальном уровне системе (GHS), мелкая фракция кристаллического кремнезема (CS) была подвергнута классифицируется как специфическая токсичность для органа-мишени, причем конкретным органом в данном случае является легкое.Общие пороговые значения для продуктов, содержащих мелкую фракцию CS, вызывают необходимость в методе количественного определения мелкой фракции CS в сыпучих материалах. В этой статье описывается так называемый метод SWeRF, взвешенная по размеру мелкая фракция. Метод SWeRF объединяет гранулометрический состав порошка с коэффициентами вероятности из стандарта EN 481 и позволяет рассчитать соответствующую мелкую фракцию материала. Метод SWeRF был проверен на ряде промышленных минералов.Это позволит производителям и смесителям применять критерии CLP и GHS для классификации минеральных продуктов, содержащих RCS мелкую фракцию CS.

Ключевые слова: CLP, кристаллический диоксид кремния, мелкая фракция кристаллического диоксида кремния, GHS, промышленные минералы, кварц, SWeRF

ВВЕДЕНИЕ

Неорганическое химическое соединение диоксида кремния, также известное как диоксид кремния, существует во многих различных формах. Кварц является наиболее распространенным полиморфом кристаллического кремнезема.Кварц является вторым по распространенности минералом на поверхности земли и встречается почти в каждом типе горных пород. Кварц является важным промышленным минералом с множеством технических применений. Он используется в стекле, керамике, литье, фильтрации, строительстве, а в виде тончайшей муки используется в качестве упрочняющего наполнителя в красках и пластмассах, полимерных смесях, резине, герметиках, адгезивах и т. Д. Кремнезем, далее называемый RCS, связан с силикозом, заболеванием легких.Условие, определяющее фракцию пригодных для вдыхания частиц, — это EN 481 (CEN, 1993). Ввиду отсутствия согласованной классификации кристаллического кремнезема в Европе в течение многих лет обычной практикой в ​​секторе полезных ископаемых является самоклассификация и маркировка муки из кристаллического кремнезема как вредной в соответствии с Европейской директивой по опасным веществам 67/548 / EEC ( Директива Совета 1967 г.). Маркировка Xn означает вредное воздействие и фраза риска R48 / 20 (опасность серьезного повреждения здоровья при длительном воздействии путем вдыхания) были присвоены кварцевой муке.

Европейский регламент (ЕС) № 1272/2008, также называемый CLP (EC, 2008), приводит систему классификации, маркировки и упаковки веществ и смесей Европейского Союза в соответствие с Согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки химических веществ ООН. , GHS (Организация Объединенных Наций, 2011 г.). Регламент CLP требует, чтобы производители, импортеры и последующие пользователи классифицировали вещества или смеси в соответствии с согласованными критериями классификации по физическим опасностям, опасностям для здоровья или окружающей среды.В статьях 5, 6 и 8.6 CLP четко указано, что имеющаяся и новая информация о веществах и смесях должна относиться к форме или физическому состоянию (ям), в котором вещество или смесь размещается на рынке и в каком она может быть обоснованно ожидается, что будет использоваться ». Кроме того, Раздел V CLP требует, чтобы до 1 декабря 2010 г. вещества, которые соответствовали критериям классификации как опасные в соответствии с Регламентом CLP, или вещества, подлежащие регистрации в соответствии с REACH (Регламент (ЕС) № 1907/2006 о регистрации, оценке, разрешении и Ограничение химикатов.) должны быть внесены в список классификации и маркировки Европейского химического агентства.

В соответствии с Регламентом CLP производители промышленных минералов наняли независимых научных экспертов для изучения и переоценки воздействия кварца и кристобалита на здоровье. Был сделан вывод, что только мелкая фракция CS, но не кварц или кристобалит как таковой , удовлетворяет согласованным критериям классификации опасности. В групповом уведомлении о классификации и маркировке была предложена классификация мелкой фракции CS как STOT RE Категория 1 по опасности силикоза.STOT означает «токсичность для конкретного органа-мишени», а RE является аббревиатурой от «повторного воздействия». Соответствующая метка отображается в.

Пиктограмма для STOT согласно GHS.

Регламент CLP также определяет общие пределы концентрации ингредиентов смеси, классифицируемой как STOT, которые запускают классификацию всей смеси. Таким образом, смеси и вещества, содержащие мелкую фракцию CS, будь то в форме идентифицированной примеси, добавки или отдельного компонента, будут классифицироваться как STOT RE 1, если концентрация CS (мелкой фракции) составляет ≥10% мас. / Мас.Они будут классифицироваться как STOT RE 2, если концентрация CS (мелкой фракции) составляет от 1 до 10% по весу. Если содержание CS (мелкой фракции) в смесях или веществах ниже 1%, классификация опасности продукта не требуется.

Чтобы классифицировать продукт, содержащий мелкую фракцию CS в соответствии с правилами CLP, производителям таких продуктов необходимо количественно определить соответствующую мелкую фракцию CS в своих соответствующих продуктах. Однако в настоящее время не существует валидированного метода количественного определения соответствующей мелкой фракции CS в сыпучих материалах.В профессиональной гигиене термин «вдыхаемый» означает, что частица действительно находится в воздухе, и кажется нелогичным измерять количество частиц в воздухе в сыпучем материале. Решение этой дилеммы состоит в том, чтобы определить соответствующую тонкую фракцию CS в объемных материалах как частицы кристаллического кремнезема, которые, если их переносить по воздуху и впоследствии вдыхать, могут потенциально проникнуть в несвязанные дыхательные пути легких. Основываясь на этом подходе, рабочая группа по метрологии Европейской ассоциации промышленных минералов IMA-Europe разработала принцип взвешенной по размеру соответствующей мелкой фракции (SWeRF) для оценки потенциальной вдыхаемой фракции в сыпучих материалах для целей классификации и маркировки.Принцип, лежащий в основе SWeRF, заключается в объединении размера частицы с ее вероятностью попадания в нерезистентные дыхательные пути легких, как описано в стандарте EN 481.

МЕТОДЫ

При вдыхании пыли более мелкие частицы имеют более высокую вероятность достичь альвеол в легких, чем более крупные частицы. Функция, описывающая взаимосвязь между размером частицы и этой вероятностью, указана в стандарте EN 481. Например, частицы с аэродинамическим диаметром 1 или 10 мкм имеют, согласно EN 481, вероятность достичь альвеол 97.1 и 1,3% соответственно. Принцип, лежащий в основе SWeRF, состоит в том, чтобы объединить размер частиц с вышеупомянутым фактором вероятности и интегрировать его для всего диапазона гранулометрического состава материала. SWeRF — это доля материала, в которой вклад каждой частицы взвешивается как функция ее размера. Таким образом, SWeRF — это метод для предсказания того, как частицы в сыпучем материале будут двигаться, когда они попадут в воздух и будут вдыхаться. В принципе, есть два способа определить SWeRF материала.Один из них состоит в том, чтобы сначала определить гранулометрический состав (PSD) материала, а затем вычислить SWeRF из этого PSD с использованием функции вероятности EN 481. Другой способ — диспергировать материал в жидкости, в которой SWeRF отделен от более крупные частицы от более мелких частиц путем осаждения.

Расчет SWeRF из PSD

Отправной точкой расчета SWeRF является известная PSD соответствующего образца, например полученный из лазерной дифракции.Условия эксперимента для измерения PSD будут зависеть от исследуемого материала. Параметры, которые необходимо учитывать, — это диспергирующие агенты, диспергирующие среды, ультразвуковая энергия, концентрация, оптические параметры и расчетная модель, то есть теория Фраунгофера и Ми (ISO, 2007, 2009). На этом этапе важно отметить, что сферический эквивалентный диаметр, который измеряется методами лазерной дифракции, не равен аэродинамическому диаметру, как указано в EN 481.Соотношение между двумя диаметрами указано в уравнении (1).

(1)

Затем применяется взвешивание по размеру на основе функции вероятности, указанной в EN 481, то есть функции вероятности для частиц, достигающих альвеол при вдыхании.

(2)

, где P ( D ) — фракция размера частиц для аэродинамического диаметра D; R ( D ) вероятность достижения альвеол для частиц аэродинамического диаметра D , согласно EN 481; и D — аэродинамический диаметр = d × √ (SG), где SG — удельный вес.

В качестве любезности и для облегчения использования SWeRF была предоставлена ​​общедоступная таблица расчетов SWeRF (IMA-Europe, 2013a).

Измерение SWeRF с помощью седиментации

В случае, если частицы кристаллического диоксида кремния не имеют такого же распределения по размерам, как другие частицы в материале, или если форма частиц отличается, можно отделить SWeRF с помощью седиментации. Точно так же, как мелкие частицы имеют более высокую вероятность проникнуть глубоко в легкие, они также имеют более высокую вероятность оставаться во взвешенном состоянии, что выражается уравнением (3).

Как респирабельная конвенция, так и разделение седиментацией являются функциями вероятности. R ( D ) описывает вероятность попадания частицы в альвеолы ​​(EN 481), а S ( D ) описывает вероятность того, что частица остается в суспензии. SWeRF находится путем выбора параметров седиментации таким образом, чтобы сумма всех вероятностей для всех диаметров была одинаковой как для респирабельного стандарта, так и для седиментации.Это делается приравниванием интегралов от обеих функций.

(3)

, где R ( D ) — это вероятность попадания частицы в альвеолы ​​(EN 481), а S ( D ) — вероятность того, что частица останется в суспензии.

SWeRF находится путем выбора параметров седиментации таким образом, чтобы сумма всех вероятностей для каждого диаметра была одинаковой как для респирабельного стандарта, так и для седиментации. Это делается приравниванием интегралов от обеих функций.

Время осаждения можно рассчитать с помощью уравнения (4), которое основано на законе Стокса и соглашении, описанном в EN 481.

(4)

, где t — время (с), за которое разделение частиц путем осаждения в жидкости равняется разделению согласно EN 481, h высота (м) столба надосадочной жидкости, которая извлекается по истечении времени = t , η динамическая вязкость жидкости (кг мс ⁻¹ ), g ускорение свободного падения (ms ⁻² ), ρ _p плотность твердых частиц (кг · м ⁻³ ), ρ ₀ удельная плотность (кг м ⁻³ ), а ρ _l — плотность жидкости (кг · м ⁻³ ).

Общедоступный документ, описывающий вывод уравнения (3), был предоставлен IMA-Europe (2013b).

Для определения SWeRF образца следует использовать плотность этого образца для ρ _p . Когда определяется SWeRF кристаллического кремнезема, SWeRF _CS , следует использовать плотность кристаллического кремнезема.

SWeRF образца может быть затем определен с помощью уравнения (5).

(5)

, где H — высота всего столба жидкости, которая используется для осаждения, h высота, на которую надосадочная жидкость извлекается в расчетное время, M — общая масса, которая была диспергирован, и m — масса остатка в экстрагированном супернатанте.

Для образца чистого кварца или кристобалита SWeRF дает непосредственно относительную мелкую фракцию CS. Для смеси относительную мелкую фракцию CS в образце SWeRF _CS можно рассчитать с помощью уравнения (6).

(6)

где SWeRF ( _C ) — SWeRF компонента C, а f (C) — доля компонента C в остатке в супернатанте.

Экспериментальная процедура осаждения

Подходящая жидкость для осаждения должна отвечать следующим требованиям: частицы в образце должны быть полностью деагломерированы, не должны растворяться, набухать или дезинтегрироваться и не должны вступать в реакцию с жидкостью.Для многих минералов вода является подходящей жидкостью для отстаивания. Для таких материалов, как цемент, неводная жидкость, например следует учитывать алкоголь.

Образец диспергируют в подходящей жидкости. После рассчитанного времени седиментации супернатант диспергированного образца анализируется на предмет содержания, пригодного для вдыхания, то есть общего количества твердых веществ в супернатанте и содержания кристаллического кремнезема.

Образец минерала взвешивают ( M , мг) и диспергируют в 50 мл жидкости в стеклянном стакане на 100 мл.Объем твердого вещества должен составлять максимум 1% от объема всей жидкости, чтобы обеспечить беспрепятственное осаждение отдельных частиц. Типичное значение — 5 г. Для достижения оптимального диспергирования и деагломерации следует применять ультразвук. Для предотвращения флокуляции или коагуляции образца может потребоваться добавление подходящего диспергатора, такого как полифосфат. Затем диспергированный образец переносят в стеклянный цилиндр на 250 мл, заполняют жидкостью до 250 мл и гомогенизируют. Затем цилиндр оставляют для отстаивания в течение расчетного времени без перемешивания или вибрации.Регистрируют высоту столба жидкости H (мм). По истечении расчетного времени осаждения супернатант ч (мм) собирают пипеткой. После выпаривания надосадочной жидкости измеряют оставшуюся массу суспендированного материала m (мг). SWeRF образца можно рассчитать с помощью уравнения (5). Содержание кристаллического кремнезема в этом отделенном материале можно определить с помощью рентгеновской дифракции или инфракрасных методов. SWeRF _CS образца рассчитывается с использованием уравнения (6).Следует отметить, что для определения SWeRF материала следует использовать плотность этого материала для расчета времени разделения путем осаждения. Если требуется SWeRF _CS , следует использовать плотность кварца или кристобалита соответственно ().

Экспериментальная установка седиментации.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Образцы кварца

SWeRF восьми товарных кварцевых продуктов с размером зерен от крупного песка до муки мелкого помола, поставляемых Quarzwerke и SCR-Sibelco, был определен как расчетным методом PSD, так и гравиметрическим методом седиментации. .Модель D ₅₀ значения кварцевых образцов и результаты SWeRF приведены в. Корреляция между различными методами отображается в.

Таблица 1.

Сравнительное исследование SWeRF товарных кварцевых продуктов, определенное расчетным и седиментационным методами

Корреляция между методами расчета и седиментации для SWeRF промышленных образцов кварца.

Добавление кварца в барит

Измерение SWeRF образцов чистого кварца не вызывает затруднений, так как нет интерференции с другими фазами. Из-за его повсеместного распространения следы кварца присутствуют во многих других минералах.Чтобы выяснить, можно ли определить SWeRF _CS кварцсодержащей минеральной смеси, в образец чистого барита без кварца (BaSO ₄ ) от Ankerpoort NV добавили различное количество кварцевой муки (поставляется Quarzwerke). . SWeRF кварцевой муки был рассчитан по ее PSD, давая SWeRF 41,4%. Анализ химического состава минеральных смесей с помощью рентгеновской флуоресценции подтвердил однородность образцов. SWeRF _CS образцов барита с добавлением кварца был рассчитан на основе известного SWeRF кварцевой муки, а также определен методом осаждения.Подробности и результаты представлены в. Корреляция между ожидаемым расчетным SWeRF и экспериментально определенным SWeRF показана на рис. Модель R ^{2 Значение} , равное 99,3%, является мерой извлечения добавочного материала в минеральной смеси.

Таблица 2.

Определение SWeRF в образцах барита с добавлением кварца

Корреляция между ожидаемым (расчетным) и измеренным (седиментация) КСТО кварцевого барита.

Промышленные минералы

Метод SWeRF был применен к множеству широко используемых коммерческих промышленных минеральных продуктов, поставляемых рядом европейских производителей.Список промышленных минералов включает карбонат кальция, полевой шпат, каолин, бентонит, слюду, волластонит, сепиолит, тальк, диатомовую землю, кристобалит, глину, известь, железную руду, хромитовую руду, марганцевую руду и цеолиты. Из-за множества протестированных промышленных минеральных продуктов и их большой вариабельности в отношении гранулометрии и содержания кварца в этой статье представлены только результаты для продуктов из диатомитовой земли. Результаты отображаются в формате.

Таблица 3.

Определение SWeRF в продуктах из диатомита

Корреляция между методами седиментации и расчетами очень хорошая ( R ² = 0,9915). Также воспроизводимость метода осаждения SWeRF дает удовлетворительные результаты.показывает результаты семи измерений очень мелкого образца диатомитовой земли, подвергнутого кальцинированию под флюсом с использованием прибора D . ₅₀ 9,3 мкм.

Таблица 4.

Измерения воспроизводимости образца диатомитовой земли, кальцинированной под флюсом ( D ₅₀ = 9,3 мкм) методом седиментации

Круговой тест

Круговой тест был проведен для проверки метода SWeRF (Quarzwerke, неопубликованные результаты).Двадцать два члена IMA-Europe участвовали в измерениях в одной или нескольких лабораториях с использованием различных инструментов для измерений PSD и седиментации. Были предоставлены результаты лазерной дифракции (30 лабораторий), седиментации с измерением поглощения рентгеновских лучей (12 лабораторий) и седиментационного анализа SWeRF (13 лабораторий). В качестве материала для испытаний использовалась чистая кварцевая мука, полученная из обработанного кварцевого песка месторождения Фрехен путем измельчения без содержания железа и последующего разделения воздуха (Quarzwerke, Германия).Поскольку оптические параметры лазерной дифракции сильно влияют на результаты, лаборатории согласовали следующие согласованные параметры для анализа в соответствии с теорией Ми: показатель преломления кварца (1,54), коэффициент поглощения кварца (0,1) и показатель преломления воды ( 1.33). Результаты отображаются в формате. Результаты лабораторий, которые не проводили анализы в соответствии с протоколом испытаний, были отброшены.

Воспроизводимость измерений SWeRF различными методами.Пунктирная линия: целевое значение; пунктирная линия: пределы статистических допусков метода; сплошная линия: допуск около среднего значения со стандартным отклонением 10%; и треугольники: статистические выбросы согласно Диксону (DIN 53804-1; Deutsches Institut für Normung e.V. (Немецкий национальный стандарт), 2002).

ОБСУЖДЕНИЕ

Исследуемые кварцевые продукты показали хорошую корреляцию между рассчитанным SWeRF _CS и SWeRF _CS , определенным методом седиментации. В соответствии с конкретными пределами концентрации, установленными в правилах CLP, мелкодисперсная кварцевая мука с соответствующей мелкой фракцией CS выше 10% соответствует критериям классификации STOT RE 1, тогда как грубая кварцевая мука с соответствующей мелкой фракцией CS между 1 и 10% соответствуют критериям классификации как STOT RE 2.Кварцевый песок с соответствующей мелкой фракцией CS ниже стандартного порогового значения 1% не требует классификации опасности и маркировки.

Эксперимент по добавлению кварцевой муки в барит показал, что кварц может быть извлечен пропорционально из смеси, содержащей минерал с более высоким удельным весом, который составляет 4,48 для барита и 2,66 для кварца, соответственно. Пикинг показал, что различия в плотности не влияют на определение SWeRF _CS . Корреляция между теоретическими значениями и значениями, измеренными при осаждении SWeRF, была отличной и привела к R ² значение 99.3%. Результаты показывают, что метод SWeRF может использоваться для количественного определения соответствующей мелкой фракции кварца в минеральных смесях и, таким образом, позволяет классифицировать и маркировать в соответствии с правилами CLP.

Добавление в барит высокой чистоты известного количества кварцевой муки, конечно, является идеальным случаем. В случаях, когда частицы кварца из фракции пригодного для вдыхания размера включены в минеральную матрицу, реальная мелкая фракция CS в образце может быть недооценена. Однако SWeRF по-прежнему дает истинное значение для общей соответствующей мелкой фракции, а SWeRF _CS — содержание в нем кварца.Мелкая фракция CS, которая не собирается в SWeRF, не имеет отношения к классификации и маркировке, поскольку она недоступна и не пригодна для вдыхания. В случаях, когда минерал гидрофобен или плавает в воде, например Ценосферы или порошки с обработанной поверхностью, метод SWeRF имеет свои ограничения, и необходимо использовать альтернативные методы или адаптировать метод.

Таким образом, становится очевидным, что хорошее знание физико-химических свойств материала является важным предварительным условием при определении SWeRF.Кроме того, необходимо выбрать подходящую диспергирующую среду, чтобы получить надежные результаты как для лазерной дифракции, так и для седиментации. Следует рассмотреть альтернативные растворители или добавки в случаях, когда вода взаимодействует с образцом. Типичными примерами являются эффекты набухания в случае бентонитов, химические реакции в случае извести или дезинтеграция и флокуляция в случае глинистых минералов.

Расчетный SWeRF _CS минерального продукта основан на том принципе, что кристаллический кремнезем имеет такое же гранулометрическое распределение, что и другие минералы в продукте.Из-за высокой твердости и отсутствия сколов кварц прочнее, чем большинство минералов, и, скорее всего, его будет больше в более крупной фракции. Это привело бы к завышению расчетного SWeRF _CS . Чтобы убедиться в этом, была проведена серия испытаний с различными промышленными минералами.

Результат применения метода SWeRF к множеству промышленных минералов был очень положительным, показывая, что взвешенная по размеру соответствующая мелкая фракция может быть определена для всех видов минералов.Однако для промышленных минералов с пластинчатой ​​формой частиц, таких как каолин, слюда или тальк, потребовались изменения метода, то есть использование подходящего диспергатора для оптимизации седиментации. В случае пористых или полых частиц при расчете SWeRF необходимо использовать эффективную плотность, которая выражается как комбинация плотности каркаса, измеренной гелиевой пикнометрией, и внутреннего пористого объема, измеренного порозиметрией проникновения ртути.

Разделенные циклические образцы прошли проверку на однородность в соответствии с ISO 13528 (ISO, 2005).Хотя результаты SWeRF показали некоторый разброс в зависимости от метода, среднее значение было на приемлемом уровне (36–39%). При применении теории Ми необходимо учитывать согласованные параметры, такие как показатель преломления, коэффициент поглощения и показатель преломления среды. Анализ данных лазерной дифракции в соответствии с приближением Фраунгофера не требует согласованных оптических параметров и, таким образом, является предпочтительным методом для образцов минеральных смесей с неизвестными или переменными оптическими свойствами.Четыре из 13 результатов метода седиментации были исключены из статистической оценки, поскольку анализы не проводились в соответствии с протоколом испытаний. Это подчеркивает важность соблюдения стандартной рабочей процедуры, изложенной в этой статье.

Преимущество метода SWeRF заключается, прежде всего, в том, что он может выполнять требования классификации и маркировки минералов и продуктов, содержащих мелкую фракцию CS. В свете того, что GHS внедряется во все большем количестве стран по всему миру, метод SWeRF также актуален для требований классификации и маркировки (C&L) в странах за пределами Европы, поскольку он позволяет количественно оценить потенциально соответствующую мелкую фракцию CS в продукте.Это актуально для GHS, CLP или любого другого нормативного акта, требующего количественной оценки.

Паспорта безопасности (SDS) — эффективные и общепринятые инструменты для передачи информации о безопасности химических продуктов в цепочке поставок. Они стали неотъемлемой частью химического законодательства во всем мире. Правильная классификация и маркировка позволяют как корпоративным специалистам по гигиене труда, так и последующим пользователям оценить риск обращения с определенными продуктами на рабочих местах, поскольку пиктограммы и текст паспорта безопасности предоставляют важную информацию о внутренних свойствах и потенциальных опасностях.Таким образом, метод SWeRF способствует оценке потенциальной опасности продуктов, содержащих мелкую фракцию CS в SDS, и позволяет, например, разрабатывать менее опасные продукты или даже заменять продукты, содержащие большие количества мелкодисперсного CS.

С точки зрения последующих пользователей, классификация опасности продукта четко предоставляет важную информацию. Хотя крупнозернистый кварцевый песок может выделять опасную пыль CS при обращении и использовании (например, пескоструйной очистке), продукт все равно не будет классифицироваться как опасность, если содержание мелкой фракции CS составляет <1%.Следует иметь в виду, что критерии классификации в GHS и CLP основаны на опасностях, а не на рисках. Не существует опасной фразы, которая позволила бы решить проблему выделения опасной пыли при обращении. Фактор риска, связанный с образованием опасной пыли CS при обращении с конкретным продуктом и его использовании, рассматривается в разделе 8 официального паспорта безопасности данных, где перечислены пределы профессионального воздействия. До тех пор, пока мировое химическое законодательство не охватывает конечную точку запыленности, существует потребность в методе количественного определения тонкой фракции CS в сыпучих материалах.Метод SWeRF предоставляет правильный инструмент для решения этой проблемы.

В первую очередь воздействие RCS находится в атмосфере рабочего места. Следовательно, часто возникает вопрос, коррелируют ли и как результаты измерений SWeRF с реальным воздействием RCS на рабочих местах или с измерениями запыленности порошковых продуктов.

Целью SWeRF, однако, не является прогнозирование уровней воздействия. Это мера того, сколько CS в соответствующей мелкой фракции содержится в сыпучем материале, чтобы выполнить требования C&L для производителей, импортеров, трейдеров и производителей смесей.SWeRF не предназначен для замены измерений воздуха на рабочем месте. Концентрации RCS в воздухе при работе с таким материалом зависят от слишком многих факторов и не могут быть рассчитаны на основе измерений SWeRF или запыленности.

Промышленное обращение с сыпучими материалами, то есть хранение, наполнение, транспортировка и смешивание, часто приводит к образованию пыли. Это представляет собой потенциальную физическую опасность в отношении пожара и взрывов, опасность для здоровья, связанную с вдыханием пыли, а также загрязнение оборудования и загрязнение окружающей среды (Schneider, 2008).Европейский стандарт EN 15051 (CEN, 2006) описывает измерение запыленности порошка с помощью вращающегося барабана или метода непрерывных капель. Запыленность порошкового продукта, определяемая как склонность материала к образованию переносимой по воздуху пыли во время обращения с ним (Lidén, 2006), зависит от внутренних свойств материала и сценария обращения. Измерение индекса запыленности материала может помочь оценить и уменьшить воздействие пыли на рабочем месте, а также разработать менее пыльные продукты (Pensis et al., 2010). Во время измерения запыленности респирабельная фракция выпущенной пыли может быть собрана на подходящих фильтрах и проанализирована на содержание RCS. Это позволяет оценить генерацию RCS во время определенных операций обработки. Однако, хотя измерения запыленности предоставляют профессиональным гигиенистам полезную информацию о свойствах материалов, запыленность не является конечной точкой согласно GHS и CLP и не может использоваться для целей классификации и маркировки.

Кроме того, исследования, сравнивающие тесты на запыленность с соответствующими данными о воздействии на рабочем месте, показали, что запыленность может объяснить прибл.70% дисперсии воздействия (Brouwer et al. , 2006). Однако успех такой работы ограничен. Поскольку было показано, что не существует последовательной взаимосвязи между испытаниями на запыленность и измерениями реального воздействия на рабочем месте, измерения запыленности не могут заменить измерения воздействия на рабочем месте или даже пределы воздействия на рабочем месте (Lidén, 2006). В пересмотренном стандарте EN 15051 также четко указано, что тесты на запыленность предназначены для определения характеристик продукта, а не для оценки воздействия на рабочем месте.Всегда будет необходимость измерять реальную экспозицию на рабочем месте во время операций по образованию пыли, а также для того, чтобы проверить, действительно ли эффективны пылеподавляющие свойства, полученные в результате испытаний на запыленность, или снижение содержания RCS на основе измерений SWeRF для конкретного продукта.

ВЫВОДЫ

SWeRF — это действующий метод определения соответствующей мелкой фракции в сыпучих материалах в целом и соответствующей мелкой фракции CS, в частности, для целей классификации и маркировки в соответствии с правилами CLP.Метод апробирован на множестве различных промышленных минералов. Эксперименты с пиками доказывают высокую точность метода SWeRF, тогда как круговой тест с 22 участниками и 4 различными методами доказал воспроизводимость.

Для образцов чистого кварца расчет SWeRF на основе данных гранулометрии может быть принят как метод количественного определения соответствующей мелкой фракции CS в сыпучем материале и, следовательно, для определения правильной классификации опасности продукта. Для других минералов необходимо в каждом конкретном случае решать, какой метод лучше подходит: метод седиментации или расчет на основе данных гранулометрии.В случае пластинчатой ​​минеральной формы или пористых материалов могут быть указаны изменения метода, например добавление флокулянтов или диспергаторов или использование эффективной плотности, а не удельного веса.

Расчетные значения SWeRF, полученные из данных гранулометрии, зависят от оптических параметров, используемых при измерениях лазерной дифракции, то есть теории Фраунгофера по сравнению с теорией Ми.

Метод SWeRF сам по себе не является подходящим методом для оценки риска, да и не предназначен для этого.SWeRF не заменяет измерения воздействия на рабочем месте. Основная цель — определить потенциально вдыхаемую фракцию для целей классификации и маркировки. Однако SWeRF может быть дополнительным методом для атмосфер на рабочем месте в сочетании со стандартизованными измерениями запыленности в соответствии с EN 15051.

Метод SWeRF был представлен в Европейский комитет по стандартизации (CEN).

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят членов Рабочей группы по метрологии IMA-Europe за их общий вклад в разработку и валидацию метода, Пола Кальюва из RPS в Нидерландах за экспериментальную работу и Андреаса Дресслера из Quarzwerke GmbH за статистическая оценка круговых тестов.Авторы также благодарят Cas Mol из SIBELCO EUROPE MineralsPlus за помощь в разработке метода и электронных таблиц.

ССЫЛКИ

• Брауэр DH, Links IHM, De Vreede SAF и др. (2006). Выборочная запыленность и выдержка по размеру; смоделированные сравнения рабочих мест. Энн Оккуп Хиг; 50: 445–52 [PubMed] [Google Scholar]
• CEN (1993). EN 481, Атмосфера на рабочем месте: определение фракции размера для измерения взвешенных в воздухе частиц. Брюссель, Бельгия: Европейский комитет по стандартизации [Google Scholar]
• CEN (2006).EN 15051, Атмосфера на рабочем месте. Измерение запыленности сыпучих материалов. Требования и эталонные методы испытаний. Брюссель, Бельгия: Европейский комитет по стандартизации [Google Scholar]
• Директива Совета (1967). Директива Совета 67/548 / EEC от 27 июня 1967 г. о сближении законов, постановлений и административных положений, касающихся классификации, упаковки и маркировки опасных веществ. Доступна по адресу http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ. do? uri = DD: I: 1967: 31967L0548: EN: PDF Доступно 9 сентября 2013 г.
• Deutsches Institut für Normung e.V. (Национальный стандарт Германии) (2002) DIN 53804-1: 2002-04: статистическая оценка — часть 1: непрерывные характеристики Берлин: Beuth Verlag. [Google Scholar]
• EC (2008). Регламент (ЕС) № 1272/2008 Европейского парламента и Совета от 16 декабря 2008 г. о классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей, изменяющий и отменяющий Директивы 67/548 / EEC и 1999/45 / EC, и изменяющий Регламент. (EC) № 1907/2006 Доступно на http://eur-lex.europa.eu / LexUriServ / LexUriServ.do? uri = OJ: L: 2008: 353: 0001: 1355: EN: PDF Доступно 9 сентября 2013 г.
• IMA-Europe (2013a) Таблица расчета SWeRF Доступна по адресу http://www.crystallinesilica.eu/content/rcs-measurement#bulk По состоянию на 9 сентября 2013 г.
• IMA-Europe (2013b) Отклонение для расчета параметров седиментации для определения по седиментации. Приложение C к проекту стандарта SWeRF (CEN) доступно по адресу http://www.crystallinesilica.eu/sites/crystallinesilica.eu/files/documents/PQdraft_SWeRF%20%28E%29October%202012_%20FINAL_25102012.pdf Доступ 8 января 2014 г.
• ISO (2005). ISO 13528: 2005. Статистические методы для использования при проверке квалификации путем межлабораторных сравнений. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации [Google Scholar]
• ISO (2007). ISO 21501-2: 2007. Определение гранулометрического состава — метод взаимодействия отдельных частиц со светом — часть 2: счетчик светорассеивающих жидких частиц. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации [Google Scholar]
• ISO (2009).ISO 13320: 2009. Анализ размера частиц — методы лазерной дифракции. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации [Google Scholar]
• Лиден Г. (2006). Испытания на пылезащищенность обрабатываемых материалов на рабочих местах. Энн Оккуп Хиг; 50: 437–9 [PubMed] [Google Scholar]
• Pensis I, Mareels J, Dahmann D и др. (2010). Сравнительная оценка запыленности промышленных минералов по европейскому стандарту EN 15051. Ann Occup Hyg; 54: 204–16 [PubMed] [Google Scholar]
• Schneider T, Jensen KA.(2008). Комбинированный тест на запыленность мелкодисперсных и наноразмерных порошков с помощью однокапельного и вращающегося барабана с использованием небольшого барабана. Энн Оккуп Хиг; 52: 23–34 [PubMed] [Google Scholar]
• Объединенные Нации (2011). Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (СГС). 4-е изд Нью-Йорк, Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций; ISBN: 978-92-1-117042-9 Доступно на http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/danger/publi/ghs/ghs_rev04/English/ST-SG-AC10-30-Rev4e.pdf По состоянию на 9 сентября 2013 г. [Google Scholar]

CSIRO PUBLISHING | Исследование почвы

П.Дж. Торберн и Р.Дж. Шоу