vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-155Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSФизические основы взаимодействия плазмы с силикатными материаламиPhysical Basics of Plasma Interaction With Silicate MaterialsВолокитинОлег ГеннадьевичVolokitinOleg G.volokitin_oleg@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20162102201802148153Copyright © Волокитин О.Г., 20182018Волокитин О.Г.Volokitin O.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/155

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по получению силикатных расплавов с использованием энергии низкотемпературной плазмы. На основании полученных данных установлены температуры полного расплавления исследуемых материалов. Процесс получения расплава в условиях низкотемпературной плазмы со скоростью нагрева сырьевых материалов более 1000 °С в секунду характеризуется одновременным плавлением всех фаз, в отличие от процессов, протекающих при обычных скоростях нагрева 0,5-1 °С в секунду. Сверхвысокие скорости нагрева сокращают время образования гетерогенного расплава и уменьшают удельные энергозатраты (1,5-2,1 кВт/кг), что в 2-2,5 раза меньше, чем в существующих технологиях.

The paper presents theoretical and experimental results on silicate melt processing using the low-temperature plasma. The temperatures of complete melting are detected for the materials under research. The silicate melt production is characterized by the simultaneous melting of all phases at a heating rate of 1000 °С per second unlike the processes occurred at usual heating rate of 0,5-1 °С per second. As compared to the existing technologies, ultrahigh heating rates 2-2,5 times reduce the time of formation of heterogeneous melt and specific energy costs (1,5-2,1 kW/kg).

низкотемпературная плазмахарактеристики силикатных расплавовплазмохимические процессыlow-temperature plasmasilicate melt propertiesplasma-chemical processReferencesTechnology for producing mineral fibers by recycling ash-sludge and oil-shale wastes / G.G. Volokitin, N.K. Skripnikova, O.G. Volokitin, S. Volland // Glass and Ceramics. - 2011. - V. 68. - Р. 239-241.Volokitin G.G., Skripnikova N. K., Volokitin O.G., Volland S. Technology for producing mineral fibers by recycling ash-sludge and oil-shale wastes. Glass and Ceramics. – 2011. V. 68. Рp. 239–241.Complex research of molybdenum ore tailings / G. Volokitin, N. Skripnikova, O. Volokitin, I. Iuriev, V. Shekhovcov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - № 71.Volokitin G.G., Skripnikova N. K., Volokitin O.G., Yuriev I., Shekhovtsov V.V. Complex research of molybdenum ore tailings. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. No. 71.Investigation of the Melting of Quartz Sand by Low-Temperature Plasma / Yu.A. Abzaev, G.G. Volokitin, N.K. Skripnikova, O.G. Volokitin,·V.V. Shekhovtsov // Glass and Ceramics. - 2015. - V. 72. - P. 225-227.Abzaev Yu.A., Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Volokitin O.G.,·Shekhovtsov V.V. Investigation of the melting of quartz sand by low-temperature plasma. Glass and Ceramics. 2015. V. 72. Pp. 225–227.Study of some thermal and mechanical properties of magnesium aluminium silicate glass ceramic / M. Goswami, A. Sarkar, T. Mirza, V.K. Shrikhande, K.R. Sangeeta, K.R. Gurumurthy, G.P. Kothiyal // Ceram. Internat. - 2002. - № 28. - P. 585-592.Goswami M., Sarkar A., Mirza T., Shrikhande V.K., Sangeeta K.R., Gurumurthy, Kothiyal G.P. Study of some thermal and mechanical properties of magnesium aluminium silicate glass ceramic. Ceramic International. 2002. No. 28. Pp. 585–592.Fabication of magnesium aluminum silicate glass ceramics by sintering route / S.K. Durrani, M.A. Hussain, S.Z. Hussain, J. Akhtar, A. Saeed, N. Hussain, N. Ahmed // Materials Science-Poland. - 2010. - № 28. - 459 p.Durrani S.K., Hussain M.A., Hussain S.Z., Akhtar J., Saeed A., Hussain N., Ahmed N. Fabrication of magnesium aluminum silicate glass ceramics by sintering route. Materials SciencePoland. 2010. No. 28. 459 p.Сулименко, Л.М. Общая технология силикатов / Л.М. Сулименко. - М. : Инфра-М, 2004. - 335 с.Sulimenko L.M. Obshchaya tekhnologiya silikatov [General technology of silicates]. Moscow : Infra-M, 2004. 335 p. (rus)Проблемы комплексной переработки золошлаковых отходов и синтеза на их основе силикатных материалов строительного назначения / Н.Н. Ефимов, В.И. Паршуков, Е.А. Яценко [и др.] // Техника и технология силикатов. - 2010. - № 2. - С. 17-21.Efimov N.N., Parshukov V.I., Yatsenko E.A., et al. Problemy kompleksnoi pererabotki zoloshlakovykh otkhodov i sinteza na ikh osnove silikatnykh materialov stroitel'nogo naznacheniya [The problem of complex processing of ash waste and synthesis of silicate materials for construction purposes]. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2010. No. 2. Pp. 17–21. (rus)Джигирис, Д.Д. Основы производства базальтовых изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. - М. : Теплоэнергетика, 2002. - 412 с.Dzhigiris D.D., Makhova M.F. Osnovy proizvodstva bazal'tovykh izdelii [Production basics of basalt products]. Moscow : Teploenergetika Publ., 2002. 412 p. (rus)Пат. 2503628 Российская Федерация. C03 B37/04. Плазменная установка для получения тугоплавкого силикатного расплава / О.Г. Волокитин, Е.В. Тимонов, Г.Г. Волокитин, А.А. Никифоров, В.К. Чибирков. - Опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1.Volokitin O.G. Timonov E.V., Volokitin G.G., Nikiforov A.A., Chibirkov V.K. Plazmennaya ustanovka dlya polucheniya tugoplavkogo silikatnogo rasplava [Plasma apparatus for the production of refractory silicate melt]. Pat. Rus. Fed. N 2503628. 2014. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.