vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2018-20-1-168-174vestniktgasu-391Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПЛАВЛЕНИЯ ОТХОДОВ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ПЛАЗМЫINVESTIGATION OF OIL SHALE COMBUSTION BYPRODUCTS OBTAINED BY PLASMA TREATMENTВолокитинО. Г.VolokitinO. G.

Волокитин Олег Геннадьевич - доктор технических наук, профессор.

Oleg G.Volokitin - DSc, Professor.

volokitin_oleg@mail.ruШеховцовВ. В.ShekhovtsovV. V.

Шеховцов Валентин Валерьевич – аспирант.

634003, Томск, пл. Соляная, 2

Valentin V. Shekhovtsov - Research Assistant.

shehovcov2010@yandex.ruВолокитинГ. Г.VolokitinG. G.

Волокитин Геннадий Георгиевич - доктор технических наук, профессор.

Gennady G.Volokitin - DSc, Professor.

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

vgg-tomsk@mail.ruСкрипниковаН. К.SkripnikovaN. K.

Скрипникова Нелли Карповна - доктор технических наук, профессор.

Nelli K. Skripnikova - DSc, Professor.

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

nks2003@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20181304201801168174Copyright © Волокитин О.Г., Шеховцов В.В., Волокитин Г.Г., Скрипникова Н.К., 20182018Волокитин О.Г., Шеховцов В.В., Волокитин Г.Г., Скрипникова Н.К.Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V., Volokitin G.G., Skripnikova N.K.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/391

Представлены результаты исследований по установлению возможности получения силикатного расплава на основе продуктов сжигания горючих сланцев провинции Далянь (Китай) с использованием энергии термической плазмы при производстве минеральных волокон. Разработана экспериментальная электроплазменная установка для плавления тугоплавких неметаллических материалов, стационарная мощность которой составляет 30 кВт. В процессе плавления шихты на основе отходов горючих сланцев наблюдается выделение газообразной фазы, содержащей легкоплавкие силикаты и кремнезем. С использованием растрового электронного микроскопа получены карты качественного распределения элементного состава на поверхности продукта плавления.

This paper presents research into a possibility of synthesizing a silicate melt based on oil shale combustion byproducts obtained in  Dalian Province (China). The energy of thermal plasma is used for this in the mineral fiber production. An experimental electroplasma unit is developed to provide melting of refractory nonmetallic materials, the stationary power of which is 30 kW. During the melting process of the mixture, the formation of the gaseous phase is observed. Using scanning electron microscope, maps of the qualitative distribution of the elemental composition on the surface of the melting product were obtained. Using the scanning electron microscope, the elemental composition maps are obtained for the melting product surface.

отходы горючих сланцевсиликатный расплавпродукт плавленияэнергия плазмыминеральное волокноoil shale combustion byproductssilicate meltmelting productplasma energymineral fiberГосударственное задание Министерства образования и науки РФ (номер проекта 11.8207.2017/8.9); грант Президента РФ (МД-553.2018.8) и стипендии Президента РФ (СП-313.2018.1); РФФИ в рамках научных проектов № 17-38-50002 мол_нр и №17-38-50017 мол_нрReferencesHofmeister, A.M. Transport properties of high albite crystals and near-endmember feldspar and pyroxene glasses and melts to high temperature / A.M. Hofmeister, A.G. Whittington, M. Pertermann // Contrib. Mineral. Petrol. – 2009. – V. 158. – P. 381–400.Hofmeister A.M., Whittington A.G., Pertermann M. Transport properties of high albite crystals and near-endmember feldspar and pyroxene glasses and melts to high temperature. Contrib. Mineral. Petrol. 2009. 158. Pp. 381–400.Malashenko, M.S. Modeling of continuous melting of quartzfeldspar raw materials of subsequent flow from the plasma heating / M.S. Malashenko, E.A. Maslov, B.V. Borisov // MATEC Web of Conferences. – 2015. – V. 23. – P. 01048.Malashenko M.S., Maslov E.A., Borisov B.V. Modeling of continuous melting of quartzfeldspar raw materials of subsequent flow from the plasma heating. MATEC Web of Conferences. 2015. V. 23. Pp. 01048.Gao, Y. Investigation of optical properties: Eu with Al codoping in aluminum silicate glasses and glass-ceramics / Y. Gao, J. Qiu, D. Zhou // Journal of the American Ceramic Society. – 2017. – V. 100 (7). – P. 2901–2913.Gao Y., Qiu J., Zhou D. Investigation of optical properties: Eu with Al codoping in aluminum silicate glasses and glass-ceramics. Journal of the American Ceramic Society. 2017. V. 100 (7). Pp. 2901–2913.The manufacturing of nanoparticles with a plasma process / J.T. Nell, J.L. Havenga, J. Swanepoel, H. Bosman // The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. – 2010. – V. 10. – P. 231–234.Nel J.T., Havenga J.L., Swanepoel J., Bosman H. The manufacturing of nanoparticles with a plasma process. The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2010. V. 10. Pp. 231–234.Crack-free selective laser melting of silica glass: single beads and monolayers on the substrate of the same material / R.S. Khmyrov, C.E. Protasov, S.N. Grigoriev, A.V. Gusarov // Int. J. Adv. Manuf. Technol. – 2016. – V. 85. – P. 1461–1469.Khmyrov R.S., Protasov C.E., Grigoriev S.N., Gusarov A.V. Crack-free selective laser melting of silica glass: single beads and monolayers on the substrate of the same material. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2016. V. 85. Pp. 1461–1469.Минеральное волокно, полученное в агрегатах низкотемпературной плазмы из продуктов сжигания каменного угля и горючих сланцев / О.Волокитин, Н.К. Скрипникова, Г.Волокитин, В.В. Шеховцов, В.И. Верещагин, А.И. Хайсундинов // Строительные материалы. – 2013. – № 11. – С. 44–46.Volokitin O.G., Skripnikova N.K., Volokitin G.G., Shekhovtsov V.V., Vereshchagin V.I., Haysundinov A.I. Mineral'noye volokno, poluchennoye v agregatakh nizkotemperaturnoy plazmy iz produktov szhiganiya kamennogo uglya i goryuchikh slantsev [Mineral fiber obtained in aggregates of low-temperature plasma from coal combustion products and combustible shale]. Construction Materials. 2013. No. 11. Pp. 44–46. (rus)Использование беспрессового многопуансонного аппарата высокого давления типа «разрезная сфера» для измерения вязкости силикатных расплавов / А.И. Чепуров, В.М. Сонин, А.А. Кирдяшкин, Е.И. Жимулев // Прикладная механика и техническая физика. – 2009. – Т. 50. – № 5 (297). – С. 115–120.Chepurov A.I., Sonin V.M., Kirdyashkin A.A., Zhimulev E.I. Ispol'zovaniye bespressovogo mnogopuansonnogo apparata vysokogo davleniya tipa „razreznaya sfera‟ dlya izmereniya vyazkosti silikatnykh rasplavov [A semi-spherical multi-punch high-pressure apparatus for measuring viscosity of silicate melts]. Applied Mechanics and Technical Physics. 2009. V. 50. No. 5 (297). Pp. 115–120. (rus)Сультимова, В.Д. Физико-химические процессы в теплоизоляционных материалах при воздействии высококонцентрированного потока плазмы / В.Д. Сультимова, Н.В. Былкова // Новое слово в науке: перспективы развития. – 2015. – № 1 (3). – С. 139–140.Sultimova V.D., Bilkova N.V. Fiziko-khimicheskiye protsessy v teploizolyatsionnykh materialakh pri vozdeystvii vysokokontsentrirovannogo potoka plazmy [Physicochemical processes in heat-insulating materials under highly concentrated plasma flow]. Novoe slovo v nauke: perspektivy razvitiya. 2015. No. 1 (3). Pp. 139–140. (rus)Получение базальтового волокна из минерального сырья Дальнего Востока / К.С. Макаревич, А.Д. Верхотуров, Т.Б. Ершова, С.К. Изместьев // Перспективные материалы. – 2006. – № 4. – С. 87–92.Makarevich K.S., Verkhoturov A.D., Ershova Т.B., Izmestiev S.K. Polucheniye bazal'tovogo volokna iz mineral'nogo syr'ya dal'nego vostoka [Basalt fiber production from the Far East mineral raw materials]. Perspektivnye materialy. 2006. No. 4. Pp. 87–92. (rus)Анализ процессов традиционного и плазменного плавления золы ТЭЦ / О.Волокитин, В.И. Верещагин, Г.Волокитин, Н.К. Скрипникова, В.В. Шеховцов // Техника и технология силикатов. – 2016. – Т. 23. – № 3. – С. 2–5.Volokitin O.G., Vereshchagin V.I., Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V. Analiz protsessov traditsionnogo i plazmennogo plavleniya zoly TETS [Analysis of traditional and plasma treatment of power plant ash]. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2016. V. 23. No. 3. Pp. 2–5. (rus)Получение силикатных расплавов с высоким силикатным модулем из кварц-полевошпатсодержащего сырья по плазменной технологии / О.Волокитин, В.И. Верещагин, Г.Волокитин, Н.К. Скрипникова, В.В. Шеховцов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2014. – Т. 57. – № 1. – С. 73–77.Volokitin O.G., Vereshchagin V.I., Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V. Polucheniye silikatnykh rasplavov s vysokim silikatnym modulem iz kvarts-polevoshpatsoderzhashchego syr'ya po plazmennoy tekhnologii [Production of silicate melts with high silicate module from quartz-feldspar-containing raw materials using plasma treatment]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Seriya: Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya. 2014. V. 57. No. 1. Pp. 73–77. (rus)Электродуговые и электроплазменные устройства для переработки силикатсодержащих отходов / Г.Волокитин, Н.К. Скрипникова, О.Волокитин, В.В. Шеховцов, А.И. Хайсундинов // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2014. – Т. 57. – № 3-3. – С. 109–113.Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V., Haysundinov A.I. Elektrodugovyye i elektroplazmennyye ustroystva dlya pererabotki silikatsoderzhashchikh otkhodov [Electric arc and electroplasma units for processing silicate-containing waste]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Fizika. 2014. V. 57. No. 3-3. Pp. 109–113. (rus)

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