Волокитин О.Г.

УДК 631.365

ВОЛОКИТИН ОЛЕГ ГЕННАДЬЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

volokitin_oleg@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАЗМЫ С СИЛИКАТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ*

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.

Ключевые слова: низкотемпературная плазма; характеристики силикатных расплавов; плазмохимические процессы.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-38-50020 мол_нр.

Библиографически список

  1. Technology 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Сулименко, Л.М. Общая технология силикатов / Л.М. Сулименко. – М. : Инфра-М, 2004. – 335 с.
  7. 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.
  8. Джигирис, Д.Д. Основы производства базальтовых изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. – М. : Теплоэнергетика, 2002. – 412 с.
  9. 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.

______________________________

OLEG G.VOLOKITIN, PhD, A/Professor,

volokitin_oleg@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

PHYSICAL BASICS OF PLASMA INTERACTION WITH SILICATE MATERIALS

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).

Keywords: low-temperature plasma; silicate melt properties; plasma-chemical process.

References

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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 Science-Poland. 2010. No. 28. 459 p.
  6. Sulimenko L.M. Obshchaya tekhnologiya silikatov [General technology of silicates]. Moscow : Infra-M, 2004. 335 p. (rus)
  7. EfimovN.N., ParshukovV.I., YatsenkoE.A., etal. 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)
  8. Dzhigiris D.D., Makhova M.F. Osnovy proizvodstva bazal'tovykh izdelii [Production basics of basalt products]. Moscow: Teploenergetika Publ., 2002. 412 p. (rus)
  9. 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)

Статья | (424 Кб)