Волокитин Г.Г.

УДК 631.365

ВОЛОКИТИН ГЕННАДИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

vgg-tomsk@mail.ru

ШЕХОВЦОВ ВАЛЕНТИН ВАЛЕРЬЕВИЧ, аспирант,

shehovcov2010@yandex.ru

СКРИПНИКОВА НЕЛЛИ КАРПОВНА,докт. техн. наук, профессор,

nks2003@mail.ru

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

volokitin_oleg@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2,

ВОЛЛАНД СВЕТЛАНА, докт. наук,

s_n_sokolova@mail.ru

Технический университет Дармштадта,

64287, г. Дармштадт, ул. Петерсена, 12

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЬНЫХ МИКРОСФЕР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по получению силикатных расплавов с использованием энергии низкотемпературной плазмы при получении зольных микросфер. На основании полученных данных установлены физико-химические процессы получения силикатных расплавов из золошлаковых отходов. Рассчитаны кривые плавкости золошлаковых отходов для модельной системы и для системы с учетом фактического химического состава сырья. Установлено, что получение 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.

Ключевые слова: золошлаковые отходы; силикатный расплав; низкотемпературная плазма; микросферы.

Библиографически список

  1. Полые микросферы из зол-уноса – многофункциональный наполнитель композиционных материалов / Л.Д. Данилин, В.С. Дорожжин, М.Д. Куваев [и др.] // Цемент и его применение. – 2012. – № 4. – C. 100–105.
  2. 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.
  3. Min'ko, N.I. Use of Alternative Energy Sources in the Technology of Glass and Glass Ceramic Materials / N.I. Min'ko, V.S. Bessmertnyi, P.S. Dyumina // Glass and Ceramics. – 2002. – V. 59. – P. 77–79.
  4. Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин / П.В. Овчинников, В.Г. Кузнецов, А.А. Фролов [и др.]. – М. : ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. – 115 с.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Пат. 2474983. Российская Федерация, H05 B7/22. Узел кольцевого ввода порошкового материала электродугового плазмотрона / В.И. Кузьмин, А.А. Михальченко, Е.В. Картаев ; опубл. 10.02.2013, Бюл. № 1.

______________________________

GENNADY G. VOLOKITIN, DSc, Professor,

vgg-tomsk@mail.ru

VALENTIN V. SHEKHOVTSOV, Research Assistant,

shehovcov2010@yandex.ru

NELLI K. SKRIPNIKOVA, DSc, Professor,

nks2003@mail.ru

OLEG G. VOLOKITIN, PhD, A/Professor,

volokitin_oleg@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2б Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia,

SVETLANA VOLLAND, DSc,

s_n_sokolova@mail.ru

Technische Universitaet Darmstadt,

12, Petersen Str., 64287, Darmstadt, Germany

PHYSICO–CHEMICAL PROCESSES OF spherical particle PRODUCTION USING LOW-TEMPERATURE PLASMA

The paper presents the theoretical and experimental results on silicate melts produced by the low-temperature plasma used for the spherical particle production. The experiments allow detecting physic-chemical processes observed during the production of silicate melts from the bottom ash waste. The melting curves are obtained for the bottom ash waste model system and that one based on its actual chemical composition. It is shown that the silicate melt is obtained due to the low-temperature plasma with heating rate of over 1000 °С per second and characterized by the concurrent melting of all phases, in contrast to the processes occurring at conventional heating rates of 0,5–1 °С per second.

Keywords: fly ash; silicate melt; low-temperature plasma; microspheres.

References

  1. Danilin L.D. Dorozhzhin V.S., Kuvaev M.D., et al. Polye mikrosfery iz zol-unosa – mnogofunktsional'nyi napolnitel' kompozitsionnykh materialov [Fly ash-based microspheres as a multifunctional filler of composite materials]. Cement and its Applications. 2012. No. 4. Pp. 100–105. (rus)
  2. 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 fly ash complex processing and synthesis of silicate materials therefrom]. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2010. No. 2. P. 17–21. (rus)
  3. Min'ko N.I., Bessmertnyi V.S., Dyumina P.S. Use of alternative energy sources in the technology of glass and glass ceramic materials. Glass and Ceramics. 2002. V. 59. Pp. 77–79.
  4. Ovchinnikov P.V., Kuznetsov V.G., Frolov A.A., et al. Spetsial'nye tamponazhnye materialy dlya nizkotemperaturnykh skvazhin [Special grouting materials for low-temperature wells]. Moscow : OOO ‘Nedra-Biznestsentr’, 2002. 115 p. (rus)
  5. 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.
  6. 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)
  7. Kuzmin V.I., Mihalchenko A.A., Kartal E.V. Uzel kol'tsevogo vvoda poroshkovogo materiala elektrodugovogo plazmotrona [Ring feeding assembly of arc plasma generator]. Pat. Rus. Fed. N 2474983. 2013 (rus)

Статья | (799 Кб)