Разработка технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород и комплексного порообразователя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Яценко Любовь Александровна

• Яценко Любовь Александровна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Яценко Любовь Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОРИСТЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Аморфные кремнеземистые породы

1.2 Технологии вспенивания силикатных материалов

1.3 Применение модифицирующих добавок

1.3.1 Порообразователи

1.3.2 Плавни

1.4 Современные разработки в области пористых силикатных материалов

1.5 Выводы

1.6 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Методы исследований

2.2 Характеристика исходного сырья, методики испытаний и физико -химических исследований

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА ПОРИСТЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АМОРФНЫХ КРЕМНЕЗЕМИСТЫХ ПОРОД

3.1 Исследование химического, минералогического и фазового составов аморфных кремнеземистых пород

3.1.1 Проведение химического, минералогического и фазового анализа диатомита Черноярского месторождения

3.1.2 Проведение химического, минералогического и фазового анализа опоки Ботчинского месторождения

3.2 Разработка оптимальных составов вспенивающих смесей и температурно-временных режимов синтеза пористых силикатных материалов на основе диатомита Черноярского месторождения

3.2.1 Исследование смеси диатомит-стеклобой с разработанной органической порообразующей смесью

3.2.2 Исследование смесей диатомит-стеклобой с добавками неорганических вспенивателей - мела и гидроксида натрия

3.2.3 Исследование смесей «диатомит-гидроксид натрия»

3.2.3 Исследование влияния количества щелочи на плавкостные

свойства пористого силикатного материала

3.3 Изучение влияния добавок плавней

3.3.1 Анализ действия смесей «№2В407-ЫаР»

3.3.2 Исследование введения смеси плавней «№2В407-ЫаР» в различных соотношениях

3.3.3 Исследование влияния количества смеси плавней «№2В407-NaF» на процессы плавления

3.4 Выводы

ГЛАВА 4 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ СИНТЕЗЕ ПОРИСТЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СИНТЕЗИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1 Оптимизация составов и режимов обжига с применением математического моделирования

4.2 Исследование процессов порообразования силикатных материалов с применением дифференциально-термического анализа, рентгенофазового анализа, оптической и электронной микроскопии

4.2.1 Исследование процессов формирования пористой структуры

при использовании смесей порообразователей

4.2.2 Исследование процессов формирования пористой структуры

при использовании модифицирующих добавок-плавней

4.3 Исследование применимости разработанной технологии для других видов аморфного кремнеземсодержащего сырья

4.4 Разработка и апробация компьютерной программы моделирования роста пор в материале

4.5 Выводы

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОРИСТОГО СИЛИКАТНОГО МАТЕРИАЛА И АНАЛИЗ ИХ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

5.1 Разработка технологии изготовления продукции из пористых силикатных материалов

5.2 Аппаратурно-технологическая схема изготовления продукции

из пористых силикатных материалов

5.3 Экономические показатели производства и оценка конкурентоспособности пористых силикатных материалов

5.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород и комплексного порообразователя»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Вследствие повсеместного роста скорости строительства и ужесточения требований относительно строительных конструкций и материалов, особенно актуальными становятся поиск нового сырья и создание новых технологий негорючих высокоэффективных теплоизоляционных материалов, обладающих обширным спектром применения и длительным сроком эксплуатации. Пористые силикатные материалы, в свою очередь, соответствуют всем перечисленным требованиям, а именно: характеризуются низкой теплопроводностью, устойчивостью к значительному перечню биологических и химических реакций, температурным колебаниям, а также долговечностью.

Актуальной проблемой, препятствующей распространению пористых силикатных материалов, для регионов Сибири и Дальнего Востока является дефицит стеклобоя - основного сырья для их производства. Перспективным решением данной нехватки является использование в качестве главного компонента недефицитного аморфного кремнеземсодержащего сырья различного происхождения и современных способов вспенивания, обеспечивающих сохранение энергоэффективности технологии. Благодаря этому обеспечивается снижение стоимости на получаемую продукцию и ее экологическая безопасность. Таким образом, интерес представляет разработка технологии и состава теплоизоляционного пористого силикатного материала на основе аморфных кремнеземсодержащих пород с применением смесей порообразователей (гидратной (геополимерной) вспенивающей смеси) и модифицирующих добавок (плавней), а также исследования физико-химических процессов, происходящих при его высокотемпературном синтезе и их влияние на свойства и формирование пористой структуры.

Работа выполнена в рамках реализации проекта по соглашению о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской

Федерации № 075-15-2022-1111 «Углеродно-нейтральные технологии рециклинга крупнотоннажных отходов топливной энергетики с получением функциональных геополимерных материалов».

Степень разработанности темы исследования. Исследования в области разработки технологий пористых силикатных материалов проводятся научными коллективами: Национального исследовательского Томского политехнического университета (В.И. Верещагин, О.В. Казьмина) -двухстадийная технология синтеза; Пермского национального исследовательского политехнического университета (А.А. Кетов, Я.И. Вайсман) - одностадийный синтез, гидратный механизм газообразования; Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова (Н.И. Минько, В.С. Бессмертный, О.В. Пучка) - технология пеностекла с защитно-декоративными покрытиями; ВосточноСибирского государственного университета технологий и управления (Д.Р. Дамдинова, Н.Н. Анчилоев) - технология геополимерного синтеза; Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова (Е.А. Яценко, Б.М. Гольцман) - синтез на основе техногенного и природного сырья, а также другие группы ученых. Исследований в области одностадийной технологии производства пористых силикатных материалов на основе природного сырья с совместным использованием гидратного вспенивания, органических порообразователей и добавок плавней ранее не проводилось.

Цели и задачи: разработка энергоэффективной углеродно-нейтральной технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород по одностадийному гидратному (геополимерному) методу.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- исследование химического, минералогического и фазового составов, используемых аморфных кремнеземистых пород, а также их склонности к вспениванию при термической обработке;

- подбор оптимального порообразователя для вспенивания кремнеземистого сырья по одностадийному методу;

- разработка оптимальных составов и технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород с применением выбранного порообразователя и модифицирующих добавок;

- исследование физико-химических процессов, происходящих при термической обработке материала на основе оптимальных составов;

- разработка и апробация компьютерной программы, моделирующей процесс вспенивания в силикатном материале.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что при использовании двухкомпонентной сырьевой смеси на основе диатомита и щелочи добавка глицерина обеспечивает формирование равномерной структуры пористого силикатного материала с размером пор в пределах от 500 до 900 мкм за счет разложения глицерина в диапазоне температур самовоспламенения 350-400 °С с выделением порообразующих газов и образованием на стенках пор остаточного пироуглерода, выполняющего роль поверхностно-активного вещества и стабилизирующего пористую структуру, что в итоге ведет к снижению плотности от 309 до 197 кг/м3.

2. Установлены закономерности влияния смеси плавней на снижение температур плавления и вспенивания, заключающиеся в: а) деполимеризации кремнийкислородного каркаса за счет №20; б) замещении тетраэдров ^Ю4]4-на тетраэдры [В04]5- за счет В203; в) повышении подвижности крупных высокополимеризованных ассоциатов за счет КБ, включающем концентрирование ионов №+ и F- в низкополимеризованной микрофазе и резкое понижение ее вязкости, что подтверждается наличием кристаллической фазы виллиомита NaF в синтезированном материале.

3. Разработана динамическая имитационная модель формирования пористой структуры силикатных материалов при высокотемпературном синтезе, учитывающая состав сырьевой смеси и параметры технологического процесса на основе пошагового моделирования процессов порообразования с использованием численных методов расчета и экспериментальных данных плотностей и диаметров пор.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Получены новые данные о физико-химических процессах, происходящих при вспенивании пористых силикатных материалов при использовании гидратной вспенивающей смеси на основе раствора гидроксида натрия и процессах формирования микро- и макроструктуры пористого силикатного материала при введении в исходную композицию до 80 мас. % диатомита, а также установлении влияния температурно-временного режима, сырьевых компонентов и модифицирующих добавок на структуру и свойства пористых силикатных материалов.

2. Разработан оптимальный состав шихты для производства пористых силикатных материалов на основе природного кремнеземистого сырья, мас. %: диатомит - 80; №0И - 20, а также сверх 100: NaF - 1; бура - 4, глицерин - 5, позволяющий получить материал с плотностью 199 кг/м3.

3. Разработан режим производства гранул на основе пористого силикатного материала, экспериментально определены основные физико-механические свойства: истинная плотность 199 кг/м3; насыпная плотность 163 кг/м3; водопоглощение 4,3 мас. %; предел прочности при сдавливании в цилиндре 1,2 МПа; коэффициент теплопроводности 0,06 Вт/(мК); пористость 91 %.

4. Посредством математического моделирования разработана оригинальная программа, позволяющая осуществить визуализацию процесса порообразования в режиме реального времени в зависимости от состава шихты и температурного режима вспенивания, что позволяет осуществлять планирование проведения необходимых лабораторных исследований, таким

образом уменьшив материальные и временные затраты на реализацию исследовательских работ.

5. Разработаны основные этапы технологии и аппаратурно-технологическая схема производства гранулированных пористых силикатных изделий, проведена оценка экономической эффективности технологии, подтвердившая окупаемость производства и конкурентоспособность продукции.

Методология и методы исследования. В качестве основной методологии исследования применялась теория высокотемпературного порообразования в пластичных массах, описывающая ряд физико-химических процессов, происходящих при нагревании шихт из силикатного сырья и порообразователя. Изучение процессов размягчения и вспенивания пористых силикатных материалов, изменения их фазового состава, микро- и макроструктуры, а также их свойств выполнялось посредством следующих методов: рентгенофазовый анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия, сканирующая электронная микроскопия и испытания согласно соответствующим государственным стандартам.

Положения, выносимые на защиту:

- закономерности формирования пористой структуры при использовании двухкомпонентной сырьевой смеси на основе диатомита и щелочи с добавкой глицерина, роль компонентов смеси в процессе формирования пор;

- закономерности влияния плавней на вязкость расплава, заключающиеся в деполимеризации силикатной решетки за счет №20, замещении тетраэдров ^Ю4]4- на тетраэдры [В04]5- за счет В203, снижении вязкости расплава ионами Ка+ и F-;

- авторская программа визуализации процесса образования пор при высокотемпературном синтезе пористых силикатных материалов в режиме реального времени.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе, подтверждается комплексом стандартных методик и современных физико-химических методов исследования, которые регламентированы государственными стандартами, а также воспроизводимостью результатов экспериментов. Результаты научной работы представлены на международных, всероссийских и региональных конференциях: Международная мультидисциплинарная конференция по промышленному инжинирингу и современным технологиям Far East Con, г. Владивосток, 2018-2019 гг.; 2nd Journal of Thermal Analysis and Calorimetry Conference JTACC 2019, Венгрия, г. Будапешт, 2019 г.; 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE), г. Сочи, 2019 г.; региональная научно-техническая конференция (конкурс научно-технических работ) студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области «Студенческая научная весна», г. Новочеркасск, 2019-2020 гг.; V Национальная конференция профессорско-преподавательского состава и научных работников «Результаты исследований - 2020», г. Новочеркасск, 2020 г.

Некоторые результаты диссертационной работы получены в рамках проектов Российского научного фонда № 18-19-00455 (2018-2020 гг.); № 1979-00015 (2019-2021 гг.).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс ЮРГПУ(НПИ) при чтении курсов «Теоретические основы моделирования новых материалов», «Специальные материалы будущего». Проведена опытно -промышленная апробация разработанной технологии гранулированного пористого силикатного материала в условиях ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш».

Основные результаты изысканий опубликованы в 15 работах, включающих 4 публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ, а также 9 статей в журналах, индексируемых в БД Scopus и WoS, 1 свидетельство о регистрации ПрЭВМ № 2018613862, 1 патент РФ на изобретение № 2751525.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического описания литературных источников и приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, включающего 40 таблиц, 49 рисунков, список литературы из 144 наименований и 1 приложение.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОРИСТЫХ СИЛИКАТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

С целью изучения потенциальной базы кремнеземсодержащих пород и установления оптимальных видов природных сырьевых материалов Дальнего Востока Российской Федерации (РФ) для синтеза теплоизоляционных пористых силикатных материалов необходимо провести аналитический обзор по данной тематике. В качестве результата необходимо выявить оптимальные кремнезёмсодержащие сырьевые материалы природного происхождения Дальнего Востока РФ, их месторождения, химический состав и перспективы использования в производстве пористых силикатных материалов.

1.1 Аморфные кремнеземистые породы

На территории Дальнего Востока нашей страны широко распространены высококачественные аморфные породы [1-2]: 1) вулканического происхождения (перлиты, пемзы, обсидианы) [3-5]; 2) осадочного происхождения (диатомиты [6-8], опоки, трепела). На Дальнем Востоке Российской Федерации можно выделить субъекты, которые располагают внушительными запасами аморфных кремнеземистых горных пород: Амурская область, Магаданская область, Приморский край, Хабаровский край, Камчатский край. По результатам анализа литературных источников была разработана географическая карта месторождений кремнеземистых пород Дальнего Востока, представленная на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Карта месторождений кремнеземистых пород Дальнего

Востока

Согласно рисунку 1.1 в таблице 1.1 приведены все виды и месторождения кремнеземистых пород Дальнего Востока. Таблица 1.1 - Виды и месторождения кремнеземистых пород Дальнего Востока

Номер на карте Месторождение Полезное ископаемое

1 Пузановское диатомит

2 Начикинское перлит

3 Паратунское перлит

4 Ильинское пемза

5 Кимитинское пемза

6 Лиственничное кварцит

7 Синегорское диатомит

8 Чаплановское диатомит

9 Шебунинское опока

10 Атласовское кварцевый песчаник

11 Гусевское кварцит

12 Тереховское диатомит

13 Кипарисовское кварцевый песчаник

14 Пионерское диатомит

15 Сергеевское диатомит

Продолжение таблицы 1.1

16 Вассиановское кварцевый песчаник

17 Галенковское диатомит

18 Нежданковское перлит

19 Богопольское перлит

20 Кенцухинское перлит

21 Ботчинское трепела и опоки

22 Совганское диатомит

23 Черноярское(Богородское) диатомит

24 Колчанское перлит

25 Антоновское песок стекольный

26 Зейское (Новинское) песок стекольный

27 Чалганское песок стекольный

28 Намсырское песок стекольный

29 Нижне-Вилюйское песок стекольный

30 Красавинское стекольный вулканический пепел

31 Лево-Тауйское диатомит

32 Иганджа кварцит

33 Кимканское перлит

34 Падь Федосеиха перлит

35 Радденское перлит

Таким образом, разведанными на территории Дальнего Востока РФ являются 35 месторождений кремнеземсодержащих горных пород, в число которых входят 10 месторождений диатомита, 9 - перлита, 5 - стекольного песка, 2 - опоки, 1 - месторождение стекольного вулканического пепла, 2 -пемзы, 3 - кварцевого песчаника, 3 - кварцита. Получены и систематизированы данные, характеризующие выявленные месторождения, схематически показано их распределение на карте Дальнего Востока РФ.

Кремнеземистые породы представляют собой пористую кремнистую осадочную породу, состоящую в большей степени из микрозернистого аморфного водного кремнезёма, в котором обычно присутствуют примесь глины, песка и др., а также плохо сохранившиеся остатки спикулы губок и диатомей. Они различаются высокой однородностью и раковистым изломом, а также их можно охарактеризовать значительными адсорбционными свойствами, низкой звуко- и теплопроводностью, кислостойкостью и тугоплавкостью. По строению кремнеземсодержащие породы весьма разнообразны от тонкозернистых до гравелистых, от кварц- полевошпатовых

до существенно кварцевых, но всегда содержат примесь глинистого материала.

По структуре их можно подразделить на две группы: органогенную и неорганогеную, которая напрямую зависит от исходного материала, способа и метода формирования породообразующих материалов. Неорганогенная группа включает псевдобрекчиевую, оолитовую, конкреционную, глобулярную и другие структуры. В органогенную группу входят диатомовая, радиоляриевая и испонголитовая структуры [1-2, 9].

К аморфными горными породами имеющим органогенную структуру относятся перлиты, пемзы, обсидианы вулканического происхождения и диатомиты, опоки, трепела, имеющие осадочное происхождение.

Диатомиты - это сосредоточения микроскопических скелетов диатомовых водорослей, которые состоят из опала. Они имеют белый цвет, микропоры (их пористость достигает порядка 95 %), мягкую структуру и весьма легкий вес. Данные породы очень сходны с мелом, но не вступают в реакцию с соляной кислотой и наиболее легкие, чем мел. Диатомиты также отличаются от белых каолиновых глин меньшим удельным весом отсутствием пластичности. Главный отличительный признак диатомитов - способность впитывать воду с высокой интенсивностью.

Трепелы очень схожи с диатомитами, но обладают коллоидно-химическим происхождением. Они состоят из мельчайших сферообразных зернышек опала. Окраска данных пород светлая, присуща высокая пористость. Химический состав диатомитов и трепелов, %: БЮ2 - 70-96; А1203 - 5-15; Бе203 - 2-5; СаО - 0,5-5; МвО - 0,5-3; п.п.п - 4-8.

Опоки отличаются от трепелов наиболее темной окраской, которая может варьироваться от темно-серой до черной. Наряду с этим, данные породы гораздо тверже и «звонкие» (если ударить молотком) в отличие от трепелов и диатомитов, которые являются «глухими» породами. В процессе раскалывания формируются обломки с острыми углами и раковистым изломом. Опоки состоят из кремнистых минералов с редкими примесями

радиолярий и спикул губок. Химический состав опок, %: БЮ2 - 75-80; А12О3

- 18-23; Бе203 - 0,5-1,0; СаSO4 - 0,3-0,54; СаСО3 - 0,12-0,80; Н2О - 0-0,5.

Перлиты - горная порода, имеющая вулканическое происхождение. В процессе извержения вулкана за счет быстрого охлаждения лавы при первичном соприкосновении с землей образуется вулканическое стекло -обсидиан. Воздействие подземных вод на обсидиан приводит к его гидратации за счет чего образовывается перлит. Перлитовая структура характеризуется мелкой концентрически-скорлуповатой отдельностью, по ней перлит распадается на перлы - округлые ядра, которые похожи на жемчужины со свойственным блеском. Химический состав перлита, %: БЮ2 - 65-75; А1203 -10-16; К2О - до 5; №20 - до 4; Бе203 - от долей до 3; MgO - от долей до 1; Са0

- до 2; И20 - 2-6. Также возможно присутствие и других химических элементов [1-2, 9].

Пемза - это пористое вулканическое стекло, которое формируется вследствие выделения газов в процессе быстрого застывания кислых и средних лав. По цвету пемза может меняться от белого и светло-голубого до жёлтого, бурого или чёрного, и зависит от присутствия железа и его валентности. Пористость доходит до 80 %. Пемза обладает твёрдостью - около 6 (по шкале Мооса), объёмной массой - 0,3-0,9 г/см3, плотностью - 2-2,5 г/см3. Из-за высокой пористости пемзы, ей присущи хорошие теплоизоляционные свойства. Большинство пор пемзы является замкнутыми, что обеспечивает хорошую морозостойкость, химическую инертность и огнестойкость.

Обсидиан - вид вулканического стекла, содержащий в своей основе кварц и полевой шпат. Вулканическое стекло с однородной структурой формируется в процессе быстрого охлаждения расплавленных горных пород при содержании И20 до 1 %, большее количество воды ведет к вспучиванию вулканических стекол при нагревании и их относят к перлитам. Это магматический материал, который по составу кислый 75 % > SiO2 > 65 %, аналогичен граниту, обладает чёрной, серой, красновато-бурой окраской.

Обсидиан обычно встречается совместно с риолитами и липаритовыми порфирами [1-2, 9].

Техногенные ресурсы - это ресурсы, которые образовались при производстве, а не в процессе потребления, и возникшие в результате накапливания производственных отходов ввиду низкого уровня технологического развития общества на данной стадии, однако благодаря технологическому прогрессу они обрели новые перспективы их переработки и экономически результативные методы использования в производственных процессах.

Любой сектор экономики приводит к накоплению техногенных отходов. Их самые большие объемы образуются при добыче и первичной обработке полезных ископаемых. Среди лидеров отходообразующих отраслей добывающие, перерабатывающие и обогащающие предприятия: угольной промышленности, черной металлургии, урановой и ториевой добычи, а также добычи других полезных ископаемых. На теплоэнергетику, химическую промышленность и производство неметаллических минеральных продуктов приходится до 1 % от общего числа образуемых отходов.

Немаловажной экономической проблемой нашей страны является превышение роста промышленных отходов над объемами самого производства. Но даже самые современные технологии производства не застраховывают от образования отходов. Появление высокого уровня отходов в первую очередь связано с низкой культурой использования природных ресурсов в производственной деятельности. Отходы провоцируют потери материалов и энергетики, приводят к экономическим расходам, необходимым на сбор, транспортирование, переработку и утилизацию.

Важной задачей для нашей страны является развитие отрасли переработки отходов. Она должна обеспечить полноценную переработку накопившихся и постоянно образующихся отходов. В первую очередь ими должны стать отходы промышленных производств, для которых они являются сырьевым потенциалом. В России на меньших по площади, чем природные

месторождения, площадках хранения сконцентрированы миллионы тонн отходов. По сути, это техногенные месторождения и их следует рассматривать как удобный для использования источник важного минерального сырья. Парадокс ситуации заключается в том, что на этих площадках накоплено такое суммарное содержание полезных для производства компонентов, что они превышают в процентном отношении их количество, добываемое из природных руд.

В отходах черной металлургии, которые можно переработать для обогащения железорудного концентрата, содержание железа может доходить до 30 %. Некоторые отходы металлургии не нуждаются в обогащении, а изначально приравнены к концентратам. Накопления техногенных отходов могут использоваться для продукции: строительной сферы и дорожного строительства; цветной металлургии и сельского хозяйства; химической промышленности и получения редкоземельных и даже драгоценных металлов.

Следует также отметить негативное влияние не переработанных техногенных отходов на экологическое состояние природной среды, так как многие из них содержат токсические компоненты, попадающие в почву, воду и воздух. Например, интенсивное развитие горнопромышленного производства на юге Дальнего Востока (п. Хинганск) уже привело к активному поступлению токсичных химических элементов в окружающую природную среду, нарушению всех ее компонентов. В некоторых горнодобывающих районах Дальнего Востока перейден порог самозащиты природы, нарушилось ее экологическое равновесие.

На Дальнем Востоке РФ техногенные месторождения сформированы в хвостохранилищах двух десятков ГОКов, включая такие предприятия, как Солнечный, Красногорский, Дальнегорский, Хрустальненский, Ярославский, Многовершинный, Хинганский и другие горно-обогатительные комбинаты. Так, только в хвостохранилищах ГОКа Солнечный накоплены отходы с пяти месторождений в виде мелко фракционированных песков, содержащих крупные запасы олова, свинца, вольфрама, серебра, меди. По сути, это

крупнейшие техногенные месторождения, удобные для разработки и утилизации за счет дробления и однородности в большинстве случаев до фракционированных песков.

Однако данный вид техногенного сырья содержит не менее 15 -19 % органических примесей и требует дополнительного обогащения при использовании их в качестве исходного сырья при производстве силикатных материалов. Поэтому такие виды сырья являются наиболее перспективными для извлечения из них ценных компонентов и могут применяться в строительных целях.

В связи с вышеизложенным, сырьевые материалы, пригодные для синтеза теплоизоляционных пористых силикатных материалов, должны отличаться высоким содержанием кремнезема 68-97% и незначительным содержанием глинистых примесей 3-9 %, присутствием БЮ2 в аморфном состоянии, отсутствием известковых включений и наличием тонкозернистой структуры при незначительном содержании растительных остатков.

К характерным особенностям диатомитов относится микропористая структура, свойственная частицам панцирей диатомей, из которых состоит горная порода. Такая структура приводит к увеличению реакционной поверхности за счет увеличения внутренней поверхности материала. В диатомите содержится до 70-98 % растворимого кремнезема, он имеет высокую пористость, небольшой объемный вес, а также обладает адсорбционными теплоизоляционными свойствами.

Диатомиты относятся к природным активным минеральным добавкам (АМД), имеющим осадочное происхождение, являются хорошими инсектицидами и высокопористы. Все это позволяет широко применять их в производстве товарного бетона, различных строительных растворов и сухих строительных смесей всевозможного предназначения.

С целью изучения потенциальной базы кремнеземсодержащих пород и установления оптимальных видов сырьевых материалов для синтеза теплоизоляционных пористых силикатных материалов был проведен

детальный обзор наиболее пригодных для этого природных материалов Дальнего Востока РФ. Установлено, что для производства теплоизоляционных пористых силикатных материалов оптимальные сырьевые материалы должны характеризоваться высоким содержанием кремнезема и наименьшем количеством примесей, а также транспортной доступностью. Поэтому были рассмотрены кремнеземсодержащие материалы в виде диатомитов и опок.

В результате было выявлено, что на территории Дальнего Востока расположено десять месторождений диатомитов, восемь из которых (Пузановское, Синегорское, Чаплановское, Тереховское, Пионерское, Сергеевское, Галенковское, Лево-Тауйское) располагаются на территории Приморского края, Сахалинской области, Камчатки, Якутии, поэтому их расположение находиться в достаточной удаленности от транспортных путей и трубопроводов, вследствие этого данные месторождения малоизучены и в данный момент не представляют научный и производственный интерес.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Яценко Любовь Александровна, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Дистанов, У. Г. Сырьевая база кремнистых пород СССР и их использование в народном хозяйстве [Текст] / У. Г. Дистанов, В. П. Петров. - М.: Недра, 1976. - 104 с.

2 Дистанов, У. Г. Кремнистые породы СССР (диатомиты, опоки, трепелы, спонголиты, радиоляриты [Текст] / У. Г. Дистанов. - Казань: Татарское книжное издательство, 1976. - 412 с.

3 Saakyan, E. R. Multifunctional foam glasses from volcanic glassy rocks [Текст] / E. R. Saakyan // Glass and Ceramics. - 1991. - Vol. 48(1-2). - P. 3-5.

4 Shimono, Y. Production of foam glass made from glassy volcanic ashes as main material resources [Текст] / Y. Shimono, M. Nishida, Y. Seki // Yogyo Kyokai Shi/Journal of the Ceramic Society of Japan. - 1987. - Vol. 95(5). - P. 494-502.

5 Seki, Y. Production of the shirasu rich foam glass in the system shirasu-glass-water glass [Текст] / Y. Seki // Yogyo Kyokai Shi/Journal of the Ceramic Society of Japan. - 2005. - Vol. 91(8). - P. 367-374.

6 Manevich, V. E. Diatomite - siliceous material for the glass industry [Текст] / V. E. Manevich, R. K. Subbotin, E. A. Nikiforov, N. A. Senik, A. V. Meshkov // Glass and Ceramics. - 2012. - Vol. 69(5-6). - P. 168-172.

7 Ivanov, K.S. Diatomites in Granular Foam-Glass Technology [Текст] / K. S. Ivanov, S. S. Radaev, O. I. Selezneva // Glass and Ceramics. - 2014. - Vol. 71(5-6). - P. 157-161.

8 Yatsenko, E. A. Development of fiber-glass composite coatings for protection of steel oil pipelines from internal and external corrosion, [Текст] / E. A. Yatsenko, A. V. Ryabova, B. M. Goltsman // Chernye Metally. - 2019. - № 12. - P. 46-51.

9 Бродская, Н. Г. О трех генетических типах кремнистых пород в геосинклинальных формациях [Текст] / Н. Г. Бродская. - М.: Наука, 1966. - 80 с.

10 Горелик, С. С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ [Текст]: учебное пособие для вузов. - 3-е изд. доп. и перераб. / С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, Л. Н. Расторгуев. - М.: МИСИС, 1994. -328 с.

11 Зубехин, А. П. Физико-химические методы исследования в химии и технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов [Текст]: учебное пособие / А. П. Зубехин, Е. А. Яценко, А. С. Деева, В. А. Смолий. -Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2014. - 234 с.

12 Зубехин, А. П. Физико-химические методы исследования тугоплавких неметаллических и силикатных материалов [Текст] / А. П. Зубехин, В. И. Страхов, В. Г. Чеховский. - СПб.: Синтез, 1995. - 190 с.

13 Логвиненко, Н. В. Петрография осадочных пород [Текст]: учебное пособие / Н. В. Логвиненко. - М.: Высшая школа, 1967. - 416 с.

14 Брэгг У., Кларингбулл Б. Кристаллическая структура минералов. - М.: Мир. 1967. - 391 с.

15 Белоусова, О. Н. Общий курс петрографии [Текст] / О. Н. Белоусова, В. В. Михина. - М.: Недра, 1972. - 344 с.

16 Фрей, К. Минералогическая энциклопедия [Текст] / К. Фрей. - М.: Недра, 1985. - 512 с.

17 Альмяшев, В. И. Термические методы анализа [Текст]: учебное пособие / В. И. Альмяшев, В. В. Гусаров // СПбГТУ (ЛЭТИ). - СПб., 1999. - 40 с.

18 Уэндландт, У. Термические методы анализа [Текст] / У. Уэндландт; пер. с англ. под редакцией В. А. Степанова и В. А. Берштейна. - М.: Мир, 1978. - 527 с.

19 Шестак, Я. Теория термического анализа: Физико-химические свойства твердых неорганических веществ [Текст] / Я. Шестак. - М.: Мир. 1987. - 456 с.

20 Шилл, Ф. Пеностекло [Текст] / Ф. Шилл. - М.: Стройиздат, 1965. - 307 с.

21 Химическая технология керамики: учебное пособие [Текст] / под ред. И. Я. Гузмана. - М.: Изд-во РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2003. - 493 с.

22 Демидович, Б. К. Пеностекло [Текст] / Б. К. Демидович. - Минск: Наука и техника, 1975. - 248 с.

23 Китайгородский, И. И. Пеностекло [Текст] / И. И. Китайгородский, Т. Н. Кешишян. - М.: Промстройиздат, 1953. - 80 с.

24 Патент № 2453510 Российская Федерация, МПК С03В 19/08, С03С 11/00. Способ получения пеностеклянных изделий : № 2010141923/03 : заявл. 14.10.2010 : опубл. 20.06.2012 / Капустинский Н. Н., Кетов П. А., Кетов Ю. А : заявитель ООО "Центр инновационных исследований". - 14 с. : ил. - Текст : непосредственный.

25 Кетов, П. А. Получение строительных материалов из гидратированных полисиликатов [Текст] / П. А. Кетов // Строительные материалы. - 2012. - № 11.

- С. 22-24.

26 Маневич, В. Е. Диатомит - кремнеземосодержащий материал для стекольной промышленности [Текст] / В. Е. Маневич, Р. К. Субботин, Е. А. Никифоров, [и др.]. // Стекло и керамика. - 2012. - № 5. - С. 34-39.

27 Мелконян, Р. Г. Аморфные горные породы и стекловарение [Текст] / Р. Г. Мелконян. - М.: НИА-Природа, 2002. - 264 с.

28 Демин, А. М. Расчет свойств сырца пеностекла в интервале температур термообработки [Текст] / А. М. Демин // Физика и химия стекла. - 2013. - Т. 39.

- № 4. - С. 660-666.

29 Мельниченко, Л. Г. Технология силикатов [Текст] / Л. Г. Мельниченко, Б. П. Сахаров, Н. А. Сидоров. - М.: Высшая школа, 1969. - 74 с.

30 Глинка, Н. Л. Общая химия [Текст]: учебное пособие для вузов / Н. Л. Глинка. - Л. : Химия, 1983. - 704 с.

31 Тетраборат натрия - Википедия. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраборат_натрия.

32 Винницкий, Д. Я. Справочник по монтажу тепломеханического оборудования [Текст] / Д. Я. Винницкий, В. П. Банник; под общ. ред. В. А. Зайделя. - М.: Госэнергоиздт, 1960. - 560 с.

33 Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем [Текст] : справочник. Выпуск 4. Тройные окисные системы [Текст] / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин, Н. Н. Курцева, А. И. Бойкова; под ред. В. П. Барзаковского. - Л.: Изд-во «Наука», 1974. - 514 с.

34 Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем [Текст] : справочник. Выпуск 3. Тройные силикатные системы [Текст] / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин, Н. Н. Курцева, А. И. Бойкова; под ред. В. П. Барзаковского. - Л. : Изд-во «Наука», 1972. - 448 с.

35 Минько, Н. И. Пеностекло - современный эффективный неорганический теплоизоляционный материал [Текст] / Н. И. Минько, О. В. Пучка, Е. И. Евтушенко, [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 6. - С. 849-854.

36 Бондаренко, Д. О. Использование стеклянных бытовых отходов в производстве бетонов с защитно-декоративными покрытиями [Текст] / Д. О. Бондаренко, Н. И. Бондаренко, В. С. Бессмертный // В сборнике: Актуальные вопросы охраны окружающей среды. Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции. - 2018. - С. 13-16.

37 Бессмертный, В. С. Плазмохимическое модифицирование блочных теплоизоляционных материалов с декоративным покрытием [Текст] /

B. С. Бессмертный, О. Н. Соколова, Н. И. Бондаренко, Д. О. Бондаренко, Л. Л. Брагина, А. В. Макаров, Д. В. Кочурин // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2019. - № 3. - С. 85-92.

38 Патент № 2695429 Российская Федерация, МПК С03С 11/00, С03В 19/08. Способ получения пеностекла : № 2018141015 : заявл. 21.11.2018 : опубл. 23.07.2019 / Онищук В. И., Гливук А. С., Гливук Е. А., Дороганов В. А., Лебедева

C. В., Коробанова Е. В. : заявитель ФГБОУВО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова". -7с.: ил. - Текст : непосредственный.

39 Патент № 2697981 Российская Федерация, МПК С03С 11/00, С03В 19/08. Способ получения пеностекла : № 2018143212 : заявл. 05.12.2018 : опубл. 21.08.2019 / Онищук В. И., Гливук А. С., Гливук Е. А., Дороганов В. А., Коробанова Е. В., Мишин Д. А. : заявитель ФГБОУВО "Белгородский

государственный технологический университет им. В.Г. Шухова". - 8 с. : ил. -Текст : непосредственный.

40 Патент № 2698388 Российская Федерация, МПК C03B 19/08, C03C 11/00. Способ изготовления гранулированного пеностекла : № 2018125474 : заявл. 11.07.2018 : опубл. 26.08.2019 / Фуников И. М., Самусь Н. В. : заявитель ООО "Аксиома". - 10 с. : ил. - Текст : непосредственный.

41 Казьмина, О. В. Физико-химическое моделирование состава пеностеклокристаллических материалов [Текст] / О. В. Казьмина, В. И. Верещагин // Физика и химия стекла. - 2015. - Т. 41. - № 1. - С. 166-172.

42 Kazmina, O. V. Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material [Текст] / O. V. Kazmina, A. Y. Tokareva, V. I. Vereshchagin // Resource-Efficient Technologies. - 2016. - Т. 2. - № 1. - С. 23-29.

43 Vereshchagin, V. I. Effect of the technological parameters on the properties of granular porous crystal glass material based on zeolite-bearing rock [Текст] / V. I. Vereshchagin, S. N. Sokolova // Glass and Ceramics. - 2009. - Vol. 66 (1-2). -P. 46-49.

44 Vereshagin, V. I. Granulated foam glass-ceramic material from zeolitic rocks [Текст] / V. I. Vereshagin, S. N. Sokolova // Construction and Building Materials. -2008. - Vol. 22 (5). - P. 999-1003.

45 Vereshchagin, V. I. Formation of a porous structure in a granulated glass ceramic material from zeolite-bearing rock with alkali additives [Текст] / V. I. Vereshchagin, S. N. Sokolova // Glass and Ceramics. - 2006. - Vol. 63 (7-8). -P. 227-229.

46 Kaz'mina, O. V. Low-temperature synthesis of granular glass from mixes based on silica-alumina-containing components for obtaining foam materials [Текст] / O. V. Kaz'mina, V. I. Vereshchagin, B. S. Semukhin, A. N. Abiyaka // Glass and Ceramics. - 2009. - Vol. 66 (9-10). - P. 341-344.

47 Kaz'mina, O. V. Prospects for use of finely disperse quartz sands in production of foam-glass crystalline materials [Текст] / O. V. Kaz'mina,

V. I. Vereshchagin, A. N. Abiyaka // Glass and Ceramics. - 2008. - Vol. 65 (9-10). -P. 319-321.

48 Патент № 2608095 Российская Федерация, МПК C03C 11/00, C03B 19/08. Состав шихты и способ получения пеностекла : № 2015142386 : заявл. 06.10.2015 : опубл. 13.01.2017 / Лотов В. А., Кутугин В. А. : заявитель ООО "Новитех". - 7 с. : ил. - Текст : непосредственный.

49 Патент № 2701951 Российская Федерация, МПК C03B 19/08, C03C 11/00, C03C 6/02. Способ получения пеностекла : № 2019121517 : заявл. 09.07.2019 : опубл. 03.10.2019 / Лазарев Е. В. : заявитель Акционерное Общество "Компания "СТЭС-ВЛАДИМИР". - 11 с. : ил. - Текст : непосредственный.

50 Патент № 2684654 Российская Федерация, МПК C03C 11/00, C03B 19/08. Шихта для производства пеностекла : № 2017126681 : заявл. 26.07.2017 : опубл. 11.04.2019 / Фефелов А. Б., Никулин М. Л. : заявитель Общество с ограниченной ответственностью "АЙСИЭМ ГЛАСС КАЛУГА". - 7 с. : ил. -Текст : непосредственный.

51 Ткаченко, А. В. Энергоэффективные пеностеклокристаллические материалы на основе природного кремнеземистого сырья [Текст] /

A. В. Ткаченко, Н. Н. Клименко, Л. М. Делицын // В сборнике: Третий междисциплинарный молодежный научный форум с международным участием "Новые материалы". Сборник материалов. - 2017. - С. 463-466.

52 Дамдинова, Д. Р. О возможности использования пеностекольного заполнителя в легких бетонах [Текст] / Д. Р. Дамдинова, Э. А. Оксахоева, И. Ю. Соктоева // В сборнике: Инновационные технологии в науке и образовании. Материалы V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - 2017. - С. 23-31.

53 Анчилоев, Н. Н. Пеностекло на основе местного глинистого сырья и стеклобоя: структура и свойства [Текст] / Н. Н. Анчилоев, Д. Р. Дамдинова,

B. Е. Павлов // Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. - 2017. - № 2-3. - С. 3-11.

54 Патент № 2671582 Российская Федерация, МПК С03С 11/00, С03В 19/08. Способ получения теплоизоляционного материала - пеностекла и шихта для его изготовления : № 2017118896 : заявл. 30.05.2017 : опубл. 02.11.2018 / Дамдинова Д. Р., Лизунов А. А., Дружинин Д. К., Павлов В. Е., Анчилоев Н. Н., Вторушин Н. С., Оксахоева Э. А. : заявитель ПАО "Территориальная генерирующая компания N 14". - 17 с. : ил. - Текст : непосредственный.

55 Патент № 2726091 Российская Федерация, МПК С03С 11/00. Шихта для экологически безопасного производства пеностекла : № 2019123908 : заявл. 23.07.2019 : опубл. 09.07.2020 / Коновалова А. Н., Непомнящих Е. В., Панков П. П., Дабижа О. Н., Ярилов Е. В., Яковлев Д. А. : заявитель ФГБОУ ВО "ИрГУПС". - 5 с. : ил. - Текст : непосредственный.

56 Патент № 2723886 Российская Федерация, МПК С03С 11/00, С04В 20/04. Способ изготовления гранулированного пеностеклокерамического заполнителя : № 2019130063 : заявл. 25.09.2019 : опубл. 18.06.2020 / Матвеева О. И., Орлов А. Д., Попов П. М., Семенов К. В. : заявитель Акционерное общество "Якутский государственный проектный, научно-исследовательский институт строительства", Общество с ограниченной ответственностью "Сунтарэнерго". - 7 с. : ил. - Текст : непосредственный.

57 Бубенков, О. А. Синтез мелкогранулированного пеностеклянного материала из природного аморфного оксида кремния с наноразмерной пористостью [Текст] / О. А. Бубенков, А. А. Кетов, П. А. Кетов [и др.] // Нанотехнологии в строительстве. - 2010. - № 4. - С. 14-21.

58 Вайсман, Я. И. Научные и технологические аспекты производства пеностекла [Текст] / Я. И. Вайсман, А. А. Кетов, П. А. Кетов // Физика и химия стекла. - 2015. - Т. 41, № 2. - С. 214-221.

59 Вайсман, Я. И. Кинетика расширения ячеистого стекла в термопластичном состоянии при гидратном механизме газообразования [Текст] / Я. И. Вайсман, А. А. Кетов, Ю. А. Кетов, М. Ю. Слесарев // Физика и химия стекла. - 2017. - Т. 43. - № 4. - С. 387-394.

60 Fernandes, H. R. Environmental friendly management of CRT glass by foaming with waste egg shells, calcite or dolomite [Текст] / H. R. Fernandes, D. D. Ferreira, F. Andreola et al. // Ceramics International. - 2014. - Vol. 40 (8). -P. 13371-13379.

61 Fernandes, H. R. Design and synthesis of foam glasses from recycled materials [Текст] / H. R. Fernandes, A. Gaddam, D. U. Tulyaganov, J. M. F. Ferreira // Applied Ceramic Technology. - 2020. - Vol. 17 (1). - P. 64-67.

62 Ben-Arfa, B. A. E. Synthesis and bioactivity assessment of high silica content quaternary glasses with Ca: P ratios of 1.5 and 1.67, made by a rapid sol-gel process [Текст] / B. A. E. Basam, H. R. Fernandes, I. M. M. Salvado, J. M. F. Ferreira, R. C. Pullar // Journal of Biomedical Materials Research. - 2018. - Vol. 106 (2). -P. 510-520.

63 Petersen, R. R. Effect of Na2CÜ3 as foaming agent on dynamics and structure of foam glass melts [Текст] / R. R. Petersen, J. König, M. M. Smedskjaer, Y. Yue // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2014. - Vol. 400. - P. 1-5.

64 König, J. Influence of the glass particle size on the foaming process and physical characteristics of foam glasses [Текст] / J. König, R. R. Petersen, Y. Yue // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2016. - Vol. 447. - P. 190-197.

65 König, J. Gas-releasing reactions in foam-glass formation using carbon and MnxOy as the foaming agents [Текст] / J. König, R. R. Petersen, Y. Yue, D. Suvorov // Ceramics International. - 2017. - Vol. 43 (5). - P. 4638-4646.

66 König, J. Suppressing the effect of cullet composition on the formation and properties of foamed glass [Текст] / J. König, R. R. Petersen, N. Iversen, Y. Yue // Ceramics International. - 2018. - Vol. 44 (10). - P. 11143-11150.

67 Яценко, Е. А. Синтез стеклокомпозиционных пеноматериалов на основе техногенных отходов ТЭС [Текст] / Е. А. Яценко, Л. А. Яценко, Б. М. Гольцман, [и др.] // Стеклопрогресс - XXI : сб. докл. 9-й Междунар. конф., 22-25 мая 2018 г., г. Саратов / Саратов. ин-т стекла. - Саратов, 2018. - С. 244-246.

68 Yatsenko, E.A. Synthesis of Foamed Glass Based on Slag and a Glycerol Pore - Forming Mixture [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Gol'tsman, A. S. Kosarev,

N. S. Karandashova, V. A. Smolii, L. A. Yatsenko // Glass Physics and Chemistry. -2018. - V. 44. - Is. 2. - P. 152-155.

69 Yatsenko, E. A. Perspective and Experience of Use of Glass Fraction of Solid Municipal Waste in the Production of Silicate Heat - Insulating Materials [Текст] / E. A. Yatsenko, В. M. Goltsman, V. A. Smoliy, L. A. Yatsenko // Proceedings of the 2018 IEEE International Conference "Management of Municipal Waste as an Important Factor of Sustainable Urban Development" WASTE 2018. - 2018. - P. 4648.

70 Yatsenko, E. A. Investigation of the raw materials' composition and ratio influence on the structure and properties of the foamed slag glass [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, L. A. Yatsenko // Materials Science Forum. - 2016. - V. 843. - P. 183-188.

71 Liu, Y. The effect of foaming temperature on the foam glass by using waste glass [Текст] / Y. Liu, W. Chen, M. Liu // Gongneng Cailiao/Journal of Functional Materials. - 2016. - Vol. 47. - P. 135-141.

72 Guo, H. W. Preparation of high strength foam glass-ceramics from waste cathode ray tube [Текст] / H. W. Guo, Y. X. Gong, S. Y. Gao // Materials Letters. -2010. - Vol. 64 (8). - P. 997-999.

73 Chen, B. Study of foam glass with high content of fly ash using calcium carbonate as foaming agent [Текст] / B. Chen, K. Wang, X. Chen, A. Lu // Materials Letters. - 2012. - Vol. 79. - P. 263-265.

74 Chen, B. Preparation of sintered foam glass with high fly ash content [Текст] / B. Chen, Z. Luo, A. Lu // Materials Letters. - 2011. - Vol. 65 (23-24). - P. 35553558.

75 Zhao, Y. Preparation of sintered foam materials by alkali-activated coal fly ash [Текст] / Y. Zhao, J. Ye, X. Lu et al. // Journal of Hazardous Materials. - 2010. -Vol. 174. - P. 108-112.

76 Luo, Y. Preparation of sintered foamed ceramics derived entirely from coal fly ash [Текст] / Y. Luo, S. L. Zheng, S. H. Ma et al. // Construction and Building Materials. - 2018. - Vol. 163. - P. 529-538.

77 Zhang, S. Preparation of foam glass composite from iron ore tailing [ Текст] / S. Zhang, Z. Kang, Q. Lu // Advanced Materials Research. - 2011. - Vol. 168-170. - P. 1653-1657.

78 Xu, B. Preparation of foam glass ceramics from phosphorus slag [Текст] / B. Xu, K. M. Liang, J. W. Cao, Y. H. Li // Advanced Materials Research. - 2010. - Vol. 105-106 (1). - P. 600-603.

79 Ding, L. Preparation and characterization of glass-ceramic foams from blast furnace slag and waste glass [Текст] / L. Ding, W. Ning, Q. Wang et al. // Material Letters. - 2015. - Vol. 141. - P. 327-329.

80 Shi, H. Influence of Na2B4O7-5H2O on foam glass-ceramics prepared from high titanium blast furnace slag [Текст] / H. Shi, K. Feng, C. Chen et al. // Sichuan Daxue Xuebao (Gongcheng Kexue Ban)/Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition). - 2016. - Vol. 48. - P. 209-214.

81 He, Y. Research on heat treatment process of foam glass prepared by titania-bearing blast furnace slag [Текст] / Y. He, M. Ming-Long, X. Xiang-Xin et al. // Advanced Materials Research. - 2009. - Vol. 79-82. - P. 1587-1590.

82 Yin, H. Fabrication of foam glass from iron tailings [Текст] / H. Yin, M. Ma, J. Bai et al. // Materials Letters. - 2016. - Vol. 185. - P. 511-513.

83 Liu, T. Phase evolution, pore morphology and microstructure of glass ceramic foams derived from tailings wastes [Текст] / T. Liu, C. Lin, J. Liu et al. // Ceramics International. - 2018. - Vol. 44 (12). - P. 14393-14400.

84 Zhang, Q. Preparation of high strength glass ceramic foams from waste cathode ray tube and germanium tailings [Текст] / Q. Zhang, F. He, H. Shu // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 111. - P. 105-110.

85 Xi, C. Preparation of glass-ceramic foams using extracted titanium tailing and glass waste as raw materials [Текст] / C. Xi, F. Zheng, J. Xu // Construction and Building Materials. - 2018. - Vol. 190. - P. 896-909.

86 Liao, Y. C. Glass foam from the mixture of reservoir sediment and Na2CO3 [Текст] / Y. C. Liao, C. Y. Huang // Ceramics International. - 2013. - Vol. 38 (5). -

P. 4415-4420.

87 Яценко, Е. А. Основы технологии новых стекломатериалов и покрытий [Текст] : методические указания к лабораторным работам / Е. А. Яценко, Е. Б. Земляная, В. А. Смолий. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012. - 26 с.

88 ГОСТ 9758-2012. Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний [Текст]. - Введ. 2013-11-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 67 с.

89 ГОСТ EN 1602-2011. Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Метод определения кажущейся плотности [Текст]. - Введ. 201209-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 8 с.

90 ГОСТ 826-2011. Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения характеристик сжатия [Текст]. - Введ. 201209-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 15 с.

91 ГОСТ 25380-2014. Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции [Текст]. -Введ. 2015-07-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 11 с.

92 ГОСТ EN 12087-2011. Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения водопоглощения при длительном погружении [Текст]. - Введ. 2012-09-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 12 с.

93 Зубехин, А. П. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Физико-химические методы исследования тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» [Текст] / А. П. Зубехин, С. П. Голованова,

A. В. Рябова - Новочеркасск: НГТУ, 1997. - 18 с.

94 PDF-2. The powder diffraction file TM. International Center for Diffraction Data (ICDD), PDF-2 Release 2012 [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.icdd.com.

95 Горшков, В. С. Термография строительных материалов [Текст] /

B. С. Горшков. - М.: Стройиздат, 1968. - 238 с.

96 Яценко, Л. А. Производство пеностекольных материалов с использованием природного сырья [Текст] / Л. А. Яценко // Студенческая научная весна - 2019 : материалы регион, науч.-техн. конф. (конкурса науч.-техн.

работ) студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Рост. обл.. 13-14 мая 2019 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2019. - С. 289.

97 Гольцман, Б. М. Влияние вида стеклобоя на структуру и свойства пеношлакостекла [Текст] / Б. М. Гольцман // Научное обозрение. - 2016. - № 16. - С. 11-14.

98 Yatsenko, E. A. Investigation of the influence of foaming agents' type and ratio on the foaming and reactionary abilities of foamed slag glass [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, V. A. Smoliy, A. S. Kosarev, R. V. Bezuglov // Biosciences Biotechnology Research Asia. - 2015. - V. 12. - P. 625-632.

99 Yatsenko, E. A. Synthesis of Foamed Glass Based on Slag and a Glycerin Pore-Forming Mixture [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Gol'tsman, A. S. Kosarev, N. S. Karandashova, V. A. Smolii, L. A. Yatsenko // Glass Physics and Chemistry. -2018. - Vol. 44. - № 2. - P. 152-155.

100 Зубехин, А. П. Основы технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов [Текст]: учебное пособие / А. П. Зубехин, С. П. Голованова, Е. А. Яценко [и др.]; под. ред. А. П. Зубехина. - М.: Издательство КАРТЭК, 2010. - 308 с.

101 Бутт, Ю. М. Общая технология силикатов [Текст]: учебное пособие, 3-е изд., перераб. и доп. / Ю. М. Бутт, Г. Н. Дудеров, М. А. Матвеев. - М.: Стройиздат, 1976. - 599 с.

102 Гиллер, Я. Л. Таблицы межплоскостных расстояний [Текст]: справочник / Я. Л. Гиллер. - М.: Недра, 1986. - 180 с.

103 Bazant, Z. P. Fracture Mechanics of ASR in Concretes with Waste Glass Particles of Different Sizes [Текст] / Z. P. Bazant, Zi and G. and С. Meyer // Journal of Engineering Mechanics. - 2000. - V. 126. - Is. 3. - P. 3-6.

104 Meyer, C. Recycled Glass - From Waste Material to Valuable Resource [Текст] / C. Meyer // Recycling and Reuse of Glass Cullet. - 2001. - V. 1. - P. 1-10.

105 Шарагов, В. A. Химическое взаимодействие поверхности стекла с газами [Текст] / В. A. Шарагов; под ред. Е. В. Соболева. - Кишинев: Бельц. гос. пед. ин-т им. А. Руссо, 1988. - 128 с.

106 Гольцман, Б. М. Исследование возможности использования мела как интенсификатора вспенивания при синтезе пеностекольных материалов [Текст] / Б. М. Гольцман, В. С. Геращенко, Н. Ю. Комунжиева, Л. А. Яценко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. - 2019. - № 3 (203). - С. 82-86.

107 Гольцман, Б. М. Интенсификация синтеза пеностекла по гидратной технологии путем введения порообразователя [Текст] / Б. М. Гольцман, В. С. Геращенко, Л. А. Яценко // Студенческая научная весна - 2020 : материалы регион, науч.-техн. конф. (конкурса науч.-техн. работ) студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Рост. обл.. 13-14 мая 2020 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. унт (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2020. - С. 87.

108 Кетов, А. А. Ионообменные и вяжущие свойства силикатных стекол [Текст] / А. А. Кетов, В .С. Корзанов // Вестник пермского университета. Серия: Химия. - 2011. - № 2 (2). - С. 96-101.

109 Goltsman, B. M. Study of the Water-Glass Role in the Foam Glass Synthesis Using Glycerol Foaming Agent [Текст] / B. M. Goltsman, L. A. Yatsenko, N. S. Goltsman // Solid State Phenomena. - 2021. - Vol. 316. - P. 153-158.

110 Гольцман, Б. М. Исследование процесса вспенивания пеностекла на основе диатомита с применением гидратной вспенивающей смеси [Текст] / Б.М. Гольцман, Л.А. Яценко // Студенческая научная весна - 2020 : материалы V Национальной конф. профессорско-преподавательского состава и научных работников. 15 мая 2020 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2020. - С. 122-124.

111 Goltsman, B. M. Processes of the Foaming Mixture' Components Interaction during the Foam Glass Synthesis [Текст] / B. M. Goltsman, L. A. Yatsenko, E. A. Yatsenko // Materials Science Forum Submitted. - 2020. - Vol. 992. - P. 271276.

112 Кетов, А. А. Пеностекло - технологические реалии и рынок [Текст] / А. А. Кетов, А. В. Толмачев // Строительные материалы. - 2015. - № 1. - C. 1723.

113 Жабрев, В. А. Межфазные реакции силикатной матрицы с фосфатными составляющими при формировании пеностекла [Текст] / В. А. Жабрев, С. В. Чуппина, Е. В. Катенев // Известия СПбГТИ(ТУ). - 2016. - № 33. - С. 8-12.

114 Борисова, Н. В. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов [Текст]: справочник. Выпуск 5. Двойные системы / Н. В. Борисова, [и др.]; отв. ред. Ф. Я. Галахов. - Л.: Изд-во «Наука», 1985. - 384 с.

115 Yatsenko, E. A. Investigation of flux influence on structure of foamed slag glass with a high content of slag waste [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, V. A. Smoliy, A. S. Kosarev // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2016. - Vol. 7 (6). - P. 136-146.

116 Yatsenko, E. A. Peculiarities of foam glass synthesis from natural silica-containing raw materials [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, L. V. Klimova, L. A. Yatsenko // 2nd Journal of Thermal Analysis and Calorimetry Conference: Book of Abstracts. - 2019. - P. 74-75.

117 Yatsenko, E. A. Разработка стеклокомпозиционных покрытий для защиты стальных нефтепроводов от внутренней и внешней коррозии [Текст] / E. A. Yatsenko, A. V. Ryabova, B. M. Goltsman // Chernye Metally. - 2019. - № 12. - С. 46-51.

118 Yatsenko, E. A. Integrated protection of pipelines using silicate materials [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, A. V. Ryabova, V. A. Smoliy, L. V. Klimova // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. - 2019. - Vol. 19. - Is. 5.2. - P. 507-514.

119 Yatsenko, E. A. Ways of utilization of mining wastes containing silicates [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman, A. G. Bulgakov, K. Holschemacher // Obogashchenie rud. - 2019. - № 2. - P. 49-54.

120 Yatsenko, E. A. Physicochemical Studies of Raw Materials from the Far East Russia for Synthesizing Foam Glass and Protective Enamel Coatings [Текст] / E. A. Yatsenko, V. A. Smolii, L. A. Yatsenko, N. S. Gol'tsman // Glass and Ceramics.

- 2019. - Vol. 76. - Is. 5-6. - P. 235-238.

121 Gol'tsman, B. M. Effect of Fluxes on the Synthesis of Porous Materials Based on Native Silicate Raw Material [Текст] / B. M. Gol'tsman, E. A. Yatsenko, N. Yu. Komunzhieva, L. A. Yatsenko, V. S. Gerashchenko, V. A. Smolii // Glass and Ceramics. - 2020. - Vol. 77. - Is. 5-6. - P. 240-244.

122 Химическая технология стекла и ситаллов: учебник [Текст] / под ред. Н. М. Павлушкина. - М.: Стройиздат, 1983. - 432 с.

123 Глинка, Н. Л. Общая химия [Текст]: учебное пособие / Н. Л. Глинка. -Москва : КноРус, 2017. - 748 с.

124 Wang, H. Effects of Na2B4Ü7^5H2O on the properties of foam glass from waste glass and titania-bearing blast furnace slag [Текст] / H. Wang, K. Feng, Y. Zhou, Q. Sun, H. Shi // Material Letters - 2014- Vol. 132 - P. 176-178.

125 Li, Y. Development of adiabatic foam using sodium silicate modified by boric acid [Текст] / Y. Li, X. Cheng, W. Cao, [et al.] // Joyrnal of Alloys Compd. -2016. - Vol. 666. - P. 513-519.

126 Petersen, R. R. Foaming of CRT panel glass powder using Na2CO3 [Текст] / R. R. Petersen, J. König, M. M. Smedskiaer, Y. Yue // Glass Technologies. - 2014. -Vol. 55. - P. 1-6.

127 Сварочные материалы для дуговой сварки : справочное пособие: в 2-х т. Т. 1. Защитные газы и сварочные флюсы [Текст] / под общ. ред. Н. Н. Потапова.

- М. : Машиностроение, 1989. - 544 с.

128 Мюллер, Р. Л. Природа энергии активации и экспериментальные данные текучести тугоплавких стеклообразующпх веществ [Текст] / Р. Л. Мюллер. - Журн. прикл. химии. - 1955. - T. 28. - № 4. - C. 363.

129 Bockris, J. O'M. Viscous flow in silica and binary liquid silicates [Текст] / J. O'M. Bockris, J. D. Mackenzie, J. A. Kitchener. - Trans. Faraday Soc. - 1955. -Vol. 51 - P. 1734.

130 Baak, T. The action of calcium fluoride in slags [Текст] / T. Baak. - In: The physical chemistry of steelmaking. L. Chipman and Hall, 1958. - P. 84.

131 Bockris, J. O'M. The structure of the liquid silicates. Part II: molar volumes and expansivities [Текст] / J. O'M. Bockris, J. W. Tomlinson, J. L. White // Trans. Faraday Soc. - 1956. - Vol. 52 - P. 299.

132 Когарко, Л. Н. Фтор в силикатных расплавах и магмах [Текст] / Л. Н. Когарко, Л. Д. Кригман. - М.: Наука, 1981. - 121 с.

133 Аппен, А. А. Химия стекла [Текст] / А. А. Аппен. - Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1974. - 351 с.

134 Yatsenko, E. A. Application of Computer Technologies for Modeling the Process of Formation of the Porous Structure of Foamed Glass [Текст] / E. A. Yatsenko, B. M. Gol'tsman, L. A. Yatsenko, N. S. Karandashova, V. A. Smolii // Glass and Ceramics. - 2017. - Vol. 74. - Is. 7-8. - P. 267-269.

135 Yatsenko, L. A. Development of a Mathematical Model of the Interrelation between the Technological Parameters of the Synthesis and Properties of Foamed Glass Materials [Текст] / L. A. Yatsenko, E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman // Materials Sci-ence Forum Submitted. - 2020. - Vol. 992. - P. 922-928.

136 Патент № 2751525 Российская Федерация, МПК C03C 11/00, С03С 11/007. Композиция для производства пористого теплоизоляционного силикатного материала : № 2020127768 : заявл. 18.08.2020 : опубл. 14.07.2021 / Яценко Е. А., Гольцман Б. М., Смолий В. А., Рябова А. В., Климова Л. В., Яценко Л. А. : заявитель ФГБОУВО " Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова". - 10 с. : ил. - Текст : непосредственный.

137 Petersen, R. R., König J., Yue Y. The viscosity window of the silicate glass foam production [Текст] / R. R. Petersen, J. König, Y. Yue // Journal of Non-Crystalline Solids. 2017. Vol. 456. pp. 49-54.

138 Goltsman, B. M. Production of Foam Glass Materials from Silicate Raw Materials by Hydrate Mechanism [Текст] / B. M. Goltsman, L. A. Yatsenko, N. S. Goltsman // Solid State Phenomena. - 2020. - Vol. 299. - P. 293-298.

139 Yatsenko, L. A. Computer Modeling of the Process of Synthesis of Porous Glass-Composite Materials [Текст] / L. A. Yatsenko, E. A. Yatsenko, B. M. Goltsman // Materials Science Forum Submitted. - 2019. - Vol. 945. - P. 975-980.

140 Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2018613862 Российская Федерация. Моделирование процесса порообразования при синтезе стеклокомпозиционных пеноматериалов : № 2018610874 : заявл. 01.02.2018 : опубл. 23.03.2018 / Яценко Л. А., Яценко Е. А., Гольцман Б. М. : заявитель ФГБОУВО "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова". - 1 с.

141 Методические указания по выполнению экономической части дипломных научно-исследовательских работ [Текст] / Т. А. Лозовская, Г. И. Сычева. - Новочеркасск : НПИ, 1983 - 38 с.

142 Рекитар, Я. А. Экономика производства и применения строительных материалов [Текст] / Я. А. Рекитар. - М. : Высшая школа, 1972. - 302 с.

143 Моторина, А. Н. Методические указания к курсовой работе и экономической части дипломного проекта для студентов специальности «Технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» [Текст] / А. Н. Моторина. - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2007. - 40 с.

144 Моторина, А. Н. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Экономика и управление производством» для студентов специальности «Технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» [Текст] / А. Н. Моторина, М. А. Комиссарова. - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2007. - 40 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

УТВЕРЖДАЮ

Директор

ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш»

Анохин

АКТ ВНЕДРЕ1

результатов диссертационной работы Яценко Л.А. «Разработка технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород и комплексного порообразователя»

г. Ростов-на-Дону

«25» октября 2021 г.

Комиссия в составе: председатель

и члены комиссии

директора В.И. Анохин

научный сотрудник Э.Е. Блохин

инженер A.B. Лысов

составила настоящий акт о том, что предложенные Яценко Л.А. в диссертационной работе технологические решения были опробованы в ИТЦ «ДонЭнергоМаш» при получении опытно-промышленной партии гранул из пористого силикатного материала объемом 5 м .

Комиссия установила:

1. Для получения гранул из пористого силикатного материала были использованы разработанные Яценко Л.А.: 1) шихтовый состав, мае. %: диатомит - 80, NaOH - 20, NaF - 1 (сверх 100), бура - 4 (сверх 100), глицерин - 5 (сверх 100); 2) режим обработки: температура вспенивания - 740 °С, продолжительность вспенивания - 20 минут.

2. Испытания в соответствии с ГОСТ 9758-2012 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний» показали, что полученная продукция по технико-эксплуатационным свойствам соответствует марке М200 по ГОСТ 32497-2013 «Заполнители пористые теплоизоляционные для зданий и сооружений. Технические условия» и может быть использована в строительстве.

Директор

Научный сотрудник Инженер

/ (подпись)

В.И. Анохин Э.Е. Блохин A.B. Лысов

УТВЕРЖДАЮ Проректор но ОД ЮРГПУ(НПИ) _ Дьяконов Е.М. // 2021 г.

АКТ

внедрения в учебный процесс результатов диссертационной работы Яценко Л.А. «Разработка технологии пористых силикатных материалов на основе природных аморфных кремнеземистых пород и комплексного

иорообразователя»

Мы, нижеподписавшиеся, комиссия в составе декана ТФ, к.т.н., доцента Александрова A.A., заведующей кафедрой «Общая химия и технология силикатов», д.т.н., профессора Яценко Е.А., доцента кафедры «Общая химия и технология силикатов», к.т.н., доцента Рябовой A.B., составила настоящий акт о том, что результаты исследований диссертационной работы Яценко Л.А. на соискание ученой степени кандидата технических наук используются при подготовке студентов специальностей 18.03.01 «Химическая технология», 18.04.01 «Химическая технология» в проведении лекционных, научно-исследовательских, практических и лабораторных работ по дисциплинам 18.03.01 «Специальные материалы будущего», тема «Физико-химические основы производства новых керамических материалов»; 18.04.01 «Теоретические основы моделирования новых материалов», тема «Технология стеклокристаллических материалов».

Декан технологического факультета, к.т.н., доцент

Зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», д.т.н., профессор Доцент кафедры «Общая химия и технология силикатов», к.т.н., доцент