Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое
Исследована возможность получения пустотелых микросфер из природного вулканического стекла — перлита. Описана лабораторная установка для проведения исследований и порядок проведения эксперимента по получению микросфер. Проведен анализ полученных экспериментальных и имеющихся теоретических данных. Фи...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127014 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, С.Н. Роман, А.Н. Цюпяшук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 30-35. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127014 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Роман, С.Н. Цюпяшук, А.Н. 2017-12-07T20:43:57Z 2017-12-07T20:43:57Z 2011 Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, С.Н. Роман, А.Н. Цюпяшук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 30-35. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127014 666.19:666.972.125 Исследована возможность получения пустотелых микросфер из природного вулканического стекла — перлита. Описана лабораторная установка для проведения исследований и порядок проведения эксперимента по получению микросфер. Проведен анализ полученных экспериментальных и имеющихся теоретических данных. Физические процессы при образовании вспученного перлита и пустотелых стеклянных микросфер идентичны. Показана возможность использования перлитов, в том числе украинских месторождений, для производства заменителя зольных алюмосиликатных микросфер. Досліджено можливість одержання порожнистих мікросфер із природного вулканічного скла — перліта. Описано лабораторну установку для проведення досліджень та порядок проведення експерименту з одержання мікросфер. Проведено аналіз отриманих експериментальних та наявних теоретичних даних. Фізичні процеси при утворенні спученого перліта та порожнистих скляних мікросфер ідентичні. Показано можливість використання перлітів, у тому числі українських родовищ, для виробництва замінника зольних алюмосилікатних мікросфер. The possibility of hollow microspheres manufacture from natural volcanic glass such as a perlite is investigated. The laboratory unit for experiments realization and the experiments for microspheres production procedure is described. The analysis of the obtained experimental and available theoretical data is carried out. It is displayed that physical processes of expanded perlite and hollow glass microspheres are identical. The possibility of perlites including perlites from Ukrainian deposits for silica-alumina cindery microspheres substitute material manufacture is displayed. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Переработка сырья и ресурсосбережение Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое The Efficient Heat Insulated Material from Volcanic Glass in Fluidized Bed Manufacture Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| spellingShingle |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Роман, С.Н. Цюпяшук, А.Н. Переработка сырья и ресурсосбережение |
| title_short |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| title_full |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| title_fullStr |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| title_full_unstemmed |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| title_sort |
получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое |
| author |
Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Роман, С.Н. Цюпяшук, А.Н. |
| author_facet |
Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Роман, С.Н. Цюпяшук, А.Н. |
| topic |
Переработка сырья и ресурсосбережение |
| topic_facet |
Переработка сырья и ресурсосбережение |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The Efficient Heat Insulated Material from Volcanic Glass in Fluidized Bed Manufacture |
| description |
Исследована возможность получения пустотелых микросфер из природного вулканического стекла — перлита. Описана лабораторная установка для проведения исследований и порядок проведения эксперимента по получению микросфер. Проведен анализ полученных экспериментальных и имеющихся теоретических данных. Физические процессы при образовании вспученного перлита и пустотелых стеклянных микросфер идентичны. Показана возможность использования перлитов, в том числе украинских месторождений, для производства заменителя зольных алюмосиликатных микросфер.
Досліджено можливість одержання порожнистих мікросфер із природного вулканічного скла — перліта. Описано лабораторну установку для проведення досліджень та порядок проведення експерименту з одержання мікросфер. Проведено аналіз отриманих експериментальних та наявних теоретичних даних. Фізичні процеси при утворенні спученого перліта та порожнистих скляних мікросфер ідентичні. Показано можливість використання перлітів, у тому числі українських родовищ, для виробництва замінника зольних алюмосилікатних мікросфер.
The possibility of hollow microspheres manufacture from natural volcanic glass such as a perlite is investigated. The laboratory unit for experiments realization and the experiments for microspheres production procedure is described. The analysis of the obtained experimental and available theoretical data is carried out. It is displayed that physical processes of expanded perlite and hollow glass microspheres are identical. The possibility of perlites including perlites from Ukrainian deposits for silica-alumina cindery microspheres substitute material manufacture is displayed.
|
| issn |
0235-3482 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127014 |
| citation_txt |
Получение эффективного теплоизоляционного материала из вулканического стекла в псевдоожиженном слое / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, С.Н. Роман, А.Н. Цюпяшук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 30-35. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT hvastuhinûi polučenieéffektivnogoteploizolâcionnogomaterialaizvulkaničeskogosteklavpsevdoožižennomsloe AT kostogryzkp polučenieéffektivnogoteploizolâcionnogomaterialaizvulkaničeskogosteklavpsevdoožižennomsloe AT romansn polučenieéffektivnogoteploizolâcionnogomaterialaizvulkaničeskogosteklavpsevdoožižennomsloe AT cûpâšukan polučenieéffektivnogoteploizolâcionnogomaterialaizvulkaničeskogosteklavpsevdoožižennomsloe AT hvastuhinûi theefficientheatinsulatedmaterialfromvolcanicglassinfluidizedbedmanufacture AT kostogryzkp theefficientheatinsulatedmaterialfromvolcanicglassinfluidizedbedmanufacture AT romansn theefficientheatinsulatedmaterialfromvolcanicglassinfluidizedbedmanufacture AT cûpâšukan theefficientheatinsulatedmaterialfromvolcanicglassinfluidizedbedmanufacture |
| first_indexed |
2025-11-25T22:20:40Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:20:40Z |
| _version_ |
1850560413504110592 |
| fulltext |
Ìèêðîñôåðû — îêðóãëûå ÷àñòèöû (ñïëîø-
íûå èëè ïóñòîòåëûå) ðàçìåðîì äî 400 ìêì èç
àëþìîñèëèêàòíîãî ìàòåðèàëà — ïîëó÷èëè øè-
ðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå êàê íàïîëíèòåëü â ðàç-
ëè÷íûõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè: íàäâîäíîì
è ïîäâîäíîì ñóäîñòðîåíèè, äëÿ ñîçäàíèÿ òåïëî-
è ýëåêòðîèçîëÿöèîííûõ ìàòåðèàëîâ, ðàäèîýëåê-
òðîíèêå è ìíîãèõ äðóãèõ [1]. Ïåðñïåêòèâíûìè
íàïðàâëåíèÿìè èñïîëüçîâàíèÿ ìèêðîñôåð ÿâëÿ-
þòñÿ ïðîèçâîäñòâà ñôåðîïëàñòèêîâ, îáëåã÷åí-
íûõ òàìïîíàæíûõ ìàòåðèàëîâ è áóðîâûõ ðàñ-
òâîðîâ, òåïëîèçîëÿöèîííîé è îáëåã÷åííîé ñòðî-
èòåëüíîé êåðàìèêè, òåïëîèçîëÿöèîííûõ áåçîá-
æèãîâûõ ìàòåðèàëîâ, ýìóëüñèîííûõ âçðûâ÷à-
òûõ âåùåñòâ è âîäîðîäíûõ ìèêðîêîíòåéíåðîâ.
Îáëåã÷åííûå ïîëûìè ìèêðîñôåðàìè ïîëèìåð-
íûå ìàòåðèàëû íà îñíîâå ôåíîëüíûõ, ýïîêñèä-
íûõ è ïîëèìåðíûõ ñìîë, ïîëó÷èâøèå çà ðóáå-
æîì íàçâàíèå ñèíòàêòîâûõ ïåí, øèðîêî ïðèìåíÿ-
þòñÿ â çàëèâî÷íûõ êîìïàóíäàõ è ïëàñòèçîëÿõ.
Ãëàâíûì ïðåïÿòñòâèåì íà ïóòè ðàñøèðåíèÿ
âûïóñêà ðàçëè÷íûõ ñôåðîïëàñòèêîâ ÿâëÿþòñÿ
íåáîëüøèå ìàñøòàáû ïðîèçâîäñòâà èñêóññòâåí-
íûõ ïîëûõ ìèêðîñôåð è äîðîãîâèçíà. Ñûðüåì
äëÿ èõ èçãîòîâëåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñòåêëî ñïåöèàëü-
íîãî ñîñòàâà, ïîäâåðãàþùååñÿ ïîñëå ðàçìîëà â
30 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4
Ïåðåðàáîòêà ñûðüÿ è ðåñóðñîñáåðåæåíèå
ÓÄÊ 666.19:666.972.125
Ïîëó÷åíèå ýôôåêòèâíîãî òåïëîèçîëÿöèîííîãî ìàòåðèàëà
èç âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà â ïñåâäîîæèæåííîì ñëîå
Õâàñòóõèí Þ.È., Êîñòîãðûç Ê.Ï.,
Ðîìàí Ñ.Í., Öþïÿøóê À.Í.
Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
Èññëåäîâàíà âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ïóñòîòåëûõ ìèêðîñôåð èç ïðèðîäíîãî âóëêàíè-
÷åñêîãî ñòåêëà — ïåðëèòà. Îïèñàíà ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà äëÿ ïðîâåäåíèÿ èññëåäî-
âàíèé è ïîðÿäîê ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà ïî ïîëó÷åíèþ ìèêðîñôåð. Ïðîâåäåí àíà-
ëèç ïîëó÷åííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è èìåþùèõñÿ òåîðåòè÷åñêèõ äàííûõ. Ôèçè÷åñêèå
ïðîöåññû ïðè îáðàçîâàíèè âñïó÷åííîãî ïåðëèòà è ïóñòîòåëûõ ñòåêëÿííûõ ìèêðîñôåð
èäåíòè÷íû. Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ïåðëèòîâ, â òîì ÷èñëå óêðàèíñêèõ
ìåñòîðîæäåíèé, äëÿ ïðîèçâîäñòâà çàìåíèòåëÿ çîëüíûõ àëþìîñèëèêàòíûõ ìèêðîñôåð.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïîëûå ñòåêëÿííûå ìèêðîñôåðû, àïïàðàò ñ ïñåâäîîæèæåííûì ñëîåì,
òåïëîèçîëÿöèîííûé ìàòåðèàë, âóëêàíè÷åñêîå ñòåêëî, ïåðëèò.
Äîñë³äæåíî ìîæëèâ³ñòü îäåðæàííÿ ïîðîæíèñòèõ ì³êðîñôåð ³ç ïðèðîäíîãî âóëêàí³÷íîãî
ñêëà — ïåðë³òà. Îïèñàíî ëàáîðàòîðíó óñòàíîâêó äëÿ ïðîâåäåííÿ äîñë³äæåíü òà ïîðÿ-
äîê ïðîâåäåííÿ åêñïåðèìåíòó ç îäåðæàííÿ ì³êðîñôåð. Ïðîâåäåíî àíàë³ç îòðèìàíèõ
åêñïåðèìåíòàëüíèõ òà íàÿâíèõ òåîðåòè÷íèõ äàíèõ. Ô³çè÷í³ ïðîöåñè ïðè óòâîðåíí³
ñïó÷åíîãî ïåðë³òà òà ïîðîæíèñòèõ ñêëÿíèõ ì³êðîñôåð ³äåíòè÷í³. Ïîêàçàíî ìîæ-
ëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ ïåðë³ò³â, ó òîìó ÷èñë³ óêðà¿íñüêèõ ðîäîâèù, äëÿ âèðîáíèöòâà
çàì³ííèêà çîëüíèõ àëþìîñèë³êàòíèõ ì³êðîñôåð.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ïîðîæíèñòèõ ñêëÿí³ ì³êðîñôåðè, àïàðàò ³ç ïñåâäîçð³äæåíèì øàðîì,
òåïëî³çîëÿö³éíèé ìàòåð³àë, âóëêàí³÷íå ñêëî, ïåðë³ò.
Õâàñòóõèí Þ.È., Êîñòîãðûç Ê.Ï., Ðîìàí Ñ.Í., Öþïÿøóê À.Í., 2011
ïîðîøîê òåðìîîáðàáîòêå â âûñîêîòåìïåðàòóð-
íîì ãàçîâîì ïîòîêå. Èñòî÷íèêîì ïîëó÷åíèÿ
àëþìîñèëèêàòíûõ ìèêðîñôåð ÿâëÿåòñÿ òàêæå
çîëà-óíîñ òâåðäîòîïëèâíûõ ÒÝÑ. Ïðè ñæèãà-
íèè ïûëåóãîëüíîãî òîïëèâà èõ âûõîä ñîñòàâëÿ-
åò 0,1–1,2 % îò âûõîäà çîëû. Ïðè ïðèíÿòîé â
áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ íà ÒÝÑ ìîêðîé ñõåìå çî-
ëîóäàëåíèÿ ëåãêèå ìèêðîñôåðû âñïëûâàþò â
âèäå ïåíû íà ïîâåðõíîñòè ïðóäîâ-çîëîîòâàëîâ.
Ïîñëå èõ ñáîðà, ñóøêè è êëàññèôèêàöèè îíè
îòïðàâëÿþòñÿ ïîòðåáèòåëþ. Ïî ðàçðàáîòêå Èí-
ñòèòóòà ãàçà ÍÀÍÓ [2] â ïãò Ìèðîíîâêà (Êèåâ-
ñêàÿ îáë.) ôèðìîé «Îìåãà Ìèíåðàëç Óêðàèíà»
ñîçäàíî òàêîå ïðîèçâîäñòâî ïðîèçâîäèòåëüíî-
ñòüþ 5 òûñ. ò/ãîä. Ïðîäóêöèÿ èäåò â îñíîâíîì
íà ýêñïîðò, çàìåíÿÿ ñîáîé ìåñòíûå èñòî÷íèêè,
îñêóäåâøèå èç-çà òåíäåíöèè ïåðåõîäà çàïàäíûõ
òâåðäîòîïëèâíûõ ÒÝÑ íà íèçêîòåìïåðàòóðíîå
ñæèãàíèå óãëÿ â êîòëîàãðåãàòàõ ñ öèðêóëèðóþ-
ùèì êèïÿùèì ñëîåì.
 òî æå âðåìÿ ñóùåñòâóåò òàêîé ìàñøòàá-
íûé ñûðüåâîé èñòî÷íèê äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìèêðî-
ñôåð, êàê ìåñòîðîæäåíèÿ ïåðëèòà — âóëêàíè-
÷åñêîãî ñòåêëà, ïîäâåðãíóòîãî â ïðèðîäíûõ
óñëîâèÿõ ãèäðîòåðìàëüíîé îáðàáîòêå. Â ìèðå
øèðîêî ïðàêòèêóåòñÿ ïðîèçâîäñòâî âñïó÷åííîãî
ïåðëèòà äëÿ ðàçëè÷íûõ ïîòðåáèòåëåé. Ìàñøòà-
áû äîáû÷è ïåðëèòà èçìåðÿþòñÿ ìèëëèîíàìè
òîíí â ãîä. Òåðìîîáðàáîòêå äëÿ ïîëó÷åíèÿ
âñïó÷åííîãî ïåðëèòà ïîäâåðãàåòñÿ êðóïíàÿ
ôðàêöèÿ ñûðüÿ (ùåáåíü) 5–15 ìì âî âðàùàþ-
ùèõñÿ áàðàáàííûõ ïå÷àõ è ëåãêàÿ ôðàêöèÿ (ïå-
ñîê) 0–3 ìì â ãàçîâîì ïîòîêå âåðòèêàëüíûõ öè-
ëèíäðè÷åñêèõ ïå÷åé. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ñàìàÿ ìåë-
êàÿ ôðàêöèÿ ïåðëèòîâîãî ïåñêà 0–0,16 ìì íå
ïðèãîäíà äëÿ âñïó÷èâàíèÿ â òðàäèöèîííûõ ïå-
÷àõ è ÿâëÿåòñÿ áàëëàñòîì âî âñïó÷åííîì ïåðëè-
òå [3]. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ
ñòîëü ìàëûõ ÷àñòèö èíòåíñèâíîñòüþ òåïëîïîä-
âîäà â ñòàíäàðòíûõ ïå÷àõ âñïó÷èâàíèÿ äëÿ ñî-
çäàíèÿ ñóùåñòâåííîãî ãðàäèåíòà òåìïåðàòóðû â
÷àñòèöå â ìîìåíò íàñòóïëåíèÿ âÿçêîïëàñòè÷íî-
ãî ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèàëà íà åå ïîâåðõíîñòè. Â
ïå÷àõ ñ ïñåâäîîæèæåííûì ñëîåì èíòåíñèâíîñòü
òåïëîîáìåíà âûøå. Ïðè ïîïàäàíèè ÷àñòèö ïåð-
ëèòà (0–100 ìêì) â âûñîêîòåìïåðàòóðíûé (900–
1000 �C) ïñåâäîîæèæåííûé ñëîé èíåðòíîãî çåð-
íèñòîãî ìàòåðèàëà ñóììàðíûé êîýôôèöèåíò òåï-
ëîîòäà÷è ê íèì äîñòèãàåò 1000 Âò/(ì2.Ê), ÷òî
îáåñïå÷èâàåò ïðîöåññ èõ âñïó÷èâàíèÿ è ïîëó÷å-
íèÿ ïîëûõ îêðóãëûõ ÷àñòèö — ìèêðîñôåð ðàçìå-
ðîì äî 400 ìêì. Êà÷åñòâî ìèêðîñôåð (íàñûïíàÿ
ïëîòíîñòü, ïðî÷íîñòü, ðàçìåð) ìîãóò ðåãóëèðî-
âàòüñÿ ñëåäóþùèìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ïàðàìåò-
ðàìè: òåìïåðàòóðîé ïñåâäîîæèæåííîãî ñëîÿ,
ðàçìåðîì ÷àñòèö èñõîäíîãî ïåðëèòà è ñîäåðæà-
íèåì ñòðóêòóðíîé âîäû â íèõ. Â ðàáîòå [4] ïî-
êàçàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ
ìèêðîñôåð èç ìåñòíîãî ïåðëèòà â àïïàðàòå ñ
ïñåâäîîæèæåííûì ñëîåì èíåðòíîãî ìàòåðèàëà
ïðè îäíîâðåìåííîì ñæèãàíèè â íåì ãàçîâîãî
òîïëèâà. Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñò-
âå èñõîäíîãî ìàòåðèàëà âóëêàíè÷åñêèõ ñòåêîë
îòå÷åñòâåííûõ ìåñòîðîæäåíèé òðåáóåò äîïîëíè-
òåëüíûõ èññëåäîâàíèé.
Äëÿ îòðàáîòêè â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ
òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåæèìîâ ïîëó÷åíèÿ ìèêðî-
ñôåð èç âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà íàìè áûëà èçãî-
òîâëåíà óñòàíîâêà (ðèñ.1). Êîðïóñ êàìåðû
âñïó÷èâàíèÿ — òðóáà äèàìåòðîì 70 � 76 ìì èç
êâàðöåâîãî ñòåêëà, âñòàâëåííàÿ â ìåòàëëè÷å-
ñêóþ êîíè÷åñêóþ îïðàâó. Êîíóñ è íèæíÿÿ
÷àñòü òðóáû çàïîëíåíû â êà÷åñòâå ãàçîðàñïðåäå-
ëèòåëÿ êåðàìè÷åñêèì çåðíèñòûì ìàòåðèàëîì
2–5 ìì. Âûøå â êâàðöåâóþ òðóáó çàñûïàëè
ñëîé âûñîòîé 50–60 ìì êâàðöåâîãî ïåñêà ôðàê-
öèè 0,4–0,6 ìì. Ãàç (ïðîïàí-áóòàíîâàÿ ñìåñü) è
âîçäóõ ÷åðåç ðîòàìåòðû è ðàñõîäíûå èãîëü÷à-
òûå âåíòèëè ïîäàâàëè â êîíóñíóþ ÷àñòü ñíèçó.
Ðàçìîëîòûé èñõîäíûé âñïó÷èâàþùèéñÿ ìàòåðè-
àë ÷åðåç æàðîïðî÷íóþ òðóáêó ñ ïðèåìíîé âî-
ðîíêîé ïîäàâàëè íåïîñðåäñòâåííî â ïñåâäîîæè-
æåííûé ñëîé êâàðöåâîãî ïåñêà. Èñïîëüçîâàëñÿ
ïåðëèò ìåñòîðîæäåíèÿ Ôîãîø (ðàéîí Áåðåãîâî,
Çàêàðïàòñêàÿ îáë., Óêðàèíà), òåðìîïîäãîòîâëåí-
íûé è áåç òåðìîïîäãîòîâêè, à òàêæå âóëêàíè÷å-
ñêèé ïåïåë Ìàãàäàíñêîãî ïåðëèòîâîãî ìåñòîðîæ-
äåíèÿ (Ðîññèÿ). Ïðèìåðíûé õèìè÷åñêèé ñîñòàâ
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4 31
Ðèñ.1. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìèêðîñôåð èç âóëêà-
íè÷åñêîãî ñòåêëà: 1 — êâàðöåâàÿ òðóáà; 2 — îáîãðåâàòåëü;
3, 5 — ðîòàìåòðû; 4, 6 — èãîëü÷àòûå êðàíû; 7 — êîíóñíàÿ
îïðàâêà; 8 — çàãðóçî÷íàÿ òðóáêà; 9 — îñàäèòåëüíàÿ êàìå-
ðà; 10 — èçìåðèòåëüíûé êîìïëåêñ; 11 — âûòÿæíîé çîíò.
ïåðëèòà [3], %: SiO2 — 74; Al2O3 — 13; Fe2O3
— 1,36; CaO — 1,17; MgO — 0,08; TiO2 —
0,14; SO3 — 0,08; K2O — 3,26; Na2O — 1,36.
Âñïó÷åííûé ìàòåðèàë âûíîñèëñÿ ãàçîâûì
ïîòîêîì è íàêàïëèâàëñÿ â îñàäèòåëüíîé êàìå-
ðå. Òåìïåðàòóðó ïñåâäîîæèæåííîãî ñëîÿ èçìå-
ðÿëè ïîòåíöèîìåòðîì ñ õðîìåëü-àëþìåëåâîé
òåðìîïàðîé. Äëÿ êîìïåíñàöèè ïîòåðü òåïëà â
îêðóæàþùóþ ñðåäó êâàðöåâóþ òðóáó îáîãðåâà-
ëè ñíàðóæè íèõðîìîâîé ñïèðàëüþ ñ ðåãóëèðóå-
ìûì àâòîòðàíñôîðìàòîðîì íàïðÿæåíèåì.
Ïîðÿäîê ïóñêà óñòàíîâêè ñëåäóþùèé.
Âêëþ÷àëè îáîãðåâ ðàáî÷åé êàìåðû. Ïîäà÷åé
âîçäóõà ðåãóëèðîâàëè ðåæèì ìèíèìàëüíîãî
ïñåâäîîæèæåíèÿ êâàðöåâîãî ïåñêà. Ïîäàâàëè
ãàç è ïîäæèãàëè ãàçîâîçäóøíóþ ñìåñü. Ïîñëå
ðàçîãðåâà ïñåâäîîæèæåííîãî ñëîÿ äî òåìïåðà-
òóðû áîëåå 850 �C ïðîöåññ ãîðåíèÿ ïîñòåïåííî
âòÿãèâàëñÿ â ïñåâäîîæèæåííûé ñëîé. Ïîñëå
óñòàíîâëåíèÿ íåîáõîäèìîé ðàáî÷åé òåìïåðàòó-
ðîé ñëîÿ íà÷èíàëè çàãðóçêó èñõîäíîãî ìàòåðèà-
ëà. Ïðè êîíòàêòå ÷àñòèö ñ ïñåâäîîæèæåííûì
ñëîåì ïðîèñõîäèë ìãíîâåííûé èõ ðàçîãðåâ è
âñïó÷èâàíèå. Îáðàçîâàâøèåñÿ ìèêðîñôåðû ïîä-
õâàòûâàëèñü ãàçîâûì ïîòîêîì. Ôîòîãðàôèÿ ïî-
ëó÷åíûõ ìèêðîñôåð ñî ñðåäíèì ðàçìåðîì 100–
150 ìêì ïîêàçàíà íà ðèñ.2. Äèàïàçîí èçìåíå-
íèÿ â îïûòàõ òåìïåðàòóðû ïñåâäîîæèæåííîãî
ñëîÿ 860–960 �C.
Ñîáðàííûå ïîñëå êàæäîãî îïûòà ìèêðîñôå-
ðû àíàëèçèðîâàëè ïî ãðàíóëîìåòðè÷åñêîìó ñî-
ñòàâó, íàñûïíîé ïëîòíîñòè, ñåïàðàöèè â âîäå.
Ïðèíÿòàÿ â ýêñïåðèìåíòàõ èç-çà ìàëûõ ðàçìå-
ðîâ óñòàíîâêè ñèñòåìà ïîäà÷è ñûðüåâîãî ìàòå-
ðèàëà â âåðõíþþ èëè ñðåäíþþ çîíó ïñåâäîîæè-
æåííîãî ñëîÿ ïðèâîäèëà ê òîìó, ÷òî 10–50 %
(ìàñ.) ÷àñòèö ïåðëèòà, îñîáåííî ñàìûõ ìåëêèõ,
íå óñïåâàÿ âñïó÷èòüñÿ, âûíîñèëàñü èç àïïàðàòà.
Ïîýòîìó âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü â ïðîâåäåíèè
ñåïàðàöèè ìèêðîñôåð ïî ïëîòíîñòè è â îöåíêå
êîýôôèöèåíòà âñïó÷èâàíèÿ Ê.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ óäåëüíîãî ñîäåðæàíèÿ ãà-
çîîáðàçîâàòåëÿ Ãóä (êã/êã), â äàííîì ñëó÷àå âî-
äÿíûõ ïàðîâ, âûäåëÿþùèõñÿ â èíòåðâàëå òåìïå-
ðàòóð îò íà÷àëà âÿçêîïëàñòè÷íîãî ñîñòîÿíèÿ
âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà äî ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû
ïðîöåññà âñïó÷èâàíèÿ, è îáùèõ ïîòåðü ïðè ïðî-
êàëèâàíèè Ï (êã/êã) ïîëüçîâàëèñü äàííûìè
òåðìîãðàâèìåòðè÷åñêîãî àíàëèçà (ÒÃÀ) (ðèñ.3)
[5]. Òåìïåðàòóðà íà÷àëà ñëèïàíèÿ ÷àñòèö ñòåê-
ëà, áëèçêîãî ïî ñîñòàâó ê âóëêàíè÷åñêîìó ñòåê-
ëó [6], ðàâíà 600 �C. Ïî-âèäèìîìó, åå ìîæíî
ñ÷èòàòü òåìïåðàòóðîé íà÷àëà âÿçêîïëàñòè÷íîãî
ñîñòîÿíèÿ è çàêðûòèÿ îòêðûòûõ ïàð â ÷àñòèöå
ïåðëèòà. Äàâëåíèå ïàðîâ îñòàâøåéñÿ ÷àñòè
ñòðóêòóðíîé âîäû è ÿâëÿåòñÿ äâèæóùåé ñèëîé
ïðîöåññà âñïó÷èâàíèÿ.
 ðàáîòå [7] ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ âñåõ âñïó-
÷èâàþùèõñÿ çåðíèñòûõ ìàòåðèàëîâ êîýôôèöè-
åíò âñïó÷èâàíèÿ, îïðåäåëÿåìûé êàê îòíîøåíèå
îáúåìà âñïó÷åííîé ÷àñòèöû ê îáúåìó èñõîäíîé,
èëè â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè êàê Ê = �0
íàñ/�íàñ,
à çàâèñèò îò ñèëû ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ
ïëàñòè÷íîãî ìàòåðèàëà îïðåäåëåííîãî ñîñòàâà
�, êã/êã (äèí/ñì) ïðè îïðåäåëåííîé òåìïåðà-
òóðå. Ýòà çàâèñèìîñòü îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì:
4 �/Ä0 Ê1/3 = Ãóä�104/
/(Ê/�0
ì – (1 – Ï)/�ì) �ã,
ãäå Ä0 — íà÷àëüíûé ýêâèâàëåíòíûé äèàìåòð
÷àñòèö, ì; �0
ì — íà÷àëüíàÿ êàæóùàÿñÿ ïëîò-
íîñòü ìàòåðèàëà ÷àñòèöû, êã/ì3 (â îïûòàõ �0
ì
= 1600 êã/ì3); �ì — «èñòèííàÿ» ïëîòíîñòü ìà-
òåðèàëà, êã/ì3, �ì = 2400 êã/ì3; �ã — ïëîò-
íîñòü ãàçîâ (âîäíûõ ïàðîâ) ïðè òåìïåðàòóðå
âñïó÷èâàíèÿ è àòìîñôåðíîì äàâëåíèè.
Ïðîöåññ âñïó÷èâàíèÿ ïðîèñõîäèò ïðè òåì-
ïåðàòóðå áîëåå íèçêîé, ÷åì íåîáõîäèìî äëÿ ïî-
ëó÷åíèÿ ðàñïëàâà âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà, à ñè-
ëà ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ çàâèñèò îò òåìïå-
ðàòóðû â âÿçêîïëàñòè÷åñêîì ñîñòîÿíèè è íå
32 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4
Ðèñ.2. Ìèêðîñôåðû èç âóëêàíè÷åñêîãî ìàòåðèàëà.
Ðèñ.3. Äàííûå ÒÃÀ äëÿ âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà.
Òàáëèöà 1. Ðåçóëüòàòû îïûòîâ ïî îïðåäåëåíèþ ñèëû ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ âóëêàíè÷åñêîãî
ñòåêëà
Ò, �C Ï, êã/êã Ãóä, êã/êã �0
íàñ, êã/ì3 �íàñ, êã/ì3 Ê �ã, êã/ì3 �, êã/ì
960 0,0440 0,0140 960 94 10,2 0,180 4,95
950 0,0435 0,0138 960 137 7,0 0,181 6,0
930 0,0432 0,0135 960 180 5,8 0,184 7,0
910 0,0430 0,0130 960 207 4,62 0,188 7,9
890 0,0420 0,0125 960 232 4,13 0,192 8,1
860 0,0410 0,0115 960 286 3,35 0,197 9,0
ïîääàåòñÿ îïðåäåëåíèþ ïî ñòàíäàðòíûì ìåòî-
äèêàì, ïîýòîìó åå âåëè÷èíó ìû îïðåäåëÿëè
êîñâåííûì ìåòîäîì èç ñåðèè ñïåöèàëüíûõ ýêñ-
ïåðèìåíòîâ ñ ïåðëèòîì ìåñòîðîæäåíèÿ Ôîãîø
(ôðàêöèÿ 50–160 ìêì, Ä0 = 7�10–5 ì). Ýêâèâà-
ëåíòíûé äèàìåòð ÷àñòèö îïðåäåëÿëè êàê ïðîèç-
âåäåíèå ñðåäíåâçâåøåííîãî äèàìåòðà è êîýôôè-
öèåíòà ôîðìû, êîòîðûé, ïî òàáëè÷íûì äàí-
íûì, äëÿ äðîáëåíîãî ñòåêëà ðàâåí � = 0,65. Â
òàáë.1 ïðèâåäåíû äàííûå ýòèõ îïûòîâ è ðåçóëü-
òàòû ðàñ÷åòîâ.
 ãðàôè÷åñêîì âèäå çàâèñèìîñòü ñèëû ïî-
âåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà
îò òåìïåðàòóðû ïîêàçàíà íà ðèñ.4.
 òàáë.2 ïðèâåäåíû äàííûå ñåðèè ýêñïåðè-
ìåíòîâ ïî ïîëó÷åíèþ ìèêðîñôåð èç ïåðëèòîâî-
ãî ñûðüÿ óçêèõ ôðàêöèé ïðè òåìïåðàòóðå ñëîÿ
950 �C.
Íà ðèñ.5 ïðèâåäåíà êðèâàÿ çàâèñèìîñòè êî-
ýôôèöèåíòà âñïó÷èâàíèÿ îò ðàçìåðà èñõîäíûõ
÷àñòèö ïåðëèòà ïðè çàäàííûõ óñëîâèÿõ è îïûò-
íûå òî÷êè. Îòêëîíåíèå îïûòíûõ äàííûõ îò
ðàñ÷åòíûõ îáúÿñíÿåòñÿ â îñíîâíîì ïîãðåøíî-
ñòÿìè îïðåäåëåíèÿ ýêâèâàëåíòíîãî äèàìåòðà
÷àñòèö ïåðëèòà íåïðàâèëüíîé ôîðìû, îñîáåííî
ñàìûõ ìåëêèõ.
Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå ïðè âñïó÷èâà-
íèè âóëêàíè÷åñêîãî ïåðëèòà Ìàãàäàíñêîãî
ìåñòîðîæäåíèÿ ñëåäóþùåãî ôðàêöèîííîãî
ñîñòàâà, %: 0–50 ìêì — 49,47; 50–63 ìêì —
16,46; 63–100 ìêì — 31,12; 100–160 ìêì —
2,95, áëèçêè ê ïîëó÷åííûì ïðè âñïó÷èâàíèè
ïåðëèòà. Íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü ïîëó÷åííûõ
ìèêðîñôåð � 200 êã/ì3.
Íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü ìèêðîñôåð èç íåòåð-
ìîïîäãîòîâëåííîãî ïåðëèòà è âóëêàíè÷åñêîãî
ïåïëà íèçêà (� 250 êã/ì3), èõ ïðî÷íîñòü â 2 ñ
ëèøíèì ðàçà íèæå, ÷åì ó çîëüíûõ ìèêðîñôåð,
íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü êîòîðûõ âûøå.
Ìèêðîñôåðû èç âóëêàíè÷åñêîãî ñòåêëà ñ
âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ãàçîîáðàçîâàòåëÿ (Ãóä =
4–5 %) ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû â òàêèõ òåïëî-
èçîëÿöèîííûõ êîìïîçèöèÿõ, ãäå íàãðóçêè ïðè
ñìåøåíèè ñî ñâÿçóþùèì íåâåëèêè.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëåå ïðî÷íîãî ìàòåðèà-
ëà, íî ñ áîëüøåé íàñûïíîé ïëîòíîñòüþ, íå-
îáõîäèìî ïðîâåäåíèå ïðåäâàðèòåëüíîé òåð-
ìîïîäãîòîâêè ïåðëèòà, êàê ýòî äåëàåòñÿ ïðè
ïîëó÷åíèè ïîðèñòîãî çàïîëíèòåëÿ áåòîíà [8].
 íàøèõ îïûòàõ ïîñëå òåðìîïîäãîòîâêè ïåð-
ëèòà ôðàêöèè 50–160 ìêì ïðè 300 �C âåëè-
÷èíà ïîòåðü ïðè ïðîêàëèâàíèè ñíèçèëàñü ñ
Ï0 = 4,34 % äî ÏÒ = 2,28 %, à óäåëüíîå ãàçî-
âûäåëåíèå — ñ Ã0
óä = 1,4 % äî ÃÒ
óä = 0,7 %
ïðè âñïó÷èâàíèè ïðè 950 �C. Áëàãîäàðÿ ýòî-
ìó êîýôôèöèåíò âñïó÷èâàíèÿ ñíèçèëñÿ ñ Ê0
= 5,7 äî ÊÒ = 2,9. Èç-çà óòîëùåíèÿ ñòåíêè
ìèêðîñôåðû óâåëè÷èëàñü ïðî÷íîñòü, íàñûï-
íàÿ ïëîòíîñòü ñòàëà �Ò
íàñ = 330 êã/ì3. Ðàñ-
÷åòíàÿ âåëè÷èíà ÊÒ áëèçêà ê ðåàëüíîé è ñî-
ñòàâëÿåò 3,0.
Òàêèì îáðàçîì, ïåðëèò ðàçëè÷íûõ ìåñòî-
ðîæäåíèé, â òîì ÷èñëå è óêðàèíñêèõ, è âóëêà-
íè÷åñêèé ïåïåë ìîãóò âîñïîëíèòü íåäîñòàòîê
ðåñóðñîâ äëÿ óâåëè÷åíèÿ è óäåøåâëåíèÿ ïðî-
èçâîäñòâà ìèêðîñôåð. Êîìïàêòíûå è ýíåðãîýô-
ôåêòèâíûå àïïàðàòû ñ ïñåâäîîæèæåííûì ñëî-
åì èíåðòíîãî ìàòåðèàëà è ñæèãàíèåì òîïëèâà
íåïîñðåäñòâåííî â ñëîå ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû
äëÿ èõ ïðîèçâîäñòâà.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4 33
Òàáëèöà 2. Äàííûå îïûòîâ ïî âñïó÷èâàíèþ ïåð-
ëèòà óçêèõ ôðàêöèé
Ôðàêöèÿ
ïåðëèòà, ìêì
Ä0�105, ì �0
íàñ,
êã/ì3
�0
ì,
êã/ì3 Ê
0–50 1,5 790 250 3,2
50–63 3,67 880 198 4,45
63–100 5,3 970 180 5,45
100–160 8,4 960 116 8,3
Ïðèìå÷àíèå. �0
íàñ — íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü ìèêðîñôåð.
Ðèñ.4. Çàâèñèìîñòü ñèëû ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ âóëêà-
íè÷åñêîãî ñòåêëà îò òåìïåðàòóðû.
Ðèñ.5. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà âñïó÷èâàíèÿ îò ðàçìåðà
÷àñòèö.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Êèçèëüøòåéí Ë.ß., Äóáîâ È.Â., Øïèöãëóç À.Ë.,
Ïàðèäà Ñ.Ã. Êîìïîíåíòû çîë è øëàêîâ ÒÝÑ. —
Ì. : Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1995. — 176 ñ.
2. Êîñòîãðûç Ê.Ï., Õâàñòóõèí Þ.È. Ñóøêà è êëàñ-
ñèôèêàöèÿ ìèêðîñôåð èç çîëû ÒÝÑ â àïïàðàòàõ ñ
ïñåâäîîæèæåííûì ñëîåì // Ýêîòåõíîëîãèè è ðå-
ñóðñîñáåðåæåíèå. — 2007. — ¹ 2. — Ñ. 21–29.
3. Àëåêñååâà Ë.Â., ×åðåøíÿ È.À., Áîíèøêî Â.Å., Êà-
íîíó÷åíêî À.Í. Ïåðñïåêòèâû èñïîëüçîâàíèÿ ïåð-
ëèòîâîãî ñûðüÿ ìåñòîðîæäåíèÿ Ôîãîø Áåðåãîâ-
ñêîãî ðàéîíà Óêðàèíû // Ñòðîèò. ìàòåðèàëû è
èçäåëèÿ. — 2007. — ¹ 3–4. — Ñ. 15–18.
4. Sodeyama K., Sakka Y., Kamino Y. Preparation of
fine expanded perlite // J. of Materials Science. —
1999. — Vol. 34. — P. 2461–2468.
5. Kazue Tazaki, Tiba T., Azatani M., Miyachi M.
Structural water in volcanic glass // Clays and
Clay Minerals. — 1992. — Vol. 40, ¹ 1. —
P. 122–127.
6. Òåõíîëîãèÿ ñòåêëà / Ïîä ðåä. È.È. Êèòàéãîðîä-
ñêîãî — Ì. : Ãîññòðîéèçäàò, 1951. — 767 ñ.
7. Ñîá÷åíêî Â.Â., Õâàñòóõèí Þ.È. Ìåõàíèçì ïîðè-
çàöèè ãèäðîñèëèêàòíûõ ìàòåðèàëîâ // Ýêîòåõíî-
ëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 2005. — ¹ 1. —
Ñ. 72–75.
8. Õâàñòóõèí Þ.È., Êîñòîãðûç Ê.Ï., Ðîìàí Ñ.Í.,
Àëåêñååâà Ë.Â. Êèíåòèêà äåãèäðàòàöèè ïåðëèòà â
ïñåâäîîæèæåííîì ñëîå // Ñòðîèò. ìàòåðèàëû è
èçäåëèÿ. — 2007. — ¹ 3–4. — Ñ. 19–24.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 14.02.11
34 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4
The Efficient Heat Insulated Material
from Volcanic Glass in Fluidized Bed Manufacture
Khvastukhin Yu.I., Kostogryz K.P.,
Roman S.M., Tsyupyashuk A.N.
The Gas Institute of NÀSU, Kiev
The possibility of hollow microspheres manufacture from natural volcanic glass such as a
perlite is investigated. The laboratory unit for experiments realization and the experi-
ments for microspheres production procedure is described. The analysis of the obtained
experimental and available theoretical data is carried out. It is displayed that physical
processes of expanded perlite and hollow glass microspheres are identical. The possibility
of perlites including perlites from Ukrainian deposits for silica-alumina cindery
microspheres substitute material manufacture is displayed.
Key words: hollow glass microspheres, fluidized bed unit, heat insulating material, volca-
nic glass, perlite.
Received February 14, 2011
Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà 2012 ã. ïî Êàòàëîãó èçäàíèé Óêðàèíû,
Êàòàëîãó Àãåíòñòâà «Ðîñïå÷àòü»,
Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà «ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ» äëÿ
èçäàíèé, âûïóñêàåìûõ àêàäåìèÿìè íàóê — ÷ëåíàìè ÌÀÀÍ
Èíôîðìàöèþ î æóðíàëå
è ïðàâèëàõ îôîðìëåíèÿ ñòàòåé ìîæíî íàéòè íà ñàéòàõ:
http://www.ingas.org.ua/index.files/Page765.htm
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/ETRS/index.html
|