2025 / Том 10, № 1 (2025) [ ГЕОЭКОЛОГИЯ ]
Получение и определение физико-химических свойств композиционного материала из отходов производства стекла и слюды
Федорова С.В., Третьякова С.А.
Страницы: 8-19
https://doi.org/10.21285/2500-1582-2025-10-1-8-19
EDN:MUWVKD
Аннотация
Рассмотрена технология утилизации отходов мелкоразмерных обогащенных слюд и отходов стекольного производства с целью получения нового композиционного материала. Из известных минералогических видов слюд е важное промышленное значение имеют мусковит и флогопит. Они, одновременно с легкостью расщепления на тонкие листочки, обладают высокими электрическими характеристиками, негорючестью, химической прочностью и другими уникальными свойствами, которые сохраняются и усиливаются при создании композита на основе слюды и стекла. В структурном соединении с алюмоборосиликатным стеклом минералы мусковит и флогопит представляют новую композицию, которую можно использовать для получения электронагревательных элементов. В статье представлены этапы и режимы технологии получения композиционного материала слюда-стекло. Экспериментально изучены его основные физико-химические свойства. Проанализированы потери массы веществ в зависимости от температуры технологического процесса, формирования новообразованной структуры. Проведен анализ состояния исходных и конечных компонентов в составе получаемого композита. С помощью дифференциально-термического анализа обнаружен рост вспучивания структуры кристаллов слюды. Определен диапазон температур, в котором слюда сохраняет свои рабочие свойства. Исследованы и выявлены визуальные изменения вспучивания в интервале 20–1200 °С. Изучены свойства термоустойчивости слюды для использования в электро- и радиотехнической промышленности. Сделано заключение, что техническое использование слюды имеет ограничение температуры в пределах 600–650 °С. Значительное остаточное вспучивание предполагает практическое использование слюды в качестве термоизоляционного материала. Изучен процесс смачивания поверхности слюды расплавленным стеклом.
Ключевые слова:
отходы мелкоразмерной слюды, мусковит и флогопит, отходы стекольного производства, композиционный материал, физико-химические свойства, ресурсосбережение
Библиографический список:
- Чупрова Л.В. Отходы производства и потребления стекла как сырье для получения качественной продукции // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 12–4. С. 640–644. EDN: XENYYB.
- Шелковникова Т.И., Баранов Е.В., Черкасов С.В., Пряженцева Е.А. Проблемы и перспективы сбора и переработки боя стекла и применение изделий на его основе // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. № 9. С. 14–21. https://doi.org/10.34031/article_5da44ad180a513.69952350. EDN: YBCVGN.
- Кетов А.А. Экономика вторичного использования отходов стекла // Твердые бытовые отходы. 2018. № 2. С.17–21. EDN: YOUNEC.
- Мусафирова Г.Я., Мусафиров Э.В., Лыщик М.В. Блочное пеностекло на основе стеклобоя, доломитовой муки и жидкого стекла // Техника и технология силикатов. 2017. Т. 24. № 1. С. 7–11. EDN: VXDZMX.
- Баранов Е.В., Шелковникова Т.И., Черкасов С.В., Пряженцева Е.А. Стеклобой – техногенное сырье для производства строительных материалов // Высокие технологии в строительстве. 2018. № 1. С. 38–42. EDN: XQBRQT.
- Шахова В.Н., Виткалова И.А., Торлова А.С., Пикалов Е.С., Селиванов О.Г. Получение облицовочной керамики с использованием несортированного боя тарных стекол // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 2. С. 36–41. EDN: YVZUSL
- Кетов П.А., Фукалова Н.И. Переработка свинецсодержащих стекол в строительные материалы // Экология и промышленность России. 2013. № 4. С. 24–27. EDN: PXHZRH.
- Вайсман Я.И., Кетов А.А., Кетов П.А. Вторичное использование пеностекла при производстве пеностеклокристаллических плит // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 56–59. EDN: YQGAHV.
- Гольцман Б., Гольцман Н. Исследование процессов рециклинга смешанных отходов стекла с получением пеностекла при использовании глицеринового порообразователя // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 6. С. 27–33. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-6-27-33. EDN: NGRMOT.
- Федорова С.В. Исследование физических процессов и химических реакций композиции слюда-стекло нового химического состава // Theoretical & Applied Science. 2015. № 4 (24). С. 108–112. https://doi.org/10.15863/TAS.2015.04.24.17, EDN: TQMBPB.
- Федорова С.В. Физико-химические и электрические показатели микалекса // Theoretical & Applied Science. 2015. № 4 (24). С. 145–148. https://doi.org/10.15863/TAS.2015.04.24.25. EDN: TQMBSD.
- Федорова С.В. Создание композита на основе слюды и стекла // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2023. № 2 (156). С. 101–110. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2023-2-101-110. EDN: WEPRHZ.
- Шишелова Т.И., Леонова Н.В. Дегидроксилация слюды в системе «слюда-стекло» // Успехи современного естествознания. 2017. № 1. С. 23–27. EDN: XWROTJ.
- Шишелова Т.И., Житов В.Г. Современное состояние слюдяной области. Проблемы и перспективы // Успехи современного естествознания. 2018. № 3. С. 133–139. EDN: YVGDCQ.
- Федорова С.В. Исследование характеристик слюд для производства нагревательных элементов // Техносферная безопасность в XXI веке: Сборник научных трудов магистрантов, аспирантов и молодых ученых (Иркутск, 27–28 ноября 2018 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2018. С. 255–257. EDN: YPZUNF. ISBN: 978-5-8038-1339-2.
- Ikubanni P.P., Oki M., Adeleke A.A. A review of ceramic/bio-based hybrid reinforced aluminium matrix composites // Cogent Engineering. 2020. Vol. 7. Iss. 1. P. 1727167. https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1727167.
- Al-Buriakhi M.S., Alaоjerami Yu.S.M., Abouhaswa A.S., Alalawi A., Nutaro T., Tonguc B.V. Effect of chromium oxide on the physical, optical, and radiation shielding properties of lead sodium borate glasses // Journal of Non-crystalline Solids. 2020. Vol. 544.P. 120171. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120171.
- Aylmore M.G., Merigot K., Quadir Z., Rickard W.D.A., Evans N.J., McDonald B.J., et al. Applications of advanced analytical and mass spectrometry techniques to the characterisation of micaceous lithium-bearing ores // Minerals Engineering. 2018. Vol. 116. P. 182-195. https://doi:10.1016/j.mineng.2017.08.004.
- Niu H., Abdulkareem M., Sreenivasan H., Kantola A.M., Havukainen J., Horttanainen M., Telkki V., Kinnunen P., Illikainen M. Recycling mica and carbonate-rich mine tailings in alkali-activated composites: A synergy with metakaolin // Minerals Engineering. 2020. Vol. 157. P. 106535. https://doi:10.1016/j.mineng.2020.106535.
- Niu H., Kinnunen P., Sreenivasan H., Adesanya E., Illikainen M. Structural collapse in phlogopite mica-rich mine tailings induced by mechanochemical treatment and implications to alkali activation potential // Minerals Engineering. 2020. Vol. 151. P. 106331. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106331.
- Fedorova S.V. Compositional Interaction of Mica and Glass Waste // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 459. P. 022089. https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/2/022089.
- Zhu S., Dong P., Zhang X., Li C., Hu X., Fu A., et al. Corrosion Resistance Mechanism of Mica/Epoxy Coatings with Different Mica Contents in a CO2-Cl- System // International Journal of Electrochemical Science. 2022. Vol. 17. Iss. 4. P. 22043. https://doi.org/10.20964/2022.04.17.
- Samantray J., Anand A., Dash B., Ghosh M.K., Behera A.K. Silicate minerals – Potential source of potash – A review // Minerals Engineering. 2022. Vol. 179. P. 107463. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107463.
- Zhytov V.G., Shishelova T.I. Perfection of technology for manufacture of heating units on the base of mica and glass // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 880. P. 012030. https://doi.org/10.1088/1757-899X/880/1/012030.
Файлы:
Для цитирования: Федорова С.В., Третьякова С.А. Получение и определение физико-химических свойств композиционного материала из отходов производства стекла и слюды ХХI век.Техносферная безопасность 2025 / Том 10, № 1 (2025) Стр. 8-19 https://doi.org/10.21285/2500-1582-2025-10-1-8-19 EDN:MUWVKD