CC BY
4Научная статья УДК 691
doi:10.37614/2949-1185.2022.1.2.003 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Ольга Васильевна СувороваНадежда Кимовна Манакова2
12Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1ov. suvorova@ksc.ruB 2n.manakova@ksc.ru
Аннотация
Исследована возможность получения эффективных теплоизоляционных материалов с улучшенными техническими характеристиками на основе промышленных отходов, характерных для регионов Крайнего Севера. Рассмотрено влияние модифицирующих добавок на физико-технические свойства пеносиликатных материалов. Предложены составы и технологические режимы получения пеноматериалов теплоизоляционного назначения. Ключевые слова:
техногенные отходы, минеральные наполнители, неорганические теплоизоляционные вспененные материалы, модифицирующие добавки, плотность, теплопроводность
Original article
HEAT-INSULATING MATERIALS FROM MINERAL AND MAN-MADE RAW MATERIALS OF THE KOLA PENINSULA
Olga V. SuvorovaNadezhda K. Manakova2
12I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Russia 1ov.suvorova@ksc.ruB 2n.manakova@ksc.ru
Abstract
The possibility of obtaining effective thermal insulation materials with improved technical characteristics based on industrial waste typical of the regions of the Far North is investigated. The influence of modifying additives on the physical and technical properties of foam silicate materials is considered. Compositions and technological modes of obtaining foam materials for thermal insulation purposes are proposed. Keywords:
technogenic waste, mineral fillers, inorganic thermal insulation foamed materials, modifying additives, density, thermal conductivity
Введение
Настоящая работа является продолжением и развитием исследований в области создания технологий переработки отходов обогащения руд в пеностекольные материалы, начатых под руководством профессора Виктора Николаевича Макарова. В результате анализа литературных источников, геолого-минералогических и технологических исследований сырья, изучения диаграммы плавкости системы кварц — альбит — пентаоксодисиликат натрия и проведения экспериментальных исследований были разработаны состав и технологические режимы получения пеностеклокристаллического материала на основе отходов обогащения апатит-нефелиновых руд и стеклобоя [Исследование плавкости..., 2003; Патент 2246457]. Научные идеи, заложенные В. Н. Макаровым, нашли воплощение в дальнейших исследованиях по синтезу пеносиликатных материалов с использованием местного минерального и техногенного сырья.
Переработка и утилизация техногенного сырья является актуальной задачей, поставленной перед учеными и специалистами всего мира. Хвосты обогащения, отвальные породы, отходы тепловых электростанций создают серьезные проблемы экономического и экологического характера, особенно в районах с экстремальными климатическими условиями. Поддержание хвостохранилищ (консервация, утилизация отходов) требует внушительных материальных вложений [Чуркин, Гилярова, 2020; Waste
management..., 2022]. Техногенные отходы и побочные продукты, образующиеся при добыче, обогащении и переработке минерального сырья, могут служить основными источниками вторичных ресурсов [Методологические подходы..., 2020]. Использование отходов в производстве строительных и технических материалов может частично решить задачу их утилизации, а также способствовать снижению экологической напряженности в различных регионах нашей страны [Phase evolution..., 2018; Получение..., 2019].
Практический интерес для строительной индустрии представляют эффективные экологически-и пожаробезопасные теплоизоляционные материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами. Материалы, характеризующиеся одновременным сочетанием конструкционных и эксплуатационных свойств — высокой прочностью при малой плотности, стабильной теплопроводностью, химической и биологической устойчивостью к плесени, пожаробезопасностью, могут использоваться для утепления различных сооружений гражданского и промышленного назначения без каких-либо ограничений. Среди обширного перечня строительных теплоизоляционных материалов особое положение занимают пеностекольные материалы, сочетающие в себе все обозначенные полезные свойства. Большой интерес представляют неорганические вспененные силикаты, немного уступающие классическому пеностеклу в основном из-за высокого показателя водопоглощения, который можно снизить различными доступными методами. Их изготовление не вызывает затруднений, и они более дешевы, чем пеностекло.
Как известно из литературных источников, с использованием жидкого стекла в комбинациях с различными минеральными наполнителями можно создавать неорганические теплоизоляционные материалы, обладающие вышеперечисленными уникальными свойствами. В частности, авторами работ [Патент 2703032; Перлитовый..., 2016; Абдрахимова, Абдрахимов, 2017; Зин Мин Хтет, Тихомирова, 2019] получены эффективные материалы на основе минеральных вяжущих и наполнителей с низким коэффициентом теплопроводности и достаточной для транспортировки и монтажа прочностью. Растворимое и жидкое стекла являются крупнотоннажными продуктами неорганического синтеза и производятся во многих промышленно развитых странах. Вместе с тем практическое использование жидких стекол связано с их вяжущими свойствами и со способностью к самопроизвольному отвердеванию с образованием силикатных конгломератов.
Нефелиновый концентрат с содержанием AhO3 не менее 28 % является одним из продуктов обогащения апатит-нефелиновых руд в КФ АО «Апатит». Длительное время он использовался как сырье для получения глинозема способом спекания. В настоящее время объемы его выпуска существенно снизились, однако во многих случаях нефелиновый концентрат является ценным продуктом для использования в промышленности строительных материалов [Жигулевич, 2011; Влияние..., 2013; Алексеев, 2015; Патент 2452704].
Ранее нами получены гранулированные и плитные теплоизоляционные пеносиликаты по низкотемпературной технологии из отходов и побочных кремнеземсодержащих продуктов комплексной переработки эвдиалитовых и апатит-нефелиновых руд, таких как микрокремнезем [Использование..., 2017; Манакова, Суворова, 2017]. Синтезированные пеносиликаты соответствуют нормативным требованиям на материалы и изделия строительные теплоизоляционные.
Улучшения эксплуатационных свойств материалов достигают различными приемами, например, модифицированием сырьевой смеси или оптимизацией технологических режимов. Улучшение технических характеристик возможно при использовании специальных добавок, которые способствуют формированию высокопористой структуры пеносиликатов. Многие добавки оказывают упорядочивающее действие на макро- и микроструктуру за счет возможного проникновения и распределения в пустотах кристаллической структуры теплоизоляционного материала и повышают физико-механические показатели [Формирование..., 2012; Kazmina et al., 2016; Манакова и др., 2021]. Согласно исследованиям [Давыденко, Бакатович, 2015], значительно повысить водостойкость жидкого стекла позволяет добавка смеси мела и гипса.
Цель настоящего исследования — физико-химическое и экспериментальное обоснование получения теплоизоляционных гранулированных и блочных пеносиликатов с равномерной мелкопористой структурой и улучшенными физико-техническими характеристиками.
Работа направлена на расширение минерально-сырьевой базы промышленности строительных материалов, внедрение экологически чистых, безотходных и энергосберегающих технологий.
Экспериментальная часть
В основе технологического процесса получения пористых теплоизоляционных пеносиликатов лежит способность жидкого стекла или жидкостекольных смесей, образованных при взаимодействии со щелочами микрокремнезема, вспениваться при термообработке от 300 до 850 °C, формируя при этом пористый материал, по свойствам схожий с классическим пеностеклом.
В ходе исследований для определения оптимальных состава жидкостекольной композиции и условий синтеза теплоизоляционных материалов изучали зависимости основных показателей качества пеносиликатов от содержания модифицирующих добавок и технологических параметров их получения.
Для получения гранулированных пеносиликатов (ГПС) определено оптимальное компонентное содержание шихты, мас. %: натриевое жидкое стекло (Na2OnSiO2mH2O с силикатным модулем 3,18) — 54,5, нефелиновый концентрат — 36,5, зола-унос — 9, двууглекислый аммоний NH4HCO3 — 1,8 (сверх 100 %), кремнефтористый натрий Na2[SiF6] — 1,8 (сверх 100 %). Гранулированный пеносиликатный материал синтезировали смешиванием жидкого стекла с золой, нефелиновым концентратом и добавками до получения вязкой суспензии. Кремнефтористый натрий при этом выступает в качестве отвердителя для ускорения процесса коагуляции, двууглекислый аммоний дополнительно выполняет функцию газообразователя. Из полученной тестообразной массы методом пластического формования изготавливали сферические гранулы диаметром 3-5 мм, которые после сушки в воздушно-тепловых условиях в течение 20-24 часов подвергали вспениванию при температуре 800-850 °С с выдержкой от 10 до 30 минут.
Для получения блочного пеносиликатного материала (БПМ) использовалась шихта состава, мас. %: микрокремнезем — 51-53, оксид натрия — 13 (в виде 45 % раствора NaOH), нефелиновый концентрат фракции -0,315 мм — 13, нефелиновый концентрат, дополнительно измельченный до фракции -0,2 мм, — 13, модифицирующие добавки — 8-10. Добавками послужили мел марки МТД-2 и гипс строительный марки Г-4. Компоненты шихты тщательно перемешивали, затем добавляли водный раствор гидроксида натрия. Для ускорения коагуляции смесь подвергали гидротермальной обработке при температуре 90-95 °C в течение 5-7 минут. Методом пластического формования готовили образцы-цилиндры, которые помещали в керамические разъемные формы, затем сушили в воздушно-тепловых условиях. Термическую обработку подготовленных образцов проводили в камерной электропечи ПКЛ-1,2-36. Вспучивание материала происходило при температурах от 650 до 750 °C с интервалом в 25 °C и изотермической выдержкой 20-35 минут. Для стабилизации структуры образцы резко охлаждали на 100-150 °C в течение 5 минут с последующим произвольным охлаждением до комнатной температуры.
Физико-технические и теплофизические свойства пеносиликатных материалов определяли и оценивали с учетом нормативных требований: ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний»; ГОСТ 9758-2012 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытания»; ГОСТ 16381-77 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования». Для определения коэффициента теплопроводности использовали электронный измеритель теплопроводности ИТП-МГ 4. Исследования морфологии поверхности среза вспененных материалов проводили на сканирующем электронном микроскопе SEM LEO 420.
Обсуждение результатов
При разработке гранулированного материала критерием оценки качества были выбраны плотность, прочность при раскалывании (сжатии), теплопроводность и структура (размеры и равномерность распределения пор, толщина межпоровых перегородок) образцов, а критерием оптимизации — условия синтеза.
Результаты исследования основных технических характеристик полученного материала в зависимости от температурно-временных условий получения представлены в табл. 1.
Таблица 1
Технические свойства ГПС в зависимости от режимов термообработки
№ п/п Условия термообработки Характеристика гранул
Температура вспенивания, °C Время вспенивания, мин Насыпная плотность, г/см3 Прочность при раскалывании, МПа
1 800 15 0,71 6,76
2 800 30 0,71 4,56
3 850 10 0,69 3,50
4 850 15 0,71 3,40
5 850 20 0,71 2,55
6 850 30 0,72 2,47
По полученным экспериментальным данным можно сделать вывод, что насыпная плотность гранул в указанных условиях синтеза практически не зависит от температуры и времени обжига и находится в пределах 0,69-0,72 г/см3. Наибольшее влияние эти параметры оказали на прочность при раскалывании образцов. При повышении температуры на 50 °С и увеличении времени вспенивания происходит значительное снижение прочности гранул — в среднем в 1,5-2,8 раза. Максимальное значение прочности при раскалывании гранул наблюдается при температуре обжига 800 °С с выдержкой в 15 мин, а минимальное — при 850 °С в течение 30 мин. Такую зависимость прочности можно объяснить различной морфологией гранул. При меньших температуре и времени обжига образуется более плотная и однородная мелкопористая структура, чем, скорее всего, и обусловлена повышенная прочность гранул. На сколах гранул с увеличением температуры и времени обжига, предположительно в результате снижения вязкости смеси, наблюдается образование мелких пор в приповерхностном слое, а более крупных — в центре.
С точки зрения энергоэффективности синтеза пеноматериалов можно отметить, что лучшим условием их получения на данном этапе работ является вспенивание при температуре 800 °С в течение 15 мин. Но поверхность гранул при этих условиях процесса не остеклована и образцы имеют сквозную открытую пористость, что обусловливает высокое водопоглощение материала, в связи с чем предпочтителен выбор следующего технологического режима: температура вспенивания 850 °С в течение 10-15 мин. Коэффициент теплопроводности полученного материала 0,066-0,068 Вт/мК.
Рис. 1. Внешний вид (а), макро- (б) и микроструктура (в) гранулированных пеносиликатов
По результатам оптической и сканирующей электронной микроскопии образцы ГПС обладают закрыто-ячеистой поровой структурой, размер макропор составляет от 0,6 до 1,5 мм (рис. 1). Наблюдается характерный для стекол блеск, как на поверхности гранул, так и на их сколах. Межпоровая перегородка толщиной в среднем 335 мкм пронизана порами округлой формы с ровно очерченными краями диаметром от 27 до 80 мкм, которые распределены неравномерно. Микроструктура пористой системы ГПС и текстура стенок пор аналогичны пеностеклу. Для получения
высококачественных пеносиликатных материалов с равномерной мелкопористой структурой требуется доработка технологии.
Экспериментальные исследования взаимосвязи состава шихты, температурно-временного режима, макроструктуры и свойств образцов БПМ на основе кремнеземсодержащих продуктов и нефелинового концентрата позволили подобрать оптимальные условия их получения: гидротермальная обработка при 90-95 °C в течение 5 минут и вспенивание при 675-700 °C в течение 25 минут. В результате исследований получен блочный пеносиликат с низкими показателями плотности и теплопроводности, но в то же время и низкой водостойкостью, которая является общим недостатком практически всех щелочно-силикатных вспученных материалов.
Учитывая результаты работ [Леонович и др., 2012; Давыденко, Бакатович, 2015; Kazmina et al., 2016; Манакова и др., 2021], для достижения оптимальной структуры и улучшения характеристик БПМ применили следующие подходы:
• использовали исходные сырьевые материалы различной крупности — нефелиновый концентрат фракций -0,315 и -0,2 мм;
• в состав шихты вводили модифицирующие добавки в виде смеси мела и гипса (соотношение 3 : 1).
Получены БПМ с приемлемыми техническими характеристиками, представленными в табл. 2.
Как видно, введение в состав шихты смеси мела и гипса при соотношении 3 : 1 обусловливает увеличение водостойкости в 2-3 раза и прочности до 2 раз по сравнению с образцами без добавок. С увеличением на 2 % содержания двухкомпонентной смеси в шихте на 10 % возрастает значение прочности при сжатии образцов и в 1,5 раза снижается водопоглощение материала при незначительном повышении теплопроводности.
Таблица 2
Характеристика БПМ с добавлением смеси мела и гипса (температура вспенивания 700 °С)
Содержание компонентов, мас. % Средняя плотность Рср, г/см3 Прочность при сжатии Лож, МПа Водопоглощение W, % Коэффициент теплопроводности X, Вт/мК
Микрокремнезем Нефелиновый концентрат, фракция, мм Смесь мела и гипса
-0,315 -0,2
53 13 13 8 0,49 2,80 18 0,059
52 9 0,51 2,70 14 0,060
51 10 0,52 3,10 12 0,062
Примечание. Na2O — 13 мас. %.
Таким образом, по комплексу физико-химических свойств: плотности, механической прочности при сжатии, теплопроводности — разработанные БПМ соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам аналогичного назначения. Однако особого внимания и дополнительных изысканий требует проведение исследований по улучшению водостойкости пеносиликатов.
Требуемые свойства теплоизоляционных пористых материалов достигаются направленным формированием структуры, что подтверждается фотографиями макроструктуры полученных пеносиликатов (рис. 2), различия которых очевидны.
Для вспученных теплоизоляционных материалов оптимальной считается структура, состоящая из равномерно распределенных пор с глянцевой поверхностью припорового слоя, разделенных тонкими плотными одинаковыми по сечению межпоровыми перегородками. Наличие такой структуры обеспечивает получение высококачественных материалов. Сопоставительный анализ данных (табл. 2, рис. 2) показывает, что у образцов с добавкой в составе, характеризующихся более равномерной мелкопористой структурой, сравнительно лучшие показатели свойств (прочность, водопоглощение).
Варьирование состава введением модифицирующих добавок и технологических параметров позволяет создать условия для улучшения структуры пеностекольных материалов, которая
способствует повышению эксплуатационных характеристик. На рис. 3 представлено полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM LEO 420 изображение микроструктуры блочного пеносиликатного материала с двухкомпонентной добавкой, синтезированного при температуре 700 °С.
Рис. 2. Макроструктура БПМ:
а — без добавок; б — с добавкой смеси мел + гипс Рис. 3. Микрофотография блочного пеносиликата
Анализ результатов СЭМ структуры образцов показывает, что материал имеет замкнутую пористость в отличие от образцов без добавок, чем можно объяснить снижение показателя водопоглощения. Толщина межпоровых перегородок составляет 81-108 мкм, а размеры микропор, заключенных в перегородках, находятся в пределах 5-20 мкм и имеют преимущественно сферическую форму.
В результате исследований подобраны оптимальные технологические параметры и температурно-временные режимы синтеза ГПС (рис. 4) и БПМ (рис. 5), а также предложены принципиальные схемы их получения.
Рис. 4. Режим синтеза вспененного ГПС: 1 — загрузка; 1-2 — вспенивание; 2-3 — резкое охлаждение; 3-4 — постепенное охлаждение и отжиг; 4 — выгрузка
Рис. 5. Режим синтеза БПМ: 1 — загрузка, 1-2 — нагрев; 2-3 — вспенивание; 3-4—резкое охлаждение; 4-6 — постепенное охлаждение и отжиг; 6 — выгрузка
Заключение
Таким образом, теоретически и экспериментально обоснована возможность применения техногенного сырья предприятий Мурманской области для производства теплоизоляционных неорганических вспененных материалов.
Разработаны составы и способы получения эффективных гранулированных и блочных теплоизоляционных пористых стекломатериалов с относительно равномерной мелкопористой структурой и стабильными улучшенными физико-техническими свойствами.
Полученный ГПС соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к материалам и изделиям строительным теплоизоляционным, и может использоваться в качестве теплоизоляционной засыпки в промышленном и гражданском строительстве.
Рассмотрено влияние двухкомпонентной модифицирующей добавки на технические свойства и структуру полученных БПМ. Показано, что использование смеси мела и гипса в соотношении 3 : 1 способствует увеличению прочности образцов в 1,8-2 раза (2,8-3,10 МПа) и снижению водопоглощения — в 2-3 раза (до 12 %) в сравнении со свойствами образцов без добавок. По комплексу физико-технических свойств: плотности, прочности при сжатии, теплопроводности разработанные БПМ соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам аналогичного назначения.
Применение разрабатываемых теплоизоляционных материалов позволит снизить толщину стен и других ограждающих конструкций, что повлечет за собой снижение затрат на строительство, будет способствовать обеспечению высокой энергоэффективности зданий и сооружений в холодном климате регионов Арктической зоны РФ.
Список источников
1. Абдрахимова Е. С., Абдрахимов В. З. Высокопористый теплоизоляционный материал на основе жидкого стекла // Физика и химия стекла. 2017. Т. 43, № 2. С. 222-230.
2. Алексеев А. И. Комплексная переработка апатит-нефелиновых руд на основе создания замкнутых технологических схем // Записки Горного института. 2015. Т. 215. С. 75-82.
3. Влияние механоактивации нефелинового концентрата на его вяжущие свойства в составе смешанных цементов / Б. И. Гуревич [и др.] // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86, № 7. С.1030-1335.
4. Давыденко Н. В., Бакатович А. А. Повышение водостойкости жидкого стекла, применяемого в качестве вяжущего при производстве теплоизоляционных костросоломенных плит // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия А. 2015. № 8. С. 71-75.
5. Жигулевич П. А. Перспективы комплексной переработки нефелинового концентрата // Известия вузов. Горный журнал. 2011. № 5. С. 41-44.
6. Зин Мин Хтет, Тихомирова И. Н. Технология получения композиционного теплоизоляционного материала с использованием натриевого жидкого стекла и минеральных наполнителей // Техника и технология силикатов. 2019. Т. 26, № 1. С. 14-19.
7. Использование горнопромышленных отходов для получения вспененных теплоизоляционных материалов / О. В. Суворова [и др.] // Минералогия техногенеза. 2017. Миасс: ИМин УрО РАН, С.163-173.
8. Исследование плавкости в системе альбит — эгирин — пентаоксодисиликат натрия — кварц / В. Н. Макаров [и др.] // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2003. Т. 6, № 1. С.145-148.
9. Манакова Н. К., Суворова О. В. Вспененные теплоизоляционные материалы из техногенного сырья мурманской области // Наука и образование в арктическом регионе: материалы междунар. науч.-практ. конф. Мурманск, 2017. С. 158-161.
10. Манакова Н. К., Суворова О. В., Макаров Д. В. Влияние минеральных добавок на структуру и свойства теплоизоляционных материалов на основе кремнеземсодержащего сырья // Стекло и керамика. 2021. № 8. С. 35-40.
11. Методологические подходы к организации и оценке системы обращения с отходами угледобывающего производства / И. В. Петров [и др.] // Уголь. 2020. № 9. С. 59-64. doi: 10.18796/00415790-2020-9-59-64.
12. Патент 2246457 Рос. Федерация МПК C 03 C 11/00. Шихта для получения пеностекольного облицовочного материала / Калинников В. Т., Макаров В. Н., Суворова О. В., Макаров Д. В., Кулькова Н. М. № 2003118339/03; заявл. 17.06.2003; опубл. 20.02.2005; Бюл. № 5.
13. Патент 2452704 Рос. Федерация МПК C2 C04B12/04 (2006.01). Способ получения полуфабриката для изготовления строительного материала / Писарев Б. В., Меркин Н. А., Магомедов М. Г. № 2010128772; заявл. 13.07.2010; опубл. 10.06.2012; Бюл. № 16.
14. Патент Рос. Федерация 2703032 МПК C03C 11/00 (2006.01) C03B 19/08 (2006.01) C04B 28/26 (2006.01). Способ получения пеносиликатного материала / Манакова Н. К., Суворова О. В. Опубл. 15.10.2019. Бюл. № 29.
15. Перлитовый теплоизоляционный материал на нанодисперсном полисиликатнатриевом вяжущем / А. Б. Тотурбиев [и др.] // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 3. С. 20-24.
16. Получение пористого теплоизоляционного материала из хвостов обогащения медной руды / О. В. Казьмина [и др.] // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21, № 1. С. 159-168.
17. Формирование пористой структуры силикатных теплоизоляционных материалов / С. Н. Леонович [и др.] // Строительные материалы. 2012. № 4. С. 84-86.
18. Чуркин О. Е., Гилярова А. А. Освоение отходов горного производства как инвестиционное направление развития горнорудной промышленности Кольского полуострова // Экономика, предпринимательство и право. 2020. Т. 10, № 3. С. 905-916. doi:10.18334/epp .10.3.100742.
19. Kazmina O. V., Tokareva A. Y., Vereshchagin V. I. Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material // Resource-Efficient Technologies. 2016. Ко. 2. P. 23-29.
20. Phase evolution, pore morphology and microstructure of glass ceramic foams derived from tailings wastes / Taoyong Liu [et al.] // Ceramics International. 2018. Vol. 44. P. 14393-14400. doi:10.1016/ j.ceramint.2018.05.049.
21. Waste management in the mining industry of metals ores, coal, oil and natural gas — A review / Szymon Kalisz [et al.] // J. Environmental Management. 2022. Vol. 304. P. 114-239. doi: 10.1016/j. jenvman.2021.114239.
References
1. Abdrakhimova E. S., Abdrakhimov V. Z. Vysokoporistyj teploizolyacionnyj material na osnove zhidkogo stekla [Highly porous thermal insulation material based on liquid glass]. Fizika i himiya stekla [Glass Physics and Chemistry], 2017, Vol. 43, No. 2, pp. 222-230 (In Russ.).
2. Alekseev A. I. Kompleksnaya pererabotka apatit-nefelinovyh rud na osnove sozdaniya zamknutyh tekhnologicheskih skhem [Complex processing of apatite-nepheline ores on the basis of cycled technological schemes]. Zapiski Gornogo instituta [Journal of Mining Institute], 2015, Vol. 215, pp. 75-82.
3. Gurevich B. I., Kalinkin A. M., Kalinkina E. V., Tyukavkina V. V. Vliyaniye mekhanoaktivatsii nefelinovogo kontsentrata na yego vyazhushchiye svoystva v sostave smeshannykh tsementov [Effect of the mechanical activation of nepheline concentrate on its binding properties in mixed cements]. Zhurnalprikladnoj himii [Russian Journal of Applied Chemistry], 2013, Vol. 86, No. 7, pp. 1030-1335 (In Russ.).
4. Davydenko N. V., Bakatovich A. A. Povysheniye vodostoykosti zhidkogo stekla, primenyayemogo v kachestve vyazhushchego pri proizvodstve teploizolyatsionnykh kostrosolomennykh plit [Improvement of water-resisting properties of liquid glass applied as a binding agent for heat-insulating straw-boom plates manufacturing]. VestnikPolotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya A [Bulletin of Polotsk State University. Series A], 2015, No. 8, pp. 71-75 (In Russ.).
5. Zhigulevich P. A. Perspektivy kompleksnoy pererabotki nefelinovogo kontsentrata [Prospects of integrated processing of nepheline concentrate]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Gornyy zhurnal [Bulletin of higher educational institutions. Mining journal], 2011, No. 5, pp. 41-44 (In Russ.).
6. Zin Min Htet, Tikhomirova I. N. Tekhnologiya polucheniya kompozitsionnogo teploizolyatsionnogo materiala s ispol'zovaniyem natriyevogo zhidkogo stekla i mineral'nykh napolniteley [Technology of composite thermal insulation material production using sodium liquid glass and mineral fillers]. Tekhnika i tekhnologiya silikatov [Technique and technology of silicates], 2019, Vol. 26, No. 1, pp. 14-19 (In Russ.).
7. Suvorova O. V., Manakova N. K., Makarov D. V., Kul'kova N. M. Ispol'zovanie gornopromyshlennyh othodov dlya polucheniya vspenennyh teploizolyacionnyh materialov [Use of mining wastes in manufacture of heat-insulating foam glass materials]. Mineralogiya tekhnogeneza [Mineralogy of technogenesis], 2017, No. 18, pp. 163-173 (In Russ.).
8. Makarov V. N., Kul'kova N. M., Makarov D. V., Suvorova O. V. Issledovaniye plavkosti v sisteme al'bit — egirin — pentaoksodisilikat natriya — kvarts [Investigation of fusibility in the system albite — aegirine — sodium pentaoxodisilicate-quartz]. Vestnik Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Vestnik of MSTU], 2003, Vol. 6, No. 1, pp. 145-148 (In Russ.).
9. Manakova N. K., Suvorova O. V. Vspenennye teploizolyacionnye materialy iz tekhnogennogo syr'ya murmanskoj oblasti [Foamed heat-insulating materials from technogenic raw materials of the Murmansk region]. Nauka i obrazovanie v arkticheskom regione. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Murmanskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet [Science and education in the Arctic region. Proceedings of the international scientific-practical conference. Murmansk, State Technical University], 2017, pp. 158-161.
10. Manakova N. K., Suvorova O. V., Makarov D. V. Vliyaniye mineral'nykh dobavok na strukturu i svoystva teploizolyatsionnykh materialov na osnove kremnezemsoderzhashchego syr'ya [Influence of mineral additives on the structure and properties of thermal insulating materials based on silica-containing raw materials]. Steklo i keramika [Glass and Ceramics], 2021, No. 8, pp. 35-40 (In Russ.).
11. Petrov I. V., Merkulina I. A., Kharitonova T. V., Kolesnik G. V. Metodologicheskiye podkhody k organizatsii i otsenke sistemy obrashcheniya s otkhodami ugledobyvayushchego proizvodstva [Methodological approaches to the organization and evaluation of the coal mining waste management system]. Ugol' [Russian coal journal], 2020, No. 9, pp. 59-64 (In Russ.), doi:10.18796/0041-5790-2020-9-59-64.
12. Kalinnikov V. T., Makarov V. N., Suvorova O. V., Makarov D. V., Kul'kova N. M. Shihta dlya polucheniya penostekol'nogo oblicovochnogo materiala. Patent 2246457 Ros. Federaciya MPK C 03 C 11/00. Ш. 2003118339/03; zayavl. 17.06.2003; opubl. 20.02.2005; Byul. Ш 5 [Charge for obtaining foam glass facing material. Patent 2246457 Rus. Federation IPC C 03 C 11/00. No. 2003118339/03; application 17.06.2003; publ. 20.02.2005; Bul. No. 5] (In Russ.).
13. Pisarev B. V., Merkin N. A., Magomedov M. G. Sposob polucheniya polufabrikata dlya izgotovleniya stroitel'nogo materiala. Patent 2452704 Ros. Federaciya MPK C2 C04B12/04 (2006.01). No. 2010128772; zayavl. 13.07.2010; opubl. 10.06.2012; Byul. No. 16 [A method for obtaining a semifinished product for the manufacture of building material. Patent 2452704 Rus. Federation IPC C2 C04B12/04 (2006.01). No. 2010128772; application 13.07.2010; publ. 10.06.2012; Bul. No. 16] (In Russ.).
14. Manakova N. K., Suvorova O. V. Sposob polucheniya penosilikatnogo materiala. Patent 2703032 Ros. Federaciya MPK C03C11/00 (2006.01) C03B19/08 (2006.01) C04B 28/26 (2006.01); оpubl. 15.10.2019. Byul. No. 29 [A method for obtaining a foam silicate material. Patent 2703032 Rus. Federation IPC C03C 11/00 (2006.01) C03B 19/08 (2006.01) C04B 28/26 (2006.01); publ. 15.10.2019. Byul. No. 29] (In Russ.).
15. Toturbiev A. B., Cherkashin V. I., Toturbiev B. D., Toturbieva U. D. Perlitovyy teploizolyatsionnyy material na nanodispersnom polisilikatnatriyevom vyazhushchem [Perlite insulating material based on the nano-dispersive polysilicate sodium binder]. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel'stvo [Industrial and civil engineering], 2016, No. 3, pp. 20-24 (In Russ.).
16. Kaz'mina O. V., Semke A. P., Belyaeva I. V., Semukhin B. S. Polucheniye poristogo teploizolyatsionnogo materiala iz khvostov obogashcheniya mednoy rudy [Production of foamed heat insulation materials from copper ore mill tailings] Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta [Journal of Construction and Architecture], 2019, Vol. 21, No. 1, pp. 159-168 (In Russ.).
17. Leonovich S. N., Shchukin G. L., Belanovich A. L., Savenko V. P., Karpushenkov S. A. Formirovaniye poristoy struktury silikatnykh teploizolyatsionnykh materialov [Formation of the porous structure of silicate heat-insulating materials]. Stroitel'nye materialy [Construction materials], 2012, No. 4, pp. 84-86 (In Russ.).
18. Churkin O. E., Gilyarova A. A. Osvoyeniye otkhodov gornogo proizvodstva kak investitsionnoye napravleniye razvitiya gornorudnoy promyshlennosti Kol'skogo poluostrova [Mining wastes management as an investment direction for the development of the Kola Peninsula mining industry]. Ekonomika, predprinimatel'stvo ipravo [Economics, business and law], 2020, Vol. 10, No. 3, pp. 905916 (In Russ.), doi: 10.18334/epp.10.3.100742.
19. Kazmina O. V., Tokareva A. Y., Vereshchagin V. I. Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material. Resource-Efficient Technologies, 2016, No. 2, pp. 23-29.
20. Taoyong Liu, Changwei Lin,1, Jianlei Liu, Lei Han, Hua Gui, Cui Li, Xin Zhou, Hui Tang, Qifeng Yang, Anxian Lu. Phase evolution, pore morphology and microstructure of glass ceramic foams derived from tailings wastes. Ceramics International, 2018, Vol. 44, рр. 14393-14400. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.05.049.
21. Kalisz S., Kibort K., Mioduska J., Lieder M., Malachowska A. Waste management in the mining industry of metals ores, coal, oil and natural gas — A review. Journal of Environmental Management, 2022, Vol. 304, рр. 114-239. doi:10.1016/j.jenvman.2021.114239.
Информация об авторах
О. В. Суворова — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, https://orcid/org/0000-0003-4619-0869;
Н. К. Манакова — кандидат химических наук, научный сотрудник, https://orcid/org/0000-0002-4583-9526.
Information about the authors
O. V. Suvorova — PhD (Engineering), Senior Researcher, https://orcid/org/0000-0003-4619-0869;
N. K. Manakova — PhD (Chemistry), Researcher, https://orcid/org/0000-0002-4583-9526.
Статья поступила в редакцию 01.08.2022; одобрена после рецензирования 20.09.2022; принята к публикации 27.09.2022.
The article was submitted 01.08.2022; approved after reviewing 20.09.2022; accepted for publication 27.09.2022.
