Механохимическая обработка природного сырья и техногенных  отходов для получения теплоизоляционных материалов

А.Е. Матен; Б.С. Садыков; А.Б.  Артықбаева; А.С. Әділхан; А.О. Жапекова; А.Е. Баққара

doi:10.18321/cpc23(3)323-333

Авторлар

А.Е. Матен Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Казахстан; Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби д., 71, Алматы, Казахстан
Б.С. Садыков Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Казахстан
А.Б. Артықбаева Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Казахстан; Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби д., 71, Алматы, Казахстан
А.С. Әділхан Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби д., 71, Алматы, Казахстан
А.О. Жапекова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Казахстан; Қазақ ұлттық қыздар педагогикалық университеті, Гоголь к., 114, Алматы,Казахстан
А.Е. Баққара Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Казахстан; Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби д., 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(3)323-333

Кілт сөздер:

диатомит, күл-қож қалдықтары, жылу оқшаулағыш материалдар, механохимиялық өңдеу, композитті құрылым, графит, қалдықтарды утилизациялау, қалдықтарды қайта өңдеу

Аңдатпа

ЖЭС-тің күл-қож қалдықтарын жылу оқшаулағыш материалдарда қайта пайдалану – қалдықтарды кәдеге жарату мен энергияны үнемдеудің тиімді жолы. Осы зерттеуде табиғи диатомит пен күл-қож қалдықтары «NXQM-2A» центрифугалық-планетарлық диірменінде 20 мин бойы (ұнтақ/шар массалық қатынасы 1/4) механохимиялық активтендіріліп, бір мезгілде 5-20 мас.% графитпен модификацияланды. Жоғары энергиялы ұнтақтау кристаллдық фазаларды бұзып, алюмосиликаттардың аморфты үлесін арттырды және түйірішілік кеуектік құрылымды сақтады. Нәтижесінде композициялардың жылуөткізгіштік коэффициенті 0,10-0,12 Вт/м·К дейін төмендеп, тығыздығы мен сығу беріктігі артты (диатомитте 5,6-дан 23,2 МПа-ға, ұшпа күлде 10,5-тен 37,6 МПа-ға дейін). 10 мас.% графит қосу диатомиттің гидрофобтығын күшейтіп, су сіңіргіштігін шамамен 2 есе азайтты және күл-қож композитында ең төменгі λ (0,11 Вт/м·К) мәнін қамтамасыз етті. Ал 20 мас.% графит шамадан тыс макрокеуектілік түзіп, беріктікті 4-12 МПа-ға дейін түсіріп, ылғалға төзімділікті әлсіретті. Осылайша, механохимиялық активтендіру мен орташа мөлшердегі графиттік модификация диатомит пен күл-қож негізіндегі материалдардың жылу өткізгіштік (төмен λ) және механикалық (жоғары беріктік) қасиеттерін айтарлықтай жақсартып, су сіңіргіштігін азайтады. Алынған нәтижелер күл-қож қалдықтарын жоғары тиімді жылу оқшаулағыш бұйымдарға айналдырудың жүзеге асырылатынын дәлелдейді және әзірленген композициялар ғимарат конструкциялары мен басқа да жылу тосқауыл жүйелерінде қолдануға перспективалы екенін көрсетеді.

Әдебиеттер тізімі

(1) M. Liu, P. Zhu, X. Yan, et al. The Application of Solid Waste in Thermal-Insulation Materials: A Review, J. Renew. Mater. 12 (2024) 329–347. Crossref

(2) M. Raza, A. Farhan, B. Abu-Jdayil. Lignocellulose-Based Insulation Materials: Sustainable Solutions for Energy Efficiency, Int. J. Innov. Food Tech. 24 (2024) 100844. Crossref

(3) M.G. Lee, Y. Huang, Y.F. Shih, et al. Mechanical and Thermal Insulation Performance of Waste-Diatomite Cement Mortar, J. Mater. Res. Technol. 25 (2023) 4739–4748. Crossref

(4) V. Martínez, T. Stolar, B. Karadeniz, et al. Advancing Mechanochemical Synthesis by Combining Milling with Different Energy Sources, Nat. Rev. Chem. 7 (2023) 51–65. Crossref

(5) A. Bakkara, B. Sadykov, A. Artykbaeva, et al. Energy-Intensive Materials with Mechanically Activated Components, ChemEngineering 7 (2023) 97. Crossref

(6) H. Xu, H. Wang, Z. Zhang, et al. High-Efficiency Al-Based Multicomponent Composites for Low-Temperature Hydrogen Production, Int. J. Hydrogen Energy 48 (2023) 26260–26275. Crossref

(7) D.V. Dudina, B.B. Bokhonov. Materials Development Using High-Energy Ball Milling: A Review, J. Compos. Sci. 6 (2022) 188. Crossref

(8) A.G. Adeniyi, S.A. Abdulkareem, C.A. Adeyanju, et al. Recycling Biochar and Aluminium Filings into Thermally Conducting Polystyrene Composites, J. Polym. Environ. 30 (2022) 3150–3162. Crossref

(9) Z.H. Liu, F. Wang, Z.P. Deng. Thermal-Insulation Composite Based on SiO₂ Aerogel, Constr. Build. Mater. 286 (2021) 122921. Crossref

(10) G.A. Medvedeva, R.T. Akhmetova, A.A. Yusupova. Utilization of Ash-and-Slag Waste in Sulfur Concrete Production, Sovrem. Naukoyomk. Tekhnol. 11 (2021) 43–47.

(11) L.M. Delitsyn, A.S. Vlasov, Yu.V. Ryabov. Innovative Technology for Full-Scale Processing of TPP Ash Waste, In Kompleksnoe Osvoenie Tekhnogennykh Obrazovaniy, South Ural State University, Chelyabinsk (2021) 103–108.

(12) N.N. Mofa, Z.A. Mansurov. Mechanochemical Synthesis of Surface Nanostructures for Composite Materials, In Proc. Int. Conf. “Mechanochemical Synthesis and Sintering” (2021) 67–68.

(13) A.E. Bakkara, B.S. Sadykov, A.S. Khairullina, et al. Patent for Utility Model RK No. 9822. Composition for the Production of Thermal Insulation Material.