В настоящее время важнейшей задачей нашего общества является развитие отечественной экономики на основе современных достижений науки, техники и технологии. Использование нетрадиционных источников энергии, в частности, низкотемпературной плазмы, позволяет не только существенно снизить энергозатраты и экологическую нагрузку на природу, но и интенсифицировать технологические процессы, повысить качество конечного продукта и снизить его себестоимость.Низкотемпературную плазму используют в различных отраслях промышленности: при синтезе синтетических минералов и тугоплавких стекол, получении защитно-декоративных покрытий, стекломикрошариков, микросфер, оптических волокон и др. [1–8].Индустрия строительных материалов является достаточно энергоемкой отраслью, в том числе и в технологии получения силикат-глыбы для производства жидкого стекла.Соли кремниевой кислоты натрия или калия представляют собой продукты производства предприятий стекольной промышленности России, общий выпуск которых более 700000 т/год. Основную долю производства, свыше 90 %, составляет натриевая силикат-глыба [9, 10].Силикат-глыбу получают путем плавления кварцевого песка и кальцинированной соды и/или поташа, которая в зависимости от наличия солей в ее составе бывает одно- или двухкомпонентной [11]. Повышенное внимание к силикатным продуктам вызвано такими характеристиками, как огнеустойчивость и нетоксичность [11]. Однако современное производство силикат-глыбы представляет собой весьма энергоёмкий, длительный и многостадийный процесс, который также требует специального оборудования.На сегодняшний день, существует ряд технологий изготовления силикат-глыбы, вместе с тем каждая из них имеет ряд недостатков. Получение силикат-глыбы и дальнейшее её дробление на мелкие куски требует дополнительных энергетических затрат и оборудования [12]. Разработанная плазменная технология позволяет сразу получить необходимую мелкую фракцию силикат-глыбы.Варка силикат-глыбы осуществляется в газопламенных и электростекловаренных печах представляет собой наиболее известные технологии [13–15]. Недостатком газопламенных печей является большой расход топлива, низкий КПД и ухудшение экологической обстановки в процессе производства. Снижение экологического прессинга решает использование стекловаренных печей с электрообогревом, однако не отменяет проблему энергосбережения.Обобщая вышеуказанное, можно заключить, что современные технологии получения силикат-глыбы являются длительными во времени, требующими специализированного оборудования и энергозатрат.Целью исследований являлась разработка энергосберегающей технологии получения силикат-глыбы с использованием низкотемпературной плазмы.В качестве исходных материалов для подготовки шихт использовали:– кварцевый песок марки Б-100-1 по ГОСТ 22551–77;– сода кальцинированная марки Б по ГОСТ 5100–85;– поташ 1-го сорта по ГОСТ 10690–73.Для синтеза использовали кварцевый песок Грушевского месторождения (табл. 1). Таблица 1Химический состав кварцевого пескаНаименование сырьевого материалаСодержание оксида, мас. %SiO2Al2O3Fe2O3Песок Грушевского месторождения98,551,200,25 В соответствии с требованиями нормативных документов в России предусмотрено получение силикат-глыбы со следующим содержанием щелочей (табл. 2).Согласно данным, представленным в таблице 2, для плазменного синтеза выбраны четыре состава: натриевая силикат-глыба, натриево-калиевая силикат-глыба, калиево-натриевая силикат-глыба и калиевая силикат-глыба (табл. 3). Таблица 2Виды силикат-глыбы регламентируемые нормативными документамиНаименование глыбыСиликатный модульСодержание щелочей, %Натриевая 2,7–3,025,3–27,9Калиево-натриевая 75/252,85–3,2528,5–33,2Натриево-калиевая 70/302,75–3,125,9–29,9Калиевая2,65–2,8528,1–34,4Таблица 3Расчётные составы силикат-глыбы№Содержание компонентов, %Na2OK2OSiO2126–742824683198734–3169  Необходимые компоненты шихты усредняли в лабораторном смесителе. Для предотвращения расслоения шихты и проведения более эффективного плазменного синтеза силикат-глыбы прессовали таблетки диаметром 10 мм и толщиной 5–7 мм (рис. 1). Для точности и чистоты эксперимента было отпрессовано 4 партии.После формования проводили термообработку отформованных таблеток (рис. 2).   Рис. 1. Отпрессованные таблетки исследуемых шихт, четырех составов:1 – натриевых; 2 – натриево-калиевых; 3 – калиево-натриевых; 4 – калиевых Рис. 2. Отпрессованные термообработанные таблетки шихты  Термическую обработку таблеток производили с целью повышения их прочности, т.к. плазменные струи обладают не только высокой температурой, порядка 5000–10000 К, но и значительным динамическим напором при скорости истечения струи 150 м/с.Исследование прочности образцов на сжатие определяли на лабораторном прессе.Влияние температуры термообработки на прочность образцов представлена на рисунке 3.    Рис. 3. Зависимость прочности образцов на сжатие от температуры термообработки   С увеличением температуры термообработки с 400 °С до 620 °С прочность на сжатие возрастала с 0,8 МПа до 2,1 МПа. При более высокой температуре образцы деформировались, растрескивались и разрушались.Плазменный синтез силикат-глыбы проводили с использованием электродугового плазмотрона Мультиплаз 2500 и температурой плазменного факела 5000 К. Полученный силикатный расплав охлаждали в резервуаре с водой. В связи с тем, что расплав образовывался за весьма короткие промежутки времени и обладал температурой 1600 °С, низкой вязкостью, образовывался высококачественный однородный по свойствам стеклогранулят размером 750–2500 мкм. Схема синтеза силикат-глыбы представлена на рисунке 4.После синтеза образцы извлекали из тиглей и подвергали рентгенофазовому и рентгенофлуоресцентному анализу. Силикат-глыба шихты № 1 с содержанием 26 % Na2O, представлена на рисунке 5.Энергозатраты на синтез 1 кг силикат-глыбы по разработанной технологии составляют1900 кДж, что в три раза ниже, чем по традиционной технологии с использованием стекловаренных печей.  Рис. 4. Схема синтеза силикат-глыбы:1 – плазменная горелка; 2 – плазменный факел;3 – силикатный расплав, 4 – корпус тигля   Рис. 5. Силикат-глыба с 26 % Na2O Разработанная плазменная технология является не только экологически чистой, но и энергосберегающей, что позволяет получить конкурентоспособную продукцию.