Стартап молодого ученого ТНЦ СО РАН разработает технологию производства огнеупорных строительных блоков из бытовых и золошлаковых отходов

В число победителей конкурса «Студенческий стартап» от Минобрнауки России и Фонда содействия инновациям вошел младший научный сотрудник лаборатории функциональных керамических материалов Томского научного центра СО РАН, аспирант ТГУ Павел Вашуркин. Он представил на конкурс проект переработки алюминиевых и золошлаковых отходов в сиалоновые (SiAlON) огнеупорные строительные блоки. Стоимость этих стройматериалов будет в несколько раз ниже существующих аналогов за счет не только используемого сырья, но и энергоэффективного метода их производства (технологическое горение).

– Объемы отходов потребления и промышленности с каждым годом увеличиваются, поэтому очень важно находить новые способы их переработки в востребованные продукты, как, например, теплоизоляционные материалы. В качестве сырья мы будем использовать алюминиевые отходы (банки от различных напитков) и золошлаки, образующиеся в результате сжигания топлива на ТЭЦ. Строительные блоки будут получаться в результате самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), когда изделие с нужными свойствами образуется при сжигании в азоте, – объясняет Павел Евгеньевич.

Чтобы пустые банки и шлак с золоотвала превратились в строительный блок, требуется пройти несколько этапов. Сначала алюминиевые отходы измельчаются до частиц меньше одного миллиметра и очищаются от загрязнений, после они смешиваются с золой, затем наступает черед формования будущего изделия размером со стандартный кирпич. В качестве армирующих добавок используются базальтовые фиброволокна и жидкое натриевое стекло.

Молодому ученому предстоит определить оптимальное соотношение компонентов, а также параметры просушки заготовок для предотвращения их растрескивания. Заключительным шагом станет процесс СВС: в специальном реакторе при температуре 1 800°C под давлением азота полуфабрикат превращается в востребованное строительное изделие на основе сиалона, образованного в результате частичного замещения атомов кремния и азота атомами алюминия и кислорода.

– Именно благодаря сиалоновым фазам получаемые таким способом строительные блоки способны выдерживать большее число циклов нагрева и охлаждения, нежели другие подобные изделия. Они могут быть востребованы в промышленности для футеровки печей, а также для возведения индивидуальных печей, бань и каминов, – пояснил молодой ученый.

Срок выполнения проекта – 12 месяцев, за это время грантополучатель должен создать юридическое лицо, разработать бизнес-план стартап-проекта и представить отчет о его развитии. В организациях Томского научного центра также поддержаны проекты младшего научного сотрудника Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Андрея Удалова и инженера-исследователя ТНЦ СО РАН Дмитрия Ларкина.

© Пресс-служба ТНЦ СО РАН