Исследовано получение синтетического рутила путём селективного испарения оксида кремния из кварц-лейкоксена Ярегского месторождения при плазменно-дуговом плавлении. Плавки осуществляли при атмосферном давлении дугой прямой полярности в лабораторной печи при мощности 9 - 16 кВт диффузной дугой с распределённым пятном нагрева и контрагированной дугой с высокой плотностью теплового потока в материал. Показано, что под воздействием контрагированной дуги происходит интенсивное испарение материала, при котором скорость испарения примерно на порядок превышает таковую при плавке диффузной дугой, а удельная энергоёмкость испарения, напротив, на порядок ниже. Вместе с тем, при плавке контрагированной дугой продукты испарения содержат значительное количество титана, тогда как при плавке диффузной дугой содержание титана в продуктах испарения пренебрежимо мало. По этой причине практическую реализацию селективного испарения оксида кремния целесообразно осуществлять диффузной дугой. Диаметр ванны следует выбирать равным диаметру анодного пятна дуги. Для печей промышленного масштаба диаметр анодного пятна прямо пропорционален мощности печи. Так, для печи мощностью Р = 5 МВт он составляет d[a] ~ 5 м. Энергоёмкость испарительного процесса р[g] снижается при увеличении мощности печи. При Р = 5 МВт р[g] = 14,5 ГДж на 1 т испарённого SiO[2], а суммарные энергозатраты на производство рутила равны p[сигма] = 26 ГДж/т.

Production of synthetic rutile by selective evaporation of silicon oxide from quartz-leucoxene of Yarega deposit while plasmaarc melting is investigated. The melting was realized under atmospheric pressure by 9 - 16 kW arc of direct polarity in laboratory furnace. There were two variants of melting: by diffuse arc with distributed heating spot and by contracted arc with high density of heat flux. The contracted arc caused intensive evaporation of material. The rate of contracted arc evaporation is approximately ten times higher than the rate of diffuse arc evaporation, but the energy consumption is ten times lesser. The products of contracted arc evaporation contained high amount of Ti, while Ti was practically absent in the products of diffuse arc evaporation. The diffuse arc evaporation is recommended for industrial application. The diameter of bath should be equal to the diameter of the anode spot of the arc. This diameter is directly proportional to the furnace power for industrial furnaces. For example for power P = 5 MW the diameter is equal d[a] ~ 5 m. The energy consumption for evaporation pg decreases when the furnace power increases. For P = 5 MW p[g] = 14,5 GJ per 1 t of evaporated SiO[2]. The total energy consumption for production of rutile is equal р[sigma] = 26 GJ/t.

Физика и химия обработки материалов = Physics and chemistry of materials treatment: научно-технический журнал / Российская академия наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова. — Москва: Интерконтакт Наука, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=8248>.

Физика и химия обработки материалов = Physics and chemistry of materials treatment: научно-технический журнал / Российская академия наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова. — Москва: Интерконтакт Наука, 2022 -. № 5, 2022. — (10 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://elibrary.ru/contents.asp?id=49580192>.