Studying Baikal region sand properties

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study is aimed at a more detailed determination of the thermal properties of Baikal region sands and establishment of their dependence on geological and mineralogical characteristics in order to assess the possibility of using this raw material in the food industry. The objects of the study are sands sampled on the southwestern coast of Lake Baikal. The subject of the study is the mineralogical composition of sand, its grain size composition and heat capacity. The mineral composition of sand samples and their crystal structure were studied using the method of X-ray phase analysis. A standard sieve analysis method was used for granulometric estimation of sands. The average heat capacity of sand samples was determined by the mixing method. Based on the analysis of the obtained X-ray diffraction patterns, the mineralogical composition of the studied samples was determined. It was found that quartz predominates in their composition since its percentage in samples amounts to 40–60 %. The proportion of such minerals as albite and anorthoclase is 15–30 % in different samples. Less than 5 % in each sample accounts for dickite and indialite. The presence of the mineral of anthophyllite has been found only in one sample in the amount of about 9 %. The results of granulometric composition determination show that a fraction, which accounts for 70–90 %, can be isolated in most samples. The sample from the town of Slyudyanka was the only one where the fractions of different sizes were present in approximately equal amounts. For this sample, the dependence of heat capacity on the grain size was determined. In other samples, the difference in certain heat capacity values correlated well with their mineralogical composition. The results of the conducted studies and their analysis  allow to conclude that Slyudyanka and Baikalsk sands are the most attractive sands in terms of high heat capacity. The sand with the grain size from 0.125 to 0.25 mm is found to be the most suitable for the use as a thermal storage medium. This fraction is predominant in the sand of the town of Baikalsk.

About the authors

A. A. Yakovleva

Irkutsk National Research Technical University

Email: ayakovistu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5747-2864

E. A. Guseva

Irkutsk National Research Technical University

Email: el.guseva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-8719-7728

M. V. Konstantinova

Irkutsk National Research Technical University

Email: mavikonst@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8533-0214

References

  1. Chen Y. Construction: limit China's sand mining // Nature. 2017. Vol. 550. P. 457. https://doi.org/10.1038/550457c.
  2. Al-Harthy A.S., Abdel Halim M., Taha R., Al-Jabri K.S. The properties of concrete made with fine dune sand // Construction and Building Materials. 2007. Vol. 21. Iss. 8. P. 1803–1808. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.05.053.
  3. Gelabert P.A. Environmental effects of sand extraction practices in Puerto Rico // Managing Beach Resources in the Smaller Caribbean Islands: workshop papers (Mayagiiez, 21–25 October 1996). Mayagiiez: UPR Sea Grant Printers, 1997. P. 63–68.
  4. Bayram A., Önsoy H. Sand and gravel mining impact on the surface water quality: a case study from the city of Tirebolu (Giresun Province, NE Turkey) // Environmental Earth Science. 2015. Vol. 73. P. 1997–2011. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3549-2.
  5. Brunier G., Anthony E.J., Goichot M., Provansal M., Dussouillez P. Recent morphological changes in the Mekong and Bassac river channels, Mekong delta: the marked impact of river-bed mining and implications for delta destabilization // Geomorphology. 2014. Vol. 224. P. 177–191. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.07.009.
  6. Khan S., Sugie A. Sand mining and its social impacts on local society in rural Bangladesh: a case study of a village in Tangail district // Journal of Urban and Regional Studies on Contemporary India. 2015. Vol. 2. Iss. 1. P. 1–11.
  7. Зинкевич-Евстигнеева Т.Д., Грабенко Т.М. Практикум по песочной терапии. СПб.: Речь, 2002. 217 с.
  8. Сакович Н.А. Технология игры в песок. Игры на мосту. СПб.: Речь, 2006. 172 с.
  9. Борисов Б.А., Егорова Е.Ю., Зайнуллин Р.А. Водоподготовка в производстве пищевых продуктов и напитков. СПб.: Профессия, 2015. 398 с.
  10. Сомин В.А., Куртукова Л.В., Комарова Л.Ф. Умягчение подземных вод с использованием нового сорбента на основе бентонитовых глин // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 1. С. 30–33. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2015-1-30-33.
  11. Рябчиков Б.Е. Современная водоподготовка. М.: ДеЛи плюс, 2013. 679 с.
  12. Буравлев В.О., Кондратюк Е.В., Кондратюк А.В., Комарова Л.Ф. Применение новых сорбционных материалов и оборудования для водоподготовки в пищевой промышленности // Ползуновский вестник. 2011. № 3/2. С. 188–191.
  13. Almojjly A., Johnson D., Oatley-Radcliffe D.L., Hilal N. Removal of oil from oil-water emulsion by hybrid coagulation/sand filter as pre-treatment // Journal of Water Process Engineering. 2018. Vol. 26. P. 17–27. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.09.004.
  14. Almojjly A., Johnson D.J., Mandale S., Hilal N. Optimisation of the removal of oil in water emulsion by using ceramic microfiltration membrane and hybrid coagulation/sand filter-MF // Journal of Water Process Engineering. 2019. Vol. 27. P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.11.007.
  15. Cooper C., Burch R. An investigation of catalytic ozonation for the oxidation of halocarbons in drinking water preparation // Water research. 1999. Vol. 33.Iss. 18. P. 3695–3700. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00091-3.
  16. Krasnova T.A., Timoshchuk I.V., Dugarjav J., Gorelkina A.K. The choice of sorbent for adsorption extraction of chloroform from drinking water // Foods and Raw Materials. 2017. Vol. 5. Iss. 2. P. 189–196. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-189-196.
  17. Bayram H.N., Uslu A.N., Bakkalbasi A.E., Kiran Yildirim D., Doner Z., Unluer A.T. Geochemical and mineralogical characteristics of beach sand sediments in Southwestern Black Sea: an approach to heavy mineral placers // EGU General Assembly 2020. 2020. P. 9452. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-9452.
  18. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов. Новосибирск: Наука, 1994. 262 с.
  19. Гусева Е.А., Шнырова А.А. Определение физических свойств песков озера Байкал // Молодежный вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 3. С. 11–13. URL: http://xn--b1agjigi1ai.xn--p1ai/journals/2019/03/articles/02 (15.12.2022).
  20. Гусева Е.А., Константинова М.В. Гранулометрический состав песка проб с юго-западного побережья Байкала // Молодежный Вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 2. С. 7–10. URL: http://xn--b1agjigi1ai.xn--p1ai/journals/2019/02/articles/01 (15.12.2022).
  21. Кононов Е.Е. О происхождении песчаных толщ северного Прибайкалья // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. № 4. С. 23–27.
  22. Тайсаев Т.Т. Эоловые процессы в Приольхонье и на о. Ольхон (Западное Забайкалье) // Доклады Академии наук СССР. 1982. Т. 265. № 4. С. 948–951.
  23. Яковлева А.А., Гусева Е.А., До В.Т. Поглотительные свойства песков рекреационных зон юго-западного побережья Байкала по отношению к некоторым агентам // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы V Всерос. науч.-практ. конф. (г. Улан-Удэ, 25–27 июня 2018 г.). Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2018. С. 94–100.
  24. Смирнов В.Г., Дырдин В.В., Манаков А.Ю., Федорова Н.И., Шикина Р.В., Исмагилов З.Р. Физико-химические и сорбционные свойства образцов природного угля различной степени метоморфизма // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. № 10. С. 1320–1332. https://doi.org/10.1134/S0044461819100116.
  25. Рощина Т.М., Шония Н.К., Тегина О.Я., Ткаченко О.П., Кустов Л.М. Химические свойства поверхности разновидностей кремнезема // Журнал физической химии. 2017. Т. 91. № 2. С. 217–226. https://doi.org/10.7868/S004445371702025X.
  26. Атякшева Л.Ф., Добрякова И.В., Пилипенко О.С. Адсорбция β-галактозидазы на кремнеземных и алюмосиликатных адсорбентах // Журнал физической химии. 2015. Т. 89. № 3. С. 497–501. https://doi.org/10.7868/S0044453715030036

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».