Прирост сырьевой базы Урала для непрерывного базальтового волокна (НБВ) и каменной ваты

Н.Е. Аблесимов, Ablesimov1@yandex.ru

В сентябре 2019 – феврале 2020 года профессором Н.Е. Аблесимовым с коллегами из СПбГУ и МГУ, при участии Антона Безлаковского проведено дообследование Арголевского месторождения андезито-базальтовых порфиритов площадью 2130 га без ограничений по глубине в 30 км от г. Кыштым (Челябинская обл., общие запасы составляют 103 млн. куб. м. Лицензия на право пользования недрами до 2026 г.).

Дообследование проведено по полной схеме от отбора образцов по площади и глубине, их фазово-элементных исследований неразрушающими методами анализа, до вытяжки волокна на лабораторной установке и определения его физико-механических характеристик.

В результате из сырья с модулем кислотности (Мк) = 4,43 – 5,24 получено непрерывное каменное волокно со следующими характеристиками:

• температурный интервал получения волокон: 1330 – 1390° С;
• диаметр волокон: 10,5 – 19,2 мкм;
• прочность волокна: 1,15 (1,53 с замасливателем) ГПа;
• модуль упругости: 51,2 ГПа.

Какие изделия можно получать?

1. Для производства одно процессных ровингов с использованием 1200 и 1600 фильерных питателей, с внутренним диаметром фильер до 1,5 мм, для получения волокон 15, 17, 19 и 21 микрон, при установленной линейной скорости вытягивания до 1500 оборотов в минуту, с диаметром веретена от 150 мм для директ-ровингов линейной плотности от 800 до 1200 текс и с диаметром веретена 230 мм для директ-ровингов линейной плотностью от 300 до 900 текс. Содержание кварца 13,9 % потребует применения высокотемпературных огнеупоров и использования плоских электродов в зоне плавления и по всей длине плавильной печи для поддержания температуры от 1710° С до 1730° С, с учетом использования многофильерных питателей и необходимостью исключить возникновения капельной обрывности и снижения КПВ многофильерных питателей, тип плавильной печи – газоэлектрическая, использование 3D-экранов необходимо.

2. Волокно может быть использовано для производства пряжи с диаметром элементарного волокна от 13 до 17 микрон (ровинги намоточные, сложенные ровинги, спрей ровинги, gun-ровинги) и текстильной нити, с диаметром элементарного волокна от 11 до 13 микрон, но при условии размотки, первой крутки и второй крутки со сложениями от 2-х до 8-ми сложений, для повышения прочностных и технологических свойств волокна для дальнейшей переработки. Для повышения технологических свойств волокна потребуется приобретения комплекса как минимум из двух размоточных и одной крутильной машины, для дальнейшей переработки в ткани термоизоляционного назначения и огнезащиты.

3. Могут быть получены рубленные волокна, так как структура расплава позволяет вытягивать волокна в диапазоне диаметров элементарного волокна от 11 до 19 микрон, скорости вытягивания соответствуют технологическим режимам работы ин-лайн чопперов для получения коротких волокон от 3 мм до 9 мм длиной для мокрых волокон, а также и для сухого способа с намоткой в виде кокона и последующей сухой рубкой. Могут быть использованы для получения эмульсионных холстов, получаемых полусухим способом и тонких эмульсионных холстов, получаемых мокрым способом, а также в качестве минерального мелкодисперсного наполнителя для полимерных матриц в виде дробленых волокон.

4. Кроме того, на ООО «СМП-Механика» в Казани А. Багмановым было проведено опытное получение каменной ваты из этого сырья с 8 % подшихтовкой  доломитом для снижения вязкости. Качество ваты отличное, может быть использована для огне- и теплозащитных изделий (422624, Республика Татарстан, Лаишевский район, с. Столбище, ул. Советская, д. 2. Завод базальтовой теплоизоляции WATTAT. www.wattat.ru)

Итак, Урал отечественным сырьем для НБВ и каменной ваты обеспечен. На очереди еще 29 отечественных действующих карьеров от Карелии до Дальнего Востока из базы данных Н.Е. Аблесимова. Ждем предложения на дообследование от недропользователей.

Лаборатория профессора Н.Е. Аблесимова на портале «БАЗАЛЬТ–ОНЛАЙН»:
http://basalt-online.ru/section-basalt/laboratory-of-professor-n-e-ablesimov/