Базальтовые породы

Расплав базальта при извержении вулканаСырьем для производства волокон и чешуи являются базальтовые породы.
Базальтовые породы относятся к породам магматического происхождения, имеют высокую природную химическую и термическую стойкость.
Базальтовые породы – однокомпонентное сырье, обогащение, плавление и гомогенизация которых произведены в результате древней вулканической деятельности.
Основные энергозатраты по первичному плавлению базальтов выполнены природой. Базальты - это уже готовое природное сырье для производства волокон.

Для производства непрерывных волокон представляют интерес основные «длинные» базальтовые породы: андезиты, андезитобазальты, базальты, диабазы, долериты, порфириты, габбро-диабазы, габбро, амфиболиты, амфиболизированные пирокселиты.

Выбор базальтовых пород для производства волокон. Разработки Компании

Известно, что далеко не каждый базальт пригоден для производства волокон, а тем более, непрерывных волокон. Для выбора базальтовых пород, пригодных для производства непрерывных волокон Компанией “BFM ТD” разработана и используется специальная методика, накоплен практический опыт выбора базальтовых пород для производства БНВ. Известны характеристики базальтовых пород, из которых уже производятся непрерывные волокна в течение ряда лет. Практические исследования базальтов показали, что во многих местах имеются месторождения базальтов. Работы по выбору и исследованию базальтовых пород для производства БНВ проведены специалистами Компании в России, Иране, Казахстане, Таджикистане, Узбекистане, Армении, Украине. В Китае провинции: Sichuan, Yunnan, Hunan, Heylongjiang, Liaoning, Hebei, Shanxi, Jiangsu, Anhui, Zhejiang, Guizhou, Xinjiang Uygur Zizhqu, острова Hainan and Taiwan имеют залежи базальтов, пригодных для производства БНВ. Из некоторых базальтов Китая уже на промышленных установках получено и производится БНВ.

Проведена большая работа по исследованию и подбору базальтовых пород, пригодных для производства волокон. Для производства базальтовых волокон с заданными характеристиками по прочности, химической и термической стойкости, определенными электроизолирующими свойствами, необходимо использовать базальтовые породы с требуемыми характеристиками по химическому составу и выработочным свойствам.
До настоящего времени в мире не уделяли должного внимания исследованию базальтовых пород как исходного сырья для производства базальтовых волокон. Базальты использовали  как щебень для дорожного строительства - отсыпка железнодорожных насыпей, подсыпка полотна автомобильных дорог, наполнитель для бетонов.

Базальты добывают в карьерах взрывным способом, а затем дробят на требуемую  фракцию. Запасы базальтов в каждом из карьеров составляют десятки миллионов тонн.

Добыча базальта в карьерах

Карьеры базальтовых пород в горахДробление базальтовой породы в карьере

В процессе выполнения работ над проектами заводов БНВ специалисты Компании проводит поиск месторождений  базальтовых пород в районе расположения производства, отбор образцов базальтов для проведения их исследований.

Месторождение базальтов ИранМесторождение «pillow» базальтов

Исследования и выбор базальтовых пород

К базальтовым породам, которые могут быть пригодны для выработки базальтовых волокон и, в особенности непрерывных волокон длиной 40 – 60 км предъявляются достаточно высокие требования.

Выбор базальтов для производства непрерывных волокон осуществляют специалисты по специальной методике Компании.

Кратко суть методики выбора и исследования базальтов состоит в проведении:

•  анализа структуры залегания базальтов и геологических характеристик месторождения, отбор образцов базальтов для проведения исследований;
• предварительного исследования образцов базальтов, состоящего в их плавлении, исследовании характера плавления и оценке качества расплава, вытяжке первичных волокон, оценке качества первичных волокон;
• оценки образцов базальтов по данным предварительных исследований по пятибалльной системе (определение критериев плавления, параметров расплавов и возможности вытяжки единичных волокон);
• при положительной оценке (3+ балла и выше) проводятся более углубленные исследования отобранных образцов базальтов (по результатам этих исследований делается заключение о возможности производства БНВ);
• наработка опытных партий БНВ в опытной печи, или на установке BCF 1, отработка технологий выработки непрерывных волокон из базальтовой породы;
• оценка характеристик опытных партий БНВ наработанных из базальтовой породы, заключение о возможностях производства БНВ и характеристиках БНВ из базальтовой породы.
• разработка Технологического регламента производства и Технических условий на БНВ.

Фото процесса исследования базальтовых пород на степень их пригодности для производства БНВ

Исследование расплава базальта в лабораторной тигельной печи Т 13600СПервичные волокна, полученные из образца базальтовБухты первичного БНВ, полученные на опытно-промышленной установке

Выбор базальтов по степени пригодности для производства волокон и непрерывных волокон является важной и ответственной задачей, которую могут выполнить только специалисты компании «BF&CМ TD» с использованием специальных горелок, лабораторных и опытных плавильных печей. От правильного выбора базальтового сырья зависят качество и характеристики БНВ и производительность фильерных питателей.

Работы по выбору базальтов для производства непрерывных волокон выполняют специалисты компании по отдельному соглашению. Работы включают:

• поиск месторождений базальтовых пород, наиболее пригодных для производства БНВ (на основе опыта Компании по выбору базальтов для производства БНВ);
  
• отбор образцов базальтов (согласно методике Компании) с нескольких месторождений;
  
• проведение первичных исследований расплавов базальтов, оценка их выработочных характеристик, оценка качества первичных волокон;
  
• проведение углубленных исследований базальтов, имеющих положительную оценку в результате первичных исследований;
  
• производство опытной партии непрерывных волокон на опытной печи и установке БНВ, отработка технологических параметров выработки БНВ;
  
• оценка характеристик БНВ по прочности, эластичности, термической и химической стойкости.

Больше информации см. в статье Исследования процессов плавления базальтов и выработочных характеристик расплавов при производстве непрерывных волокон.

Только после проведения работ по целенаправленному поиску и проведению комплекса работ по исследованию базальтов Компания дает гарантии в том, что выбранные базальты пригодны для промышленного производства БНВ.

Актуальность поиска и использования месторождений базальтовых пород

Дробленый базальт на складе завода БНВ Найти месторождение базальтовых пород, пригодное для производства непрерывных волокон, более предпочтительно для страны, чем месторождения драгоценных металлов.

Базальты месторождений обеспечивают производство БНВ и материалов БНВ для базовых отраслей промышленности, энергетики, строительства, дорожного строительства, способствуют решению вопросов энергосбережения, создания рабочих мест и повышения экспортного потенциала. Волокна из базальтовых пород обладают высокой природной прочностью, стойкостью к воздействию агрессивных сред,долговечностью, хорошими  электроизоляционными свойствами.

Поэтому базальтовые волокна имеют   необычайную и долгосрочную перспективу  применения.
Материалы на основе базальтовых волокон производятся  из природного, экологически чистого сырья. Основные энергозатраты по подготовке сырья для БНВ выполнены природой – древними вулканами. Применение базальтов позволяет существенно снизить энергозатраты на производство конструкционных и армирующих материалов. Например, производство композитной базальтопластиковой арматуры требует в 40 – 50 раз меньших энергозатрат по сравнению со стальной, марки А3.

Базальты являются стратегическим сырьем  и служат основой для создания целой отрасли промышленности. Месторождения базальтовых пород для производства БНВ являются национальным достоянием.

Базальтовые породы являются исходным сырьем для производства:

• Базальтовых непрерывных волокон (БНВ) , диаметром элементарных волокон 6 - 21 микрон, длиной 40 – 60 км; (
• Базальтовых тонких волокон (БТВ) , диаметром элементарных волокон 6 - 12 микрон и длиной 30 - 60 мм;
• Супертонких базальтовых волокон (БСТВ) , диаметром элементарных волокон 1 - 3 микрона и длиной 50 - 60 мм.
• Базальтовой чешуи (БЧ) , пластинок толщиной 2 - 5 микрон и площадью 0.5 - 4 мм²

На основе базальтовых непрерывных волокон производятся материалы (ткани, сетки, холсты, маты) , композиционные материалы и изделия.

Материалы и изделия из базальтовых волокон и базальтовой чешуи находят широкое применение в базовых отраслях промышленности, строительстве, энергетике, на транспорте.