БАЗАЛЬТОВЫЕ ПОРОДЫ 

Исходным сырьем для производства базальтовых волокон являются базальтовые породы вулканического происхождения. Они имеют высокую природную химическую и термическую стойкость. Базальтовые породы - однокомпонентное сырье, обогащение, плавление и гомогенизация которых произведены в результате древней вулканической деятельности. При этом основные энергозатраты по первичному плавлению базальтов выполнены природой. В отличие от сырья для производства стекла, базальт - это уже готовое природное сырье для производства волокон. Стоимость добычи базальтового сырья очень низкая.

Разработки компании по выбору базальтовых пород

Компанией «Basaltcomposite Ltd.» разработана методика выбора базальтового сырья. Имеется большой практический опыт выбора базальтовых пород для производства БНВ и БСТВ (Россия, Туркменистан, Украина, Польша, Китай, Иран). Изучены и известны оптимальные химические составы базальтовых пород, из которых производятся базальтовые волокна в течение многих лет.

Исследования и выбор базальтовых пород

К настоящему времени 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. К сожалению, до настоящего времени в мире не уделяли должного внимания исследованию базальтовых пород как исходного сырья для производства базальтовых волокон. Базальты рассматривали как щебень для дорожного строительства - отсыпка железнодорожных насыпей, подсыпка полотна автомобильных дорог, наполнитель для бетонов. Стоимость добычи базальтового сырья низкая, как и цена щебня.
Анализ имеющихся данных по химическим составам базальтов показал, что во многих регионах мира имеются залежи базальтовых пород, пригодных для производства БНВ. Запасы базальтов в каждом из карьеров составляют десятки миллионов тонн.

 Актуальность использования базальтовых материалов

Базальтовые волокна производятся из базальтовых пород. Волокна из базальтовых пород обладают высокой природной исходной прочностью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, долговечностью, электроизоляционными свойствами, производятся из природного, экологически чистого сырья. Поэтому базальтовые волокна имеют необычайную перспективу применения в промышленности, строительстве, энергетике. Базальты являются исходным сырьем для производства непрерывных базальтовых волокон (БНВ), диаметром элементарных волокон 6-21 микрон, длиной 10 и более км; штапельных тонких базальтовых 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 волокон производятся материалы (ткани, сетки, холсты, маты), композиционныe материалы и изделия.

Базальтовые технологии

Технологии производства базальтовых волокон, особенно непрерывных волокон, достаточно новы, имеют ряд принципиальных особенностей, связанных с исходным сырьем - базальтами. Базальтовые породы - однокомпонентное сырье, обогащение, плавление и гомогенизация которых произведены в результате древней вулканической деятельности. Особенностями базальтов является то, что основные энергозатраты по их подготовке к производству волокон выполнены природой.

Для каждого типа базальтов необходимы свои особые технологические режимы и параметры производства волокон. При всем многообразии таких технологических режимов можно выделить основные технологические процессы:

1. плавление базальтов, переход базальтов при плавлении из кристаллического состояния в аморфное;
2. гомогенизация расплава по химическому составу и степени аморфности;
3. подготовка расплава к выработке для достижения однородности расплава и необходимых параметров по вязкости и выработочным характеристикам;
4. выработка расплава через фильерный питатель;
5. вытяжка непрерывных волокон.

 Процессы плавления, гомогенизации и подготовки расплава проходят при высоких температурах 1400 - 1600 °С и связаны с определенными энергозатратами. Далее технологии переработки базальтовых волокон в материалы и изделия не связаны с высоко температурными процессами и производятсяс применением «холодных технологий». Поэтому технологии производства БВ являются по сути энергосберегающими и экологически чистыми.

Производство базальтового супертонкого волокна

Базальтовые супертонкие волокна (БСТВ) - это слой штапельных волокон диаметром 1-3 микрона, перепутанных и скрепленных между собой в виде холста. Это холст базальтовой ваты. На основе холста БСТВ производятся тепло- и звукоизоляционные материалы: маты, прошивные маты, иглопробивные холсты, картон, мягкие и жесткие плиты. Технологии производства БСТВ достаточно отработаны в течение более 30 лет их промышленного применения и хорошо себя зарекомендовали в промышленности. Кратко традиционная технология производства БСТВ состоит из следующих процессов:

1. загрузка базальтовой измельченной породы в печь;
2. плавление базальта и гомогенизация расплава в печи;
3. выработка расплава базальта из фидера печи через фильерный питатель в виде первичных волокон; раздув первичных волокон горелкой раздува в штапельные супертонкие волокна;
4. формирование холста БСТВ на приемном конвейере.

В технологическом процессе производства БСТВ имеются два относительно энергоемких процесса - плавление базальта и раздув первичных волокон высокотемпературным потоком.

Последние разработки специалистов компании позволили усовершенствовать технологический процесс производства БСТВ, разработать установки нового поколения с низким энергопотреблением.

Производство базальтовой чешуи

Базальтовая чешуя (БЧ) - представляет собой тонкий пластинчатый материал толщиной 2 - 6 микрон и площадью поверхности 0.5 - 4.5 мм2. БЧ производится из расплавов базальтовых пород. Благодаря своим защитным свойствам БЧ приобрела название по аналогии с рыбьей чешуей. БЧ является уникальным материалом для производства защитных износостойких, антикоррозионных и химически стойких покрытий, армированных композиционных материалов, армированных пластмасс, наполнителей для фрикционных материалов (тормозных колодок, дисков сцепления). Характеристики БЧ зависят от химического состава базальтовых пород, из которых ее производят. Для получения требуемых характеристик материалов из БЧ, например, более термостойких или химически стойких, необходимо произвести выбор базальтовых пород и подбор требуемых видов связующего для производства соответствующих материалов. Кратко технология производства базальтовой чешуи (БЧ) состоит из следующих процессов:

1. загрузка измельченной базальтовой породы в камнеплавильную печь;
2. плавление и получение расплава базальта в плавильной печи;
3. выработка расплава через фидер печи и фильерный питатель;
4. получение чешуи на формующем устройстве;
5. сепарирование фракций базальтовой чешуи;
6. дозирование и упаковка БЧ.

Данная технология позволяет при относительно низких энергозатратах производить ценный материал для покрытий, производства композиционных материалов - БЧ.

Представляют интерес технологии применения БЧ для производства износостойких, химически стойких защитных покрытий и композиционных материалов - методом напыления, обеспечивающие высокую производительность и качество.