Сырье для производства базальтового волокна

Сырье для производства базальтового волокна

По происхождению горные породы классифицируются на изверженные, или магматические, осадочные и видоизмененные, или метаморфические.

Базальты (диабазы, амфиболиты, габбро) относятся к основным магматическим породам, имеющим окраску от светло-серой до черной. Все базальты в зависимости от содержания SiO2 делятся на следующие группы:

основные..................................................SiO2 < 43 %;

нейтральные (средние)...........................SiO2 = 43-46%;

кислые......................................................SiO2 > 46 %.

По своей структуре базальты разнообразны: от полнокристаллических и даже сравнительно крупнозернистых до стекловидных.

Минералогический состав базальтов характерен наличием плагиоклазов типа Лабрадора. Кроме того, имеется авгит, магнетит и оливин, чаще всего в виде вкраплений. Второстепенными минералами являются ортоклаз, нефелин и лейцит.

По химическому составу базальты богаты диоксидом кремния, содержание которого колеблется от 40 до 54%.

Коэффициент кислотности базальтов в среднем 1, 65.

Средний химический состав следующий:

SiO2..........48,78%

ТiO2..........1,3%

А12О3..... 15,85%

Fе2О3.......5,37%

FeO...........6,34 %

МnО......... 0,29 %

МgО..........6,03 %

СаО...........8,91 %

Nа2О.........3,18%

К2О...........1,63%

R2О5.........0,47%

Н2О...........1,86%.

Из всех магматических горных пород базальты являются наиболее распространенными.

При производстве штапельных волокон из базальтов основными параметрами, определяющими выбор расплава базальта для формования, могут служить их вязкость и кристаллизационные свойства. Формование штапельных волокон методом вертикального раздува воздухом возможно из расплава, имеющего вязкость при 1400 °С менее 90 П., при 1250 °С — менее 350 П. и верхний предел кристаллизации 1250 °С.

Для производства непрерывных базальтовых волокон, помимо вышеперечисленных критериев, важнейшими также являются внешние параметры и структура щебня, угол смачивания и, конечно, химический состав, усредненным показателем которого является модуль кислотности, определяемый по формуле:

Мк = (SiO2 + Al2O3)/(CaO + MgO)

где Мк – модуль кислотности;

SiO2, Al2O3, CaO, MgO – массовая доля оксидов, %

На сегодняшний день в мире существует десятки месторождений базальта, который может быть использован для производства штапельных волокон и всего несколько месторождений, сырье с которых может использоваться для производства высококачественных непрерывных волокон для применений, где необходимы высокие механические свойства.