Магнезиальное вяжущее

Проблема переработки магнийсодержащих продуктов из отходов руд Кривбасса поднималась неоднократно в СССР и в современной Украине. Наиболее близко к проблеме подходил институт «Механобрчермет» (Кривой Рог). Так, в 1989 году проведены полупромышленные испытания по переработке магнийсодержащих продуктов. Но проблема не имела окончательного решения до настоящего времени. На сегодняшний день разработано универсальное решение переработки этого ценнейшего минерального ресурса.

 

Доломитовые породы — одни из востребованных, но недостаточно освоенных разновидностей магнийсодержащего минерального сырья. Они могут применяться для производства различных типов магнезиальных вяжущих веществ и строительных материалов на их основе. То есть, фактически для производства заменителей извести и портландцемента, но более качественных по всем физическим, химическим, экологическим и экономическим характеристикам. Однако в настоящее время такие вяжущие материалы практически не выпускаются нашей промышленностью, хотя за рубежом выпускается большое количество вяжущих веществ на основе карбоната магния (MgCO3, магнезита) и двойных карбонатов кальция и магния (CaCO3·MgCO3, доломита). Все продукты этой категории отечественный бизнес закупает на мировых рынках, соответственно за валюту, включая в конечную стоимость транспортные, таможенные и сопутствующие затраты.

 

Основными достоинствами магнезиальных вяжущих веществ являются:  

• Значительно меньшие энергетические затраты на их производство по сравнению с производством извести и портландцемента.

• Высокая механическая прочность при быстром её нарастании в начальный период твердения.

• Повышенные, по сравнению с другими вяжущими, показатели пределов прочности при изгибе.

• Плотная структура затвердевшего магнезиального камня при невысокой истинной и средней плотности.

• Низкая теплопроводность.

• Высокая прочность сцепления с заполнителями при изготовлении магнезиальных бетонов и растворов.

• Продукты твердения некоторых магнезиальных вяжущих веществ имеют чрезвычайно высокую стойкость к действию морской воды, минерализованных подземных вод, растворов солей и щелочей, намного превышающую стойкость продуктов твердения специальных видов портландцемента.

 

Показанные выше факторы делают целесообразной постановку вопроса производства таких вяжущих и материалов на их основе.

 

На примере производства пенобетонных блоков можно проследить преимущества, которые обеспечит предлагаемая технология. Сопротивление к сжатию:

 

    •    на основе портландцемента: 6-10 кг/см²;

    •    на основе магнезита: 30-40 кг/см².

 

Цикл производства (полное застывание):

 

    •    на основе портландцемента: 28 суток;

    •    на основе магнезита: 7 суток.

 

Огнестойкость:

 

    •    на основе портландцемента: резкое снижение прочностных характеристик при 100°C;

    •    на основе магнезита: снижение прочностных характеристик при 350°C.

 

При этом себестоимость материалов на основе магнезиального вяжущего ниже, чем производимых на традиционных материалах.
 

В ногу со временем — использование таких вяжущих компонентов в строительстве с применением 3D принтеров значительно увеличивает темпы строительства. Это происходит за счет практически непрерывного цикла литья, исключая паузы для отвердения заливаемой смеси, так как период первичного отвердения магнезиального вяжущего компонента незначительный. Также применение подобных материалов гарантирует огромный экономический эффект и увеличение срока эксплуатации при строительстве автомобильных дорог.

​

Основными причинами, до настоящего времени сдерживавшими широкое применение магнезиальных вяжущих веществ, являются недостаточный объем производства каустического магнезита и каустического доломита, высокая стоимость и дефицитность солей магния, растворы которых применяются в качестве затворителей.

​

Нами разработана технология переработки доломитов, талька и любых других магнийсодержащих продуктов Криворожской сырьевой базы. Она позволяет получать продукты для производства огнеупоров, для производства вяжущих компонентов, в сельском хозяйстве для уменьшения кислотности почвы и увеличения содержания магния, для производства металлического магния, соды, поташа и др.

​

Сырьевая база при этом не ограничена по объему, легкодоступна и малозатратная. Суть технологии заключается в обжиге сырья во вращающейся печи с последующим газированием полученного продукта отходящими газами в водной среде. Технология была отработана на пилотной установке с получением продуктов соответствующего качества. Подобного производства в Украине нет.

​

Переработка доломитов с целью получения вышеуказанных инновационных продуктов — это сложный технологический процесс. Для производства синтетического магнезита необходимы инвестиции. Но на данный момент такие технологии очень актуальны для грантовых программ, так как они основаны на энергосберегающих технологиях (производство теплоизоляционных строительных материалов с улучшенными характеристиками) и экологических плюсах (в процессе производства происходит переработка, по сути, утилизация крупнотоннажных техногенных отходов горнорудного дивизиона Кривбасса).

​

Такие обстоятельства позволят заинтересованным лицам не финансировать 100 % генеральных инвестиций в проект (полный цикл обогащения минеральных ресурсов и выпуск производных на их основе), а лишь способствовать созданию юридического лица, разработке технической документации и наработке доказательной базы для грантодателей (выработать образцы инновационных продуктов для экспертизы в любой независимой лаборатории). То есть создать необходимые условия, предъявляемые к стартапам, для участия в грантовых программах.

​

Спецификой использования и переработки минерального сырья нашего региона, кроме нас, никто не занимался. Ни в Союзе, ни за рубежом. Поэтому никакая конкуренция нам не грозит.

​

Важно! Внедрение вышеуказанной технологии в производство также позволит вовлекать в переработку отходы Николаевского глиноземного завода, получая на выходе улучшенные аналоги портландцемента, ферриты реактивной чистоты, редкоземельный скандий и редкоземельные металлы лантаноидной группы. Это может стать стартом к решению гигантской экологической проблемы юга Украины.