Перейти к основному содержанию

Практическое использование бишофита и продуктов его переработки


Бишофит в нашей стране выпускается в количестве нескольких десятков тысяч тонн и поставляется в основном для нужд химической и целлюлозно-бумажной промышленности. С открытием бишофитовых залежей Нижней Волги появилась возможность значительно расширить потребление бишофита и его производных в народном хозяйстве.

Рассол бишофита, получаемый непосредственно из скважин, обладает целым набором полезных свойств и является продуктом многоцелевого назначения.
Морозозащитное средство. При температурах до —30...—33°С поверхность каких-либо объектов, политая рассолом бишофита, не замерзает. Это его свойство используется для борьбы с гололедом, облегчения уборки снега и предотвращения смерзания грузов (руда, флюсы, инертные материалы, уголь).
Общеизвестно, что применение поваренной соли в качестве морозозащитного средства на дорогах приводит к засолению придорожной почвы и угнетению растительности, износу авторезины, обуви и коррозии металла. В этом отношении рассол хлористого магния является менее агрессивным. Так, использование его в Германии для оттаивания замерзшей почвы при мелиоративных работах показало, что культурные растения при этом не повреждались. Рассолы бишофита используются при приготовлении морозозащитных составов для стрелочных переводов.
В зимний период 1986—1987 гг. Минчермет СССР успешно использовал рассол бишофита со скв. 7 Наримановской для поливки дорог в карьерах Костомукшского комбината и обработки отгружаемой руды на Михайловском горно-обогатительном комбинате объединения «КМА-Руда». При этом значительно уменьшались затраты времени и средств при разгрузке руды на металлургических заводах.


Пылезащитное средство. Способность бишофита поглощать атмосферную влагу используется в противопыльных целях. Поверхность, смоченная рассолом бишофита, остается влажной в самое жаркое время года. Применение рассолов при производстве землеройных работ (котлованы под сооружения, траншеи) на городских стройках позволяет уменьшить запыленность воздуха; ими можно смачивать и улицы, не имеющие твердого покрытия. Особенно эффективно применение бишофитового раствора на проселочных дорогах в страдную пору жатвы, когда интенсивность движения автотранспорта резко возрастает. При этом не только улучшаются условия труда водителей, но и создается возможность более эффективной и безаварийной работы. Рассол бишофита или составы на его основе используются для борьбы с пылью как в открытых, так и в закрытых горных выработках. Перспективно их применение для предотвращения пылеуноса ряда грузов с открытых железнодорожных платформ.
Противопожарное средство. Весьма эффективен рассол бишофита при лесных пожарах. В прошлые годы с его помощью были потушены многие пожары в сибирской тайге. Находит он применение и для смачивания ряда легкозагорающихся материалов, и при устройстве пожарозащитных полос.
В настоящее время отрабатываются методы пропитки им древесины, что позволит снизить ее возгораемость и расширить диапазон применения.
В нефтяной промышленности рассолы употребляются для приготовления буровых растворов, для законтурного заводнения на нефтяных месторождениях в целях повышения нефтеотдачи пласта. Используется бишофит в качестве эффективной присадки и при сжигании сернистых мазутов на тепловых электростанциях. Добавка рассола в количестве 1 —1,5 кг на тонну мазута позволяет в значительной степени уменьшить загрязнение поверхностей нагрева котлов продуктами сгорания и облегчить процесс их очистки, за счет чего увеличивается теплоотдача топлива, экономится 0,5% мазута. Кроме того, добавки рассола снижают скорость сернокислой коррозии поверхностей нагрева котлов, тем самым увеличивая безремонтный период их работы примерно в 3 раза.
Из приведенных примеров видно, что рассол бишофита позволяет более экономно расходовать нефть, относящуюся к группе наиболее важных невосполнимых природных ресурсов.
В химической промышленности в значительном объеме (десятки тысяч тонн) бишофит используется для производства хлората магния, применяемого для дефолиации (сброса листьев) хлопчатника перед машинной уборкой, синтетических моющих веществ и искусственного волокна. А при создании полистирола он участвует в очистке сточных вод.
Важное значение имеет хлористый магний при синтезе металлорганических соединений. Магнийорганические реактивы употребляются для синтеза стабилизаторов свойств поливинилхлорида, хлоркаучуков, катализаторов реакций образования полиуретанов, лекарств, ингибиторов коррозии, теплостойких полимерных покрытий. Из хлорида магния может быть получен сульфат магния, широко применяющийся в промышленности.
При переработке рассолов может быть получен и хлор, значение которого в химической промышленности общеизвестно.
Применение в цементной промышленности и других отраслях. Крупным потребителем рассола бишофита может явиться цементная промышленность. Небольшая его добавка в цементное сырье позволяет перевести заводы на технологию низкотемпературного синтеза. Низкотемпературная технология производства цемента с использованием бишофита разработана НИИстройпроектом (г. Ташкент) и прошла испытания на Састюбинском цементном заводе. Новая технология позволяет за счет снижения температуры обжига цементного сырья на 300°С и более легкого размола клинкера увеличить производительность цементных печей и сократить расход топлива на 30%, а электроэнергии — на 20%.


Приготовление магнезиальных цементов, применяемых для заливки полов на элеваторах и на других объектах пищевой промышленности, как правило, ведется с использованием рассола.
Традиционно применение бишофита при шлифовке мраморных и фрезеровке гранитных плит, но оказалось, что использование его в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) позволяет резко увеличить скорость обработки и ряда сплавов.
Получены авторские свидетельства на употребление бишофитового рассола в качестве закалочной жидкости. Применение негорючих закалочных сред на основе бишофита (вместо масел) при термической обработке металлов позволяет исключить из технологического процесса нефтепродукты, а также повысить прочностные характеристики деталей за счет увеличения глубины и твердости закаленного слоя, уменьшения размеров и количества микротрещин.
В сельском хозяйстве бишофит может использоваться для получения магнезиальных удобрений. Применение их особенно эффективно на легких подзолистых, дерново-подзолистых, красноцветных и верховых торфянистых почвах. Особенно важны магнийсодержащие удобрения для таких культур, как картофель, сахарная свекла, кукуруза. Магний входит в состав ядра молекулы хлорофилла и непосредственно участвует в процессах фотосинтеза. Не-достаток магния в почве снижает урожайность. В перспективе — использование рассола при очистке семян и обработке фруктов для увеличения сроков их хранения, применение в различных биотехнических процессах и в качестве минеральной подкормки сельскохозяйственным животным.
Опыты, проведенные Волгоградским сельскохозяйственным институтом, показали, что микродобавки рассола бишофита повышают сбалансированность кормов и дают увеличение суточных привесов по сравнению с контрольными группами у свиней на 16%, у молодняка крупного рогатого скота — до 23% и цыплят — до 8—12%. У кур существенно повышается яйценоскость, увеличивается выводимость цыплят на 7—8%. В настоящее время практически все птицефабрики Волгоградпищепрома используют этот минерал. В 1987 г. начали завозить бишофитовый рассол на птицефермы Нижегородской области, Краснодарского края.
Большие перспективы у бишофита в биотехнологии, где он может использоваться для активизации биохимических процессов. В течение нескольких лет использует для этих целей бишофит Светлоярский завод белково-витаминных концентратов.
В здравоохранении в последнее время рассол бишофита завоевал широкую популярность как лечебное средство. Доклинические и клинические его исследования были проведены в Волгоградском мединституте, а в 1985 г. Минздрав СССР разрешил использование рассола в бальнеотерапии. Главное аптечное управление определило современную потребность в рассоле -— 24 млн т л в год.
В 1987 г. бишофитом пользовалось более 20 санаториев-профилакториев г. Волгограда и области и порядка 15 санаториев- профилакториев других городов и областей, в том числе «Озеро Белое» (Москва), «Дзинтари» (Рига), «Алые паруса» (Тольятти), «Сосновый бор» (Нижний Тагил).
Успешно применяется бишофит для лечения методом аппликаций, причем в этом случае значительно сокращается его расход: обычно на курс лечения требуется всего 0,5—1 л, что упрощает обеспечение им лечебных учреждений. Такая методика с активизацией ее электрофорезом и фонофорезом применяется во многих лечебных и лечебно-профилактических учреждениях в разных районах страны.


Другая сфера использования бишофита состоит в возможности получения из него ценных продуктов. Рассол бишофита является наилучшим сырьем для получения таких важнейших продуктов для народного хозяйства, как окись магния и магний. Из 1 м3 рассола с концентрацией 420 кг/м3 MgCl2 теоретически можно получить около 177 кг MgO или 107 кг металлического магния.
Рынок для этих продуктов огромный и, как утверждают специалисты, чем больше их будет производиться, тем больше будет возникать потребностей, а предел насыщения пока еще трудно предсказать.
 

Применение окиси магния

Важным потребителем бишофита является огнеупорная промышленность. Окись магния — тугоплавкое соединение с температурой плавления 2800°С (температура плавления железа 1539°С), поэтому оно находит широкое применение при изготовлении основных огнеупоров: магнезиальных, магнезиально-известковых и др.
В настоящее время для изготовления этих огнеупоров используют природные магнезит MgCO3 и доломит CaMg(CO3)2. Но месторождения высококачественных природных магнезитов весьма редки. Кроме того, природный магнезит все же содержит примеси окислов кальция, кремния и железа, снижающих качество огнеупоров.
Из рассолов бишофита можно получить окись магния высокой чистоты, до 99%, а из первосортного магнезита — лишь 92—94%. Магнезиальные огнеупоры широко применяются в мартенах и конверторах, в печах для выплавки цветных металлов, в цементной и стекольной промышленности.
Как показал опыт, стойкость сводов мартеновских печей, футерованных огнеупорами, полученными из рассола хлористого магния, повышается на 21%. Украинские специалисты подсчитали, что переход на огнеупоры из окиси магния даст только на Украине приращение выплавки стали около 3,5 млн т в год.
Окись магния применяется при производстве резины, в медицине, в ветеринарии, при варке целлюлозы, производстве трансформаторной стали. Окись магния является основой гаммы магнезиальных бетонов, обладающих жаростойкостью, стойкостью к действию морской и минерализованной воды, а также к растворам солей и щелочей.
Окись магния с рассолом бишофита или сернокислого магния в смеси с отходами деревообрабатывающей промышленности (стружка, опилки) используется при изготовлении ряда строительных материалов (ксилолит, фибролит). Ксилолитовые полы обладают износоустойчивостью, бесшумностью, теплоизоляционными свойствами, не горючи. Он находят применение на текстильных фабриках, в типографиях и других помещениях. Из ксилолита изготавливаются подоконные доски, из фибролита — стенные плиты. Таким образом, магнезиальные цементы способствуют лучшему использованию древесины, а также применяются в качестве связки в абразивной промышленности, для изготовления мельничных жерновов, искусственного мрамора.


При обжиге до температуры 1500—1650°С окись магния меняет молекулярную структуру и переходит в кристаллическое состояние. Кристаллическая окись магния, называемая периклазом, обладает рядом ценных свойств и используется в различных отраслях промышленности. Периклаз имеет малые диэлектрические потери, высокие электрическое сопротивление и огнеупорность, что позволяет применять его для изготовления электротермического оборудования, необходимого для точной термообработки цветных и черных металлов. Без периклаза не обходится и производство электрических кухонных плит.
Швейцарскими специалистами разработан новый способ обогрева помещений с помощью электрических «грелок», представляющих собой проводники, изолированные периклазом, которые монтируются под полом.
Периклаз употребляется для изготовления жаростойких электрических кабелей, выдерживающих температуру до 1800°С, большие потоки ядерных излучений (до 1022 нейтр/см2). В этих условиях не работают кабели и провода с различными другими видами изоляции.
Окись магния совместно с окисью кремния образует целый ряд минералов, из которых изготавливаются огнеупоры, электрорадиокерамика.
Несмотря на важность окиси магния в народном хозяйстве и технически несложные установки по ее получению методом термогидролиза, организация производства задерживается, по утверждению специалистов-химиков, из-за трудностей реализации попутной соляной кислоты. Однако при комплексном подходе к разработке и использованию бишофита эта проблема разрешима, ведь потребителями дешевой попутной соляной кислоты явятся предприятия.
разрабатывающие фосфатные, алюминиевые и другие бедные руды по хлорному способу.
Закачка соляной кислоты в карбонатные подземные структуры позволяет получать углекислый газ, повышающий нефтеотдачу в различных отраслях перерабатывающей промышленности.
Наличие такого крупного и уникального источника магниевого сырья позволит в перспективе значительно расширить производство магния и магниевых сплавов для нужд машиностроительного комплекса.
Использование металлического магния, металла серебристо-белого цвета с ярким блеском. Он в 4,5 раза легче железа и в 1,5 легче алюминия. Плавится при температуре 651 °С; нагретый на воздухе до 550°С, вспыхивает ослепительно-ярким пламенем и мгновенно сгорает. Магниевая вспышка использовалась еще на заре фотографии. При сгорании 1 кг магния дает столько же тепла, сколько 1,3 кг угля; температура при этом достигает 2500—3000°С. На воздухе магний тускнеет, так как покрывается окисной пленкой, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Магний не боится едких щелочей, соды, керосина, бензина и минеральных масел, но не выносит действия морской и минерализованной воды; реагирует с горячей водой. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, поэтому его применяют как восстановитель при производстве ванадия, хрома, титана, циркония.


Магний, как и алюминий, относят к «летающим» металлам. Он входит в большинство алюминиевых сплавов (1 —10%), которых разработана большая гамма. На первых порах они обладали небольшой коррозионной и термоустойчивостью, недостаточной прочностью и пластичностью, плохими литейными свойствами, которые затем были улучшены как за счет выплавки более чистого металла, так и за счет добавки таких легирующих элементов, как цирконий, торий, лантан, иттрий, неодим, никель, церий. Это придало сплавам пластичность, термостойкость, исключило опасность воспламенения. Новые типы магниевых сплавов на 20—30% легче алюминиевых, превосходят их по вибропрочности. Разработаны сверхлегкие композитные материалы на основе магниево-литиевых сплавов, армированных стальной проволокой. Отливки (особенно под давлением) магниевых сплавов отличаются большой точностью. Магниевые сплавы обрабатываются резанием в 2 раза быстрее алюминия и в 10 раз быстрее стали. Комплексная защита их от коррозии за счет устранения вредных примесей, ввода легирующих элементов и применения защитных покрытий обеспечила им долговечность.
В целом же вовлечение в комплексное освоение месторождений бишофита позволит получить мощную сырьевую базу для многих отраслей народного хозяйства страны и организовать экспортные поставки бишофита и продуктов его переработки.


Поделиться с друзьями


 


Mineralmarket