УДК 661.179
ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФАТНОЙ САЖИ В ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- ХТ-13-6ка2, - ХТ-13-6ка2
– к. э.н., доценткафедры «Экономика»
Совокупность технологий отдельных производств фосфорной промышленности и связанных с ними стратегических вопросов по эффективному использованию техногенных отходов, определяют поиск новых направлений по снижению их объемов на отведенных территориях с одновременным решением вопросов ресурса сбережений.
При получении 1 т желтого фосфора электротермическим способом выход шлака составляет 10-12 т. В 1980 году количество этих отходов достигло 12-14 млн. тонн в год. Столь большие количества шлака делают проблему его утилизации достаточно серьезной, так как его вывоз в отвалы и их содержание связано с большими непроизводительными затратами. Складирование такого объема шлаков требует ежегодного изъятия их землепользования обширных площадей прилегающих к городам земель. Большие средства тратятся на слив шлаков в отвал и поддержание отвалов в должном состоянии.
Таблица 1 - Баланс ресурсов и использования фосфора, тонн
Наименованиестатей баланса | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 |
Ресурсы – всего | 68 005,0 | 90 156,0 | 89 415,8 | 96 784,0 | 106 123,0 |
Производство | 64 167,0 | 86 379,0 | 86 920,0 | 90 164,0 | 100 139,0 |
Импорт | - | - | 0,8 | - | - |
Страны СНГ | - | - | 0,8 | - | - |
Запасынаначалогода | 3 838,0 | 3 777,0 | 2 495,0 | 6 620,0 | 5 984,0 |
Использование – всего | 68 005,0 | 90 156,0 | 89 415,8 | 96 784,0 | 106 123,0 |
Потреблено на внутреннем рынке | 15 499,0 | 28 468,7 | 19 655,5 | 16 346,7 | 22 379,9 |
Из общего потребления по видам экономической деятельности | 15 499,0 | 28 468,7 | 19 655,5 | 16 346,7 | 22 379,9 |
Прочие виды экономической деятельности | 15 499,0 | 28 468,7 | 19 655,5 | 16 346,7 | 22 379,9 |
Экспорт | 48 729,0 | 59 192,3 | 63 140,3 | 74 453,4 | 77 427,8 |
Страны СНГ | 681,6 | 50,0 | 1 057,5 | 361,1 | 373,3 |
Другиестранымира | 48 047,4 | 59 142,3 | 62 082,8 | 74 092,3 | 77 054,5 |
Запасынаконецгода | 3 777,0 | 2 495,0 | 6 620,0 | 5 984,0 | 6 315,3 |
Примечание: по данным Комитета по статистике МНЭ РК |
По данным таблицы виден ежегодный рост ресурсов фосфора, при том, что более 90% производится на территории Республики Казахстан, из которых в среднем 70% за анализируемый период экспортируется в страны СНГ и другие страны мира, что определяет сырьевую направленность экономики республики.
Шлаки фосфорного производства содержат более 90-92 % стекловидного силиката кальция в виде псевдоволластонита и могут быть использованы для синтеза минеральных наполнителей, например, «белой сажи», для шинной, строительной, химической промышленности, что явится одним из экономически выгодных и перспективных направлений утилизации отходов
В настоящее время шлак частично (не более 30 % от образующегося) используется в качестве минеральной добавки на цементных заводах Казахстана и Средней Азии при производстве портландцемента и шлакопортландцемента.
«Белая сажа» является основой для получения большого количества наполнителей для полимерных композиционных материалов, которые являются продуктами модификации белой сажи органическими модификаторами, чаще всего полимерным воском. Но в связи с ее дефицитом наряду с техническим углеродом и каолином, существующие в настоящее время предприятия шинного, резинотехнического и лакокрасочного производств Казахстана вынуждены ввозить эти наполнители из-за рубежа по высокой цене. Поэтому важным направлением научно-исследовательской мысли в резиновой промышленности является поиск отечественных наполнителей полифункционального действия. В то же время решение этой проблемы позволит решить комплекс технологических и экономических проблем.
Исследования, проведенныена лабораториях кафедры «Нефтепереработка и нефтехимия» ЮКГУ им. М. Ауэзова и на базе УНПК ТОО «Экошина» показали, что белую сажу можно заменить фосфатной – продукт взаимодействия фосфорного шлака с фосфорной кислотой – путем обработки электротермофосфорного шлака фосфорной кислотой. Использование полученного таким путем силикатного пигмента-наполнителя в рецептурах шинной и лакокрасочной промышленности может применяться для замены дорогих, дефицитных и традиционно используемых белой сажи, углеродистой сажи и каолина. Так, в протекторной резине для легковых шин фосфатная сажа применялась взамен белой сажи в дозировке 3 масс. ч.Лабораторные испытанияфосфатной сажи (коагулированной) были проведены на базеШымкентского фосфорного завода в производстве покровных резинах легковых и грузовых шин.
В протекторной резине грузовых шин Р (на основе СКИ-З+СКД+БСК) фосфатная сажа добавлялась сверх технического углерода П-245 в дозировке 5 би 10 масс. ч.
В целом исследования и опытное опробование шунгитов в резиновых смесях выявило следующие эффекты:
1. Возможность замены белой сажифосфатной.
2. В протекторной резине легковых шин Р замена 5 масс. ч. белой сажи БС-120 на 5 масс. ч. фосфатной сажи практически не оказывает влияния на технологические свойства смеси и скорость ее вулканизации. Вулканизаты с фосфатной сажей имели в сравнении с эталонной смесью (с белой сажей) уровень свойств (напряжение при 300% удлинения, прочностные показатели при нормальной и повышенной температуре после старения 100°-72 час, твердость, эластичность, гистерезисные потери, коэффициент трения). Однако резины с фосфатной сажей характеризовались большей истираемостью.
3. Замена в протекторе грузовых шин 5-10 масс. ч. активного углерода на фосфатную сажу в тех же дозировках несколько повышает пластичность смесей. При этом по мере увеличения ее дозировки снижаются показатели м300, прочности при н. у., 100 °С и после старения, твердости и износостойкости при сохранении на уровне эталона коэффициента трения и усталостной выносливости. Отмечено повышение эластичности и снижение гистерезисных потерь.
4. Введение фосфатной сажи в протектор грузовых шин сверх технического углерода 5 масс. ч. несколько повышает вязкость смесей и их эластическое восстановление. Опытные резины несколько уступают эталонной резине по напряжению при 300% удл., прочности, износостойкости при сохранении твердости, эластичности, гистерезисных потерь и коэффициента трения на уровне эталона.
5. Может применяться в резиновой промышленности для производства шин, резино-технических изделий (РТИ) и резиновой обуви.
6. Экономическая эффективность состоит в заменедорогих, дефицитных и традиционно используемых наполнителей– белой сажи, углеродистой сажи и каолина.
7. Экологическая эффективность состоит в введении в хозяйственный оборот фосфатной сажи для сокращения обьемов "грязных" технологий получения наполнителей.
Список использованной литературы:
1. Балансы ресурсов и использования важнейших видов сырья, продукции производственно-технического назначения и потребительских товаров по Республике Казахстан / Статистический сборник / г. Астана, 2015
2.http://www. parasat. /index. php? id=137
3. http://www. promc. ru/schungite/index. php? page=rubber
4. , Современные тенденции применения природных и синтетических минеральных наполнителей в шинной промышленности. //производство шин: Тематический обзор. М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1990. 76 с.
