Строительный мел , его марки и применение.

В составе практически всех композиционных материалов различного применения широко используются наполнители — самые разнообразные по химическому составу и происхождению природные и искусственные материалы, вводимые в композиционные составы, в первую очередь, для удешевления или придания им определенных эксплуатационных свойств.

Функции наполнителей, вводимых в композиционный материал, разнообразны. Они могут вызывать упрочнение материала, оказывать армирующий, бронирующий, абразивный, уплотняющий, разбавляющий, стабилизирующий и другие эффекты. Основным требованием к наполнителям, независимо от происхождения, является то, что они всегда применяются в виде тонкодисперсных порошков и что степень дисперсности для них — одно из важнейших свойств.

Наиболее широко применяются такие природные и органические наполнители как мел, каолин, известняк, тальк, доломит, барит, диатомит, пробковая и древесная мука, асбесты. Одним из самых распространенных и широко используемых видов наполнителей для композиционных материалов является тонкодисперсный мел (карбонат кальция). Он применяется в качестве наполнителя в производстве сухих строительных смесей; затирок, штукатурок; лакокрасочных материалов; пластмасс; резины; бумаги; кабельной продукции. Мел получают двумя способами:

• измельчением пород и осадочных отложений (природный или натуральный карбонат кальция);

• химическим осаждением (химически осажденный карбонат кальция).

Частицы природных наполнителей (даже с высокой степенью микронизации), как правило существенно крупнее, чем у продуктов, полученных осаждением.

Тонкодисперсный мел может иметь различную форму частиц, зависящую от формы кристалла и способа измельчения.

Существует два способа измельчения — сухой и мокрый. Мокрый размол и микронизация дают более гладкие и круглые частицы, что является более предпочтительным сухому размолу, так как гладкие частицы вызывают в процессе использования меньший износ оборудования. Для получения тонкодисперсного мела его подвергают микронизации (используют механическое струйное и ультразвуковое измельчение).

Основной промышленной сферой потребления мелкодисперсного мела является производство пластмасс — 55% суммарного потребления (полиолефины, ПВХ, термореактопласты). Потребительское назначение мела в составе пластмасс для коррекции белизны; для увеличения сопротивляемости разрушению при ударе; для упрощения обработки и действия как теплопоглотитель; для стабилизации экзотермических процессов в установках полимеризации; для снижения себестоимости.

В производстве резины мел используется для улучшения износостойкости, повышения стойкости и эластичности в различных температурных условиях, экономии дорогостоящего каучука и других компонентов.

Особенно широко используется мел в композиционных материалах на основе поливинил-хлорида (ПВХ).

Так, в кабельных и обувных пластикатах в значительных концентрациях применяют мел. Его используют в обязательном порядке в рецептурах для изготовления оболочек кабелей — 50 масс, частей и выше на 100 масс, частей ПВХ, что составляет примерно 25-30% от веса готового продукта.

Мел применяют также в жестких (непластифицированных) ПВХ материалах для получения профильно-погонажных изделий — "вагонка", оконные профили, трубы и т.д. Содержание мела в таких материалах — 5-20%.

Важнейшими свойствами мела, как наполнителя для ПВХ материалов, являются:белый

цвет (белизна 78-96%), высокая природная дисперсность, округлая форма частиц, легкая диспергируемость, сравнительно низкая гигроскопичность, низкая абразивность.

Свойствами, затрудняющими применение мела, являются его способность агрегирования при незначительном увлажнении из-за большой "связности" частиц. Это приводит к зависанию и слеживаемости его в бункерах, затруднению транспортировки и использования. Для устранения этих явлений мел подвергают поверхностной обработке — гидрофобизации, заключающейся в нанесении на поверхность частиц поверхностно-активных веществ, придающих мелу свойства не смачиваться водой и обуславливающих хорошую сыпучесть. В качестве гидрофобизирующих добавок применяют стеариновую кислоту, стеарин и стеарат кальция или их смеси в количестве до 2% от массы мела. Гидрофобный мел — это белый порошок с объемной массой не менее 700 г/дм3, влажность его не более 0,2%.

Если ранее в качестве наполнителя в полимерных композициях использовался мел природный или химически осажденный из-за его широкой доступности и низкой стоимости (до $100 за 1 т), то в последнее время, в связи с возросшими требованиями к качеству пластикатов и благодаря появлению на промышленном рынке высококачественных сортов гидрофобных мелов и их аналогов, таких как "Омиакарб" турецкой фирмы "Омия", "Гидрокал" турецкой фирмы "Мизар" и российского "Руслайн-90Т", предприятия по выпуску ПВХ композиции перешли на использование гидрофобизированного мела. Хотя стоимость таких наполнителей примерно в два раза выше, их использование позволило улучшить технологию, повысить качество и расширить ассортимент наполненных ПВХ материалов.

Основные требования к качеству мела для наполнения пластмасс, разработанные сотрудниками АО "ВНИИХИМПРОЕКТ" на основании имеющейся информации, опыта и практики его использования, приведены в табл. 1. (см. в журнале "Хімічна промисловість України" №3, 2003 г.)

Мел широко используется в производстве ковров и линолеума. При этом обеспечивается:

• регулирование вязкости и объема латексного клея, используемого для закрепления волокон;

• придание основе и покрытию необходимой прочности, теплосберегающих качеств;

• снижение себестоимости.

Мел также применяется в производстве лакокрасочных материалов — 20% суммарного потребления.

Потребительское назначение мела в составе лакокрасочных материалов:

• регулирование реологических свойств;

• сохранение укрывистости и атмосферо-стойкости покрытий;

• коррекция блеска и цветовых оттенков в матовых красках;

• снижение себестоимости.

Кроме того, мел используется при производстве бумаги (1-35 мкм) — для обеспечения белизны и сокращения использования пигментов; при производстве стекла — для понижения температуры плавления шихты, что значительно сокращает энергопотребление, для улучшения зеркальности стекол, придания им дополнительной прозрачности и термоустойчивости.

Мелкодисперсный мел также является основой для производства различных видов строительных материалов — сухих строительных смесей, шпатлевок, замазок и затирок белящих и красящих составов. Структурная доля данного ингредиента в перечисленных продуктах составляет 70-85%.

Таким образом, применение мелкодисперсного качественного мела, как наполнителя, обеспечивает определенное сокращение себестоимости производимой продукции при сохранении ими допустимых требуемых потребительских качеств. В Украине выпуск технического мела составил:

2000 г. — 18,2 тыс. т;

2001 г. — 13,5 тыс. т.

Госкомстатом Украины в соответствии с действующим классификатором продукции не производится учет объемов выпуска тонкодисперсного технического мела. Однако фиксируемые объемы производства некоторых видов технического мела позволяют получить определенное представление о структуре выпуска технического мела в Украине:

Мел 2000 г., тыс. т 2001 г. тыс. т

Технический 18.2 13,5 4,0

Сепарированный 13,5 11,5

Сухомолотый 4,0 3,6

По имеющимся данным около 60% производимого технического мела в Украине составляет молотый мел (марки ММ-1, ММ-2, ММ-3). Дисперсный и тонкодисперсный мел составляет в структуре выпуска не более 40% (марки ММС-1, ММС-2, КН-5, МТД и др.). Основными производителями тонкодисперсного мела в Украине являются:

• ЗАО "Волчеяровский меловый карьер" (г. Лисичанск). Цех тонкого помола для

производства тонкодисперсного мела здесь введен в эксплуатацию в 2000 г. Одновременно задействовано отделение сушки, классификации и гидрофобизации карбонатных наполнителей.

Из тонкодисперсных марок мела в Лисичанске производятся: мел тонкодисперсный сухой сепарированный марок ММС-1 (45 мкн), ММС-2 (140 мкн); карбонатный наполнитель КН-5 (основное вещество — 4 мкн, отдельные частицы — 8 мкн).

• ООО "Славянский Индустриальный Союз "Сода" (г. Макеевка). Производит тонкодисперсный наполнитель для норпластов (наполненный в процессе полимеризации полиэтилен).

• ЧП "Политрейд" (г. Славянск). Производит тонкодисперсный наполнитель для

норпластов марок М90, М60.

• ООО "Донспецресурс" (г. Донецк). Производит тонкодисперсный сепарированный мел на основе Рай-Александровского мелового карьера.

• ООО "Реактив" (г. Славянск). Производит химически осажденный карбонат кальция из известняков Старобешевского месторождения.

• ЗАО "Новгород-Северский завод строительных материалов".

Еще 2-3 украинских предприятия инициировали инвестиционные проекты и закупку оборудования по переработке мела природного в тонкодисперсные марки. Это, преимущественно, действующие производители комового и дробленого мела.

В целом, несмотря на благоприятные сырьевые предпосылки, в Украине производство тонкодисперсных марок мела (в отличие от обычного строительного) находится на этапе становления и развития. На внутреннем рынке усилилась конкуренция, увеличился ввоз импортной продукции (Греция, Турция, Россия и др.).

К сожалению, установить точные объемы импорта (как и экспорта) тонкодисперсного мела в Украину не представляется возможным. Данный продукт не имеет самостоятельного кода ТН ВЭД, а классифицируется в двух группах —"283650000. Карбонат кальция" и "250900000. Мел". По группе 283650000 проходит преимущественно мел химически осажденный. Общее представление о внешнеторговом обороте товарного мела позволяют получить данные таможенной статистики (табл. 2).

Из приведенных данных следует, что в Украину увеличивается импорт как мела, так и химически осажденного карбоната кальция, который используется преимущественно как наполнитель. Рост импортных поставок карбоната кальция в Украину в последние годы наблюдается из Германии, Франции, России, Пакистана. Экспортируется карбонат кальция из Украины преимущественно в Республику Беларусь и Россию. В значительных объемах в Украину импортируется также мел, преимущественно из России, Чехии, Турции.

Следует отметить, что в последние годы в России ведется активное инвестирование создания новых производств по выпуску тонкодисперсного мела. Оно сконцентрировано, в основном, в Белгородской области. Так, в 2000 г. введено в эксплуатацию новое производство тонкодисперсного мела в ЗАО "Руслайм" (г. Губкин). Учредителями данного предприятия являются ОАО "Лебединский ГОК" и известный мировой продуцент тонкодисперсного мела — испанская фирма "S.A. Reverte Productos Minetals".

Производство основывается на современной испанской технологии, позволяет выпускать 11 марок тонкодисперсного мела, соответствующих требованиям международных стандартов.

Основная часть марочного ассортимента имеет высокий уровень дисперсности:

"Микрокарб 60" "Микрокарб 90" "Гидрофобный М-60 Т" "Гидрофобный М-90 Т" "Слурри 1-90" Дисперсность 90%<мкн 5 2 5 2 2

Проектная мощность предприятия — 200 тыс. т/год.

В Шебекинском районе в 2001 г. создано российско-испанское СП "Белгородмел-ХХ1", его учредителем с испанской стороны стала фирма "S.P. Reverte Productos Minetals". Проектная мощность осваиваемого производства технического мела — 480 тыс.т/год, с возможным двукратным увеличением проектируемой мощности. Срок введения производства в эксплуатацию — 2003 год. Стоимость проекта составляет около $50 млн. В этом же регионе ООО "Эко-хим 2000" (г. Шебекино) запланировано создание производства микронизированного мела для лакокрасочных материалов. Приведенные данные показывают, что в России наблюдается интенсивное наращивание новых мощностей по производству технического, в т.ч. тонкодисперсного мела. Причем, региональное размещение новых мощностей находится в территориальной близости к Украине, что создает потенциальные предпосылки к расширению экспорта в Украину высококачественного технического мела.

С другой стороны, в Украине существуют собственные месторождения высококачественного известняка, достаточные для производства широкого марочного ассортимента технического мела, в т.ч. тонкодисперсного. Анализ данных показывает, что общепринятый в мировой практике уровень дисперсности применяемого мела, как наполнителя в производстве ЛКМ, пластмасс, резины, составляет 90-95% дисперсностью менее 3 мкм. С такими характеристиками тонкодисперсный мел в Украине выпускается в весьма ограниченных объемах.

Предварительный анализ показывает, что для создания в Украине производства высококачественного тонкодисперсного мела имеются необходимые сырьевые и конъюнктурные предпосылки. В большинстве сегментов, потребляющих тонкодисперсный мел, в течение последних лет наблюдается устойчивый рост выпуска продукции (лакокрасочные материалы, стекло, бумага, синтетические моющие средства, керамика, полимеры и др.). Благоприятствующим фактором является также рост выпуска в Украине строительных материалов, потребляющих молотый и дисперсный технический мел (сухие строительные смеси, шпатлевки и др.). С этой точки зрения создание нового (или новых) производств по выпуску высококачественного тонкодисперсного мела можно рассматривать как достаточно перспективное направление.


По материалам сайта : http://www.mel.it-studio.biz/