Музейная экспозиция продукции из волластонит-диопсидового сырья Слюдянского района Южного Прибайкалья
Форма доклада: Устный
Л.З.Резницкий, Л.А. Иванова
Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия
В музее ИЗК открыта экспозиция посвященная разнообразной продукции из безжелезистых волластонитовых и диопсидовых руд Слюдянского района.
Слюдянский горнорудный район Южного Прибайкалья уникален по концентрации месторождений различных видов минерального сырья, часть из которых эксплуатируется уже многие десятилетия. В последнюю четверть ХХ века список полезных ископаемых района пополнился двумя новыми видами. В 1971 году открыто первое месторождение волластонита, а в начале 80-х годах установлен статус диопсида как нового вида минерального сырья [1].
В музее ИЗК открыта экспозиция посвященная разнообразной продукции из безжелезистых волластонитовых и диопсидовых руд Слюдянского района. Целью создания такой экспозиции являлась необходимость сохранения и демонстрации выставочных образцов, полученных в результате технологических испытаний волластонитового и диопсидового сырья.
Волластонит относится к типичным индустриальным минералам многофункционального типа [2], главные области использования которого можно определить как производство силикатных и композиционных материалов. Традиционное использование волластонита связано с производством керамических разнотипных материалов/ Введение волластонита резко уменьшает усадку, коробление, растрескивание, влажностное расширение, сокращается процесс термообработки изделий.
Второе главнейшее направление - использование волластонита в качестве минерального наполнителя разнообразных полимерных материалов - пластмасс, смол, резин, а также лаков и красок, свойства которых заметно улучшаются. Волластонит особо ценится как безвредный заменитель коротковолокнистого асбеста. В мировой промышленности волластонит используется с 40-50-х годов ХХ века и его добыча постоянно растет. Но для России он по-прежнему остается нетрадиционным видом минерального сырья; ни одно месторождение России и стран СНГ пока не задействовано.
Безжелезистый слюдянский волластонит не уступает по составу синтетическому и не имеет аналогов среди разрабатываемых месторождений.
Диопсид и диопсидовые горные породы являются принципиально новым в мировой практике видом минерального сырья. Приоритет в изучении природного диопсида как полезного ископаемого принадлежит нашей стране. В технологическом плане диопсид имеет ряд несомненных достоинств, к которым относятся очень высокие диэлектрические характеристики при относительно невысокой температуре плавления, небольшие значения коэффициента термического расширения при высоких физико-механических свойствах, отсутствие полиморфных модификаций (стабильность в изделиях), химическая стойкость, широкая изоморфная емкость и др., чем определяется повышенный интерес к диопсидовым материалам.
Схема комплексного использования диопсидсодержащих горных пород была разработана в 80-х годах ХХ века в результате многочисленных технологических разработок Томского технического университета совместно с ИЗК СО РАН. Большинство разработок прошло промышленную апробацию на заводах разного профиля и защищено авторскими свидетельствами на изобретения. В работе принимали участие еще несколько институтов и лабораторий многих производственных предприятий.
Разработаны технологии получения [2] следующих материалов:
1. Керамические диэлектрики:
а) высокочастотная радиокерамика с диопсидовой кристаллической фазой (достоинствами разработанной керамики являются невысокая температура спекания при достаточно широком интервале спекшегося состояния, высокие электрофизические и физико-механические свойства, ярко выраженный белый цвет).
б) высокоглиноземистые керамические материалы с добавками диопсида (свойства керамики соответствуют верхним границам; при использовании смесей диопсидитов с борной кислотой снижается температура варки фритты минерализатора, температура спекания керамики до 1650оС, резко увеличивается прочность; получен новый материал - корундовый фарфор);
в) электрофарфор на основе смеси глины с диопсидсодержащими породами (максимальная температура обжига снижается на 80-100оС; достигается более высокая механическая прочность).
2. Тонкая и строительная керамика:
а) керамическая облицовочная плитка и плитка для полов с диопсидовой кристаллической фазой (увеличивается прочность плиток, морозостойкость и термическая прочность, улучшается разлив глазури и прочность сцепления глазурного покрытия);
б) фаянс и майолика с диопсидовой кристаллической фазой (существенно улучшаются свойства, появляется возможность снижения температур обжига до близких к 1100оС);
в) диопсидсодержащий фарфор низкотемпературного обжига (улучшается белизна изделий, повышается прочность черепка; температура обжига фарфора 1180-1200оС).
3. Керамические пигменты на диопсидовой основе (опробованы зеленые, синие и коричневые цвета).
4. Керамические глазури (введение диопсидовых руд улучшает белизну, растекание глазури, блеск и прочность сцепления).
5. Стекло, ситаллы, каменное литье и другие стекломатериалы:
а) диопсидовые ситаллы по порошковой технологии (получены составы без нуклеатора и с нуклеаторами);
б) диопсидовая ситаллосвязка для корундового абразивного инструмента ( заметно возрастает разрывная скорость и увеличивается до 4 раз коэффициент шлифования);
в) каменное литье (отсутствие примесей позволяет получать как белое каменное литье, так и цветное с чистой окраской);
г) облицовочные стекломатериалы (введение диопсидовых руд увеличивает прочность изделий и сцепление декоративного слоя с основой);
д) использование диопсид-кварцевых пород в производстве стекла (сварены легкоплавкие боросодержащие цветные стекла для отделки сортовой посуды).
6. Диопсидсодержащие материалы на основе вяжущих веществ:
а) силикатные материалы автоклавного твердения (увеличивается в 1,5-2 раза прочность кирпича и плазменного покрытия, в 1,5 раза морозостойкость кирпича);
б) водостойкие магнезиальные вяжущие (обеспечивается полная водостойкость затвердевшего материала; область применения – кровельные и облицовочные материалы большой площади).
Применение безжелезистых волластонита и диопсида в сравнении с традиционными сырьем и технологиями дает существенный экономический эффект и позволяет получать новые материалы, значительно превосходящие выпускаемые промышленностью.
В 1987 году в Иркутске было проведено Всесоюзное межведомственное совещание «Перспективы использования диопсидового и волластонитового сырья Южного Прибайкалья». В совещании участвовали представители 36 организаций и заводов из 16 городов Союза. Решением совещания рекомендовано Главнеметаллоруд МПСМ СССР строительство в 1989 году опытного карьера на месторождении диопсида и в последующем горно-обогатительного предприятия на базе диопсидового и волластонитового сырья Южного Прибайкалья в составе ПО «Востокслюда». Опытный карьер был открыт и существует до настоящего времени.
В 1992 году в Иркутске учреждается АО «Восточно-Сибирская индустриальная компания («ВОСИНКОМ»), одним из направлений деятельности которой является освоение минеральных ресурсов Быстринского рудного узла за пределами водоохраной зоны оз. Байкал, где и сосредоточена большая часть ресурсов волластонитового и диопсидового сырья.
В 1994 году по заданию Иркутской областной администрации разрабатывается Комплексная целевая программа Иркутской области «Байкал». ИЗК участвуя в разработке готовит разделы: «Состояние природных ресурсов», «Особоохраняемые территории», «Геоэкология Минеральные ресурсы». Они содержат рекомендации по рациональному использованию ресурсов Быстринского рудного узла. Кроме того подготовлены разделы: «Волластонит», «Диопсид», «Низкомагнезиальные мраморы» и «Быстринский рудный узел» в отчет «Новые и нетрадиционные виды минерального сырья Иркутской области».
К сожалению, многолетние исследования и многочисленные технологические разработки по безжелезистому диопсид-волластонитовому сырью остались нереализованными. В 80-х годах прошлого века были установлены связи с десятками потенциальных потребителей волластонита и диопсида в разных регионах Союза. В 90-х годах после распада СССР и резкого упадка промышленности большинство связей было утеряно, многие предприятия перестали существовать. Отсутствие в России предприятий, готовых покупать и использовать волластонитовые и диопсидовые руды, остается препятствием к освоению месторождений. Можно надеяться, что принятый сейчас курс России на инновационное развитие послужит мощным толчком к появлению производств на основе диопсида и волластонита, позволяющих резко улучшить качество традиционных и получать новые перспективные материалы, развивать новые технологии.
Представленная экспозиция – это дань памяти и глубочайшего уважения сотрудникам Института земной коры, коллективам Томского и Иркутского государственных технических университетов и всем организациям принимавших участие в создании уникальной сырьевой базы новых полезных ископаемых, составляющих основу национального богатства страны.
Литература.
1.Васильев Е.П., Резницкий Л.З., Демьянович Н.И., Некрасова Е.А. Перспективы рационального использования минеральных ресурсов Южного Прибайкалья.//География. Природные ресурсы.1995.№4.С.57-64.
2.Резницкий Л.З., Васильев Е.П., Некрасова Е.А., Верещагин В.И., Алексеев Ю.И., Погребенков В.М. Геолого-технологические исследования безжелезистых диопсидовых пород. Иркутск. 1990. 52 с.