Волластонит (синтетический силикат кальция)

Синтетический силикат кальция (волластонит) можно промышленно производить из фосфогипса (крупнотоннажного отхода химических предприятий) с использованием технологии низкотемпературного гидротермального синтеза, который осуществляется при температуре менее 100ºС и атмосферном давлении. Сушка и кристаллизация полученного продукта – при температуре 350..1000ºС. Используемое сырье – кальцийсодержащее вещество (фосфогипс – крупнотоннажный отход химических предприятий), кремнийсодержащее вещество (кремнегель - отход химических предприятий, диатомит, трепел), щелочь (КОН или NaOH – возможно в виде промышленных отходов, NH₃OH – водный раствор аммиака); используемый теплоноситель – техническая вода. Используемый энергоноситель (варианты): газ, электроэнергия, печное топливо, мазут, отработка масел, растительное масло. Конечная продукция (варианты): целевые продукты - аморфный и кристаллический гидросиликат кальция (ксонотлит), силикат кальция (волластонит), сопутствующие продукты - водные растворы сульфата калия, сульфата натрия, сульфата аммония (азотно-серное минеральное удобрение). Технология позволяет регулировать дисперсность получаемого целевого продукта от 0,5 мкм до 70 мкм; имеются предпосылки для получения порошков с наноразмерами (менее 100 нм или 0,1 мкм).

Технология и созданная опытно-промышленная технологическая линия защищены патентами РФ.

Применение

Из синтезированного волластонита можно производить следующую продукцию:

• 
  белый пигмент для полной замены импортируемого в РФ диоксида титана;
  
• 
  цветные композиционные пигменты с уменьшенным как минимум на порядок содержанием органических и неорганических красителей, которые, как правило, сильно токсичны;
  
• 
  краски, в том числе на водной основе, наиболее востребованные в последнее время;
  
• 
  наполненные полимеры (с введением до 75-80 % волластонита) без ухудшения, а иногда и с улучшением свойств производимых пластмасс;
  
• 
  эффективные электрические изоляторы (более прочные механически и с повышенными диэлектрическими свойствами);
  
• 
  многоразовые регенерируемые фильтры для промышленных предприятий;
  
• 
  безасбестовые фрикционные материалы (тормозные колодки);
  
• 
  чистящие и полировальные пасты;
  
• 
  специальная керамика для литья алюминия.
  

Залогом успеха являются:

- защищенная патентами РФ интеллектуальная собственность;

- наличие в достаточном количестве сырья в различных регионах РФ;

- неудовлетворенный спрос на рынке на предлагаемую продукцию;

- положительный опыт предшествовавших работ по:

а) низкотемпературному гидротермальному синтезу волластонита, его испытаниям и сертификации, изготовлению из него чистящих средств, цветных композиционных пигментов, фрикционных материалов, многоразовых регенерируемых фильтров, улучшенной оптики, высоконаполненных пластиков, качественных лакокрасочных материалов;

б) производству и практическому использованию силикальцита в строительстве объектов в различных регионах бывшего СССР в 50-60-е годы двадцатого века, а также в других странах, купивших соответствующие лицензии;

в) модификации гипса с целью увеличения его водостойкости и прочности до необходимых уровней.
Особенности производства и применения

С точки зрения химического состава волластонит относится к материалам класса «силиката кальция». Такое химическое соединение является основной составной частью цементов, силикальцитов, сухих строительных смесей, количество и качество которых во многом будут определять выполнение планов по строительству в нашей стране.

1. 
   N.kmrby D.F., Ткач В.Р. и др. Волластонит (уникальное минеральное сырье многоцелевого назначения). - Москва, Руда и металлы, 2003.
   
2. 
   Акатьева Л.В., Гладун В.Д., Андреева Н.Н., Холькин А.И. Композиционные пигменты на основе волластонита. Труды международного форума «III-е тысячелетие-Новый мир» - Москва, декабрь, 2001.
   
3. 
   Волластонит. Wollastonite/Rieger Konrad C.//Amer. Ceram. Soc. Bull-1991–70, № 5., с. 888.
   
4. 
   Г.М. Азаров, Е.В. Майорова, М.А. Оборина, А.В. Беляков. Волластонитовое сырье и области его применения (обзор)//Стекло и керамика. 1995. №9., с.13-16.
   
5. 
   Гладун В.Д., Андреева Н.Н., Акатьева Л.В., Драгина О.Г. Неорганические адсорбенты из техногенных отходов для очистки сточных вод промышленных предприятий.//Экология и промышленность России. 2000. №5., с.17-20.
   
6. 
   Гладун В.Д., Башаева Л.А. Перспективы создания волластонитовой индустрии России.-Сборник-справочник «Достижения науки и техники по экологии, охране окружающей среды и рациональному природопользованию» - Москва, 1998.
   
7. 
   Гладун В.Д., Башаева Л.А. Синтетический волластонит и перспективы его применения в машиностроении. Вестник машиностроения. - Москва, Э №5-6, 1995, 5 с.
   
8. 
   Гладун В.Д., Башаева Л.А., Андреева Н.Н. Исследование и разработка композиционных материалов на волластонитовой основе для изделий многоцелевого назначения. - М.: МГТУ «Станкин», 1995, 76 с.
   
9. 
   Гладун В.Д., Башаева Л.А., Башаева И.А. Новые фрикционные материалы на основе волластонита. - Инв. Проект ЕТИ МГТУ «Станкин», 1995, 28 с.