Производство шунгизита

     Шунгиты как новый промышленный продукт  вошли в XXI век в качестве многоцелевого  сырья для различных отраслей и сфер жизнедеятельности (металлургия, строительство, химия, коммунальное хозяйство, экология, медицина, сельское хозяйство  и др.).

     В 2005 году были проведены исследования по высокоуглеродистым шунгитовым порошкам участка «Полежаевский» с оценкой их свойств, как наполнителя в стандартных резиновых смесях. По результатам исследований разработаны технические условия ТУ 2169-001-73698942-2005 «ЭКОФИЛ порошок шунгитовый для резинотехнической и шинной промышленности». Проведены полупромышленные испытания шунгитового порошка на Нижнекамском шинном заводе, получено положительное заключение об использовании его, как полуактивного наполнителя при производстве шин. Также были проведены испытания  при разработке токопроводящей эмали, которые показали целесообразность его использования в лакокрасочной промышленности.

      В 2005 году были проведены маркетинговые исследования по использованию шунгитовых пород, как комплексного сорбента и фильтрующего материала для очистки питьевых, сточных, ливневых и вод оборотного водоснабжения и водоподготовки (кондиционирования) питьевых вод и вод специального назначения.

     В 2006 г. в Российском государственном  аграрном университете - МСХА им. К.А. Тимирязева г.Москва были проведены исследования по оценке влияния шунгитовых пород на плодородие почв и развитие растений. Работа проводилась с шунгитовыми породами (содержание углерода С_орг.>20%).По результатам проведенных работ сделано заключение о положительном влиянии шунгита на плодородие почв и урожай сельскохозяйственных культур, а также о возможности использования его для конструирования и детоксикации городских почв [29].

     В 2007-2008 году проведены лабораторно-технологические испытания щебня различных фракций из всех природных разновидностей шунгитсодержащих и шунгитовых пород участка «Полежаевский». Испытания проводились в ФГУП ЦНИИгеолнеруд г.Казань и в Петрозаводском Государственном университете, которые показали, что по своим физико-механическим свойствам щебень из всех разновидностей пород участка может использоваться для любых видов строительных работ, устройства земляного полотна автодорог, балластного слоя железнодорожного пути, отсыпки промышленных площадок. В Российском Государственном открытом техническом университете путей сообщений ( РГОТУПС ) г.Москва и в его филиале г.Казань проводятся исследования по использованию шунгитовых и шунгитсодержащих пород участка «Полежаевский» для очистки от загрязнений в системе железных дорог России.

      В 2007 году в  Российском государственном аграрном университете - МСХА им. К.А. Тимирязева г.Москва были проведены исследовательские  работы по теме: «Использование шунгитов залежи «Полежаевская» Зажогинского месторождения  Республики Карелия для очистки почв от загрязнения их нефтепродуктами».

     В 2008 году проведены научно-исследовательские  работы по теме: « Выполнение лабораторно-технологических  испытаний и оценка эффективности  использования шунгитовых и шунгитсодержащих пород участка «Полежаевский» Зажогинского месторождения Республики Карелия для технологии питьевого и технического водоснабжения». Впервые в рамках данной НИР оценены сорбционные, ионообменные каталитические свойства и физико-механические параметры всех разновидностей шунгитсодержащих и шунгитовых пород, позволяющие определить эффективность их использования. Испытания по эффективности адсорбции нефтепродуктов и ПАВ (истинно растворенных в воде) по всем разновидностям пород показали, что эффект очистки достигает 85%. Экспериментально подтверждена возможность использования мелких фракций шунгитовых пород (<0,5 мм) для быстрого удаления разлитой нефти с водной поверхности при ликвидации последствий экологических катастроф. Эффект очистки воды от разлитой нефти достигает 99%.

     НИИ ВОДГЕО - ведущий институт в системе  водного хозяйства России готов  к практическому внедрению шунгитсодержащих и шунгитовых пород участка «Полежаевский» в конкретные проекты очистных сооружений в регионах.

      Основные перспективы  и направления использования шунгитсодержащих и шунгитовых пород месторождения "Полежаевское" Республики Карелия:

     Всего в России зарегистрировано 323 патента  по использованию шунгитовых пород  в различных областях промышленности и сельского хозяйства [29].

     Использование шунгизита в металлургии:

• Заменитель кокса при производстве литейного чугуна;
• Замена кокса и наведение карбидкремниевого гарнисажа в доменных печах (при выплавке передельного чугуна);
• Комплексный заменитель кокса и кварцита в электрометаллургии ферросплавов;
• Комплексный заменитель кокса и кварцита в электрометаллургии цветных металлов (Ni, Cu, Со);
• Заменитель кокса в желобных массах;
• Шихта для производства карбидкремниевых материалов;
• Шихта для производства нитридкремниевых материалов.

Питьевое и техническое водоснабжение:

• Фильтрующий материал (фракции 0,5-1,0 мм и 0,5-2,5 мм) в системах водоподготовки (кондиционирование и структурирование) питьевой воды и водоочистных устройствах;
• В качестве фильтрующего материала и поддерживающих слоев (фракции 2,5-5 мм, 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм) в распределительных системах водоочистки и водоподготовки большого сопротивления;
• Сорбент для очистки технических и сточных вод (фракция 40-100 мм) промышленных предприятий (нефтеперерабатывающие заводы, стоки АЭС, ТЭЦ, промышленные стоки гальванических цехов, химических и перерабатывающих заводов, карьеров и шахт), поверхностных сточных вод, ливневых и других стоков;
• Сорбент (фракция <0,5 мм) для быстрого удаления разлитой нефти с водной поверхности при ликвидации последствий экологических катастроф (эффект очистки воды от разлитой нефти достигает 99%);
• Сорбент и катализатор для подготовки воды перед мембранной очисткой;
• Бактерицидное обеззараживание питьевых и сточных вод;
• Очистка воды в бассейнах и колодцах.

     Щебень (фракции 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 25-60 мм) из шунгитсодержащих и шунгитовых пород - как экологический барьер (сорбент  и катализатор) при добавке его в автодорожное и железнодорожное полотно, откосы и водоотводные канавы, вагоноремонтные депо и прочее;

     В нефтедобывающей промышленности шунгитовый щебень может использоваться при  отсыпки кустовых скважин, для предотвращения загрязнения нижележащих грунтов, почв, поверхностных и грунтовых вод;

     Добавка шунгитового наполнителя при  производстве радиоэкранирующих материалов - специальных бетонов, кирпича, штукатурки.

     Минеральный шунгитовый наполнитель (фракция 0-20 мкм) используется в смесях при производстве шин и резинотехнических изделий, в том числе высоконаполненных специального назначения с электропроводными и антистатическими свойствами [29].

     Наполнитель и пигмент при производстве лакокрасочных  материалов, полипропилена, пластмасс, в том числе специального назначения с приданием композиционным материалам электропроводных, противопригарных, антикоррозийных и антистатических свойств.

      Сельское хозяйство:

• Использование шунгитовых пород в качестве комплексного сорбента, мелиоранта и удобрения пролонгированного действия для повышения урожая сельскохозяйственных культур и плодородия почв;
• Для конструирования и очистки (детоксикации и восстановления плодородия) городских почв
• Кормовая добавка в животноводстве и птицеводстве.

     Строительство:

• Щебень из шунгитсодержащих и шунгитовых пород для любых видов строительных работ;
• Шунгитовый наполнитель при производстве теплых полов, стен и других поверхностей;
• Шунгитонаполненные бетоны, асфальты, штукатурки;
• Пигмент (черный) для строительных материалов (бетоны, кладочные растворы, плиты);
• Шунгитовые огнеупорные покрытия;
• Шунгитовые декоративные облицовочные материалы;
• Шунгитовый щебень и материалы для ландшафтного дизайна.

     Медицина. Длительные наблюдения и исследования по применению шунгитовых пород Зажогинского месторождения в медицине проводились учеными Петрозаводского Государственного университета и подтверждены опытом применения в различных санаториях и медицинских учреждениях:

     Лечение с использованием препаратов на основе шунгита (таблетки, гемосорбенты, пасты, мази и прочее): при интоксикации, отравлениях, нарушениях функции желудочно-кишечного тракта, лечение кожно-аллергических заболеваний, дерматологические патологии, заболевания опорно-двигательного аппарата и другие;

      Лечение настоями шунгитовой воды, шунгитовые ванны, ингаляции, аппликации: бронхо-легочные заболевания, аллерго-дермические заболевания, суставные болезни, нормализация артериального давления;

     Шунгитовый щебень благодаря своим физикомеханическим характеристикам, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к обычному щебню (гранитному, известняковому и другим), но помимо этого, шунгитовый щебень, как никакой другой обладает сорбционными и каталитическими свойствами, а также биологической активностью, что позволяет использовать его в качестве экозащитного метериала для снижения антропогенного воздействия на окружающую среду, что становится все более актуальным в настоящее время. Все эти свойства проявляются в способности продуцировать активный атомарный кислород, являющийся сильнейшим окислителем. Сорбированные на поверхности шунгита органические молекулы подвергаются окислению атомарным кислородом до СО₂ и Н₂О. Благодаря окислительной деструкции органических соединений поверхность шунгитового щебня освобождается от сорбированных соединений и становится подготовленной к новому циклу сорбции [29].

      7 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ 

    При добыче и  переработке разнопрочных каменных материалов отрицательное  влияние на организм человека оказывает  минеральная пыль, образующаяся при  сортировке, транспортировании щебня и песка. Санитарными правилами СП 2.2.1.1312-03 [27] на проектирование промышленных предприятий регламентированы предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочих помещений до 1-10 мг/м³; в отходящих газах, выбрасываемых в атмосферу до 30 – 100 мг/м³. Наиболее жесткие требования предъявляютсятся к очистке воздуха и газов от пыли, содержащей двуокись кремния. Степень вредного воздействия пыли на организм человека определяется процентным содержанием кремнезема (SiO₂) и проникающей способностью пыли. Наибольшую опасность для организма человека представляют частицы пыли размером до 5 мкм, которые, находясь в воздухе во взвешенном состоянии долгое время, при вдохе вместе с ним глубоко проникают в органы дыхания.

    Для создания нормальных условий труда все помещения заводов надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация  тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, печек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т.п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы воздуха (м³/ч), отсасываемого от:

    дробилок  ……………………………...….  4000—8000

    элеваторов  ……………………………….  1200—2700

    бункеров  …………………..……………….. 500—1000

    мест  погрузки материалов …..…………....  300—3500

    упаковочных машин…………...………………… 5000

      При переработке  шунгитовых пород для борьбы с образующейся пылью следует эффективно применять систему аспирации с очисткой воздуха перед выбросом в атмосферу.

     Процесс очистки воздуха "сухим" способом должен также включать мероприятия  по обеспыливанию воздушной среды  производственных помещений. Эффективная  очистка воздуха, удаляемого из рабочих  зон промышленных помещений, обеспечивается с помощью воздушно-очистительных агрегатов, созданных на базе циклонов (1-я ступень).

     При двухступенчатой очистке воздуха, необходимо следить за герметичностью пылесборных бункеров циклонов, что  обеспечивает эффективность их работы и предупреждает перегрузку фильтров. Для вывоза пыли необходим специальный транспорт, который загружается пылью через рукава, препятствующие вторичному выделению ее в атмосферу.