МЕЛКОНЯН РУБЕН ГАРЕГИНОВИЧ ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТ НП «РСП - СТЕКЛО», д.т.н., профессор кафедры ИЗОС МГГУ, академик РАЕН, академик-секретарь РИА, академик Российской экологической академии, Иностранный член НАН РА, Заслуженный инженер России АМОРФНЫЕ КРЕМНЕЗЕМСОДЕРЖАЩИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ – ПЕРСПЕКТИВНОЕ И НЕЗАМЕНИМОЕ СТЕКОЛЬНОЕ СЫРЬЁ

2 МЕЛКОНЯН РУБЕН ГАРЕГИНОВИЧ ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТ НП «РСП - СТЕКЛО», д.т.н., профессор кафедры ИЗОС МГГУ, академик РАЕН, академик-секретарь РИА, академик Российской экологической академии, Иностранный член НАН РА, Заслуженный инженер России автор 16 изобритений СССР,5 монографий,8 учебных пособий и 233 научных трудов Заслуженный изобретатель Республики Армения, к.т.н. Мелконян Гарегин Саркисович ( г.г.) Автор технологии «Каназит» и 58 авторских свидетельств СССР,а так же 17 зарубежных патентов(Греция,Италия,США,ФР Г и ЯПОНИЯ),3 монографий и более 150 научных трудов

3 Актуальность проекта Анализ обеспеченности стекольных заводов кремнеземсодержащим сырьём – основным компонентом большинства промышленных стёкол, свидетельствует о том, что кварцевые пески большинства месторождений по качеству не соответствуют возросшим современным требованиям и без обогащения не могут быть использованы при производстве большинства видов стеклоизделий. Особенно напряженным является состояние обеспеченности высококачественным кварцевым песком производства полированного, оптического, увиолевого и других специальных стекол, а также сортовой посуды и хрусталя. Кроме того, ещё в 1999 г. Международное Агентство по изучению рака (МАИР) IARG (International Agency for Research on Cancer) включило кристаллический SiO 2 в группу канцерогенных веществ. Вследствие ограниченности запасов высококачественных кварцевых песков и неравномерного их размещения по экономическим районам страны и больших транспортных затрат на их перевозку, а также из-за его канцерогенности и тугоплавкости встаёт проблема вовлечения в хозяйственный оборот новых видов недефицитного и кремнеземсодержащего стекольного сырья, в том числе аморфных горных пород – перлитов, пемз, диатомитов, опок, трепелов и др. Запасы сырья Россия, как и раньше СССР располагает крупнейшей сырьевой базой различных по составу и свойствам кремнеземсодержащих аморфных горных пород как вулканического, так и осадочного происхождения. Только разведанные запасы названных пород превышают 1,1 млрд. тонн. В этом отношении Россия занимает ведущее место в мире. Большие запасы горных пород в мире, в частности перлитов имеются в таких странах, как Аргентина, Армения, Австралия, Греция, Грузия, Венгрия, Иран, Китай, Мексика, Новая Зеландия, Филиппины, Словакия, Турция, США, Украина, ЮАР и др.

4

5

6

7

ЗАПАСЫ ВЫСОКОКРЕМНИСТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД РФ 8

ЗАПАСЫ ВЫСОКОКРЕМНИСТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД РФ. МЕСТОРОЖДЕНИЕ Запасы (тыс. т) Категория А+В+С 1 Категория С 2 Чугуевское (Приморский край)2464 Кенцухинское (Приморский край)581,2 Нежданковское (Приморский край)13941 Начикинское (Камчатская обл.) Холинское (Читинская обл.) Калчанское (Хабаровский край)724 Мухор-Талинское (Бурятия) Закультинское (Читинская обл.) Хакаюковское (Кабардино-Балкария)379,6104,2 Общие запасы23139,85001,2 Лагунское (Сахалинская обл.)1200 Кимитинское (Камчатская обл.) Озерновское (Камчатская обл.)1130 Ильинское (Камчатская обл.)49787, Общие запасы52430, Горные породы вулканического происхождения Перлит Пемза

Горные породы осадочного происхождения Трепел Месторождение Запасы (тыс.т.) А+В+С 1 С2С2 Зикеевское (Калужская обл.)7772 Дабужское (Калужская обл.)2573 Мурачаевское-Кореневское (Калужская обл.)9000 Погребское (Брянская обл.)7232 Навлинское (Брянская обл.)1500 Чуркина Гора (Брянская обл.)13800 Хотьковское (Московская обл.)25218 Желдыбинское (Владимирская обл.)2513 Пекшинское (Владимирская обл.)15371 Котовское-Гудовоское (Курская обл.)3547 Курско-Поповское (Курская обл.)1632 Алатырское (Республика Чувашия)7442 Мантулинское (Оренбургская обл.)885 Фокинское (Брянская обл.)45389, ,6 Хотынецкое (Орловская обл.)3405,75 Красноозерское (Орловская обл.)10238,156967,3 Акбулакское (Оренбургская обл.)6261,45368,6 Курьинское (Свердловская обл.)3579,6 Успенское (Ростовская обл.)99,75 Шадринское (Курганская обл.)3184,4 Общие запасы170643, ,5 10

Диатомит Озеро Щучье (Мурманская обл.)628 Озеро Травяное (Мурманская обл.)444 Озеро Веске-Ламбин (Мурманская обл.)643 Озеро Окуневское (Мурманская обл.)213 Нарвское (Ленинградская обл.)239 Атемарское (Мордовское)6864 Забалуйка (Ульяновская обл.)9859 Шарловское (Ульяновская обл.)11071 Барышское (Ульяновская обл.)1853 Инзенское (Ульяновская обл.) Решеткинское (Ульяновская обл.)14522 Ирбитское (Свердловская обл.)6704 Камышловское (Свердловская обл.)15255 Потанинское (Челябинская обл.)24136 Китайское (Курганская обл.)1477 Пионерское (Приморский край)732 Черноярское (Хабаровский край )172 Сенгилеевское (Ульяновская обл.)3579,1 Общие запасы112762,

Опока МЕСТОРОЖДЕНИЕ Запасы (тыс.т.) А+В+С 1 С2С2 Атемарское (Республика Мордовия)332 Алексеевское (Республика Мордовия)145952,818181,8 Белый Ключ (Ульяновская обл.)1442 Сенгилеевское (Ульяновская обл.)784 Большеключищенское (Ульяновская обл.)20504,4 Балашейское (Ульяновская обл.)22094,87317,8 Большевик (Саратовская обл.)28919,8536,2 Красный Октябрь (Саратовская обл.) ,8 Гора Малиниха (Саратовская обл.)11345,6 Ширяевское (Волгоградская обл.)10120,6 Усть-Грязухинское (Волгоградская обл.)13553,45887 Авило-Федоровское (Ростовская обл.)212 Степан-Разинское (Ростовская обл.)815 Баканское (Краснодарский край) ,4 Михайловское (Оренбургская обл.)366,8 Сеидинское (Республика Коми)3817,8 Шебуинское (Сахалинская обл.)2497,6 Курьинское (Свердловская обл.)6713 Общие запасы375696,

Регион, область, крайперлитпемзатрепелдиатомитопока 1Брянская обл.___ 4 2Бурятская респ.1__ 3Владимирская обл.__ 2 4Волгоградская обл.__32 5Кабардино-Балкарская респ.1 6Калужская обл.__ 3 7Камчатская обл.11 8Коми респ.1 9Краснодарский край1 10Курганская обл.11 11Курская обл.2 12Ленинградская обл.1 13Мордовская респ.___ 12 14Московская обл.1 15Мурманская обл.4 16Оренбургская обл.21 17Орловская обл.___ 2 18Приморский край31 19Ростовская обл.12 20Саратовская обл.3 21Сахалинская обл.1 22Свердловская обл Ульяновская обл.64 24Хабаровский край11 25Челябинская обл.1 26Читинская обл. 27Чувашская респ.___ 1 Рубен Мелконян 2003 (с)13 Распределение месторождений аморфных горных пород по регионам РФ

ПЕРЛИТ (9) 1. Бурятская респ. (1) 2. Кабардино-Балкарская респ. (1) 3. Камчатская обл.(1) 4. Приморский край (3) 5. Хабаровский край (1) 6. Читинская обл. (2) ПЕМЗА (4) 1. Камчатская обл. (3) 2. Сахалинская обл. (1) ТРЕПЕЛ (20) 1. Брянская обл. (4) 2. Владимирская обл. (2) 3. Калужская обл. (3) 4. Курганская обл. (1) 5. Курская обл. (2) 6. Московская обл. (1) 7. Оренбургская обл. (2) 8. Орловская обл. (2) 9. Ростовская обл. (1) 10. Свердловская обл. (1) 11. Чувашская респ. (1) ДИАТОМИТ (18) 1. Курганская обл. (1) 2. Ленинградская обл. (1) 3. Мордовская респ. (1) 4. Мурманская обл. (4) 5. Приморский край (1) 6. Свердловская обл. (2) 7. Ульяновская обл. (6) 8. Хабаровский край(1) 9. Челябинская обл. (1) ОПОКА (18) 1. Волгоградская обл. (2) 2. Коми респ. (1) 3. Краснодарский край (1) 4.Мордовская респ. (2) 5.Оренбургская обл. (1) 6.Ростовская обл. (1) 7.Саратовская обл. (3) 8.Сахалинская обл. (1) 9.Свердловская обл. (1) 10. Ульяновская обл. (4) 14 Распределение месторождений по видам горных пород в РФ

Запасы перлитовых пород за рубежом 15

ГОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ В ПРОЕКТЕ 1. Замена основного компонента стекольной шихты - кварцевого песка, являющегося канцерогенным материалом I группы на новые виды сырья, имеющие аморфную структуру, а именно, на перлиты, диатомиты, трепела, опоки и др. 2. Разработан гидротермальный экологически чистый способ приготовления стекольной шихты каназит, позволяющий довести практически до минимума выбросы вредных компонентов в окружающую среду в процессе варки стекла на его основе, в частности, оксид свинца переведен в соединение аморфного трисиликата свинца в водной среде и его улетучивание равно Разработана и предложена технология уплотнения стекольной шихты каназит, позволяющая резко уменьшить выбросы его пылевидных компонентов и получить нерасслаивающуюся, однородную шихту, позволяющую в дальнейшем сварить стекло высокого качества на его основе. 4. Разработаны новые методы и средства безопасной утилизации отходов стекла и различных промышленных отходов с целью получения новых декоративно- облицовочных строительных материалов широкой гаммы цветов без применения красителей, позволяющие уменьшить их антропогенное воздействие на окружающую среду. 16

17

Схема лабораторной установки по изучению растворимости оксида кремния из аморфных горных пород в щелочном растворе 1 – автоклав 2 – масляный термостат 3- нагреватель 4 – электродвигатель 5 – контактный термостат 6 - крышка

19

20

21

22

23

24 Химические процессы протекающие при гидротермальном способе приготовления «каназита-1» для хрусталя и «каназита-2» для тарного стекла

25 Принципиальная технологическая схема производства «каназита» состава листового стекла (вариант-1)

26 Принципиальная технологическая схема производства «каназита» состава листового стекла (вариант-2)

27 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ КАНАЗИТА,ПЕНОСТЕКЛА и НАТРИЕВОЙ СЕЛИТРЫ

28

29

30

31

32

Рубен Мелконян 2003 (с)33

34

35

Рубен Мелконян 2003 (с)36 Хрустальные изделия, выработанные из каназита на Гусевском хрустальном заводе и Ленинградском заводе художественного стекла

37 Исследование условий гранулирования каназита

38

39 Технологическая схема прессования стекольной шихты

40

Рубен Мелконян 2003 (с)41 Силикатные продукты,получаемые на основе аморфных горных пород

Рубен Мелконян 2003 (с)42 Области использования «Каназита» и силикатных продуктов

Рубен Мелконян 2003 (с)43 Комплексная переработка аморфных горных пород имеет безотходную технологию и дает нам возможность получать более 25 наименований различной продукции, очень ценные для народного хозяйства, в том числе силикатные материалы строительного назначения: 1.Комплексное стекольное сырье «Каназит» следующих химических составов: состава хрусталя, состава сортовой посуды, листового стекла, увиолевого стекла, светотехнического стекла, светотехнического стекла, стекловолокна и стекловаты, парфюмерного стекла, темно-зеленой тары, состава бесщелочного стекла (жаростойкие стекла и стеклоизоляторы), состава кварцевого стекла и др.; 2.Натриевое, калиевое и литиевое жидкие стекла Области применения (стекло натриевое жидкое - ГОСТ ) -а) в строительной индустрии для гидроизоляции грунтов при строительстве дорог; для производства жаростойких и огнеупорных бетонов; для пропитки цементных полов и бетонных оснований; в составе растворов для огнеупорной кладки; в качестве добавки в штукатурку для предохранения от появления грибов, наростов во влажных помещениях; аэродромных покрытий; для укрепления оснований под фундаменты, в частности, в составе инъекционных растворов. -б) в лакокрасочной промышленности в качестве пленкообразователя в составе силикатных красок, антикоррозионных грунтов; -в) в горнодобывающей промышленности в качестве связующего для скатывания и брикетирования тонкодисперсных продуктов горно-химичееких комбинатов; -г) в целлюлозно-бумажной промышленности для футеровки котлов для варки целлюлозы; для пропитки бумажной массы в качестве клея для тарного картона и гофрокоробок: в виде канцелярского клея -д) в нефтяной промышленности для ремонта нефтяных скважин; -е) в легкой промышленности для отбеливания и окрашивания тканей; -ж) в химической и нефтехимической промышленности для производства катализаторов; для производства силикагеля; для производства стиральных и синтетических моющих средств; -з) в машиностроении в качестве связующего для изготовления форм и стержней; при литье черных металлов в разовые песчаные формы; для приготовления противопригарных красок; для производства штучных сварочных электродов; для производства керамических флюсов для дуговой электросварки. 3. Метасиликат натрия 9-ти водный метасиликат натрия применяют в качестве отбеливающего вещества в текстильной промышленности, как компонент шихты в производстве стекла, для получения алюмосиликатных катализаторов, цеолитов, в производстве теплоизоляционных материалов, жаростойких и кислотоупорных бетонов, жидкого стекла и т.д. Области применения разработанных силикатных продуктов

44 4.Аморфный кремнезем Кремнезем - уникальный материал, его применяют в различных целях: в качестве наполнителя в производстве резин, эластомеров и пластмасс; как носитель катализаторов и химических средств защиты растений; в качестве сорбентов и фильтровальных порошков для регенерации и нефтепродуктов; как высококачественный флюс в процессах цветной металлургии; как наполнитель в производстве бумаги и картона для получения гигиенически чистых упаковочных материалов для пищевой промышленности; для получения карбида кремния в машиностроении – керамические двигатели, детали для космических кораблей; для получения кристаллического кремния в электронной и электротехнической промышленности - керамические электроизоляторы, стекловолокно, волоконная оптика, супертонкое волокно; для синтеза искусственных цеолитов в нефтехимии – крекинг нефти; в качестве эффективной добавки к простейшим взрывчатым веществам для горнодобывающих предприятий; как высококачественное сырье в производстве жидкого стекла, моющих средств, чистящих паст; как активная добавка в производстве стройматериалов и др. 5. Натриевая селитра Применяют как удобрение в производстве солей натрия и нитритов, как компонент закалочных ванн в металлообрабатывающей промышленности, теплоаккумулирующих составов, окислитель в ВВ, в ракетных топливах пиротехнических составах, в производстве стекла, как компонент солевых хладагентов, консервант пищевых продуктов. 6.Цеолиты Их можно использовать: в промышленности для выделения, очистки и синтеза углеводородов; для разделения жидкостей, газов и их сушки; для очистки воды; как наполнитель бумаги; при производстве цемента и силикатного кирпича; для создания глубокого вакуума; в сельском хозяйстве как селективные ловушки для содержащихся в почвах радиоактивных изотопов Sr и Cs; в качестве многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв; в качестве пролонгаторов действия водорастворимых удобрений; в виде кормовой добавки к рациону животных. 7. Фильтр-порошки Они могут быть использованы в нефтяной и химической промышленности, в производстве антибиотиков, химической очистки питьевой и технической воды, при производстве поливиниллацетата, фосфорной кислоты, металлической фольги. 8. Гидрокарбосиликат кальция Применяют как наполнитель бумаги взамен дорогостоящего двуоксида титана и каолина в производстве офсетной бумаги. 9. Строительные материалы пеностекло - как теплоизоляционный и звукопоглощающий материал; перлитокремнезит и пенокремнезит - декоративно-облицовочные материалы; пенотуф - теплозвукоизоляционный материал и др.

45

Рубен Мелконян 2003 (с)46 Технологическая схема промышленной установки для производства «Каназита-1», «Каназита-2», натриевой селитры и девятиводного метасиликата натрия

47

48

49

50 Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский институт экономики минерального сырья и недропользования (ФГУП ВИЭМС) Калужский филиал

51 Инвестиционное предложение по внедрению технологической линии производства стекольной шихты из местного недефицитного сырья аморфных горных пород разработано Калужским филиалом Всероссийского института экономики минерального сырья и недропользования. Номенклатура и годовой объем товарной продукции: «Каназит-1» состава хрусталя 16 тыс. т; «Каназит-2» состава темно-зеленой тары 43,8 тыс. т; Натриевая селитра 6 тыс. т; Девятиводный метасиликат натрия 15,7 тыс. т. Суть предложения: предварительное изучение маркетинговой ситуации на рынке стекольной промышленности РФ, подготовка проекта по созданию предприятия для производства стекольной шихты для нужд стекольных заводов. В результате комплексной переработки аморфных горных пород (перлитов, пемз, трепелов, диатомитов, опок и т. д.) получается ценный для народного хозяйства продукт Каназит-1 комплексное стекольное сырье различных химических составов (листового и увиолевого, сортовой посуды и хрусталя, светотехнического стекла и темно-зеленой тары и т. д.). Показатели экономической эффективности проекта Показатель Единица измерения Значение Ставка дисконтирования%12 Период окупаемостимес.44 Дисконтированный период окупаемостимес.48 Чистый приведенный доходмлн. руб.563,5 Индекс прибыльностиедин.3,28 Внутренняя норма рентабельности%61,24

52 Основные технико-экономические характеристики: 1. Ожидаемый результат: – в стоимостном выражении, с учетом инфляции 8,6 млрд. руб. (поступления от продаж в ходе реализации проекта). – в натуральном выражении: Каназит тыс. т.; Каназит-2 372,3 тыс. т.; Натриевая селитра 51 тыс. т.; 9-ти водный метасиликат натрия 133 тыс. т. 2. Общая численность работающих 383 чел. 3. Общая стоимость инвестиционных затрат с учетом инфляционного роста 272,2 млн. руб. Предварительные результаты экономических расчетов организации возможного производства силикатных продуктов из местного недефицитного сырья заключаются в следующем: 1. Объект относится к группе умереннорискованных. Снижение рисков и повышение эффективности проекта связано со снижением издержек, периода организации работ и производства, внедрения гибкой системы ценовой политики, завоевания не только местного, но и межрегионального рынков сбыта товарной продукции. Преимущества рассматриваемого объекта развитая инфраструктура, огромная емкость и близость рынков сбыта товарной продукции, уникальность товарной продукции. 2. Оценка экономической и социально-экономической эффективности подтверждает инвестиционную привлекательность данного проекта, а также необходимость проведения первоочередных мероприятий по его реализации.

53 В случае положительной оценки проекта инвесторами, возможно использование ряда преимуществ использования гидротермальной шихты «Каназит», по сравнению с обычной шихтой: технологические преимущества: использование главным образом отечественного минерального сырья (аморфные горные породы); уменьшение выбросов пылевидных компонентов шихты в процессе приготовления, транспортировки и загрузки в стекловаренную печь; стекло, сваренное из «Каназита» мягкое, с низкой вязкостью и отжигается при более низких температурах (420°С), обладает высокой однородностью, разложение солей в «Каназите» заканчивается уже при температуре 635°С, в то время как в случае обычной шихте эти процессы идут до °С; по сравнению с традиционным способом варки стекла, состоящего из пяти этапов этого процесса (силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизация и студка), варка «Каназита» состоит всего лишь из трёх этапов: нагревание, осветление и студка. энергетические преимущества преимущества: разработан новый энергосберегающий способ варки стекла на основе «Каназита», полученного гидротермальным способом на основе щелочной обработки аморфных горных пород, позволяющий снизить температуру варки стекла на °С по сравнению с обычной шихтой; выполненный ориентировочный сравнительный тепловой баланс стеклообразования на 1 кг стекломассы, показывает экономию тепла на «Каназитовом» сырье, равную 665,7 кДж на 1 кг стекломассы; гидротермальную шихту необходимо уплотнять, получать её в виде гранул, брикетов или прессовок. Уплотнённая шихта даёт возможность предварительно нагреть её перед варкой, сократить время процесса варки, увеличить мощность стекловаренных печей, что приведёт к экономии топливно-энергетических ресурсов. экологические преимущества: все вредные соединения находятся в связанном виде в процессе синтеза «Каназита», поэтому загрязнение атмосферного воздуха доведено почти до нуля и ожидаемые выбросы не превышают допустимых концентраций в производственных и жилых зонах; введение свинецсодержащего компонента в «Каназит» в виде силиката свинца значительно снижает улетучивание оксида свинца при варке хрусталя на основе гидротермальной шихты, также позволяет уменьшить расход свинецсодержащего компонента (свинцовый глёт или сурик), улучшает условия труда, сокращает резко токсичные выбросы свинца в атмосферу. Таким образом, оценка экономической и социально-экономической эффективности подтверждает инвестиционную привлекательность данного проекта, а также необходимость проведения первоочередных мероприятий по его реализации.

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64 Презентация подготовлена при помощи студентки группы ИЗОС-06 Волосковой Яны Петровны Москва,2011г.