登录
账号
密码
登录
登录
温馨提示
asdjnhadkbnasondoasnlksnm
确定
首页 > 院士项目 > “超级玄武岩纤维”(玄武岩纤维的工业生产)-斯比兰斯基院士
“超级玄武岩纤维”(玄武岩纤维的工业生产)-斯比兰斯基院士
编号:2020-001     来源:俄罗斯工程院中国中心

1.    «СуперБАЗАЛЬТ» (индустриальное производство базальтового волокна)

Базальт является стратегическим сырьевым ресурсом экономик Китая, России, Сербии и иных евразийских стран. Натуральная минеральная порода, содержащая в своем составе пироксен, плагиоклаз, оливин и другие минералы, является в расплаве исходным сырьем для получения базальтового непрерывного волокна / БНВ.  В своем классе химических волокон, базальтовое обладает лучшими физико-механическими свойствами, чем стекловолокно, и намного более экономичнее, чем углеродное волокно. Существующая серийная технология газовой плавки базальта при T=1200÷1450оС с последующей протяжкой через традиционные смазываемые платиновые фильеры достигла своих лучших предельных показателей и не позволяет достижения параметров изготовления базальтовой нити с более высокими эксплуатационными характеристиками (чище, прочнее и тоньше 15-21 мкм).

Лаборатория конструкционной безопасности Международного института антропо-генной безопасности / МИАБ разработала Предложение о создании производства БНВ нового поколения «СуперБазальт» с улучшенными эксплуатационными механическими свойствами и конкурентными экономическими показателями. Проект включает ОКР, индустриально интегрирующиемый пакетом know-how пятикратной новизны опережающего научно-технологического уровня, с элементами НИР.

Новые Российские технологии безотходного цикла добычи базальта по «зеленым» стандартам на месторождении1*, индукционный и плазменный методы плавки2* базальта (T=1900÷2100оС) с использованием высокостойких матричных фильер3* на основе композитов карбида кремния на порядок повышает качество БНВ (тоньше 8-12 мкм4*) при достижении высоких конкурентных преимуществ в эксплуатационных характеристиках, энергоэффективности, ресурсосбережении и экологичности. удовлетворяющие наивысшим стандартам экотехнологической, техногенной и продовольственной безопасности.

Обоснованы рыночные перспективы модернизации второго передела БНВ с использованием аддитивных технологий5* для удовлетворения перспективных потребностей Евразии в геотекстиле, антипожарной облицовки тоннелей; в каркасных агропромышленных и энергетических конструкциях; антикоррозионных водно-утилизационных и транспортных коммуникациях. Перспективны разработки широкого ассортимента конструкционных материалов и изделий на его основе – технические ткани и текстиль, аддитивная печать композитами, авиационные подшипники, поликомпозитная арматура, минеральная вата, а также сверхпрочные легкие коррозионностойкие энергетические, транспортные, агропромышленные, ирригационные, строительные, коммунальные и ландшафтные конструктивы.

Возможны разные организационные комбинации совместного производства БНВ (1), аддитивных производств машиностроительных изделий (2), индустриального и дизайнерского строительства (3) с базовым объемом потребных инвестиций ≈ $320М при совокупном объеме производства 50.000 тн./год. Подготовлены проекты Технических заданий (ориентировочная цена около $1М) на модульные производства, кратные 3500 тонн БНВ в год, Предложение МИАБ может стать основанием серийной модернизации Китайских заводов по производству БНВ, введенных в эксплуатацию компанией BF&CM TD, Hong Kong.

Научный эксперт Проекта - Академик Анатолий А. Сперанский.

 

1.“超级玄武岩纤维”(玄武岩纤维的工业生产)

玄武岩是中国、俄罗斯、塞尔维亚及其他欧亚国家具有重要经济和战略意义的原材料。天然矿石包含辉石、斜长石、橄榄石等矿物,在高温下将其熔融后可获得连续玄武岩纤维(CBF:Continuous basalt fibre)。与其他化学纤维相比,玄武岩的物理和机械性能优于玻璃纤维,并且比碳纤维经济得多。目前批量生产技术允许在T=1200÷1450℃的温度下熔得到玄武岩气体,然后通过传统的润滑铂金拉丝漏板制成纤维。这样制成的纤维已达到最优性能,无法得到性能更优的纤维(即更清洁、更坚固且薄于的15-21微米)。

国际人类安全研究院下属的结构安全实验室提议生产具有更高机械性能和更强经济竞争力的新一代“超级玄武岩”。该项目包括研发并在工业领域将具有前沿科技创新性的五项新技术和研发要素相结合。

俄罗斯的一项新技术,用于根据“绿色”标准在玄武岩矿床上实现无废料的开采1 *,使用基于碳化硅复合材料的高强度基体模具3 *进行感应和等离子熔化2 *玄武岩的方法(T=1900÷2100℃),数量级提高了连续玄武岩纤维的质量(稀释度8-12 μm4*),同时在使用性能、能源效率、资源节约和生态环保方面获得了很高的竞争优势,符合生态技术、技术工程和食品安全的最高标准。

通过使用添加技术进行二次冶炼现代化的市场前景得到了证实5*,该技术旨在满足欧亚大陆对土工织物、隧道防火衬砌、农工综合框架结构、动力结构、防蚀污水处理管道和交通运输中的潜在需求。在此基础上开发各种建筑材料和产品是大有前景的,比如:技术织物和纺织品,复合材料的增材印花,飞机轴承,复合材料增强材料,矿棉以及超强轻质耐腐蚀能源、运输、农用工业、灌溉、建筑、市政和景观结构。

联合生产连续玄武岩纤维(1),机械工程产品的增材制造(2),工业和设计建设(3)的各种组织组合,所需基本投资约为3.2亿美元,总产量为50000吨/年。 已拟定好了模块化生产的技术任务草案(价格约为100万美元),计划每年生产3500吨连续玄武岩纤维。国际人类安全研究院的提议是:由香港BF &CM TD公司投产的中国连续玄武岩纤维生产厂进行系列现代化改革的基础。

负责该项目的科学专家是斯比兰斯基院士。