В настоящее время стойкие к коррозии композиционные материалы являются неотъемлемой частью оборудования, которое использует горнодобывающая промышленность.

Композит, композитная облицовка и полимербетон являются важными компонентами в процессах добычи никеля, меди, цинка, марганца, кобальта и других металлов.

Вообразите маленький бассейн с водой, полный пираний. А теперь представьте, что в него брошен кусок говядины. Вам останутся только кости. Если кости – это именно то, что Вам нужно, это может быть приемлемым процессом.  Сейчас горнодобывающие компании ищут кости. Они используют технологии, которые сходны с формой приведенной аналогии. Только замените воду  и пираний кислотой, а мясо рудой, и Вы получите грубое описание процесса добычи руды в настоящее время.

Руда добывается либо подземным бурением, либо послойным снятием грунта и скальной породы при помощи технологии разработки карьера. Оба метода доставляют руду на поверхность, так что можно добыть любой искомый драгоценный металл или минерал.  Методы добычи, которые использует горнодобывающая промышленность, утилизируют мощные химические реактивы, которые удаляют ненужные компоненты или «отходы». В прошлом, химические реагенты, использовавшиеся в этом процессе, имели тенденцию к разрушению, «пожиранию» контейнеров, которые использовала горнодобывающая промышленность для добычи минералов.  Но теперь, благодаря современным технологиям производства усиленных пластиков для этих контейнеров, минералы могут быть добыты с использованием разных химических методов и температур без проблем, присущих прошлым методикам.

Процессы, используемые сегодня для добычи драгоценных металлов из руды, создают жесткую окружающую среду, которая устанавливает коррозионное давление на контейнеры, используемые для этих целей. В прошлом для покрытия контейнеров в большинстве процессов использовались другие металлы, такие как свинец. Но этот метод по своей сути приводит к проблемам со сваркой и расходящимися стыковочными швами от постоянного разъедания кислотными компонентами.

Ранние достижения в науке, сделанные 50 лет назад, позволили разработать новое семейство смол, которые могли покрывать выщелачивающие резервуары и электролитические ячейки, и с успехом заменить свинец и другие материалы  с одновременным обеспечением такого уровня надежности, какого горнодобывающая промышленность до сих пор не имела.

Горнодобывающая промышленность и индустрия стали активно использовать композиционные материалы, и хотя многие горнодобывающие компании вначале скептически к ним относились, сейчас композиционные материалы, стойкие к коррозии, являются неотъемлемой частью горнорудной добычи.  Композит, композитная облицовка и полимербетон являются важными компонентами в процессах добычи никеля, меди, цинка, марганца, кобальта и других металлов.

НЕСТАНДРАТНОЕ СРАВНЕНИЕ

Примером того, как горнодобывающие технологии улучшились благодаря использованию композиционных материалов, является разработка полимербетона. Этот материал формируется путем смешивания выбранных наполнителей и полимерных смол. При смешивании, следуя формуле 10% смолы и 90% песка или добавок, эта связь дает чрезвычайно мощный материал, способный работать в экстремальных условиях.

Полимербетон часто используется для производства ячейки или монолитной части, которая, по крайней мере, для очистки меди, затем заполняется раствором серной кислоты.  Раствор подвергается электролизу и происходит электроосаждение меди на медный катод. Весь процесс происходит при температуре 65 С.

Для завода по очистке меди в Токопилла, Чили (Tocopilla, Chile) при изготовлении электролитических ячеек использовалась эпоксидная винилэфирная смола Derakane 411-45 производства компании Ashland, смешанная с бетоном. Раствор, который находится в этих ячейках, состоит из 14% раствора серной кислоты и 4% раствора сульфата меди при температуре 650С. Эти ячейки бесперебойно работали на протяжении почти 20 лет.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ ПОЛИМЕРБЕТОНА

В то время как бетонная смесь дает один уровень защиты для горнодобывающих компаний, другие процессы, которые использует горнодобывающая промышленность, требующие более высокой коррозионной стойкости, требуют также покрытий из специальной эпоксидной винилэфирной смолы для завершения работы. Например, при обработке цинка, компания CEZink из Вэллейфилд, Квебек (Valleyfield, Quebek), установила новую систему для улавливания серной кислоты во время процесса электровыделения.

Процесс производства цинка генерирует легкий туман из коррозионной серной кислоты, который должен быть удален из рабочей области и восстановлен. Система, которую установила компания CEZink, собирает кислоту в семь охлаждающих башен, где туманоуловитель, расположенный в верхней части каждой башни, удаляет кислоту и возвращает ее в перерабатывающие ячейки посредством замкнутого процесса. Охлаждающие башни были сделаны с использованием эпоксидной винилэфирной смолы Derakane 510C-350, с добавкой 3% сурьмянистого ангидрида (триохсид сурьмы) для обеспечения дополнительных свойств по замедлению горения.

«Строительство структуры из материала, стойкого к кислотной коррозии, убирает много забот по обслуживанию», - говорит Майк Эгнью (Mike Agnew), руководитель работ компании CEZinc. «Сделанная  из бетона или стали, структура требовала бы постоянной необходимости в инспекции и ремонте».

Горнодобывающая промышленность использует операции, которые состоит из трех основных операционных действий:

•  Добыча 
• Обогащение 
• Обработка

Добыча, упомянутая ранее, удаляет руду из залежей и выполняет все работы перед обогащением. Обогащение руды включает дробление,  измельчение, промывку, фильтрацию, сортировку, разбиение на фракции, гравитационное и флотационное обогащение. Действия по обработке, следующие за обогащением, включают плавление и очистку концентратов для подготовки готового к реализации продукта.

Как раз процесс очистки позволил горнорудным компаниям найти эффективное применение композиционных материалов. Так как высокие затраты продолжают оказывать влияние на прибыли, существенно то, что горнодобывающие компании постоянно ищут экономических путей увеличения добычи.

Ячейки из полимербетона на базе эпоксидной винилэфирной смолы Derakane для Konkola Copper Mines, Замбия, сделаны компанией Polymer Concrete Industries (Замбия). Polymer Concrete Industries начала делать монолитно литые электролитические ячейки из полимербетона в Африке в 1991 году. Ячейки оборудованы кольцевыми трубопроводами для подчи электролита, кожухами перелива, фильтрующими сливами, сливными трубами и наклонными полами, закрывающими ячейку панелями и раздельными боками электродов.

В соответствии с докладом  Международной Группы Изучения Меди (International Copper Study Group) в октябре 2005 года, будущие перспективы для меди неизменны. Производство, возглавляемое Чили, которая поставляет 35% всей мировой меди, удовлетворяет текущие запросы. Годовые остаточные резервы сокращаются в соответствии с данными изучения, которые гласят, что только 49000 тонн осталось в запасе на конец 2004 года по сравнению с 442000 тоннами на руках в начале года.

В добавление к использованию эпоксидных винилэфирных смол при очистке руды, эти смолы также используются в производстве скрубберов на горнодобывающих заводах. На оловоплавильном заводе компании Capper Pass Ltd, Англия, смола Derakane использовалась для покрытия внутренней стены скруббера. Два обжига были подтверждены документально внутри скруббера, но никакого ущерба покрытию из смолы Derakane замечено не было. Композит, образующий внутреннюю структуру, был подвержен исследованию после 9 лет использования, которое показало отсутствие ухудшения.

ДОКАЗАНО

«Эпоксидные винилэфирные смолы Derakane и Hetron в реальных применениях показали свою ценность на рынке материалов, стойких к коррозии»,- говорит Том Джонсон (Thom Johnson), управляющий производством подразделения коррозионностойких и огнестойких смол компании Ashland Specialty Chemical в Северной Америке. «Это наиболее  очевидно в горнодобывающих операциях, где используемые химические процессы являются чрезвычайно коррозионными по отношению к резервуарам и трубам. Ничто не выдерживает эту чрезвычайно агрессивную среду так  хорошо, как это делают смолы Derakane и Hetron».

Семейство эпоксидных винилэфирных смол обеспечивает широкие свойства по коррозионной стойкости. Промышленность находит эти смолы удобными в производстве и установке, и они обладают хорошими механическими свойствами. Было описано много примеров, которые поддерживают их использование и долговечность. И в добыче минералов, и металлов, и драгоценных камней, композиционные материалы помогают горнодобывающим компаниям найти корень их ценности.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка эпоксидных и полиэфирных смол можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок эпоксидных смол в России» и «Рынок полиэфирных смол в России».

Кен Гордон (Ken Gordon), компания Ashland.