Виды сырья

3.1.1. Природное неорганическое сырье (нерудные полезные ископаемые)

Сырье – это исходные вещества или смеси, которые пере- рабатываются в строительные материалы или изделия.

Сырье ® переработка ® готовый материал (изделие)

Состав и свойства сырья – важные факторы, определяющие способ переработки и качество строительного материала.

Основными сырьевыми материалами для производства строительных материалов являются природные материалы.

Наиболее широко используется неорганическое природ- ное сырье (нерудные материалы), которые по химическому со- ставу являются оксидами (SiO2), силикатами и алюмосилика- тами щелочных и щелочноземельных металлов (Na, K, Ca, Mg), карбонатами и сульфатами кальция и магния. В меньшем объеме используется органическое сырье (древесина, нефть, уголь, газ).

Кроме того, в качестве основного компонента сырьевой смеси или добавок могут использоваться побочные продукты различных отраслей промышленности (отходы).

Природное сырье

Побочные продукты промышленности (отходы)

Неорганическое Органическое (углеводороды)

Руды Нерудное

(оксиды, силикаты, алюмоси- ликаты, карбонаты, сульфаты)

Природное неорганическое сырье (нерудные полезные иско- паемые)

К этому виду относятся широко распространенные в при- роде горные породы, обладающие необходимым химическим и минеральным составом, многими благоприятными физико- химическими свойствами и привлекательным внешним видом.

– Особенности состава и свойств некоторых горных пород, главным образом осадочного происхождения, позволяют рас- сматривать их как основную сырьевую базу для производства вяжущих веществ (извести, гипса, цемента), керамики, стекла.

– Декоративные свойства других горных пород (гранита, габбро, мрамора) позволяют применять их в качестве отделоч- ных материалов после механической обработки поверхности.

– Еще одна в больших количествах используемая группа – породы, находящиеся в природе в рыхлом состоянии (пески, гравий, природный щебень). Они практически без переработки используются в качестве заполнителей при производстве бе- тонных и растворных смесей.

Таблица 3.1.

Примеры использования горных пород

Горная порода Химиче- ский состав Применение Песок Кремне- зем (SiO2) Заполнитель в бетонах, рас- творах Сырье для получения стеклянных расплавов Глина Алюмо- Керамический Сырье для керамики, силикаты кирпич, кера- один из сырьевых ком- (SiO2, мическая плит- понентов для получения Al2O3) ка ПЦ клинкера Гранит Силикаты и алюмо- силикаты Блоки, плиты, щебень Сырье для заполнителей бетона Диабаз Силикаты и алюмо- силикаты Блоки, плиты, щебень Сырье для получения каменных расплавов Извест- няк Карбонат кальция (СаСО3) Отделочные плитки Сырье для получения воздушной извести, один из сырьевых ком- понентов для получения ПЦ клинкера Мрамор Карбонат кальция (СаСО3) Облицовочные плиты, декора- тивный щебень Сырье для декоративно- го бетона Гипсовый Двувод- Отделочные Сырье для получения камень ный плитки гипсовых вяжущих, сульфат один из компонентов кальция портландцемента (СаSО4· ·2H2O)

3.1.2. Природное органическое сырье

К этой группе относятся различные древесные породы и другое сырье растительного происхождения (стебли камыша, сельскохозяйственных культур), нефть, природный газ, камен- ный и бурый уголь, торф.

Природное сырье перерабатывается по различным техноло- гиям с получением материалов разного назначения.

Природное органическое сырье

Древесина различных пород:

– лесоматериалы (бревна);

– пиломатериалы (брус, дос- ки);

– изделия из древесины (дос- ки для пола, плинтусы, оконные и дверные блоки, паркет);

– древесные изделия (фанера, ДСП и ДВП, древесно- слоистые пластики);

– клееные деревянные конструкции

Нефть, газ, уголь, торф:

– битумы и дегти (вяжу- щие для асфальтобето- на, основной компо- нент кровельных и гидроизоляционных материалов);

– полимеры (связующие для пластмасс – лино- леумы, стеклопласти- ки;

– компонент композици- онных материалов – полимерцементных бе- тонов;

– модифицирующие до- бавки для строитель- ных смесей;

– основа для лаков и кра- сок

3.1.3. Решение экологических проблем

при производстве строительных материалов

Добыча природного минерального сырья для нужд про- мышленности строительных материалов и последующая пере- работка сырья в изделия и материалы порождают ряд экологи- ческих проблем.

Производство строительных материалов является очень ма- териалоемкой отраслью. Примеры:

− для производства 1000 штук керамического кирпича требуется примерно 4 тонны глинистого сырья;

− для получения 1 тонны извести нужно обжечь 2 тонны известняка;

− сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бето- нов и строительных растворов.

В свое время Советский Союз занимал второе место в мире по производству нерудных строительных материалов. Ежегодная добыча горных пород для нужд строительства и промышленности строительных материалов составляла около 2 млрд тонн.

Поскольку разработка месторождений горных пород боль- шей частью ведется открытым способом, земля выводится из сельскохозяйственного оборота, на больших площадях наруша- ются естественные растительные покровы, изменяется природ- ный рельеф местности, появляются выработки большого объе- ма. Рядом с разрабатываемым месторождением накапливаются вскрышные породы, нарушается природное равновесие.

В настоящее время все большее значение приобретает про- блема рационального использования природного сырья, утили- зация побочных продуктов добычи и переработки горных по- род, объем которых иногда достигает 80 % от объема добычи нерудного сырья.

При изготовлении деловой древесины и изделий из нее об- разуется большой объем отходов в виде стружки, опилок, кус- кового материала.

Таким образом, одна из экологических задач – максимально полное использование природного сырья и отходов, образую- щихся при его добыче и переработке.

Использование отходов иногда позволяет сократить по- требление природного сырья. 1 м3ДВП заменяет 2,5 м3стро- ганного пиломатериала. Примером может служить современ- ный отделочный материал ламинат – слоистый клееный мате- риал, получаемый на основе древесностружечных и древесно- волокнистых плит – изделий, изготовленных из древесных от- ходов.

Еще одна задача – утилизация отходов других отраслей промышленности.

Отходы других отраслей могут служить заменителем при- родного сырья, когда состав отходов близок к необходимому составу сырьевых материалов или компонентов смесей.

Наиболее широко используемыми являются отходы тепло- энергетики: золы, шлаки. По своему составу они представляют силикаты кальция, алюмосиликаты, т.е. близки по составу к вя- жущим веществам, некоторым горным породам. Многие золы и шлаки являются активными материалами, т.е. способны хими- чески взаимодействовать с водой, известью, сульфатами. Это обусловлено не только их составом, включающим ряд активных минералов, но и особенностью микроструктуры – большим со- держанием стеклофазы, т.е. аморфного вещества.

Примеры широко используемых промышленных отходов:

· Отходы добычи и переработки горных пород:

Отходы распиловки и обработки

поверхности Þ

Отходы производства щебня (частицы с размером

декоративные плиты из кусков мраморных и гранитных плит (типа «брекчия»);

дробление на заполнители

рассев с получением искусственно- го песка (размеры частиц

от 0,16 до 5 мм);

помол с получением каменной муки (наполнитель асфальтобетонов, мастик, пластмасс)

· Отходы обработки древесины:

неделовая древесина Опилки Þ Þ ДСП, ДВП, фибролит, арболит наполнитель в пластмассах, гипсо- бетонных изделиях Отходы теплоэнергетики: Золы Þ добавки в бетонные и растворные смеси; компонент сырьевой смеси для производства ПЦ клинкера; компонент смешанных вяжущих Шлаки Þ заполнители; компонент смешанных вяжущих (местных, низкомарочных); активная минеральная добавка в составе цемента Стружка, щепа,

Использование отходов имеет не только экологическую, но и экономическую стороны:

− в тех регионах, где нет или недостаточно природного сырья, расширяется сырьевая база производства строи- тельных материалов;

− снижается стоимость строительных материалов, так как исключаются или уменьшаются затраты на транспорти- рование природного сырья из других регионов;

− решается проблема утилизации промышленных отходов, исключается необходимость устройства полигонов для их хранения.

Проблемы загрязнения окружающей среды Использование отходов, а иногда и природного сырья в про-

изводстве строительных материалов может привести к загряз- нению воздуха промышленных и гражданских зданий, атмосфе- ры, а значит, повлиять на здоровье человека и природу.

Источники загрязнения

Сырье (отходы)

Технология

Готовый продукт

Тяжелые металлы Аэрозоли Радиоактив- ность

Радиоактивность Пыль (кремнезем)

Сточные воды

Вымывание тяжелых металлов Выделение фенола, формальдегида

Наиболее полно в настоящее время изучены токсикологи- ческие свойства полимерных строительных материалов, и в меньшей степени проводится экологическая оценка материалов на основе неорганического сырья (цемент, стеновые материалы, например шлакоблоки, теплоизоляционные материалы). К обя- зательным испытаниям в последнее время стали относить оцен- ку радиационных свойств сырьевых материалов (например, щебня) и готовых изделий. Для новых видов продукции оцени- ваются токсиколого-гигиенические свойства.

Для жизнедеятельности человека нужны не только продукты питания, но и технические средства их производства, жилища, бытовая техника, транспорт, одежда и др. Названные материальные средства производятся в результате сложных технологических процессов преобразования и переработки природного сырья, среди которого широко используется минеральное сырье, извлекаемое из недр Земли.

Минералы (от лат. minera - руда) представляют собой природное твердое вещество, образовавшееся в глубине и на поверхности Земли. В настоящее время известно более 3 тыс. видов минералов. Среди них наиболее распространены силикаты (25%), оксиды и гидрооксиды (12%), сульфиды и аналоги (13%), фосфаты, арсенаты и вана- даты (18%). Физические и химические свойства минералов определяются их кристаллической структурой и химическим составом.

В земных недрах минералы распространены в виде руды - природного образования, содержащего один или несколько металлов или неметаллов в концентрациях, при которых экономически целесообразно их извлечение. Металлические минералы содержат железо, алюминий, медь, золото, серебро и пр. В природе чаще всего встречаются такие неметаллические минералы, как соль, глина, силикаты, песок, гравий, известняк и др. Из руды выплавляют либо извлекают другим способом многие виды минерального сырья, из которого производятся различные материалы. Например, из железной руды выплавляют железо, а из силикатов - стекло. В настоящее время добывается более 100 видов негорючих минералов, большая часть которых потребляется развитыми странами, где проживает примерно четверть населения земного шара. Остальная часть минеральных ресурсов приходится на добычу развивающимися странами.

Добыча, переработка и использование природного минерального сырья включают множество технологических операций производства разнообразной продукции в разных отраслях промышленности. Одна из важнейших задач современного человечества - рациональное потребление минеральных ресурсов и модернизация всех технологических процессов, начиная от добычи руды и кончая использованием сырья для производства готовой продукции с целью его сбережения и оказания минимального антропогенного воздействия на окружающую среду.

Основная доля минерального сырья для производства множества видов материалов добывалась и добывается из поверхностного слоя земной коры. Толщина такого слоя, доступная современным средствам промышленной добычи, не превышает 2 км.

В поверхностном слое содержатся различные химические соединения, в состав которых входят следующие основные химические элементы: кислород (49,5%), кремний (25,8%), алюминий (7,5%), железо (4,7%), кальций (3,7%), натрий (2,6%), калий (2,4%), магний (1,9%), водород (0,9%), титан (0,6%) и прочие (0,7%). Их распространенность в земной коре можно изобразить в виде пирамиды (рис. 4.2).

Рис.

Среднее содержание химических элементов в земной коре, с одной стороны, относительно велико, а с другой - слишком мало для рентабельной повсеместной добычи ввиду их рассеянности и низкой концентрации. Рентабельны лишь те месторождения, где сосредоточены существенные запасы тех или иных полезных ископаемых. Они встречаются редко и неравномерно распределены по земному шару. Ни одна страна на планете не располагает всеми необходимыми видами природного сырья в достаточном количестве. Тем не менее на территории России находятся многие месторождения наиболее важных видов ценного природного сырья. Некоторые промышленно развитые страны вынуждены ввозить сырье. Например, в США импортируется около одной трети потребляемых металлов: марганца, хрома, кобальта, олова, почти весь алюминий и все большее количество свинца, цинка, вольфрама и другого сырья.

Запасы природного сырья, интенсивно добываемого современными техническими средствами во всем мире, быстро исчерпываются - ресурсы Земли хотя и очень велики, но ограничены. Минеральные запасы сырья, как бы интенсивно они не эксплуатировались, не уничтожаются, а переходят в различные химические соединения, малопригодные для экономического оборота.

Решающую роль в сбережении природных ресурсов должны сыграть новейшие химические технологии. Можно привести примеры, когда новые химические технологии спасали от кризиса промышленное производство. Один из них связан с внедрением содовой технологии в 1789 г. во Франции, которая направила в новое русло производство стекла. До ее внедрения применялось калиевое сырье, вырабатываемое из древесины, что привело к почти полному истреблению лесных массивов. Таким образом, новая технология способствовала, с одной стороны, развитию производства стекла, а с другой - сохранению леса.

Ограниченность природных ресурсов в богатых месторождениях и возрастающая их потребность уже сегодня приводят к необходимости:

• осваивать новые месторождения, в том числе морские шельфы, и добывать сырье, содержащееся в морской воде;
• разрабатывать бедные месторождения;
• сокращать отходы и увеличивать долю их утилизации;
• производить замену дефицитного сырья.

Весьма перспективен для добычи - морской шельф, находящийся на глубине до 200 м. Почти 1/3 площади прибрежной территории России занимают шельфы. Здесь сосредоточено больше половины объема осадочных пород северной части Евразии, содержащих минеральное сырье и огромные запасы углеводородов. В наше время около 30% углеводородного сырья добывается на шельфах. Подводные окраины материков, общая площадь которых чрезвычайно велика, в ближайшем будущем станут основным источником многих видов природного сырья.

Сырьем наз. в-ва природного и синтетического происхождения, используемые в производстве промышленной продукции.

По агрегатному состоянию сырье делится на твердое, жидкое и газообразное. По составу сырье делят на органическое и неорганическое. По происхождению различают сырье минеральное, растительное и животное.

Важнейшее сырье - минеральное. Его делят на рудное, нерудное и горючее. Рудным минеральным сырьем наз. горные породы или минеральные агрегаты, содержащие металлы, которые могут быть экономически выгодно извлечены в технически чистом виде. Нерудным (или неметаллическим) называют все сырье, используемое в производстве химических, строительных и других неметаллических материалов и не являющееся источником получения металлов. К горючему минеральному сырью относятся органические ископаемые: уголь, торф, сланцы, нефть и др., используемые как топливо или сырье для химической пром-ти. Топливом называют горючие органические в-ва, являющиеся источником тепловой энергии. Все топлива по агрегатному состоянию подразделяются на твердые ископаемые (торф, древесина, сланцы), жидкие (нефть, нефтепродукты), газообразные (природный и попутный газы и др.)

Земная кора (99,5%) состоит из 14 химических эл-тов: кислорода - 49,13%, кремния - 26,00, алюминия - 7,45, железа - 4,20, кальция - 3,25, натрия - 2,40, магния - 2,35, калия - 2,35, водорода - 1% и др.

Растительное и животное сырье (древесина, лен, хлопок, шерсть, молоко и т.д.) перерабатывают или в продукты питания (пищевое сырье) или в продукты промышленного и бытового назначения (техническое сырье). Источником растительного и животного сырья являются ресурсы естественной среды обитания: земельные, лесные и водные.

Сырье и материалы делят на основные и вспомогательные. Основные материалы составляют материальную основу выпускаемой продукции: железная руда - чугуна; текстильные волокна - тканей; металл - машин и т.д.

К классу вспомогательных относят такие материалы, которые не составляют материальную основу производимой продукции, а придают ей определенные св-ва и кач-ва, обеспечивают работу оборудования и нормальный ход технологического процесса. Например, красители придают тканям определенный цвет, катализаторы - нормальное протекание либо ускорение тех. процесса.

Существуют также предметы труда, используемые в производстве в качестве полуфабрикатов. Полуфабрикат - это продукт, изготавливаемый на одном участке производства и используемый для выработки продукции на другом участке. Полуфабрикат нередко выступает в качестве готовой продукции. Так, пряжа является готовой продукцией прядильного производства, а на комбинате, где она перерабатывается в ткань,- полуфабрикатом.

29. Пути рационального использования природного сырья

Известно, что экономика производства зависит от характера использования сырья. Наиболее важными из них являются: правильный выбор сырья, комплексная его переработка, повторное использование, высококачественная первичная обработка и обогащение, максимальное использование отходов производства.

Выбор сырья определяет тип применяемого технологического оборудования, характер технологии, длительность производственного цикла и влияет на многие технико-экономические показатели работы предприятий. Например, в машиностроении отдельные детали машин изготавливают из металла, пластмасс, древесного пластика. Правильный выбор сырья характеризуется снижением себестоимости продукции при повышении ее кач-ва. Не менее важным явл. рациональное использование сырья.

Комплексная переработка сырья возможна лишь при высокой организации пр-ва. Она предполагает применение разнообразных тех. процессов, расширение номенклатуры продукции на одном предприятии. При этом снижаются транспортные расходы, себестоимость продукции, растет прибыль промышленных предприятий. Поэтому комплексное использование сырья явл. важной народнохозяйственной проблемой. Комбинирование предприятий, комплексное использование сырья дают возможность получать большой экономический эффект.

Таким образом, можно сделать вывод, что рациональное использование сырья, изыскание более дешевого местного сырья вместо дорогого зарубежного, применение концентрированного (обогащенного) сырья, комплексное использование сырья, замена пищевого сырья на минеральное и другие меры приводят к значительному снижению себестоимости продукции.

Минеральное сырье — это полезные ископаемые, которые используются в производственной сфере, оно играет важную роль в народном хозяйстве, особенно в промышленности. Полезные ископаемые дают почти 75% сырья для производства. Практически все виды транспорта работают на сырье, полученном в процессе переработки полезных ископаемых.

Классификация: виды и классы сырья минерального происхождения

Полезные ископаемые, которые добывают из недр земли, относят к минеральному сырью, которое включает в себя более 200 минералов отличающихся друг от друга по физической форме, составу, применению и другим признакам.

Единой системы классификации минеральных ресурсов не существует, их классифицируют по видам использования и по агрегатному состоянию.

Минеральные ресурсы по видам использования:

• горючие (нефть, газ, уголь);
• рудные (алюминий, медь, олово);
• нерудные (асбест, графит, мрамор).

Минеральные ресурсы могут различаться по состоянию и подразделяться на:

• жидкие (нефть, минеральная вода);
• твердые (соль, уголь, мрамор);
• газообразные (метан, гелий, горючие газы).

Природное минеральное сырье

К природному минеральному сырью относят горные породы и минералы, из которых производят строительные материалы и сырье на основе вяжущих веществ (цемент, гипс, асбест). После термической обработки минеральное сырье используется в стекольной, керамической промышленности, а также применяется в производстве удобрений и минеральных красок.

Техногенное минеральное сырье

Отходы, образующиеся во время получения и обработки металла и отходы горно - металлургических, химических производств, содержащие цветные и благородные металлы, — являются техногенным минеральным сырьем.

Техногенное минеральное сырье разделяется на группы, в зависимости от принадлежности к определенным производственным отраслям.

Различают сырье:

• горнодобывающих предприятий;
• обогатительных фабрик;
• металлургических заводов;
• химической промышленности;
• топливной энергетики.

Техногенное минеральное сырье широко используется в строительстве (производство цемента, бетона), при дорожных работах (засыпка карьеров, отсыпка дамб), в производстве минеральных удобрений.

Горючее минеральное сырье

Горючие (топливные) полезные ископаемые по своему состоянию делятся на жидкие (нефть), твердые (уголь, торф) и газообразные (природный и попутный газ).

Нефть и газ служат источником энергии и тепла: благодаря им работают двигатели машин, отапливаются помещения.

Уголь является основным источником энергии, который используется на производстве.

Торф применяют как горючее и в качестве теплоизоляции.

Горючее минеральное сырье является самым важным видом полезных ископаемых. Благодаря ему было создано множество отраслей промышленности.

Стратегическое минеральное сырье

Стратегическое минеральное сырье составляет основу материального производства, которая обеспечивает экономическую и оборонную стабильность страны. Перечень стратегических минеральных ресурсов изменяется в зависимости от геополитической обстановки, внешнеэкономических связей и других обстоятельств.

Среди стратегического минерального сырья России находятся топливно - энергетические ресурсы, руда цветных и редких металлов, драгоценные камни и металлы. К стратегическим ресурсам так же относят водные ресурсы, как основу жизнеобеспечения населения страны.

Что относится к подакцизному минеральному сырью?

Акциз — это косвенный налог, который взымается с налогоплательщиков, производящих или продающих подакцизное сырье. К подакцизным видам минерального сырья относятся природный газ и нефть. Но в случае реализации нефти или газа на экспорт, акциз не взымается. Такое освобождение от уплаты акциза возможно, если вывоз осуществляет производитель продукции.

Химический анализ характеристик и качества минерального сырья

Изучение состава руды и минералов проводилось с древнейших времен. Это требовалось для получения бронзы, железа, драгоценных металлов. Такой анализ минеральных ресурсов был очень важен, он способствовал развитию горно-обогатительных работ, металлургической промышленности.

В начале ХХ века минеральное сырье представляло особый интерес для химиков - аналитиков. Необходимость изучения минеральных ресурсов, развивала новые методы анализа, что способствовало развитию химии.

На сегодняшний день применяются новейшие методы для химического анализа минерального сырья, которые позволяют узнать состав образца и увидеть его структуру.

Методы проведения химического анализа:

• Газовая хроматография с месс-спектрометрическим детектированием позволяет определить широкий спектр веществ, находящихся в образце, дает возможность анализировать газовые смеси.
• Жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим детектированием такой метод обладает широким спектром определяемых веществ, дает возможность проводить анализ без испарения.
• ИК-спректрометрия позволяет установить молекулу вещества, дает возможность анализировать твердые металлы без растворения.
• Атомно-эмиссионная спектроскопия позволяет обнаружить очень низкие содержания элементов и их количество.
• Электронная микроскопия. Уникальный метод, который дает возможность получить данные об элементном составе образца и увидеть его структуру.

Добыча, производство, обработка и переработка минерального сырья

Россия очень богата различными видами минерального сырья (уголь, руда, калийные соли, алмазы), а так же занимает ведущее место по добыче и экспорту нефти и природного газа.

Добыча минеральных ресурсов может происходить разными методами:

• подземная разработка месторождений;
• открытая разработка месторождений;
• бурение скважин;
• разработка морского дна.

После добычи полезные ископаемые подвергаются переработке. На этом этапе происходит отделение ценного минерального сырья от отходов.

Переработка минерального сырья — включает в себя много различных процессов и является самой важной частью во всей работе по добыче минеральных ресурсов.

Переработка минерального сырья применяется в различных отраслях: добыча угля, никеля, нефтеносного песка, калиевых солей, железной руды и других.

В зависимости от вида минерального сырья применяют комплексную переработку (для твердых ископаемых) или комбинированную (для твердых и жидких ископаемых).

Сырье для производства минеральных удобрений

Азотная промышленность занимает ведущее место в производстве минеральных удобрений (около 50% всех производимых азотных удобрений в России).

Исходным сырьем для производства удобрений служит природный газ и коксующий уголь.

Существует несколько методов производства минеральных удобрений:

1. Аммиачный способ основывается на использовании коксового газа, который образуется при коксовании угля (во время производства кокса на коксохимическом производстве) в черной металлургии. При использовании данного метода, азотно - туковые предприятия располагаются в угольных бассейнах или рядом с металлургическим производством.
2. Способ конверсии природного газа. Предприятия, которые используют данный метод для производства удобрений, располагаются в районах газовых ресурсов или вдоль трасс магистральных газопроводов.
3. Способ электролиза воды. Такие предприятия располагаются рядом с источником дешевой энергии.
4. Способ с применением отходов нефтепереработки. В таких случаях предприятия располагаются рядом с нефтеперерабатывающими заводами.
5. Фосфорные удобрения, получают путем измельчения фосфатов. Такие производства не привязаны к сырьевой базе и могут располагаться в любом месте.

Технология обогащения минерального сырья

Обогащение минерального сырья (переработка) включает в себя несколько процессов обработки сырья для отделения от пустых пород, а также разделения ценных минералов. При обогащении можно получить как конечный продукт (асбест, графит), так и концентраты, которые можно переработать химическим или металлургическим путем.

Минеральное сырье подвергают трем операциям: подготовительной, основной и вспомогательной.

Подготовительные процессы включают в себя — дробление и измельчение, грохочение и классификацию.

Основные процессы заключаются в отделении одного или нескольких полезных компонентов.

Заключительные (вспомогательные) процессы — сгущение пульпы, обезвоживание (зависит от характеристик материала).

Обогащение минерального сырья подразделяется на виды, в зависимости от того в какой среде происходил процесс:

• сухое;
• мокрое;
• в электрическом, гравитационном или магнитном поле.

Использование минерального сырья

Все виды минерального сырья содержат ценные компоненты. От того, насколько качественно их переработали, зависит количество содержания ценных компонентов в отходах производства.

Комплексное использование минерального сырья позволяет повысить эффективность производства, увеличить ассортимент продукции, снизить расходы на содержание сырьевых баз и предотвратит загрязнение окружающей среды отходами производства.

Минеральное сырье для химической промышленности

Особенностью химической промышленности является — материалоемкость. Для изготовления определенного количества продукции сырья требуется во много раз больше. Поэтому качественное минеральное сырье для химической продукции — залог успешного развития отрасли.

Основным сырьем для химической промышленности являются нефть и природный газ. Именно на этом минеральном сырье производится синтетический каучук, пластмасса, искусственная кожа, минеральные удобрения и моющие средства.

В химической промышленности применяют все известные виды и формы минерального сырья — рудное, нерудное, горючее.

Запасы минерального сырья в химической промышленности делят на две группы:

1. Балансовые — с большим содержанием полезных компонентов.
2. Забалансовые — с низким содержанием полезных компонентов. Такая группа, при изменении каких либо условий, может перейти в балансовую группу.

Минеральное сырье для строительных материалов

Горные породы — являются основным минеральным сырьем в производстве строительных материалов. Эти породы широко используются в производстве стекла, керамики, металла, бетона, растворов.

Кварц и его разновидности, алюмосиликаты — являются главными породообразующими минералами. Этим минералам характерна высокая прочность и ударная вязкость, а также повышенная плотность.

Глубинные горные породы обладают высокой прочностью, большой плотностью и малой пористостью. Благодаря этим свойствам широко используются в строительстве.

Сульфатные породы — гипс и ангидрид используются для получения вяжущих веществ, иногда применяются как облицовочный материал.

Пористые излившиеся породы (пемза, вулканические туфы, пепел) используют как наполнитель легкого бетона, добавки к цементу, для кладки стен.

Вторичные ресурсы (техногенные) с успехом используются в производстве цемента, бетона, при дорожных работах. Песок, гравий и щебень, так же используется для приготовления строительных смесей.

Минеральная вата

Минеральная вата — самый известный материал для теплоизоляции. Изготавливают этот материал из расплавленного стекла горных пород и пропитывают водоотталкивающим маслом. Как правило, такой утеплитель производится в виде плит или матов.

Существует несколько разновидностей минеральной ваты, в зависимости от сырья, из которого она изготовлена:

• стекловата. Стекловату изготавливают из стекловолокна, которое получается в результате смешивания битого стекла и минерального сырья (песок, доломит, известняк). Стекловата отличается высокой химической стойкостью и выдерживает температурный диапазон от -60 до +500 градусов;
• шлаковата. Шлаковату изготавливают из расплавленного доменного шлака. Температурный диапазон составляет от -50 до +300 градусов;
• каменная вата. Изготавливается из расплавленных габбро - базальтовых горных пород. Температурный диапазон составляет от -45 до +600 градусов;
• базальтовая вата. Для изготовления ваты используют габбро и диабаз. Базальтовая вата не содержит доменные шлаки и добавочные вещества. Температурный диапазон составляет от -190 до +1000 градусов.

Минеральные воды

Природные минеральные воды — это подземные воды, в которых повышенное содержание биологически активных компонентов и которые обладают особыми физико-химическими свойствами. Благодаря уникальному составу, минеральная вода может применяться как внутрь, так и в качестве наружного лечебного средства.

Природная минеральная вода — это дождевая вода, которая тысячелетиями скапливалась в разных слоях земных пород. На протяжении этого времени в ней растворялись минеральные вещества и чем глубже находится вода, тем больше она очистилась и больше получила углекислоты и полезных веществ.

Природная минеральная вода состоит из шести основных компонентов:

1. Кальций;
2. Магний;
3. Хлор;
4. Натрий;
5. Сульфат;
6. Гидрокарбонат.

Свое название вода получает благодаря преобладанию, какого либо из шести элементов (хлоридная, сульфатная, гидрокарбонатная).

В минеральной воде в микродозах содержится почти вся таблица Менделеева.

Спрос рынка на минеральное сырье

Минеральное сырье относится к истощаемым природным ресурсам. Отработанное месторождение не сможет восстановиться, а разработка нового влечет за собой определенные трудности. Недостаточность минеральных ресурсов влияет на экономику минерального сырья, формируя прирост цен на то сырье, ресурсы которого ограничены. Но многие виды минеральных природных ресурсов, являются взаимозаменяемыми. В таком случае произойдет развитие рынка дешевых продуктов.

Многие промышленные предприятия стали заменять дорогие продукты на дешевые:

• природный газ вытесняет уголь и мазут;
• платину заменяют палладием и рением;
• природный пьезокварц заменил синтетический.

Не всегда замена природных минеральных ресурсов происходит из-за цены. К примеру, в местности, где нет месторождения щебня, его заменяют керамзитовыми окатышами.

Большинство видов минерального сырья являются товарами постоянного спроса. Но для самоцветов, поделочных, декоративных и отделочных камней спрос определяется изменением тенденций. На снижение добычи минерального сырья обладающего токсичными свойствами повлияло ужесточение требований к экологической безопасности. Из-за повышения цен на минеральное сырье и увеличения платежей за размещение отходов, все чаще стали использовать вторичные ресурсы.

Все эти факторы способствуют уменьшению потребления минеральных ресурсов.

Страны-экспортеры богатые минеральным сырьем

Экспорт минерального сырья происходит, когда страна имеет большие запасы полезных ископаемых. Для экспортера сырье является средством пополнения своего финансового положения.

Передовые места по добыче и экспорту минерального сырья занимают:

• Россия, которая находится на первом месте в мире по количеству запасов природного газа и древесины, на втором месте по величине месторождений угля и на третьем месте по месторождениям золота;
• США на первом месте по запасам угля и входит в первую пятерку по запасам меди, золота и природного газа;
• Саудовская Аравия находится на первом месте по добыче нефти и на пятом месте по величине запасов природного газа.;
• Канада находится на втором месте по запасам урана и третье по величине запасов древесины;
• Иран находится на третьем месте по добыче нефти;
• Китай имеет значительный запас угля и редкоземельных минералов;
• Бразилия имеет большие запасы золота и урана, но наиболее ценным ресурсом является древесина.

Страны бедные минеральным сырьем

Страны, которые не имеют запасов полезных ископаемых, получают сырье из внешних источников.

К таким государствам относятся:

• Япония. В Японии есть лишь небольшое количество шахт по добыче свинцовых и цинковых руд, известняка и каменного угля. В стране имеются небольшие запасы нефти, и ведется ее добыча. Япония является крупнейшим импортером сырья;
• Литва и Латвия. Эти государства обладают такими полезными ископаемыми как сланцы, торф, фосфориты, а энергетическое хозяйство держится на привозном топливе.

В Монако, Дании и Ватикане добычи полезных ископаемых не ведется.

Оборудование для добычи и переработки минерального сырья

В зависимости от состояния добываемого минерального сырья (жидкое, твердое, газообразное) — отличаются способы добычи (открытый, шахтный, скважинный). Для каждого способа добычи предусмотрено специализированное оборудование. Существует оборудование для добычи подземным и открытым способом. Сложные системы управления, автоматизации комплексы и приборы для механической обработки.

Производители и перерабатывающие компании минерального сырья

Среди российских предприятий есть серьезные производители и перерабатывающие компании минерального сырья.

АО «Минерально-химическая компания «Евро Хим». Компания «Евро Хим» — крупнейший в России производитель минеральных удобрений. Компания входит в тройку Европейских и десятку мировых производителей химических удобрений и является лидером по производству фосфатных и азотных удобрений. Продукций предприятия пользуется спросом и в России, и за рубежом. В составе компании находится большая сбытовая сеть в России и за рубежом.

«Уральская горно-металлургическая компания». Холдинг берет свое начало в далеком 1702 году с Гумешевского месторождения медистых глин. У предприятия есть собственная научная база, а также строительный комплекс и телекоммуникационный центр.

АО «Фос Агро- Череповец» — крупнейший в Европе производитель фосфорной и серной кислоты, аммиака и фосфорсодержащих удобрений. Компания является крупнейшим экспортером удобрений в страны Западной Европы, Америки, Азии. Компания обеспечивает себя электроэнергией собственной генерации.

Основным видом природного волокнистого сырья для производства текстильных материалов в России и Украине многие десятилетия был и остается до настоящего времени хлопок . Его потребление в 6-8 раз превышает суммарное использование льна, конопли, шерсти и шелка. В бывшем Советском Союзе в период 1960-1980 гг. из хлопка изготавливали 75% всех тканей, чему способствовали доступность, дешевизна и отлаженная технология переработки этого вида сырья 1 .

С начала 1990-х годов ситуация в текстильной промышленности России и Украины резко изменилась. Тяжелый кризис всей промышленности в целом, отсутствие у предприятий оборотных средств и открытие границ для экспансии товаров легкой промышленности, как с Востока, так и с Запада, привели к уменьшению объема производства текстильной промышленности в 5-8 раз 2 .

Одной из причин отставания текстильной отрасли является также устаревший, требующий модернизации парк оборудования, доставшийся в наследство постсоветским предприятиям.

Известно, что для технического переоснащения текстильного предприятия средней мощности необходимо несколько десятков миллионов долларов США. Такие расходы под силу либо государственному бюджету, либо крупным финансово-промышленным группам (холдингам), объединяющим 4-6 текстильных предприятий.

Хлопок

Промышленные холдинги созданы в настоящее время и в Украине, и в России. Производят они достаточно узкий ассортимент хлопчатобумажных тканей : домашний текстиль, ткани для спецодежды и технические материалы. Хлопчатобумажная отрасль - самая представительная в Украине. На ее долю приходится 50% всех предприятий текстильной отрасли страны - около 40 фабрик.

Суммарная номинальная мощность - 400 млн. м 2 суровой ткани (заключительная отделка и сейчас является слабым звеном отрасли) и 100 тыс. тонн пряжи в год. Состоянием на 2006 год украинские ХБК работают примерно на 70% от своей максимальной мощности. Примерно такая же ситуация и в российской хлопчатобумажной отрасли. Предприятия пребывают в состоянии жесткой конкуренции, охватывая своей продукцией лишь малый сегмент (15-20%) требуемого рынком потребления ассортимента тканей.

В этой ситуации для правильного выбора стратегии развития и для оптимизации баланса используемых волокнистых материалов текстильной промышленности и России, и Украине необходимо отказаться от укоренившегося представления о хлопке как об основном виде натурального сырья для производства тканей 1 , 3 , 4 .

Это обусловливается несколькими объективными причинами.

Во-первых, в мировом балансе текстильного сырья на начало XXI века хлопок составляет лишь 35%, а по прогнозам его удельные вес будет и дальше снижаться; остальные 65% сырья (а это 39 млн.т волокон и нитей) приходится на искусственные и синтетические волокна, а также на другие природные волокнистые материалы (различные виды шерсти, лен, коноплю, натуральный шелк и другие волокна).

Во-вторых, хлопок для России и Украины сейчас является на 100% импортируемым сырьем, используемым к тому же для оборонных нужд.

В-третьих, за последние десятилетия ухудшились экологические показатели хлопка, выращиваемого в Средней Азии (Узбекистан, Туркмения, Таджикистан), где ряд районов признан зонами экологического бедствия. 5 Сырье, выращенное с применением запрещенных в Европе средств защиты растений, может содержать остаточные количества хлорорганических соединений, в связи с чем не исключена вероятность его негативного воздействия, как на переработчиков, так и на потребителей конечных продуктов. Уже сейчас у работниц ряда прядильных фабрик, перерабатывающих среднеазиатский хлопок, отмечается наличие кожных заболеваний (экзем и дерматитов) 4 .

Таким образом, становится актуальной проблема обеспечения широкого промышленного применения других волокнистых материалов, альтернативных хлопку, особенно натуральных.

Лён

Первенство в наших широтах безусловно принадлежит льну . Это природное целлюлозное волокно обладает более высокими медико-биологическими и физико-механическими свойствами, чем хлопковое. Благодаря такому уникальному комплексу свойств льна, как гигиеничность, высокая прочность, низкое электрическое сопротивление и пылеемкость, комфортность, природная бактерицидность (антисептичность и противогнилостность) спрос на льняные и льносодержащие текстильные материалы во всем мире растет год от года.

Использование льна в одежде человека имеет многовековую историю. В древней Греции льняная одежда считалась привилегией жрецов, в древнем Египте была доступна лишь аристократии. Плащаница, в которую было завернуто тело Иисуса Христа, была изготовлена из льняных волокон. На Руси лен издревле использовался для белья и одежды, в том числе праздничной. Интереснейшим фактом является и то, что первым российским стандартом, подписанным лично Петром Первым, был стандарт на лен.

Немецкие ученые доказали, что в жаркую погоду у человека в льняной одежде температура кожи на 3...4 о С ниже, чем в одежде из других натуральных волокон. Присутствие в ткани даже небольшого количества льняного волокна (до 10%) практически полностью исключает электризуемость и снижает проницаемость гамма-излучения в 1,5-2 раза.

Интерес ко льну возрастает с каждым годом. По прогнозам ведущих французских специалистов (на основании медицинских и социологических исследований), до 2010 года удельный вес льняных и льносодержащих тканей в общем объеме выпуска текстильных материалов в мире повысится до 70% 6 .

Следует заметить, что успешное продвижение льняных тканей на внутренний и внешний рынки зависит не только от их высоких физико-механических и гигиенических свойств. Существенное значение имеет и экологическая чистота тканей, которая должна быть подтверждена экологической сертификацией по международным стандартам ЭКО-ТЕКС-100, ИСО-9000 и ИСО-14000.

Указанные стандарты регулируют: содержание в тканях легких органических углеводов (например, формальдегида); остаточного количества тяжелых металлов и токсических элементов (свинца, мышьяка, кобальта, ртути и др.); пестицидов и гербицидов, используемых при выращивании льна; хлорированных органических соединений, применяемых при отделке; остаточное содержание красителей и продуктов их распада (для тканей с печатным оформлением).

По качеству лучшим в мире признан западноевропейский лен. Лидерами по его производству являются Франция (85 тыс.т/год); Бельгия, Нидерланды и Германия (по 18 тыс.т/год).

Лен, выращиваемый в России и в Украине, имеет степень одревеснения 40...60% против 20% у западноевропейского льна и является более жестким. В текстильной промышленности России и Украины лен эффективно используется лишь на 30% (длинное волокно), а 70% (короткое волокно), в основном, идет на технические и упаковочные материалы (мешковина, пакля и др.). Существующие технологии переработки длинноволокнистого льна в ровницу и пряжу - весьма длительные и энергоемкие процессы. В результате выпускаемые чистольняные и полульняные ткани, пользующиеся большим спросом, особенно на Западе, значительно дороже, чем хлопчатобумажные.

Недостатки льняных тканей - повышенная сминаемость и усадка - нивелируются сырьевыми добавками других видов волокон и новыми видами заключительных отделок (био-энзимных и нанотехнологических).

К современным льносодержащим сырьевым композициям можно отнести: 7 лен-полиэфир (40+67) лен-полиамид (5+25) лен-вискоза (30+60) лен-лиоцелл (45+55) лен-тенсель (45+55) лен-купра (45+55) лен-полиуретановые волокна (2+6) лен-металлизированные волокна (30+45) лен-хлопок (40+65) лен-шерсть (18+58) лен-конопля (25+73) лен-натуральный шелк (12+40).

Для изготовления современных тканей также применяются более сложные композиции волокон: лен-полиэфир-вискоза-натуральный шелк; лен-шерсть-полиамид; лен-хлопок-тактель-полиэфир и др. 8 .

В последние 10-15 лет было создано оборудование (фирмы Truetzschler GmbH & Co HG, Temafa , Rietter Perfojet , Тверьлегмашдеталь , Кардатекс , ЦНИИЛКА ) для производства котонина - модифицированного короткого льноволокна, близкого по технологическим свойствам к хлопку и пригодного для совместного прядения с хлопком и шерстью. Наиболее широко известны механическая, химическая и механохимическая технологии котонизации льна 9 .

Конопля текстильная

Наряду с хлопком и льном все большую популярность приобретает конопля . Это экологически чистое волокно желто-коричневого цвета, которое трудно отбеливается, на термообработку и инсоляцию реагирует так же, как хлопок, а физико-механические свойства его приближены ко льну.
Лучшее по качеству текстильное волокно из конопли производится в Италии. Несмотря на то, что украинские ученые-селекционеры Глуховского НИИ лубяных культур добились серьезных успехов по выведению элитных сортов конопли текстильной, в Украине в настоящее время технологии по выращиванию и переработке этого перспективного волокна практически не развиваются 10 .

За последние пять лет в мире зарегистрировано 12 новых видов натуральных текстильных волокон растительного происхождения (из стеблей, листьев и даже лепестков растений). Среди экзотических вариантов натуральных волокон, которые все чаще применяют в модных тканях, можно назвать следующие виды 11 .

Рами (китайская крапива) - прочнее льна в 2 раза, хлопка - в 5 раз. Природный цвет - белый, хорошо окрашивается, обладает бактерицидными свойствами и естественным шелковистым блеском. В современных тканях это волокно смешивают с натуральным шелком, мерсеризованным хлопком и вискозой 12 .

Сизаль (агава, пита, кенжут) - сверхпрочное на разрыв и истирание волокно, обладающее противогнилостными свойствами (содержание целлюлозы 70...72%). Ранее использовалось только для плетения циновок, а теперь - в пальтовых, плащевых, мебельно-декоративных тканях и ковровых напольных покрытиях. Интересна также новая сырьевая композиция: сизаль-кашемир-люрекс 13 .

Пима - вид хлопка, выращенного в Перу. Очень тонкий, длинноволокнистый, по качеству выше египетских сортов, обладает природным шелковистым блеском, не требует мерсеризации.

Луобума (luobuma) - волокно с 5000-летней историей, однако только сейчас его начинают активно использовать в Китае в промышленном производстве текстильных материалов. Это растение произрастает в лесах Китая (провинция Синьцзян). Основные свойства: высокая гигроскопичность, воздухо- и паропроницаемость, бактерицидность, защита от УФ-излучения, стимуляция кровообращения; ткань из луобумы хорошо окрашивается, малоусадочна, пропускает длинные лучи инфракрасного излучения, которые способствуют восстановлению клеток человеческого организма и лечению артритов.

Промышленное применение сейчас получают также ананасовые и банановыелистовые волокна; волокна кенафа, пушицы болотной, репейника, ракитника, манилы (абаки),джута (калькуттской пеньки) и другие 14 .

Шерсть

Среди натуральных волокон животного происхождения, как и прежде, лидируют белковые волокна: шерсть и шелк.

Из исторических источников известно, что шерсть , как текстильное сырье, служит человечеству свыше 12 000 лет. Эти волокна обладают целым рядом ценных физико-механических свойств: имеют лучшие среди натуральных волокон показатели гигиенического комплекса и теплозащиты, эластичность, прочность, высокие технологические свойства (благодаря природной извитости волокон и их способности к свойлачиванию). Благодаря уникальному строению поверхностного чешуйчатого слоя они легко входят в прочное сцепление друг с другом и единственные из всех видов волокон служат сырьевой базой для создания валяльных нетканых материалов - войлока и фетра 15 .

В Украине шерстоперерабатывающая отрасль объединяет 26 предприятий, которые производят пальтовые, костюмные, плательные, платочные чистошерстяные (ч/ш) и полушерстяные (п/ш) ткани; для верха и подкладки обуви, одеяла, пледы, шарфы, ковровые изделия, ч/ш и п/ш пряжу.

В совокупности шерстоперерабатывающая отрасль Украины может производить ежегодно: 40 тыс. тонн пряжи, 70 млн. м 2 тканей, 4 млн. м 2 нетканых материалов, 600 тыс. пар валяной обуви. Однако сейчас она также работает не на полную мощность. Основу потребляемого сырья (85%) составляет импортируемая тонкая и полутонкая шерсть. Отечественное сырье (шерсть грубошерстных и полугрубошерстных овец) используется всего на 15% 3 .

Шерсть, как сырье, необходимо дифференцировать по видам и даже по породам животных. В соответствии с требованиями Международной федеральной торговой комиссии (FTC) все изделия из шерсти должны иметь специальную бирку с расшифровкой сырьевого состава, где указывается информация о видах шерстяных волокон, входящих в изделие, и их процентном соотношении, а также международные символы по способам ухода за этим изделием 16 .

Несмотря на то, что основу промышленной сырьевой базы составляет овечья шерсть (примерно 85%), ее нельзя идентифицировать как единую сырьевую группу, так как сегодня в производстве шерстяных материалов применяется более 140 видов овечьей шести, которые отличаются между собой длиной и тониной волокон, степенью извитости и люстрового блеска, прядильной и красильной способностью, теплозащитными свойствами и туше. Наиболее популярна тонкорунная и полутонкорунная шерсть мериносовых пород овец. Изделия из экстратонкой мериносовой шерсти маркируются Gold Woolmark и внешне похожи на натуральный шелк 17 .

Среди других видов шерсти: мохер кашемир ангора верблюжья, козья, сарлычья (яков), собачья, кроличья, заячья и конская шерсть шерсть безгорбых верблюдов (ламы, альпаки, викуньи, гуанако), бизонов и др. животных.

В последние 10 лет в качестве незначительных сырьевых добавок (до 12%) применяется шерсть норки, ондатры, выдры, куницы, соболя, шиншиллы. Эти волокна получают вследствие выщипа или стрижки натурального меха, если это предусмотрено дизайном.

Мохер - это шерсть ангорской козы. Тонина волокна зависит от возраста животного: у молодняка - 25...33 мкм, у взрослых особей - 33...45 мкм (Для сравнения: тонина человеческого волоса - 48...50 мкм). Волокно обладает особым люстровым блеском, гладкой поверхностью, мягким туше. Средняя длина - 75...100 мм. Основные поставщики: США, Турция, Китай, а в последнее время - Австралия и Новая Зеландия.

Кашемир - шерсть кашмирских горных коз. Волокна обладают исключительно мягким и нежным туше. Основные параметры пуховых волокон: тонина - 11...18 мкм, длина - 25...80 мм. Основные параметры грубых волокон: тонина - 30...100 мкм, длина - 40...200 мм. Наибольший объем этого сырья заготавливается в Китае и Монголии.

Альпака . Ее волокна делятся на 3 группы в зависимости от тонины: Royal - 19 мкм Baby - 22 мкм Standard - 26 мкм.

Интересно, что в природе существует 24 естественных оттенка альпаки - черный, белый, различные оттенки серого, коричневого, бежевого и коричнево-красного цветов. Имея такую широкую палитру природной окраски, эти волокна не требуют крашения в промышленных условиях и все чаще используются в мире для производства экологически чистого текстиля.

Викунья обладает самыми тонкими в мире природными шерстяными волокнами. Средняя тонина - 10...15 мкм, длина - 30...50 мм. Пуховые волокна имеют тонину 6-8 мкм. Шерсть викуньи относится к самым дорогим в мире видам сырья. Волокна обладают нежным, пластичным, струящимся туше, шелковистым блеском и отличаются уникальным свойством - в готовых материалах совершенно не пиллингуются.

Перино . Из последних сырьевых новинок внимание текстильщиков привлекло волокноPerino , представленное Новой Зеландией на выставке Expofil-2005 . Это волокно из хвоста опоссума.
Его тонина - 15...18 мкм. На ощупь это очень мягкое волокно, похожее на кашемир, оно имеет своеобразную структуру - суживается к одному концу и полое внутри. Как следствие - высокие теплозащитные свойства и очень легкий вес. Сегодня эти волокна используют в элитных женских тканях, добавляя в количестве 25...40% к кашемиру, ангоре, хлопку, натуральному шелку 11 .

Особое внимание зарубежных и отечественных исследователей к шерсти редких видов животных объясняется, прежде всего, высоким коммерческим спросом на данные виды сырья. К примеру, в промышленности Италии доля кашемира в общем объеме перерабатываемого сырья неуклонно растет (ежегодный прирост в течение последних 5 лет составил 12-15%). Устойчивым спросом текстильщиков пользуется мохер, особенно производимый в штате Техас (США) и в Турции. Волокна альпаки, ламы и викуньи на протяжении 2001-2003 годов являлось на мировом рынке дефицитом. Единственным поставщиком промышленных партий этих волокон является Перу 17 .

Компания Woolmark в содружестве с Международным секретариатом шерсти проводит сертификацию шерстяных и полушерстяных тканей по целому ряду физико-механических, технологических, экологических и эксплуатационных показателей.
В настоящее время маркировка Woolmark идентифицируется как международный знак качества шерстяных и полушерстяных тканей. Тканям присваиваются следующие его виды: Woolmark - 100%-ное содержание чистой свежей шерсти с живых животных (допускается до 7% синтетических волокон без уведомления потребителя) Wool-blend-mark - содержание свежей шерсти не менее 50% Wool-blend - содержание свежей шерсти от 30 до 50% Top-Wool - гарантия экологической чистоты сырья; шерсть не содержит алкалоидных компонентов, так как животные содержались в экологически чистой среде с контролируемым режимом питания. Для изделий, отмеченных этим знаком, проводится дополнительная очистка сырья по специальной технологии Bioclean 14 .

С целью маркировки ультратонких шерстяных тканей из камвольной равноплотной пряжи компания Woolmark ввела систему обозначений Super (S). Сегодня встречаются ткани с маркировкой: Super-100 и Super-200 . Это означает, что материал получен путем использования камвольной пряжи с диаметром соответственно: 18,5 мкм и 13 мкм 17 .

Наиболее крупная японская компания по производству шерстяной и полушерстяной пряжи Nikke внедрила новую технологию, позволившую изменять круглое поперечное сечение шерстяного волокна. Технология не ухудшает физико-механических свойств шерсти, однако влияет на микроструктуру волокна, в результате чего материалы приобретают особый струящийся блеск и высокую драпируемость 11 .

Шёлк
Натуральный шелк - коконная белковая нить органического происхождения. Это сырье привносит в ткань гигиеничность, комфортность, драпируемость, высочайшие эстетические и оптические свойства. Несмотря на многовековую историю шелка, современные исследователи открывают все новые свойства этого уникального сырья. Японские ученые доказали, что натуральный шелк является иммуностимулирующим, антиаллергенным и бактерицидным сырьем, особенно благотворно влияющим на женский и детский организмы.

В современном текстильном производстве натуральный шелк применяется для изготовления плательных, блузочных, сорочечных, костюмных, пальтовых, мебельно-декоративных и портьерных тканей, постельного и нательного белья, чулочно-носочных изделий, одежды для грудных детей и материалов специального назначения (в том числе медицинских).

Развитие технологий переработки натурального шелка направлено на сохранение его природной экологической чистоты, т.е. на создание шелкового эко-текстиля. Интересно, что для реализации этого перспективного технологического направления специалисты часто прибегают к старым и даже старинным методам производства материалов. 18

Например, отделка, получившая название чайный шелк , известна в Китае с XII века. Ткань закапывали в землю с большим содержанием железа, которое окисляясь, придавало ей темный красно-коричневый цвет. Затем ткань выкладывали на солнце одной стороной. Весь процесс занимал 4 и более месяцев. В результате получалась нарядная двухлицевая шелковая ткань с темным восковым блеском крепко заваренного чая. В наши дни «чайный шелк» с гордостью применяют в своих коллекциях дизайнеры мировых Домов моды 11 .

К новым технологиям можно безусловно отнести биоструктурирование натурального шелка. Новое волокно под названием bio-steel , зарегистрированное компанией Nexia , представляет собой биошелк повышенной прочности, легкий, упругий, гигиеничный, поперечное сечение которого напоминает крест с 12-ю углами 14 .

Новейшие технологии, которые уже сейчас применяют в мире для улучшения потребительских свойств, урожайности и производства натуральных волокон - это генная инженерия, биоселекция и даже клонирование особо ценных видов шерстяных пород животных.

ПРИМЕЧАНИЯ

1 Живетин В.В., Сычев В.Н. - Текстильная химия, 2002, №1(17), с.4-14.

2 Айзенштейн Э.М. Текстильная химия, 1997, №3 (12), с.20-27

3 companion.uk - 2005.

4 Морыганов А.П., Захаров А.Г., Живетин В.В. - Российский химический журнал, 2002, т.XLVI, №1.

5 Гусева Т.В., Михайлиди Д.Х., Заика Е.А. - В сб. тезисов докладов научно-практической конференции «Наука - льняному комплексу», Вологда, М.: ЦНИИЛКА, 2000, с.98-101.

6 Textile Report, 2005, №4, p.23-24.

7 Ниже приведены процентные доли льна + второго компонента в льносодержащей композиции - прим. ред.

8 Современные проблемы и тенденции текстиля» - «Текстиль плюс», 2005, с.18-20.

9 Воронова М.И. и др. - В сб. трудов V Международной конференции «Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных технологических процессов и оборудования», Иваново, 2001, ИХР РАН, с.428.

10 Конопля посевная (cannabis sativa) - одна из древнейших технических культур, первое упоминание о которой относится к IX веку до нашей эры. В отличие от индийской конопли, распространенной в южных широтах и содержащей наркотические ингредиенты, с древнейших времен применяется, в частности, для получения крученых изделий (из женских растений - матерка), текстильной пряжи (из мужских растений - посконь), обтирочных и технических теплоизоляционных материалов (из сырья низшего качества и отходов). Получила широкое распространение в России, особенно с началом строительства парусного флота, и была одной из стратегических статей российского экспорта, в том числе в Англию и США. Рост посевных площадей под коноплю достиг во всем мире максимума (около 1 млн. га) в 1920-х годах, после чего стал снижаться под давлением роста рынка дешевого хлопковолокна. К 1931 г. в СССР высевалось 920 тыс. га конопли, к 1960 г. посевы сократились до 450 тыс. га.

Будучи высокоурожайным в условиях умеренных широт (волокна до 2,9 т/га) и даже умеренно-северных широт (волокна до 2 т/га в Финляндии и Канаде, по данным Всероссийского института растениеводства - ВИР ), конопляное волокно обладает большой прочностью при условиях высокой влажности и высочайшей абразивной устойчивостью (недаром из него были изготовлены первые джинсы Levi"s ), очень большой длиной (до 300 см), а по эластичности и линейной плотности (40 Nm) оно близко к льняному.

Весь этот комплекс потребительских свойств, а также то, что агротехника выращивания конопли не требует (в отличие от хлопка) применения мощной химической защиты посевов, обусловили ее «второе рождение» в последние десятилетия как хорошего сырья для эко-текстиля . Достаточно сказать, что к 2002 г. во Франции ее посевы занимали более 30 тыс. га (дотации Евросоюза - 63 евро/т волокна), тогда как в России только 3 тыс. га (дотации Правительства РФ - около 54 евро/т волокна).

Наиболее крупным производителем конопляной пряжи в Европе в настоящее время является итальянская компания Linificio e Canapificio Nazionale . Проект полной цепи производства чисто конопляных экологичных тканей (от выращивания сырья в Кенте до ткачества и отделки в Лондоне) реализован в 1995 г. в Великобритании компанией Bioregional Development Group . Значительную активность в возрождении традиционной культуры проявляют германские текстильщики под эгидой национальной ассоциации объединенного развития Hanfcom . В частности, группа компаний Hanfhaus в настоящее время выпускает экологически чистые 100%-лубяные изделия сорочечного и джинсового ассортимента, а компания Flaksy - индустриальное производство по механической обработке волокон мощностью 4000 т/год. Оптовыми поставками эко-одежды из лубяных волокон в Россию занимается ООО Ассоль , реализующее товары через этномагазины в Москве, С.-Петербурге, Самаре, Уфе и за пределами страны (в Киеве).

Собственно российские проекты в этой сфере, до сих пор не выходят на уровень коммерческих, оставаясь в рамках научно-технических разработок и обобщений. Так, Институт химии растворов РАН предлагает высокоэкологичную технологию механохимической котонизации лубяного волокна, при которой волокна приобретают извитость, пластичность, снижается их жесткость на изгиб и кручение, а также оптимальные составы смесок для пряжи. Остаются нереализованными предложения по организации комплексного развития подотрасли - см. Григорьев С.В. Возможности расширения сырьевой базы текстильной промышленности за счет использования лубяных волокон cannabis sativa в европейских странах и России (СПГУТД , ВИР) - прим. ред.

11 International Textiles, 2004, №2 (7), с.5, 12-18.

12 Среди крупнейших импортеров этого волокна, пряжи и готовых изделий из рами и традиционных смесок (55% рами + 45% хлопка с полиэфиром) - КНР, Корея, Гонконг, Тайвань, Бразилия, Филиппины и Индонезия. До недавнего времени рами применялось в основном в текстиле, использовавшем прочностные свойства волокна - крученые изделия, паруса, полотно, домашний текстиль. Мощное развитие конфекциона из рами в последнее время связано с тем, что на него не распространяются квоты на текстиль других сырьевых составов из стран Юго-Восточной Азии. В этом случае на первый план выходят высокая поглотительная способность, хорошая устойчивость к сухим чисткам, комфортность и экологичность тканей из этого волокна. Трикотаж, casual и детскую одежду из рами ввели в свой ассортимент такие торговые марки, как Mango и Westland - прим. ред.

13 До недавнего времени волокно агавы (sisal) использовалось в основном для производства технического текстиля (ковровые покрытия, книжные переплеты, крученые изделия, обои, сети, мочалки и банная обувь, обивка мебели и спортинвентраря). Теперь его крупнейшие экспортеры - Бразилия, Кения, Танзания и Мадагаскар (совокупный вывоз 123 тыс. т/год), - ориентируясь на запуск предприятий по индустриальной переработке, могут рассчитывать на его более широкое применение - прим. ред.

14 International Textiles, 2003, № 4, с.4-5, 59-60.

15 Волынец Т.А., Дрегуляс Э.П., Шевченко Г.И. - Легка промисловiсть, 2005, №1, с.25.

16 См. также Храмов Борис (региональный представитель компании Woolmark в России) - в ст. Кризис шерстяного комплекса России. Проблемы и решения // Рынок легкой промышленности, № 27, 2002 - прим. ред.

17 Разумеев К.Э. Текстильная промышленность, 2004, №5, с.18-20.

18 См. Фоминова Оксана. Позволительная роскошь: мифы и правда о натуральном шелке, рекомендации продавцам и художникам // Рынок легкой промышленности, № 44, 2005 - прим ред.