Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/2.

Щукина Е. С. и др. Получение титаносиликатных композиций… 212 УДК 667.622.1 Е. С. Щукина, Ю. Г. Киселев, Л. Г. Герасимова Получение титаносиликатных композиций из техногенных титансодержащих отходов обогащения хибинских руд Низкий уровень комплексности переработки сырья на горно-обогатительных предприятиях отрицательно влияет на экологию, нанося значительный вред окружающей среде. Между тем многие техногенные отходы являются дешевой сырьевой базой для получения ликвидной продукции функционального назначения, в частности неорганических наполнителей, которые широко используются в производстве лакокрасочных и строительных материалов, бумаги, пластмасс, изолирующих и защитных материалов. Повышение эксплуатационных и физико-химических свойств материалов достигается оптимизацией их состава и дисперсности частиц. На примере одного из объектов исследования, полученного из отходов обогащения нефелиновой флотации, показано, что высокая степень гомогенизации смесей с получением тонкодисперсных (75 % – фракция до 3–4 мкм) композиционных наполнителей достигается методом ультраизмельчения порошков с использованием шаровой планетарной мельницы за короткий промежуток времени (менее 1 часа). При использовании других способов измельчения, например с помощью шаровых или вибрационных мельниц, такой эффект не достигается. В условиях ультраизмельчения происходит ионизация и аморфизация поверхностного слоя частиц порошкообразного материала (механоактивация), что повышает его активность при взаимодействии с органическими и неорганическими связующими, обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. Полученный наполнитель испытан в составе терморегулируемых герметиков и клеев, используемых в авиационной промышленности, судостроении и электронике. Для получения таких материалов используются сфен и нефелин, содержащиеся в техногенных отходах обогащения апатито-нефелиновых руд Хибинского месторождения. Ключевые слова: минеральные концентраты, техногенные отходы, диоксид титана, анатаз, механоактивация, герметик, клей, удельная поверхность, масляное число. Введение Рациональное природопользование – главное условие успешного экономического развития страны и жизнедеятельности человека. Экономика Мурманской области, как и экономика России, ориентирована преимущественно на эксплуатацию природных ресурсов с получением минеральных концентратов, а не конечной высокотехнологичной продукции, необходимой для развития передовых отраслей промышленности гражданского и оборонного назначения. Низкий уровень комплексности переработки сырья также отрицательно влияет на экологию, нанося значительный вред окружающей среде. Между тем многие техногенные отходы производств являются прекрасной базой для получения, например, наполнителей различного назначения. Неорганические наполнители широко используются в производстве лакокрасочных и строительных материалов, бумаги, пластмасс, изолирующих и защитных материалов и др. [1–4]. Важную роль в повышении эксплуатационных свойств получаемых материалов играют состав наполнителей и их физико-химические свойства, в том числе степень дисперсности. Чем меньше размер твердых частиц, тем выше степень гомогенизации рецептурного состава и меньше энергетические затраты на приготовление материалов. Рассмотрим конкретную область использования наполнителей – производство клеев и герметиков. Основные требования к герметикам: высокие показатели эластичности, адгезии к материалам конструкции, тепло- и морозостойкости, устойчивости к действию рабочих сред, влаги, света, озона, коррозионной инертности по отношению к поверхностям, контактирующим с герметиками [4]. В некоторых случаях, дополнительно к перечисленным свойствам – хорошие электроизоляционные характеристики, а также стойкость к действию ионизирующих излучений и др. Немаловажное значение для достижения таких характеристик имеют неорганические наполнители – диоксид титана, оксид цинка, оксид железа, диоксида кремния и др. У каждого наполнителя свои функции, а в общем их присутствие повышает качество конечной продукции. Зачастую в рецептуру добавляется не один, а несколько неорганических наполнителей, смешивание которых в процессе диспергирования с органическим компонентом смеси требует больших временных затрат, чем при работе с композиционным материалом гомогенного состава. Кроме того, такие композиции обладают не только свойствами входящих в их состав компонентов, но и новыми характеристиками, которые зачастую значительно повышают эффективность их использования. Цель настоящего исследования заключается в изучении условий получения композиционных титансодержащих наполнителей из продуктов химической переработки техногенных отходов обогащения хибинских апатито-нефелиновых руд с использованием твердофазного супертонкого измельчения, исследование их свойств, применительно к использованию в составе герметиков и клеев.