تولید الیاف بازالت

 « تولید الیاف بازالت » تار و پود صنعت را از نو می‌نویسد

 سال‌هاست که صحبت از مضرات زیست‌محیطی و آسیب‌های الیاف شیشه (معروف به پشم شیشه) شنیده می‌شود. علاوه بر آثار زیست‌محیطی مخرب این محصول، نقش آن بر سلامت انسان هم زیر سوال رفته است. از دهه ۱۹۹۰ میلادی به بعد، سرطان‌زا بودن پشم شیشه، ایجاد حساسیت پوستی، ایجاد مشکلات تنفسی و موارد بسیار دیگری مطرح شد. هر چند بیشتر این ادعاها رد شدند، زمینه برای ورود یک جایگزین بی‌دردسرتر بسیار ارزان‌تر فراهم شد، این محصول جایگزین، «الیاف بازالت» است.

مقدمه ای بر تولید الیاف بازالت در ایران ؟ الیاف بازالت در تجارت الیاف صنعتی- معدنی بین ۲ دسته الیاف شیشه‌ای مخصوص و الیاف کربن قرار می‌گیرد. تولید تجاری این الیاف ابتدا در روسیه و اوکراین آغاز شده ولی در سال‌های اخیر قیمت‌های رقابتی الیاف بازالت همراه با خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مطلوب آنها نظر شرکت‌های تولیدکننده الیاف و موسسات تحقیقاتی اروپایی را به خود جلب کرده است. الیاف شیشه و کربن در صنعت به‌صورت متداول مورداستفاده قرار می‌گرفت. الیاف بازالت با وجود مشابهت بسیار با الیاف شیشه و حتی مشابهت فرآیند تولیدی، ویژگی‌های مقاومتی بهتری نسبت به آن دارد. الیاف بازالت برخلاف الیاف شیشه در مقابل محیط قلیایی، مواد اسیدی و نمکی بسیار مقاوم است و به همین خاطر در بتن، پل‌ها و سازه‌های دریایی کاربرد وسیعی دارد.

الیاف بازالت چیست ؟

«بازالت» سنگ‌های آذرین خروجی هستند که در اثر انجماد یک ماگمای قلیایی در سطح یا در نزدیکی سطح زمین یا بستر دریا تشکیل شده است. بازالت‌ها وسیع‌ترین گستره سنگ‌های آذرین را در پهنه قاره‌ها کف اقیانوس‌ها دارند. به علت مجاورت با سطح زمین و یا کف دریا و سرعت زیاد سرد شدن، رشد کریستالی در بازالت‌ها در هنگام انجماد نسبت به سایر سنگ‌های آذرین خیلی کمتر است.بازالت در موارد زیر مصرف دارد: حفاظت حرارتی، مواد اصطکاکی (مانند لنت ترمز و…)،‌ مخازن تحت فشار (مانند تانک‌ها و سیلندرهای گاز)، مقاطع باربر (پروفیل‌های ساختمانی)، پره‌های آسیاب‌های بادی، ورق‌های سیمانی مسلح (جایگزین آزبست در ورق‌های آزبست سمنت)، تیرهای برق، پوشش کشتی‌ها، بدنه اتومبیل، تجهیزات ورزشی، مسلح کردن بتن، ساخت بلندگو، مصارف نظامی و فضایی و پر کردن فضاهای خالی ساختمانی.

امروزه موسسات تحقیقاتی بسیاری به تحقیق و تعیین خواص مواد اولیه مناسب و دارای ظرفیت تولید الیاف، رفتار مواد در فرآیند تولید و خواص محصول نهایی در کشورهایی چون اتریش، بلژیک، چک، مجارستان، آلمان، ایتالیا، اسپانیا، روسیه و اوکراین مشغولند و بسیاری از دپارتمان‌های تحقیق و توسعه این صنعت به تحقیق و نوآوری در پروژه‌های تولید الیاف از بازالت سایر سنگ‌های طبیعی اشتغال دارند و از این طریق تولید الیاف بازالت دیگر یک فناوری انحصاری نیست که تنها روسیه و اوکراین به آن دسترسی داشته باشند. پیش از این تنها این ۲ کشور توان تولید آن را داشتند.
کانی‌های موجود در بازالت‌ها و ترکیب شیمیایی آنها متغیر است. براساس محل جغرافیایی وجود این محصول معدنی، بازالت‌ها معمولا حاوی سیلیس، آلومین، اکسید آهن، اکسیدهای قلیایی خاکی و اکسیدهای قلیایی هستند. بیشتر کانی‌های متبلور موجود در بازالت‌ها شامل پلاژیوکلازها (به‌ویژه آلبیت و آنورتیت) و پیروکسن‌ها (به‌ویژه اوژیت) هستند.

فرآیند تولید الیاف بازالت

نخستین فرآیند تولید الیاف بازالت در سال ۱۹۲۳م ثبت شده است. با این حال، تنها از اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی، تحقیقات گسترده در این حوزه انجام شده است. در نیمه دوم قرن بیستم میلادی، سرمایه‌گذاری‌های اساسی در تحقیقات، دانش فنی و تولید الیاف بازالت در اتحاد جماهیر شوروی سابق انجام شده و نتایج حاصل از تحقیقات مخفی نگه داشته شده است.
پس از فروپاشی شوروی و از سال ۱۹۹۱م، شرکت‌های تولیدکننده الیاف بازالت در روسیه و سایر جمهوری‌های تازه استقلال‌یافته خصوصی شدند و به این ترتیب محدودیت انتقال فناوری تولید الیاف بازالت برطرف شد. ولی حتی با شرایط جدید هم، تا اندکی قبل، تولید این محصول تا حد زیادی محدود به روسیه و اوکراین بود.

الیاف بازالت با وجود مشابهت بسیار با الیاف شیشه و حتی مشابهت فرآیند تولیدی، ویژگی‌های مقاومتی بهتری نسبت به آن دارد. الیاف بازالت بر خلاف الیاف شیشه در مقابل قلیایی ها، مواد اسیدی و نمکی بسیار مقاوم است و به همین خاطر در بتن، پل‌ها و سازه‌های دریایی کاربرد وسیعی دارد.
در مقایسه با الیاف کربن و آرامید (الیاف مصنوعی)، الیاف بازالت در بازه دمایی وسیع‌تری (۲۶۹- تا ۶۵۰+ درجه سانتیگراد) کاربرد دارد و در برابر اکسید اسیون، تشعشع،‌ تراکم و نیروهای برشی بسیار مقاوم‌تر است. از طرفی ضخامت الیاف بازالت بین ۹ تا ۱۳ میکرون است. حداقل حد زیستی و زیست‌محیطی تعریف شده مجاز در استفاده از الیاف برای ساخت ورق‌های بتنی تقویت شده با الیاف، ۵ میکرون است و بنابراین الیاف بازالت به عنوان جایگزین مطلوبی برای آزبست در ورق‌های سیمانی مسلح شده است.

ظرفیت ایران در تولید الیاف بازالت

سنگ بازالت که یک سنگ آتشفشانی بیرونی است به صورت منشورهای ستونی در مناطق مختلفی از کشور وجود دارد که ازجمله مهم‌ترین آنها معدن سربیشه در خراسان جنوبی است که عمر بیش از ۱۰۰ساله این معدن به همراه وجود ذخایر فراوان در ضلع‌های مختلف ۳، ۴، ۵ و ۶ سبب شده تا ذخایر بازالت این منطقه در جهان بی‌نظیر باشد.
همچنین از دیگر مناطقی که ذخایر فراوانی از بازالت را در خود جای داده؛ جاده هراز و ماکو است که این سنگ به دلیل فعالیت‌های آتشفشانی فراوان در آن یافت می‌شود. ازسوی دیگر در تربت حیدریه و مناطقی که روی کمربند ولکانیک یا همان آتشفشانی قرار گرفته‌اند ذخایر این کانی فراوان یافت می‌شود.
درحال‌حاضر از سنگ‌های منشوری بازالت که از زیبایی خاصی برخوردار هستند در ساخت جدول‌ها، پیاده‌روها، سنگ‌فرش پارک‌ها، نمای ساختمان و پشم سنگ که به‌عنوان عایق در صنایع مختلف به‌کار می‌رود، استفاده می‌شود. همچنین به دلیل وجود سیلیس در این کانی در ساخت ورق‌های فایبر گلاس نیز امکان استفاده از بازالت را فراهم کرده است. ذخایر بازالت در کشور و بیش از ده‌ها میلیون تن می‌رسد. اما از آنجایی این سنگ به‌صورت قواره‌ای و منشوری در معادن بوده از این‌رو برای استخراج سالم این سنگ به دقت و ظرافت خاصی نیاز است که این موضوع زمان و در نتیجه هزینه استخراج را افزایش می‌دهد.

سرمایه‌گذاری‌ مورد نیاز برای تولید الیاف بازالت

نکته قابل توجه آن است که بهره‌برداری از منابع بازالت و تولید الیاف از آن نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین هم ندارد. برآورد می‌شود که برای ساخت یک کارخانه تولید الیاف بازالت که ظرفیت تولید ۲۰ تا ۲۵ هزار تن در سال داشته باشد، تنها حدود ۱۵ تا ۲۰ میلیارد تومان سرمایه نیاز است. با چنین سرمایه‌گذاری بلندمدتی می‌توان نیاز داخلی به الیاف و عایق‌های صنعتی را رفع کرده و حتی اقدام به صادرات این محصول به کشورهای دیگر کرد. البته در این راه هم مانند هر فعالیت اقتصادی دیگری، موانعی وجود دارد.

در حال حاضر، در کشور به فناوری تولید و همچنین ماشین‌ها و تجهیزات مورد نیاز معادن و کارخانه‌های فرآوری بازالت دسترسی نداریم. برای رفع این نیاز باید به همکاری با کشورهای تولیدکننده الیاف بازالت روی آورد. البته خوشبختانه در انتخاب شریک تجاری، محدودیتی وجود ندارد و کشورهای مختلفی که در زمینه تولید این محصول معدنی فعال هستند، می‌توانند ایران را در راه رسیدن به هدف خود همراهی کنند. تا چند دهه پیش به دلیل کاربردهای نظامی گسترده الیاف بازالت، فناوری آن محرمانه محسوب می‌شد و در اختیار تمام کشورهای جهان قرار نمی‌گرفت. اما اکنون کشورها آماده انتقال تجربیات خود هستند. با برداشتن شدن تحریم‌ها، این روند انتقال تجربیات می‌توان سرعت بیشتری هم بگیرد. علاوه بر روسیه و اوکراین که تولیدکنندگان سنتی این محصول هستند، بسیاری از کشورهای اروپایی و حتی چین هم از دانش و تجهیزات مورد نیاز برای تولید آن برخوردار هستند.
با توجه به آنکه همه شرایط برای تولید این محصول معدنی با ارزش آماده است، انتظار می‌رود که بخش خصوصی آمادگی خود را برای سرمایه‌گذاری در این بخش اعلام کند. نقش دولت هم حائز اهمیت خواهد بود. البته از دولت انتظار نمی‌رود که برای تولید الیاف بازالت شروع به سرمایه‌گذاری کند در حقیقت دلیلی برای این موضوع وجود ندارد بلکه دولت با سیاست‌های تشویقی می‌تواند به رفتار فعالان معدنی بخش خصوصی و همچنین مسیر سرمایه‌های آنها جهت دهد.

در هرحال بازالت ازجمله مواد معدنی است که فراوان در کشور یافت شده و ذخایر بالقوه عظیمی از آن در مناطق مختلف کشور وجود دارد. ذخایری که در صورت برنامه‌ریزی و استفاده از فناوری‌های نوین قادر خواهیم بود ضمن تامین نیاز داخلی با صادر کردن مازاد تولید زمینه ایجاد ارزش‌افزوده را فراهم کرده و صرفه اقتصادی را برای صنایع معدنی کشور به ارمغان آوریم.

به کانال بهین صنعت یاب در تلگرام بپیوندید.

در صورت نیاز به مطالعات امکان سنجی و طرح توجیهی کاملاً تخصصی، به روز، مستند و قابل دفاع در کلیه بانک ها با شرکت بهین صنعت یاب تماس حاصل نمایید.