ŠUNGIT v průmyslu

    Při výrobě gum šungitové prášky nahrazují uhlíkové a bílé saze, mají při tom nižší prašnost. Mohou vzniknout látky s širokým diapazonem vlastností, např.: tvrdé konstrukční gumy, které představují nové možnosti, pro modernizaci ve strojírenství. Při náhradě standartních plniv šungitem se zvyšuje efektivnost procesu zpracování protektorových směsí, může s úspěchem nahradit několik plniv a při tom zlepšit řadu provozních vlastností pneumatik (trvanlivost, odolnost proti otěru, elektrická vodivost, přilnavost ke kovům, odpor k reziduální deformaci a mrazuvzdornost). Vytváří ekologicky čisté směsi. Nicméně šungit poněkud snižuje trhací odolnost gumárenské směsi, což nedovoluje zcela nahradit černé saze. Při záměně podílu změkčovadla (složený éter kyseliny ftalové, ropný olej) ekonomický efekt je více znatelný.

    Ve výrobě pneumatik šungit umožňuje zaměnit bílou sazi ve 100%, v  řadě receptur černou sazi v 50% z objemu. Využití šungitových prášků v roli plniv nemá za následek změny technologie použití plniv ve výrobě.

    Další oblastí využití v průmyslu jsou - elektricky vodivé barvy, umělé hmoty s antistatickými vlastnostmi, elektricky vodivé stavební  materiály, které mají schopnost monitorovat elektromagnetické záření. Šungitové radiomonitorizující látky jsou schopny zabezpečit oslabení elektromagnetické energie v diapazonu více než 100 mHz na úrovni méně než 100 db. Ve srovnání s kovovými materiály mají ekologické přednosti, např.: neruší magnetické pole Země. Šungitové zástěny se mohou používat i v obytných místnostech, kde ruší geopatogenní zóny a obnovují lidské biopole. Šungit eliminuje také škodlivé elektromagnetické pole vyzařováné elektropřístrojí, např. televizory, monitory, mikrovlnnými troubami, včetně záření z mobilních telefonů.

             Mimo přímé použití šungitových minerálů v uvedených sférách výroby, má daleko větší národohospodářský význam výroba karbidu křemíku z šungitových minerálů jako základní suroviny. Toto bylo zjištěno provedením vědecko-výzkumných prací. Na základě výzkumu byly rozpracovány technologické postupy, jejichž použitím byl v laboratorních podmínkách získán karbid křemíku vysokých užitných hodnot. Technologický proces byl vyzkoušen v průmyslových podmínkách státními podniky. Průmyslové odzkoušení potvrdilo možnost výroby karbidu křemíku z šungitu pro obchodní využití.

    Strukturní vlastnosti šungitu a rozpracovaný technologický režim dovolují získat jemně zrnitý materiál (méně než 30 mikronů) a tím se získávají široké perspektivy průmyslového použití. Druhou neméně zajímavou skutečností rozpracované technologie je možnost získání karbidu křemíku tak zvané beta modifikace, odlišující se zvláště pevnou kubickou formou částic, což představuje velmi ceněnou vlastnost pro použití v průmyslu.

    Šungitové elektricky vodivé materiály jsou bezpečné z požárního hlediska pro svoji vysokou zápalnou teplotu (uhlík v šungitu se začíná spalovat při teplotě nad 460 oC, a křemíkové složky se odpařuji nad 1300 oC, k podstatnému úbytku křemičité hmoty dochází až při teplotách nad 1860 oC). Jsou ekologicky nezávadné, můžou se používat při výstavbě teplých podlah i jiných vyhřívajících povrchů v místnostech. Jsou úspěšně využívány při výrobě antistatických podlah v provozech vyžadujících bezprašnost a zvýšenou bezpečnost proti statickým výbojům.

Významné využití:

výroba katalyzátorů na čištění výfukových plynů v autodopravě od škodlivých látek.  

 

POUŽITÍ při čištění rafinovaného lihu a destilátů

    Pro své absorpční vlastnosti je využíván s velmi dobrou účinností při čištění rafinovaného potravinářského lihu od pachů, butanolů a těžkých aminokyselin, vznikajících při konečné rafinaci, vyčeření vín a moštů, odmořování a čištění nápojů a nealkoholických tekutin.

    Šungitovou frakci v kombinaci 1-3 a 5-10 je možné použít pro výstupní filtry na rafinačních kolonách pro potravinářský lih (možno použít i pro syntetický) formou záměny za stávající náplně s aktivním uhlím, nebo jejich vzájemnou kombinací. Tzn. 30% aktivního uhlí a 70% šungitu. Jedná se o průtokové čištění, kdy čištěná látka prochází šungitovou úpravnou od spodu směrem nahoru.

    Při průtoku lihu 1500-3000 litrů/24 hod. je nutno použít 1 m3 šungitu (1,78 t).

    Kapacita náplně 1 m3 je 80.000 až 110.000 litrů průtokově vyčištěné kapaliny dle obsahu těžkých olejů a alkoholů v objemu, vznikajících při rafinaci v první části rafinační kolony. Šungitové filtry při správné aplikaci velmi úspěšně čistí destiláty od konečných pachů, jinými technologiemi těžko odstranitelných. Zjemňuje v konečné fázi chuť a strukturu lihu a destilátu.

    Před aplikací na líh je nutno šungitový filtr tzv. nastartovat propláchnutím teplou vodou (50-63 oC) nebo destilovanou vodou o teplotě 25-42 oC. Ostatní postupy při čištění lihu a destilátů jsou shodné s použitím aktivního uhlí.

ŠUNGITY v metalurgii

    Šungitové horniny v nalezišti jsou perspektivní surovinou v metalurgii. Je to ovlivněno několika momenty. Poměr hlavních komponentů horniny – uhlíků (30%) a křemíku (55%) je nezbytný na realizaci obnovujících procesů v systému Si-C-O a syntézu kovového křemíku a karbidu křemíku.

    Šungitový uhlík má amorfní strukturu, je odolný vůči grafitaci a udržuje si vysokou reakční schopnost v celém intervalu teplot metalurgických procesů. Výjimečně dobrý vliv na kinetiku a energetiku obnovujících reakcí v systému Si-C-O má specifická struktura šungitových hornin.

    Struktura šungitu má rovnoměrné rozložení silikátních minerálů s rozměrem částic méně než  10mkn v uhlíkové matrici. Tím pádem vzniká těsný a rozvinutý kontakt mezi silikáty a uhlíkem. Vystupuje v roli redukčního činidla, což se konečném důsledku uskutečňuje v procesu výroby silicidů Ca, Mn, Fe, C a jiných, žlutého fosforu, porézních materiálů atd. Velká odolnost vůči agresivnímu prostředí, umožňuje získání různých podob chemicky stálých materiálů. Při výrobě lisovacích forem je možná záměna drahých a nákladných křemenných písků a grafitů šungitem.  

    Šungitové minerály se jeví jako náhrada koksu ve výrobě vysokopecního surového železa, feroslitin, karbidu křemíku a při odstraňování tekuté strusky z nahřívacích šachet při tavbě elementárního fosforu. Toto použití je zajištěno patenty.

    Šungitová hornina má vysokou mechanickou tvrdost (800-1200 kg/cm2) a odolnost vůči otěru. Termické výzkumy ukázaly, že při 1250 oC v šungitových horninách začínají vznikat obnovující procesy a v intervalu 1500-1700 oC se intenzivně syntézuje karbid křemíku. Při teplotě 1800 oC úbytek masy představuje 57% a množství SiC v sestavě produktů 80%.

Tyto výsledky určily směry využití šungitů:

-     při tavení ve vysoké peci na zvýšení obsahu křemíku v surovém železu, jako přídavek do těkavých mas místo metalurgického koksu a karbidu křemíku

-     při tavení ve vysoké peci slitin železa  

-    při tavbě slitin železa v elektrických pecích 

-     na výrobu SiC s cílem dalšího přepracování na konstrukční materiály.

Pozn.: Množství křemíku v šungitu, který se přeměňuje v surové železo představuje 88,5%. S rostoucím obsahem křemíku v surovém železu se koeficient přeměny koksu zvyšuje. Je ustanoveno, že koeficient výměny koksu za šungit představuje 1t/0,75t. Koeficient záměny koksu šungitem při tavbě slitin železa ve vysoké peci je 1 t/0,75 t. Při tavbě silikohořčíku v elektrických pecích je použití 160 kg šungitu na 1 tunu slitiny. Je však nutno s ohledem na konkrétní požadavky jednotlivých hutí vytvořit vlastní recepturu po zkušebních testech.

      ŠUNGITOVÉ infračervené ohřívače

-    Hlavní přednost infračervených ohřívačů je v přímém předání tepla všem předmětům v zoně záření s výjimkou vzduchu. Vznikají tím energetické úspory a zvyšuje se komfort prostředí. Infračervené ohřívače se používají pro sušení i ohřev materiálů apod.

 Přednosti šungitových ohřívačů

Šungitová elektricky vodivá barva je ekologicky čistý produkt. Při ohřívání se z ní nevylučují žádné škodlivé látky. Ohřívače se vyrábějí nanesením barvy na nehořící dielektrický povrch (keramika, sklo, přírodní kámen a jiné). Na základě šungitové barvy je možné vytvářet ohřívače s kapacitou od 100 do 1000 W/m2. Jsou spolehlivé, mají dlouhou životnost při nízkých nákladech na jednotku plochy. Přitom nespalují kyslík, zabezpečují rovnoměrný ohřev celé plochy, nevytvářejí lokální zony přehřátí.

 

Vyhřívané asfaltové plochy

    Elektricky vodivý šungitový asfalt má dostatečně vysokou elektrickou vodivost (=3,0 m/dm2 ). Specifická (měrná) kapacita ohřevu může být od  0,1 kW do několika kW  na 1m2 (dle tloušťky pokládané vrstvy). Na bázi šungitových asfaltů mohou být vytvořeny ohřívané části silnic, chodníků, teplé podlahy výrobních hal atd. Hodí se zejména na výrobu nezamrzajících přechodů pro chodce.

Elektricky vodivá šungitová barva

    Známé jsou i elektricky vodivé šungitové barvy. Barva se může použít na různé povrchy, různých velikostí: antistatické, uzemňující, vyhřívací. Nesmáčivost kovy nachází uplatnění při výrobě nehořlavých barev a past. Povrch umělé kůže zpracovaný šungitem získává antistatické vlastnosti.

    Šungitová barva je netoxická, ekologicky nezávadná, požáru a výbuchu odolná, při zahřívání neunikají žádné škodlivé látky. Při potřísnění kůže člověka se lehce smývá vodou, nezpůsobuje žádná poškození pokožky. Při opakovaných cyklech zmrazování a rozmrazování si barva uchovává své vlastnosti. Šungitový prášek (pod 20 mkn) je efektivní náhradou černého železooxidačního pigmentu . Podle všech barevně technických ukazatelů odpovídá požadavkům, kladeným na pigmenty a může se využívat pro široký sortiment barev a emailů černých, tmavě šedých a jiných tmavých odstínů.  

Při vytvoření elektricky vodivých zahřívatelných povrchů je nutné specifikovat konkrétní potřeby uživatele.

ŠUNGITOVÉ plasty a kompozity

    Šungitové prášky jsou unikátní svými vlastnostmi. V neobvyklosti struktury výchozí horniny – rovnoměrné rozdělení vysoce disperzních krystalických částic v amorfní uhlíkové matrici, se vysoce jemné partikule skládají ze dvou fází – šungitového uhlíku a silikátu a disponují difilními vlastnostmi. Následkem tohoto šungitové prášky jsou schopny se spojovat jak s polárními, tak i s nepolárními látkami. Lehce se mísí a tvoří stabilní homogenní směsi se všemi pojivy jak organické, tak i anorganické povahy. Šungitové prášky vstupují do kompozice v roli aktivního plniva a adhezního můstku k pojivu.

    Zkoušky prokázaly, že šungit může být aplikován pro barvení hmoty plastických materiálů a syntetických vláken (polyamidu, polyesteru, polypropylenu, polyetylénu apod.); Zavádění šungitových plniv do termoplastů (polyetylén a polypropylen) namísto tradičního uhlíku a minerálních plniv dovoluje zachovat pevnostní charakteristiku materiálu, zlepšit adhezi ke kovovým povrchům šungitem naplněného polypropylenu o 30 – 40%. Šungitové plnivo pro získání materiálů se zadanou úrovní elektrické vodivost. šungitové plnivo se může používat v recepturách povrchu umělých kůží záměnou za technický uhlík se zlepšením technologické kvality výrobků pro povrchový elektrický odpor a kyslíkový index ( index „ohnivzdornost“).