естественная структура кварцита

Если честно, когда вижу в техзаданиях требование 'сохранить естественную структуру кварцита', всегда хочется спросить - а вы сами-то представляете, что это значит на практике? Многие заказчики путают природную текстуру камня с банальной неоднородностью сырья. Вот именно на этом этапе обычно начинаются проблемы...

Геологическая подоплёка

На месторождениях, с которыми работаем мы в ООО 'Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун', кварциты редко бывают монолитными. Типичная картина - чередование слоёв с разной степенью метаморфизма. При дроблении эти пластинчатые включения создают анизотропию прочности, что для проппантов смерти подобно.

Запомнился случай на карьере 'Восточный' в 2019: визуально однородная партия дала при рассеве 23% лещадных зёрен. Разбирались неделю - оказалось, микротрещины по границам кристаллов кварца шли не хаотично, а по системам спайности. Теперь всегда смотрим шлифы под микроскопом перед закупкой сырья.

Кстати, наш техотдел разработал методику предварительного отжига кварцита - не панацея, но позволяет 'проявить' скрытые дефекты структуры до начала основного производства. Подробности есть в закрытом разделе на https://www.rtzcj.ru для наших технологов.

Технологические компромиссы

Идеальная естественная структура кварцита в проппантах - это миф. Любая термообработка меняет кристаллическую решётку. Вопрос в том, какие изменения критичны, а какие - нет. Наш стандарт допускает до 15% новообразованных трещин в зёрнах после обжига, но только если они не сквозные.

Помню, в 2015 пробовали щадящий режим обжига - 800°С вместо стандартных 1100. Получили красивый природный рисунок на зёрнах, но прочность упала ниже 52 МПа. Пришлось отказаться, хотя маркетологи уговаривали оставить для 'премиальной линейки'.

Сейчас используем ступенчатый нагрев: сначала 600°С для удаления летучих примесей, потом резкий скачок до 1000. Так меньше внутренних напряжений возникает в зёрнах, сохраняется макроструктура, но микротрещины всё равно появляются. Никуда от этого не деться.

Полевые испытания и обратная связь

В прошлом квартале как раз была поставка на месторождение в Западной Сибири - специально отправляли партию с разной степенью сохранности природной структуры. Интересно, что операторы ГРП отмечали лучшую пропускную способность именно у зёрен с умеренной деформацией кристаллической решётки.

Объясняем это тем, что при контролируемом разрушении естественной структуры образуются шероховатые поверхности - они дают лучшее сцепление с пластом. Хотя тут надо делать поправку на глубину скважины: для карбонатных коллекторов наши рекомендации другие.

Кстати, на сайте https://www.rtzcj.ru в разделе 'Кейсы' есть данные по тем испытаниям, но без детальных метрик - коммерческая тайна. Можем только сказать, что разница в приросте добычи между разными типами структур достигала 7%.

Сырьевые нюансы

Работая с разными карьерами, заметили любопытную закономерность: кварциты с Урала лучше сохраняют структуру при термообработке, чем карельские. Геологи объясняют это разным возрастом метаморфизма пород. Но для производства важнее другое - уральское сырьё требует больше газа для обжига из-за плотности.

Сейчас пробуем смешивать партии из разных месторождений в соотношении 70/30. Предварительные результаты обнадёживают: прочность на сжатие держится в норме, а себестоимость снизилась на 12%. Правда, пришлось перенастроить дробильные линии - смешанная фракция ведёт себя в аппаратах иначе.

Важный момент: естественная структура кварцита особенно критична для проппантов фракции 16/20. Мелкие фракции 40/70 более терпимы к дефектам, но там свои требования к округлости зёрен.

Перспективы разработок

В экспериментальном цеху тестируем обработку ультразвуком перед дроблением - идея в том, чтобы 'прогреть' микротрещины в сырье. Если получится, сможем контролируемо разрушать слабые связи до термообработки. Пока сыро, но три партии уже отправили на тесты в сертификационный центр.

Коллеги из НИИ советуют обратить внимание на акустическую эмиссию при обжиге - якобы по спектру звука можно определить момент начала необратимых изменений в структуре. Но пока не представляю, как это внедрить в промышленных масштабах. Оборудование дорогущее.

Кстати, именно для таких экспериментов мы в ООО 'Цинтунся Жуйтун Пропант' сохраняем мелкосерийное производство. Иногда кажется, что эти 5% экспериментальной продукции дают больше инсайтов, чем массовый выпуск.

Экономика качества

Когда бухгалтерия спрашивает, почему мы не переходим на более дешёвое сырьё с нарушенной структурой, всегда показываю статистику рекламаций. Партии с сохранённой естественной структурой кварцита дают в 3 раза меньше брака при просеивании, даже если первичная стоимость сырья выше.

Рассчитывали как-то полную цепочку: на каждом этапе от добычи до отгрузки сохранение природных свойств даёт экономию. Дробилки меньше изнашиваются, меньше перерасход пропанта в скважине, даже логистика проще - качественные зёрна меньше пылят при транспортировке.

На сайте https://www.rtzcj.ru мы как-то публиковали сравнительную таблицу по этому вопросу, но потом убрали - конкуренты начали использовать в своих маркетинговых материалах. Теперь такие данные только для стратегических партнёров по индивидуальным запросам.