Асбесты, слюды, тальк и цеолиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Асбесты, слюды, тальк и цеолиты

Асбестами называют группу минералов, обладающих способностью расщепляться на тонкие волокна. По минеральному составу они делятся на две группы: хризотил-асбесты и амфибол-асбесты. Самый важный в промышленном отношении - хризотил-асбест является волокнистой разновидностью серпентина. В группу амфибол-асбестов входят антофиллит-, амозит-, крокидолит-,актинолит-, родусит-асбест и др., являющиеся волокнистой разновидностью амфиболов. В природе асбест встречается в виде поперечно-волокнистых, продольно-волокнистых и спутанно-волокнистых агрегатов.

Асбест способен к почти неограниченному расщеплению, при этом сохраняя высокую механическую прочность и эластичность волокон. К свойствам асбеста, определяющим его промышленную ценность, относят распушиваемость, эластичность, прочность на разрыв, огнеупорность, кислотощёлочестойкость, сорбционную способность. Так хризотил-асбест имеет температуру плавления 1521° С, амфибол-асбесты - от 1193° С (крокидолит) до 1468° С (антофиллит-асбест). Амфибол-асбесты отличаются высокой устойчивостью к кислотам и щелочам. Хризотил-асбест по сравнению с амфибол-асбестами мало устойчив к воздействию кислот, но он щёлочеустойчив, отличается высокими сорбционными, тепло- звуко- и электроизоляционными свойствами.

Основное промышленное значение имеет хризотил-асбест и его производство достигает 98% от общемирового производства асбеста. Основное количество асбеста идёт на производство асбоцементных (трубы, кровельные плитки, шифер), асбестобитуминозных (при производстве асфальта и бетона). Лучшие длинноволокнистые сорта применяют в текстильной промышленности для производства огнестойкой одежды, уплотняющих прокладок, тормозных лент и т.д. Асбест используют для производства электроизоляционных, термоизоляционных материалов, в чёрной металлургии для получения железорудных окатышей, в производстве асбестового картона. Крокидолит - хороший материал для изготовления фильтров, используемых при очистке воздуха от радиоактивной пыли.

Выделяют четыре главнейших геолого-промышленных типа месторождений асбеста. месторождение асбест тальк слюда

1. Линзо- и трубообразные залежи с хризотиловой минерализацией в серпетинизированных ультрабазитах. К нему относятся все крупные месторождения Урала (Баженовское, Киембаевское), многие месторождения Сибири (Актовракское, Саянское), месторождения Сев. Кавказа (Лабинское, Карачаевское).

2. Пластовые и жилообразные зоны серпентинизации с хризотиловой минерализацией в метаморфизованных магнезиальных карбонатных толщах. Встречаются значительно реже и по масштабу невелики (Аспогашское м-е)

3. Пластовые жилы с крокидолитом и амозитом в железистых кварцитах (м-я в Южной Африке).

4. Гнездо-, линзо- и штокообразные тела с антофиллитом в метаморфизованных ультрабазитах.( Сысертское м-е Ср. Урала).

Мировые запасы хризотил-асбеста (без стран СНГ) составляют 250 млн т, в том числе подтвержденные - не менее 180 млн т, а производство волокна - около 2 млн т. Наибольшими запасами и производством хризотил-асбеста обладают Канада, Китай, США, Зимбабве, Италия, Бразилия, Греция, ЮАР.

Россия обладает крупнейшей в мире сырьевой базой хризотил-асбеста, запасы которого размещены в месторождениях Урала и Сибири, составляя по промышленным категориям 110,8 млн т и категории С2 18,6 млн т волокна. Производство асбеста в 1996 г. составило 0,428 млн т.

Из стран СНГ существенную сырьевую базу хризотил-асбеста имеет Казахстан (общие запасы -13,4 млн т, производство волокна - 0,5 млн.т.)

Мировые запасы и запасы отдельных месторождений антофиллит-асбеста, как и других амфибол-асбестов, на два порядка меньше, чем хризотил-асбеста.

Наиболее крупные месторождения антофиллит-асбеста с запасами 150 тыс.т известны в Финляндии, более мелкие в США, Бразилии, Кении и других странах. Наибольшее годовое производство антофиллит-асбеста достигало в Финляндии (более 10 тыс.т). В странах СНГ месторождения антофиллит-асбеста разведаны в Казахстане. В России имеется крупная сырьевая база антофиллит-асбеста на Среднем Урале (с запасами 120 тыс.т волокна).

Амозит-асбест образует крупнейшие месторождения по сравнению с другими амфиболами. В месторождениях ЮАР его общие запасы составляют 3,0 млн т. Годовое производство - 26 тыс.т волокна

В месторождениях ЮАР общие запасы крокидолит-асбеста составляют 2,55 млн т. Производство волокна находится на уровне 11 тыс.т в год.

Родусит-асбест образует наиболее крупные запасы в Боливии, известны в Центральном Казахстане, а в России - в Красноярском крае.

Слюды. В группу слюд входит большое число минеральных видов. Из них наиболее промышленно-ценные слюды - крупнокристаллические мусковит и флогопит. Применение в промышленности обусловливается следующими их свойствами: 1) способностью, благодаря весьма совершенной спайности расщепляться на тончайшие ровные листки ( вплоть до толщины в несколько мкм ); 2) высокой механической прочностью и гибкостью даже очень тонких листов слюды; 3)исключительно высокими электроизоляционными свойствами; 4)химической стойкостью и влагостойкостью; 5) термической стойкостью; 6) прозрычностью (и почти полной бесцветностью в тонких пластинках); 7)высоким двупреломлением.

Слюда широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, в быту и других сферах потребления.

Мусковит. Области использования листового и нелистового мусковита во многом сильно отличаются. До 80% листовой слюды идет на нужды электроники и электротехники для производства высококачественных,-конденсаторов, применяется в аппаратуре для авиационной и ракетной техники, в атомных установках; используется в телевизионной технике, радиолокационных станциях, для изготовления смотровых окон котлов высокого давления и других резервуаров, в медицинской технике, в лазерных приборах.Всего в развитых странах ежегодно расходуется более 12 тыс.т. листового мусковита. Самые крупные потребители - Россия, США, Япония, Великобритания, Франция, ФРГ. Из них только Россия имеет и использует собственную сырьевую базу.

Нелистовой мусковит в дробленом или молотом виде применяется в электротехнике, цементной, резиновой и лакокрасочной промышленности, производстве шин, пластмасс, гидроизоляционных материалов и др. Годовая мировая добыча и переработка этого сырья составляет 200-220 тыс.т,

Флогопит. Используется в производстве электроизоляционных изделий разного назначения, для изготовления смотровых окон промышленных печей и бытовых приборов, в производстве рубероида, специальной бумаги, резинотехнических изделий, применяется при изоляции зон поглощения и цементирования нефтяных и газовых скважин в качестве инертного наполнителя буровых и цементных растворов.

Вермикулит (гидрослюда).Главным промышленным свойством вермикулита является его способность вспучиваться при нагревании с увеличением объёма в 8-10 раз. Используется в строительстве для производства теплоизоляционных бетонов, теплоизоляционных изделий. Большое применение вермикулит получил при изготовлении огнезащитных плит, при разливке и прокате стали, для улавливания цветных металлов в сточных водах металлургических комбинатов. Как тепло- и звукоизоляционный материал вермикулит используется в авиационной и автомобильной промышленности, в холодильниках. В растениеводстве - в гидропонике, мелиорации

Промышленно-генетические типы месторождений мусковита:

1. Пегматитовый (Мамско-Чуйские месторождения, Карелия и Мурманская область - Россия; Бразилия, Индия, США);

2. Грейзеновый (Спокойнинсское месторождение в Читинской области - Россия);

3. Метаморфический (Кулетское месторождение - Казахстан);

Промышленно-генетические типы месторождений флогопита:

1. Скарновый (Алданские месторождения);

2. Карбонатитовый (Ковдорское месторождение в Мурманской области)

Промышленные месторождения вермикулита связаны с зонами выветривания месторождений флогопита и биотита (Ковдорское месторождение - Россия, Каратасское месторождение - Казахстан).

Мировые прогнозные ресурсы мусковита оцениваются в десятки миллиардов тонн. Наибольшим разведанным и прогнозным потенциалом обладают Индия, Россия, Бразилия, их разведанные и прогнозные ресурсы листового мусковита составляют около 10 млн т, что больше, чем во всех остальных государствах мира.

Россия располагает четырьмя флогопитоносными районами с суммарными запасами 8,4 млн т, в том числе 92,3% - в Ковдорском месторождении (Кольский п-ов). Значительным сырьевым потенциалом флогопита обладают Канада, Малагасийская Республика, КНДР.

Мировые запасам вермикулита составляют порядка 200 млн т. Суммарные запасы вермикулита России составляют 47 млн т, из которых 43 млн т сосредоточено в Ковдорском месторождении.

Тальк и пирофиллит.

Тальк - гидросиликат магния. Пирофиллит - гидросиликат алюминия.

Они сходны по физическим, технологическим свойствам: 1) низкая твердость; 2) высокая сорбционная способность; 3) относительно кислото - и щелочеупорный; 4) низкие тепло и электропроводность; 5) термостойкость, 6) низкая гигроскопичность.

В зависимости от содержания талька выделяют талькиты и тальковые камни.

Порошковый тальк используется как инертный наполнитель в производстве всевозможных красок, пластмасс, бумаги, резины, разнообразных химических и медицинских препаратов. Тальк входит в состав шихты для производства различных видов керамики: кровельной черепицы, облицовочной плитки, фарфора, технической и бытовой посуды, электроизоляционного фарфора. В парфюмерной и фармацевтической промышленности - для производства пудры и присыпок, мыла, зубной пасты, в качестве наполнителя для таблеток.

Кусковой тальк используется в производстве газовых горелок для маяков, плавильных тиглей в металлургии, для изготовления различных радиодеталей. Тальковый камень идёт на изготовление огнеупорного кирпича для футеровки металлургических, стеклоплавильных и цементных печей, электроизоляционных щитов.

Пирофиллит обладает более высокой огнеупорностью, поэтому его основное назначение - футеровка внутренних стенок разливочных ковшей в сталелитейном производстве.

Геолого-промышленные типы месторождений талька: 1.Гидротермально-метасоматические месторождения в зоне контакта с кислыми интрузиями магнезитов (Онотское м-е), доломитов (Светлоключское и Бироканское), ультраосновных пород (Шабровское, Сыростанское). 2.Месторождения, образующиеся при региональном метаморфизме алюмо-магнезиальных осадочных пород (Урал-Дача, Дуневское). 3.Месторождения, образующиеся при выветривании оталькованных доломитов (Алгуйское, Киргитейское).

Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород (Каменское, Чистогоровское месторождения).

Мировые запасы талька и пирофиллита оцениваются в 1 млрд.т. В России промышленные запасы талька составляют более 26 млн.т., талькового камня- превышают 130 млн.т. Наибольшее количество запасов талька сосредоточено в Западной Сибири(52,4%), Восточной Сибири (19,3%), на Урале.

Ежегодное мировое производство талька составило в 2000 году 8,4 млн т Ведущими странами по производству талька являются: Китай (2300 тыс.т.), США (1060 тыс.т.), Финляндия (350 тыс.т.),Ведущими по добыче пирофиллита - Япония (1000 тыс.т.), Корея, Бразилия, Индия..

В России добыча талька и талькового камня не превышает 350 тыс.т., а производство талька в 2000 г. составило 16,1 тыс.т.Разрабатываются Онотское м-е талька в Иркутской области и 2 месторождения талькового камня - Шабровское и Сыростанское.

Цеолиты.

Цеолиты это водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов, обладающие открытой каркасно-полостной структурой. Особенностью этой структуры является то, что во внутрикристаллическом пространстве имеется система, соединённых каналами между собой и окружающей средой микрополостей, в которых располагаются обменные катионы и молекулы воды. Последние при определённых условиях ( например при нагревании) могут быть частично или полностью удалены, а затем вновь присоединены или заменены без нарушения кристаллического каркаса. Это и определяет их промышленную ценность.

Всего известно более 40 природных и около 150 искусственных аналогов цеолитов. Промышленные концентрации образуют только 5-6 видов природных цеолитов. Наиболее промышленноценными являются: клиноптилолит, морденит, шабазит, анальцим. Эти цеолиты являются молекулярными ситами.

Цеолиты применяются в различных областях:

1. В области охраны и оздоровления окружающей среды для очистки газовых отходов предприятий от оксидов серы, азота и углерода, аммиака и сероводорода, промышленных сточных вод от ионов аммония, токсичных и радиоактивных металлов (Hg, Pb, Zn, Cd, Ce, Sr, Rb, U), а также для очистки вод нефтепереработки, питьевого и промышленного водоснабжения.

2. В промышленности: а) для осушки и очистки газов, жидкостей и хладоагентов (б) для разделения кислорода и азота воздуха; в) являются высокоэффективными катализаторами при крекинге нефти; г) в производстве высококачественной бумаги; д) при изготовлении особо эластичной резины; е) при разделении металлов и получении особо чистых их солей; ж) в качестве гидравлической добавки к портландцементам.

3. В сельском хозяйстве: а) в растениеводстве -- внесение в почву цеолитов приводит к стабильному повышению урожайности это объясняется тем, что цеолиты длительное время удерживают в почве влагу и внесенные вместе с ними удобрения, нейтрализуют кислые почвы, улучшают структуру почв, поглощают токсичные металлы; б) в животноводстве и птицеводстве в качестве кормовых добавок, а также в качестве дезодораторов помещений.

Промышленные типы месторождений цеолитов.

Крупные концентрации цеолитов, имеющие практическую ценность, образуются в основном в результате диагенстических или гидротермальных процессов. Выделяют три промышленно-генетических типа цеолитовых месторождений, в большинстве из которых цеолиты образовались путем замещения вулканического стекла разного состава, образуя пласто- и линзообразные залежи:

1. Осадочный - Власовское, Хотынецкое месторождения (Россия).

2. Вулканогенно-осадочный - Хонгуруу, Шивыртуйское (Россия),

3. Вулканогенный гидротермально-метасоматический - Холинское, Чугуевское (Россия).

Мировые запасы цеолитового сырья оценивают в несколько десятков миллиардов тонн. Из них основная часть приходится на США, Японию и страны СНГ (по 10-20 млрд т); от 1 до 10 млрд т выявлено и Италии, Югославии, Болгарии и некоторых других странах.

В Российской Федерации учтено 11 месторождений цеолитов с суммарными запасами по категориям А+ В + С1 -- 568 млн т, С2 -- 767 млн т. Добыча цеолитов в России находится на уровне 12-15 тыс. т в год.

Литература

1.Агафонов Г.В., Волкова Е.Д. и др. «Топливно-энергетический комплекс России: Современные состояние и взгляд в будущее». Новосибирск, Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1999 г., 312стр.

2.Ерёмин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые: Учебник - М.Изд-во МГУ. 1991.-284 с.

3. Карякин А.Е., Строна П.А. и др. Промышленные типы месторождений неметаллических полезных ископаемых. М. Недра. 1985.

4. Татаринов И. К., Карякин А.Е. и др. Курс месторождений твердых полезных ископаемых Л. Недра, 1975.

5.Яковлев П.Д. Промышленные типы рудных месторождений. М. «Недра», 1986. Учебное пособие. 358с.

Дополнительная

1 Ваганов В.И., Варламов В.А. Алмазы России: минерально-сырьевая база, проблемы, перспективы.// Минеральные ресурсы России. Экономика и управление - 1995- № 1.

2. Байбаков Н.К., Праведников Н.К., Старосельский В.И. и др. Вчера, сегодня и завтра нефтяной и газовой промышленности России. -М.: Изд-во ИГиРГИ, 1995.

3. Беневольский Б.И., Сырьевая база золота России на пути развития-проблемы и перспективы. Минеральные ресурсы России, журнал, 2006г.,№2, с.8-16.

4. Бутова М.Н., Зубцов И.Б. Проблемы развития сырьевой базы и производства индия // Минеральные ресурсы России. -- 199 с.

5. Гольд Г.С. Минерально-сырьевые ресурсы: Социальный вызов времени. -М.: Профсоюзы и экономика, 2001.-407 с.

6. Дворников В.А. Экономическая безопасность. Теория и реальность угроз. -- М.: Недра, 2000.

7. Зайденварг В.Е., Новитный A.M., Твердохлебов В.Ф. Уголь¬ная сырьевая база России: состояние и перспективы развития // Уголь. -- 1999. -- № 9.

8. Кавчик Б.К. Добыча россыпного золота в ХХI в.. Минеральные ресурсы России, журнал,2007г.,№2, с.43-49.

9. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы России накануне ХХI века, М., МГГУ, 1999 г., 402 с.

10. КозловскийЕ.А. Россия: минерально-сырьевая политика и национальная безопасность.- М. Изд-во МГГУ 2002. 856 с.

11. Козловский Е.А., Щадов М.И. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России. -- М.: Изд-во МГГУ, 1997.

12. Кочетков А.Я. ,Кузьмин А.В., Василивецкий А.А., Иностранные золотодобывающие компании в России. Минеральные ресурсы России, журнал, 2007г.,№2, с.50-57.

13. Кочетков А.Я. Смена лидера среди золотодобывающих регионов России, Минеральные ресурсы России, журнал,2004г.,№4, с.65-71.

14. Кривцов A.И, Беневольский Б.Л., Минаков В.М. На¬циональная минерально-сырьевая безопасность (введение в про¬блему). -- М.: ЦНИГРИ, 2000.

15. Кривцов А.И. Минерально-сырьевая база на рубеже веков - ретроспектива и прогнозы. Изд. 2-е, дополненное. - М.: ЗАО "Геоинформмарк". 1999. - 144 с.

16. Кузьмин А.В. Российская золотодобывающая промышленность-процессы консолидации. Минеральные ресурсы России, журнал,2004г.,№4, с.58-64.

17. Лаверов Н.П., Конторович А.Э. Топливно-энергетические ресурсы и выход России из кризиса. Ж. Экономические стратегии.- 1999. №2.

18. Лаверов Н.П., Трубецкой К.И. Горные науки в системе наук о Земле // Вестник РАН. Т. 66. -- 1996. -- № 5.

19. Лазарев В.Н О воспроизводстве ми¬нерально-сырьевой базы цветных и леги¬рующих металлов // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2001. -№ 3. - С. 52-60

20. Лазарев В.Н. О долгосрочном прогнозе развития сырьевой базы меди. №2, Минеральные ресурсы России. 2007г. с.6-12

21. Машковцев Г.А. Запасы и производство урана: состояние и перспективы // Руды и металлы. --2001. --№ 1. 256

22.Мельников Н.Н., Бусырев В.Н. Концепция ресурсосбалансированного освоения минерально-сырьевой базы. //Минеральные ресурсы России. Экономика и управление - 2005-№ 2 -с.58-63.

23. Минеральные ресурсы мира. - М.: ИАЦ "Минерал", 2004.

24. Минеральные ресурсы мира. Хроника текущих событий.// МПР России. ИАЦ «Минерал» - М., 2002

Размещено на Allbest.ru