Горно-химическое сырье Важнейшее горно-химическое сырье 1 2

Горно-химическое сырье

Важнейшее горно-химическое сырье: 1. 2. 3. 4. фосфатные руды (апатиты, фосфориты); сера самородная и сернистые руды; мел; галолиты (соли) и др.

Фосфатные руды, природные минеральные образования, содержащие фосфор в таких концентрациях и соединениях, при которых технически возможно и экономически целесообразно их перерабатывать с получением фосфорсодержащих продуктов (минеральных удобрений, кормовых фосфатов, фосфорных солей) для различных отраслей промышленности Основной полезный компонент – фосфор (в виде фосфорного ангидрида – P 2 O 5); содержание которого изменяется в широких пределах от 2– 6 до 25– 34%

Фосфатные руды В земной коре фосфатное сырье представлено двумя главнейшими типами руд: Апатитовые руды (запасы 20%) n n n Месторождения апатитов связаны с изверженными и метаморфическими породами, образуясь в результате эндогенных процессов. Вследствие значительно более легкой обогатимости являются более ценным сырьем, чем фосфоритовые. В России, благодаря наличию уникальных месторождений Хибинского массива, их доля в составе фосфатного сырья является доминирующей. Большая часть общих мировых запасов сосредоточена в России. В значительном количестве имеются также в ЮАР, Бразилии, Финляндии, Канаде, Уганде, Габоне, Замбии, Испании, Индии, Вьетнаме. Основное количество добываемого апатита идёт для производства фосфорных удобрений, кроме того получают фосфорную кислоту, различные соли, а также фосфор и его соединения; применяют в чёрной и цветной металлургии, в керамической и стекольной промышленности. Фосфоритовые руды (запасы 80%) n Месторождения фосфоритов связаны с осадочными породами, формируясь в результате экзогенных процессов. n Наиболее крупные общие запасы располагаются на территории Марокко, США, Перу, Казахстана, Монголии, Китая, Египта, Мексики, Ирака, Иордании, Сирии, Туниса и Алжира. n Фосфориты используются главным образом (до 90%) для приготовления фосфорных удобрений (фосфоритная мука, суперфосфат, преципитат, томасшлак, аммофос и др. ). Кроме того, попутно в промышленных масштабах извлекается ряд редких элементов

Рис. Подтвержденные запасы фосфора в апатитовых и фосфоритовых рудах

Фосфорные руды России 1. По запасам фосфатных руд Россия находится на третьем месте в мире после Марокко и Китая; запасы России составляют 1, 27 млрд т Р 2 О 5, или примерно 6, 7% мировых. 2. На апатитовые руды приходится 2/3 российских балансовых запасов (820 млн т Р 2 О 5). Ресурсы сконцентрированы в двух субъектах РФ: Мурманской области и Республике Саха (Якутия), большая их часть сконцентрирована на Кольском полуострове. 3. Фосфоритовые руды составляют около 1/3 запасов страны (более 450 млн т Р 2 О 5), они локализованы преимущественно в европейской части страны. 4. Преобладанием в запасах апатитовых руд Россия отличается от других стран, богатых фосфатным сырьем (Марокко, США, Китая), основу минерально-сырьевой базы которых составляют фосфориты. 5. Более 40% российских запасов фосфора приходится на долю уникальных месторождений Хибинской группы, апатит-нефелиновые руды которых пригодны для получения любых видов фосфорных удобрений и являются одними из лучших в мире. 6. В то же время российские фосфориты характеризуются низким качеством и могут использоваться в основном для получения фосфоритной муки и низкоконцентрированных туков. Содержание полезного компонента (Р 2 О 5) в них всего 12 -13% против 26 -28% в фосфоритовых рудах, отрабатываемых ведущими зарубежными продуцентами этого сырья. 7. Государственным балансом РФ учтено 20 апатитовых и 33 фосфоритовых месторождения (из которых четыре – только с забалансовыми запасами).

Основные месторождения фосфатных руд и распределение их балансовых запасов по субъектам РФ, млн т Р 2 О 5

Сера встречается: 1. 2. n n n в свободном состоянии (сера самородная); в виде соединений - неорганических и органических соединений: многочисленные сульфиды и сульфосоли, а также сульфаты (ангидрит, гипс, мирабилит и др. ); существенные количества S, связанной в виде сероводорода (H 2 S), сернистого ангидрида (SO 2) и других соединений присутствуют в вулканических газах и в водах минеральных источников; большое количество S находится в в природном газе и сырой нефти (составляя в среднем около 5%, достигая 14%). Серные руды, природные минеральные образования, содержащие серу самородную в таких концентрациях, при которых технически возможно и экономически целесообразно её извлечение

Главные минералы, слагающие сернистые руды: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. сера самородная, кальцит, доломит, гипс, ангидрит, целестин, кварц, халцедон, опал, глинистые минералы, пирит, алунит. По содержанию серы: 1. свыше 25% серы - богатые, 2. 10 -25% - средние, 3. 5 -10% - бедные.

Распространение сернистых руд: 1. Большая часть (примерно 76%) сосредоточена в Ираке (335 млн. т), США (150 млн. т извлекаемых запасов), Чили (100 млн. т), Мексике (80 млн т). Крупные месторождения известны в Польше, в Японии, Перу, Эквадоре, Колумбии, Мексике, Филиппиннах, Украине, Италии. 2. В России распространена на Урале, Камчатке, Курильских островах Применение серы: 1. в первую очередь для получения серной кислоты; 2. в бумажной промышленности (для получения сульфитцеллюлозы); 3. в сельском хозяйстве (для борьбы с болезнями растений, главным образом винограда и хлопчатника); 4. в резиновой промышленности (вулканизующий агент); 5. в производстве красителей и светящихся составов; 6. для получения чёрного (охотничьего) пороха; 7. в производстве спичек.

Мел, слабо сцементированная, мажущаяся, тонкозернистая разновидность карбонатных пород, состоящая в основном из карбоната кальция (96 -99% Са. СО 3) Представляет собой полузатвердевший морской ил, отлагавшийся на глубине 30 -500 м и более.

Минеральный состав (в %): 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 90 -99 кальцит; 1 -8 глинистые минералы (монтмориллонит, гидрослюды и каолинит); 0, 01 -0, 1 пирит; 0, 1 -0, 5 глауконит; 0, 2 -6 кварц; 0, 01 -7, 0 опал; 0, 01 -0, 50 цеолит-гейландит; 0, 01 барит иногда рассеяны конкреции кремня, пирита и фосфорита. Использование: 1. 2. 3. 4. 5. в сельском хозяйстве - для известкования почв, подкормки животных. в промышленности - для производства цемента и извести, как наполнитель для резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, для получения соды, стекла, очистки сахара; приготовления школьных мелков. в медицине - как лечебный препарат. в парфюмерии - составная часть зубных порошков. в искусстве - как основа грунтов, как компонент при изготовлении художественных красок (в т. ч. пастели), как материалы для рисования.

Известняк, осадочная горная порода, состоящая преимущественно из кальцита Са. СО 3 (редко из арагонита) Наиболее частыми примесями являются доломит, кварц, глинистые минералы, окислы и гидроокислы железа и марганца, а также пирит, марказит, фосфаты, гипс, органическое вещество и др. Изменение под влиянием процессов метаморфизма приводит к образованию мрамора.

По происхождению различают: 1. 2. 3. органогенные - образующиеся за счёт накопления органических остатков (ракушечники, шламовые и рифовые); хемогенные - возникающие в результате осаждения кальцита из растворов; обломочные, образующиеся за счёт накопления обломков - продуктов разрушения более древних известняков. Большинство известняков формировалось в мелководных морских бассейнах путём накопления органических остатков, при одновременном химическом осаждении кальцита, реже - в водоёмах суши В России известняк добывается карьерами в Подмосковье, Ленинградской (облицовочный), Архангельской, Вологодской, Тульской, Белгородской, Воронежской областях, в Предуралье (Пермская область) и Поволжье, Краснодарском крае, на Северном Кавказе, на Урале, в ряде районов Восточной Сибири.

Использование известняка: 1. в чёрной металлургии (в качестве флюса); 2. в промышленности вяжущих стройматериалов - для изготовления портландцемента; 3. в химической промышленности - при производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений и др. ; 4. в сахароварении - для очистки свекловичных соков; 5. в стекольной промышленности для придания стеклу термической стойкости, механической прочности и устойчивости против воздействия химических реагентов и выветривания; 6. в полиграфической промышленности; 7. в жилищном, дорожном и промышленном строительстве (бут, щебень, камень для кладки стен, облицовочный и декоративный камень и т. п. ).

Натриевые, калийные и калийно-магниевые соли Соли в земной коре связаны главным образом с ее осадочной частью, встречаясь либо в виде минералов кристаллического строения, либо в виде водных растворов Все наиболее значительные скопления каменной, калийных и магниевых солей, гипса и ангидрита связаны с краевыми или синклинальными прогибами платформ.

Главнейшими геолого-промышленными типами месторождений натриевых, калийных и калийно-магниевых солей являются следующие:

1. Современные месторождения, связанные с морскими и континентальными соляными озерами 1. Формирование первых происходит в результате: n отшнуровывания от моря участков (лиманов, лагун, прибрежных озер и т. п. ) с морской водой; n в обстановке сухого и жаркого климата, ограниченного притока воды, компенсируемого испарением, они засолоняются, превращаясь в соляные и солеродные бассейны (оз. Сиваш на побережье Азовского моря, Кара-Богаз-Гол – залив Каспийского моря); n появляются в котловинах с ограниченным стоком в областях сухого и жаркого климата; поступающие в них подземные и поверхностные воды выпариваются с осаждением растворенных в них солей (оз. Баскунчак, оз. Кучук, оз. Сёрлз и др. ).

2. Ископаемые залежи солей образовались в одну из предшествовавших геологических эпох в обстановке аридного климата главным образом за счет испарения морской воды в относительно изолированных бассейнах типа лагун Ископаемые соляные залежи сложены главным образом (в порядке убывания распространенности): ангидритом и гипсом, каменной солью, калийными и калийно-магниевыми солями, сульфатами натрия, боратами n Ископаемые месторождения каменной соли представлены на Украине месторождение Славянско-Артемовское, в России – Илецкое в Оренбургской области, в США и Мексике Мексиканского залива. n Ископаемые месторождения калийно-магниевых хлоридных солей, представлены в России месторождения Верхнекамского и Непского, в Белоруссии – Припятского, в Канаде – Саскачеванского бассейнов. n Ископаемые месторождения сульфатных и сульфатно-хлоридных калийных солей представленные на Украине месторождения Предкарпатского, в России и Казахстане – Прикаспийского, в Германии и Польше Северо-Германского – бассейнов.

Рис. Подтвержденные запасы калия

Калийные соли n По извлекаемым запасам калийных солей Россия занимает второе место в мире после Канады. n Основная часть российских разведанных запасов калийных солей (83%, или около 2, 7 млрд т) сосредоточена в Верхнекамском месторождении хлоридов калия (Пермский край). n Руды этого месторождения характеризуются высоким содержанием К 2 О (в среднем 17, 4%), уступая по этому показателю лишь рудам таиландских и канадских месторождений. n Глубина залегания соляных пластов сравнительно невелика – 350 -450 м, тогда как в канадских месторождениях средняя глубина отработки составляет 800 м.

Месторождения калийных солей и распределение их балансовых запасов по субъектам РФ, млрд т K 2 O

Использование недр и их охрана

Нерациональное использование: 1. Рост изъятия при конечности ресурсов; 2. Нарушение и разрушение естественных ландшафтов; 3. Потери ресурсов из-за несовершенной техники и технологии извлечения в т. ч. значительные потери при разработке месторождений подземным способом; 4. Попутные включения и ценные компоненты оказываются в отвалах; 5. Потери при транспортировке; 6. Загрязнение при: добыче, переработке сырья, захоронении отходов.

терриконы эрозия почвы карьеры

Основные направления по рациональному использованию и охране недр: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Охрана недр; Политика ресурсосбережения; Очистные сооружения; Использование вторсырья; Применение заменителей дефицитному минеральному сырью; Замена минерального топлива альтернативными источниками энергии; Рекультивация земель.