Происхождение и внутреннее строение Земли

     В области известны месторождения  мергелей, трепела и опок. Встречаются месторождения фосфоритов, но часто они имеют не высокое качество , поэтому практической ценности для промышленного использования не представляют.

     В Белгородской области имеются различные  красящие природные материалы , из которых можно получать разноцветные краски: желтые, красные и коричневые из охристых глин, для получения зеленых пригодны глауконитовые пески; для изготовления синих- вивианит. Для изготовления технических красок используют также бурый железняк.

     Таким образом, основное богатство недр Белгородской области заключается в запасах железных руд и нерудного сырья. Топливными ресурсами область не располагает. Огромные запасы нерудного сырья используются для развития цементной промышленности, производства силикатного кирпича, керамзита, извести, молотого мела, бетонов, растворов и многих других отраслей хозяйства. 

 

     4. Использование  горных пород КМА как сырья

     стройиндустрии. 

     При добыче и обогащении железных руд  образуется большое количество отходов, причем в несколько раз большее, чем полезного продукта.

     В России железистые кварциты добываются на Кольском полуострове и в Карелии, в бассейне Курской магнитной аномалии.

     Железорудный  бассейн КМА расположен в пределах юго-западного склона и частично сводовой части Воронежской антеклизы Средне-Русской возвышенности. Площадь магнитной аномалии около 150 тыс.км2.На территории бассейна распространены два промышленных типа руд: метаморфические- железистые кварциты, и богатые железные руды. В геологическом строении КМА принимает участие комплекс сложно дислоцированных и в различной степени метаморфизированных скальных пород, которые прорываются крутопадающими секущими телами магматического генезиса. Скальные породы образуют Курскую складчатую систему, состоящую из ряда антиклинорных синклинорных зон. Среди пород курской серии, в значительно больших объемах попадающих в зону горных работ при эксплуатации месторождений. Выделяются стойленская и коробковская свиты. Первая сложена в основном кварцитопесчанниками и кварц- мусковитовыми сланцами. Коробковая железорудная свита, состоящая из двух подсвит железистых кварцитов и двух подсвит сланцев, является продуктивной. Нижняя подсвита сложена железистыми кварцитами с подчиненными прослоями безрудных кварцитов и сланцев. Таким образом, при разработке месторождений железных руд в зону горных работ попадает целый комплекс скальных и осадочных горных пород, которые по своему строению, минеральному составу и свойствам часто отличаются от традиционного сырья стройиндустрии. мощным источником сырья для производства строительных материалов являются отходы обогащения железных руд.

     При обогащении железных руд на предприятиях КМА скапливаются в отвалах многочисленные отходы: вскрышные и попутно добываемые породы, «хвосты» мокрой и в меньшей степени сухой магнитной сепарации.

     Отходы  сухой магнитной сепарации (СМС) представляет собой щебень серого цвета, запыленный тонкими пылеватыми частицами. Отходы СМС включают кварциты, диоритовые порфириты и микрозернистые сланцы. Минералогический состав: кварц, биотит, серицит, плагиоклаз, амфиболы, магнетит, биотит. По химическому составу отходы СМС отличаются  от традиционно применяемых гранитов пониженным содержанием глинозема (5-7%), повышенным количеством оксидов железа и щелочноземельных металлов. Оксиды железа в основном входят в состав магнетита и гематита, а щелочноземельные металлы- в состав амфиболов.

     Таблица 2

     Химический  состав железосодержащих отходов горнорудных  предприятий КМА 

 

     Отходы  мокрой магнитной сепарации (ММС) железистых кварцитов по химико- минералогическому составу близки к слаборудным кварцитам. Породообразующий минерал кварц(более 60%), далее магнетит (до 8%), роговая обманка, оксиды железа, пирит.

     Были  получены силикатные материалы автоклавного твердения плотной и поризованной структуры на основе отходов ММС.

     Главный источник получения строительных материалов- горные породы. Их используют как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других изделий, а также для производства неорганических вяжущих веществ-цементов, извести и гипсовых.

     В большинстве случаев каменные материалы  оказываются местным строительным материалом, свойства которого не всегда известны и требуют тщательного изучения.

 

5. Характеристика  карьеров 

     Также в ходе геологической практики мною был посещен меловой карьер «Зеленая поляна» при котором находится Белгородский комбинат строительных материалов. Данный карьер находится по отношению к Белгороду на северо- востоке на протяжении 2 км от окраины.

     На  территории промышленной площадки БКСМ существует три карьера: два действующих и один резервный. Добыча производится открытым способом. Карьер представляет собой котлован. Протяженность около 1,5-2 км на 900 м с востока на запад. Глубина котлована 80-100 м.полезные ископаемые отличаются по цвету, породы находящиеся над мелом называются вскрышными.

       На вскрышные породы приходится 4 выступа.

       Прежде чем добраться до меловых  пород снимается три слоя земляных пород. Разрабатывается тремя уступами: верхний, средний и нижний .

     Основной  породообразующий минерал – кальцит (СаСО3)- 92-98%. Поэтому мел, является очень качественным. Влажность мела:

     - в верхнем уступе от 3 до 5%;

     - в среднем уступе от 5 до 8%;

     - в нижнем уступе от8 до 12%.

     Содержание  чистого СаСО3 92-95%. Преобладают глинистые  и песчаные примеси.

     Мел отвечает высоким технологическим  качествам и химическому составу.

 

      6. Минералогический состав мела 

     Мел — белая горная порода, мягкая и  рассыпчатая, состоит почти исключительно из мельчайших зёрен скрытокристаллического минерала кальцита (природного карбоната кальция), составляющего до 99 % от общей массы. Мел не растворяется в воде.

     Основной  минерал – кальцит СаСО3; встречается его разновидность – арагонит. В составе мела обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др.) Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др. Его элементы, относятся к семейству щелочноземельных металлов, которые составляют подгруппу периодической системы элементов.

     Верхний слой мела разрабатывается скреберами, нижний – экскаваторами. Мощность ковша скребера – 8 м3. твердость мела 1,4-1,5 по шкале Мооса.

     Разрабатываемый мел потребляет комбинат строительных материалов для получения извести. Известь идет на производство материалов автоклавного твердения, силикатного кирпича, ячеистого бетона. Отходы обжига извести используются в сельском хозяйстве для повышения плодородности почв.

     Кальцит- СаСО3. химический состав: СаО-56%, СО2-44%, примеси Mg, Fe, Mn, Zn, Sr, Ва, С. Цвет – молочно-белый, за счет примесей приобретает желтую, розовую, голубую, серую и даже черную окраску.

     Арагонит  – СаСО3. химический состав такой  же, как у кальцита: СаО -56%, СО2- 44%, в качестве примесей чаще чем в  кальците встречаются Sr (до 5,6%). Цвет белый, желтовато-белый, светло-зеленый, серый.

 

     7. Применение мела 

     Мел - необходимый компонент "мелованной бумаги", используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий.

     Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала (пигмента) для побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.

     Мел применяют в лакокрасочной промышленности (белый пигмент), резиновой, бумажной, в сахарной промышленности — для  очистки свекловичного сока, для производства вяжущих веществ (известь, портландцемент), в стекольной промышленности, для производства спичек. В этих случаях обычно используют т.н. Мел осаждённый, полученный химическим путём из кальцийсодержащих минералов.

     Мел используется для письма на больших досках для общего обозрения (например, в школах).

     При недостатке кальция медицинский  мел может быть прописан как добавка  к пище.

     Мел получают двумя способами:

     • измельчением пород и осадочных  отложений (природный или натуральный карбонат кальция);

     • химическим осаждением (химически осажденный карбонат кальция).

     Частицы природных наполнителей (даже с высокой  степенью микронизации), как правило существенно крупнее, чем у продуктов, полученных осаждением.

     Тонкодисперсный мел может иметь различную форму частиц, зависящую от формы кристалла и способа измельчения.

     Существует  два способа измельчения —  сухой и мокрый. Мокрый размол и микронизация дают более гладкие и круглые частицы, что является более предпочтительным сухому размолу, так как гладкие частицы вызывают в процессе использования меньший износ оборудования. Для получения тонкодисперсного мела его подвергают микронизации (используют механическое струйное и ультразвуковое измельчение).

     Основной  промышленной сферой потребления мелкодисперсного мела является производство пластмасс — 55% суммарного потребления (полиолефины, ПВХ, термореактопласты). Потребительское назначение мела в составе пластмасс для коррекции белизны; для увеличения сопротивляемости разрушению при ударе; для упрощения обработки и действия как теплопоглотитель; для стабилизации экзотермических процессов в установках полимеризации; для снижения себестоимости.

     В производстве резины мел используется для улучшения износостойкости, повышения стойкости и эластичности в различных температурных условиях, экономии дорогостоящего каучука и других компонентов.

     Особенно  широко используется мел в композиционных материалах на основе поливинил-хлорида (ПВХ).

     Так, в кабельных и обувных пластикатах  в значительных концентрациях применяют мел. Его используют в обязательном порядке в рецептурах для изготовления оболочек кабелей — 50 масс, частей и выше на 100 масс, частей ПВХ, что составляет примерно 25-30% от веса готового продукта.

     Мел применяют также в жестких (непластифицированных) ПВХ материалах для получения профильно-погонажных изделий — "вагонка", оконные профили, трубы и т.д. Содержание мела в таких материалах — 5-20%.