- •Минерально-сырьевая база Урала для керамической, огнеупорной и стекольной промышленности
- •Под редакцией проф. Г.Н. Масленниковой Издательство тпу
- •Оглавление
- •Часть 1. Глины и каолины Урала……………………………………….9
- •Часть 2. Силикатные и тугоплавкие неметаллические
- •Глины и каолины Урала
- •Часть 1
- •1. Характеристика и классификация глинистых материалов
- •2. Глины урала
- •2.1. Глины Среднего Урала
- •2.2. Глины Южного Урала
- •2.3. Глины Республики Башкортостан
- •2.4. Другие месторождения Урала
- •2.5. Легкоплавкие глины
- •Пермская область
- •Свердловская область
- •Оренбургская область в области легкоплавкие глины распространены почти повсеместно Лессовые суглинки преимущественно аллювиального происхождения, мощностью часто до 10–15 м.
- •По технологическим свойствам глины при добавке песка до 30 % пригодны для производства кирпича.
- •Челябинская область
- •Республика Башкортостан
- •2.6. Бентониты
- •3. Каолины урала
- •3.1. Нормальные каолины
- •3.2. Щелочные каолины Урала
- •3.3. Галлуазит
- •В качестве примесей в незначительных количествах присутствуют Fe2o3, Cr2o3, MgO, FeO, иногда NiO, CuO, ZnO.
- •4. Область применения и требования к качеству глин и каолинов
- •Производство изделий строительной и грубой керамики
- •Производство изделий тонкой керамики
- •Производство огнеупорных изделий
- •Производство цемента
- •Производство стекла
- •Производство керамзита и аглопорита
- •Производство алюминия
- •Производство абразивных изделий
- •Использование глин в литейном производстве
- •Использование каолинов при производстве бумаги
- •Каолин для резиновой промышленности
- •Использование глин для буровых растворов
- •Прочие области использования глинистых пород
- •Силикатные и тугоплавкие неметаллические полезные ископаемые
- •Часть 2
- •1. Полевые шпаты урала и их заменители
- •1.1. Состояние полевошпатовой сырьевой базы Российской Федерации
- •1.2. Классификация и технические требования промышленности к качеству полевошпатового сырья
- •1.3. Месторождения полевых шпатов Урала и их заменители
- •2. Кварцевые материалы урала
- •2.1. Жильный кварц и кварциты
- •2.2. Кварцевые пески и пылевидный кварц (маршаллит)
- •2.3. Опал – кристобалитовые породы
- •2.4. Требования, предъявляемые к кварцевым материалам
- •3. Карбонатные породы урала
- •3.1. Известняки
- •3.3. Доломит
- •3.4. Магнезит
- •3.5. Мрамор
- •4. Хромит
- •5. Графит
- •6. Магнезиальносиликатное сырье урала
- •6.1. Форстеритовое сырье Урала
- •6.2. Тальк и тальковые камни Урала
- •6.2.1. Месторождение Миасской провинции
- •Непряхинская группа
- •Чебаркульская группа месторождений
- •Миасско-Уйская полоса
- •Кирябинская группа
- •Урал – Дачинская группа
- •Медведевская полоса
- •6.2.2. Месторождения Сысертской провинции
- •6.2.3. Режевский тальковый район
- •6.2.4. Оренбургский Урал
- •Ишановская группа месторождений
- •6.2.5. Месторождения вне выделенных тальконосных районов Урала
- •6.2.6. Области применения и требования к качеству талька
- •7. Высокоглиноземистое сырье урала
- •7.1. Бокситы
- •7. 2. Природный корунд
- •7.3. Кианиты Урала
- •8. Пирофиллит и пирофиллитовое сырье урала
- •8.1. Пирофиллитсодержащие метасоматиты Домбаровского рудного района (Южный Урал)
- •8.2. Месторождения Кабанского и Красноуральско колчеданоносных районов
- •8.3. Фарфоровые камни Урала
- •9. Месторождения баритовых руд
- •10. Месторождения титановых и цирконовых руд
- •10.1. Месторождения титановых руд
- •10.2. Цирконовые руды
- •11. Глаукониты
- •12. Техногенное сырье урала
- •Н.Ф. Солодкий, а.С. Шамриков, в.М. Погребенков
- •Справочное пособие
11. Глаукониты
Глаукониты – слоистые низкотемпературные магнезиально-железистые гидрослюды, представляют собой водный алюмосиликат калия, магния и железа, встречаются в виде округлых микроагрегатных зерен размером 0,01–0,8 мм. Наиболее характерен глауконит в составе фосфоритных руд, песков и глин, которые при большом его содержании (до 70%) называются глауконитовыми. Обычно химический состав глауконита выражается формулой: K2O∙MgO∙4Fe2O3∙10SiO2∙nH2O.
По современным представлениям формула этого минерала выглядит следующим образом: (K, Na, CaO)(Fe3+, Mg, Fe2+, Al)2 [(Al, Si)Si3O10](OH)2∙H2O
Глаукониты характеризуются широкой вариацией химического состава. Они содержат Fe2O3 – до 28%; FeO – до 8,6%; MgO – до 4,5% и К2О – до 9,5%. Многие залежи глауконитовых пород содержат высокую примесь Р2О5 и даже включают горизонты фосфоритов. Есть данные о присутствии серы.
Окраска глауконитов зеленая различных оттенков, в природе они встречаются обычно в виде микроагрегатных зерен – микроконкреций. При детальном микрозондовом изучении было установлено, что последние являются продуктом соосаждения железистой слюды и монтмориллонита.
Международная номенклатурная комиссия приняла решение называть глауконитом железистую слюду, отвечающую формуле
K(Fe3+, Mg)(Si3,8-3,5Al0,2-0,5)O10∙2H2O
Между глауконитом и селадонитом K(Fe3+, Mg)Si4O10·2H2O существуют постепенные переходы. Имеется в глауконите примесь фенгитовой частицы (K, Mg0,5Al1,5[Al0,5Si3,5O10](OH)2). Агрегаты, состоящие существенно из глауконита, рекомендовано называть глауконитом, промежуточные – смешанослойным глауконитмонтмориллонитом.
Содержание главных компонентов в типичных глауконитах колеблется в следующих пределах (%): K2O – 4,0–9,5; Na2O – 0,0–3,0; Al2O3 – 5,5–22,6; Fe2O3 – 6,1–2,79; FeO – 0,8–8,6; MgO – 2,4–4,4; SiO2 – 47,6–52,9; H2O – 4,9–13,5. Плотность 2,2–2,8 г/см3. Твердость 2–3 (по шкале Мооса). Хрупок.
Глауконит – широко распространенный в природе минерал, общие ресурсы которого оцениваются в 35,7 млрд. тонн.
Уральский регион относится к одному из перспективных по запасам глауконита районов.
На восточном склоне Урала в Ново-Лялинском районе мощность кварц-глауконитовых песков и песчаников достигает 34 м; содержание в них глауконита до 50%. Ориентировочные запасы Лобвинского, Белореченского и Караульского месторождений около 150 млн. тонн.
На территории Челябинской области в восточной ее части глауконитсодержащие породы (пески) имеют большое распространение от широты пос. Багаряк на севере до широты райцентра Миасское на юге. Всего выделено 10 перспективных площадей. Из 7 первоочередных площадей поисковые работы проведены на 4: Кабанской, Каринской, Актюбинской и Сункурдукской.
Кабанская площадь расположена в Каслинском районе в 115 км к северу от г. Челябинска, в 6 км к западу от с. Усть-Багарак. На Кабанской площади выявлено два проявления глауконитовых песков: Кабанское и Заречное.
Кабанское проявление расположено непосредственно к западу от оз. Кабанье. Мощность продуктивного горизонта неравномерна и колеблется от 1,8 до 9,0 м, составляя всреднем 5,1 м. Залежь сложена мелкозернистыми кварцево-глауконитовыми песками. Содержание глауконита неравномерное и колеблется от 36,5 до 60% , в среднем – 45%.
Прогнозные ресурсы составляют 34 млн. тонн.
Заречное проявление находится на южном фланге Кабанской площади (левый берег р. Синары). Продуктовый горизонт довольно выдержан по мощности 4,4–6,3 м (в среднем 5,1 м). Залежь сложена мелкозернистыми глауконитовыми песками с содержанием глауконита 49,7–57,1% (среднее 52%).
Прогнозные ресурсы составляют 15,1 млн. тонн.
Каринская площадь расположена в пределах Кунашакского района в 100 км к северу от г. Челябинска. По результатам поисков в пределах Каринской площади выявлено два проявления глауконитовых песков: Карийское и Айтакское.
Каринское проявление находится на правом берегу р. Синары в 1 км к югу от д. Карино. Мощность продуктивного горизонта неравномерная и колеблется от 1,5 до 8,7 м (средняя 6,0 м). Сложен горизонт глауконитовыми песками. Содержание глауконита равномерное в центральной части залежи и составляет 55–65 %, понижается к краевым ее частям до 35–40%.
Химический, минеральный и гранулометрический состав Каринского проявления глауконитсодержащих пород представлен в табл. 11.1, 11.2 и 11.3.
Прогнозные ресурсы составляют 4,3 млн. тонн.
Айтакское проявление расположено в 2,5 км к юго-востоку от Каренской залежи и в 3,5 км к юго-востоку от д. Карино.
Полезная толща залежи сложена собственно глауконитовыми песками, переслаивающимися с кварц-глауконитовыми.
Содержание глауконита относительно равномерное (44,5–55,0%). Прогнозные ресурсы составляют 69,3 млн. тонн.
Актюбинская площадь расположена в Красноармейском районе в 84 км к северо-востоку от г. Челябинска и в 60 км к северу от с. Миасское. В пределах Актюбинской площади выявлено два проявления глауконитовых песков: Кирды и Межозерное.
Проявление Кирды находится непосредственно к западу от оз. Кирды. Мощность продуктивного горизонта неравномерная и колеблется от 2,5 до 11,2 м (средняя 7,9 м). Содержание глауконита равномерное, в пределах 40,9–66,7%, в среднем 55,2 %.
Таблица 11.1. Химический состав проб, мас. %
Химические соединения |
Проба 1 |
Проба 2 |
Проба 3 |
SiO2 |
75,0 |
71,3 |
69,2 |
Al2O3 |
4,55 |
5,28 |
5,24 |
CaO |
0,40 |
0,55 |
1,15 |
MgO |
1,46 |
1,87 |
2,27 |
Fe |
8,04 |
8,89 |
8,89 |
FeO |
< 0,50 |
1,72 |
2,08 |
Fe2O3 |
11,5 |
10,8 |
10,4 |
K2O |
3,44 |
3,68 |
4,46 |
Na2O |
0,23 |
0,27 |
0,29 |
MnO |
0,39 |
0,46 |
0,33 |
P2O5 |
0,061 |
0,096 |
0,450 |
S |
0,010 |
0,082 |
0,079 |
CО2 |
0,13 |
н/обн |
0,26 |
Конституционная вода |
2,60 |
3,74 |
3,80 |
Влага гидратная (адсорбционная) |
2,56 |
3,96 |
3,59 |
Сумма |
100,12 |
99,96 |
99,96 |
Таблица 11.2. Минеральный состав проб, масс. %
Минерал |
Проба 1 |
Проба 2 |
Проба 3 |
Глауконит, монтмориллонит |
57,0 |
65,0 |
70,0 |
Кварц, холцедон |
40,0 |
34,0 |
28,0 |
Карбонат кальция |
0,2 |
0,0 |
0,5 |
Гидроксиды железа |
2,0 |
0,2 |
0,2 |
Фосфат кальция |
0,1 |
0,2 |
1,0 |
Полевой шпат |
0,1 |
ед. зерна |
ед. зерна |
Магнетит |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
Рутил |
0,3 |
0,4 |
0,1 |
Пирит |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
Сумма |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Таблица 11.3. Зерновой состав глауконита по классам крупности
Классы крупности, мм |
Массовая доля, % |
||
Проба 1 |
Проба 2 |
Проба 3 |
|
+ 0,59 |
-- |
ед. зерна |
ед. зерна |
- 0,59…+0,42 |
0,5 |
ед. зерна |
0,3 |
-0,42…+0,21 |
15,8 |
19,6 |
18,6 |
-0,21…+0,15 |
45,5 |
35,0 |
23,9 |
-0,15…+0,074 |
36,4 |
44,5 |
55,8 |
-0,074 |
1,8 |
0,9 |
1,4 |
Итого |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Прогнозные ресурсы составляют 135 млн. тонн.
Межозерное проявление находится в 6 км к югу от проявления Кирды, на площади между озерами Шуран-Куль и Сугояк.
Продуктивный горизонт сложен глауконитовыми песками. Мощность горизонта неравномерная, составляет 5,8–10,6 м (средняя 8,3 м). Содержание глауконита высокое и находится в пределах 51,4–65,5% (среднее 57,7%).
Прогнозные ресурсы составляют 39,6 млн. тонн.
В Актюбинском Приуралье известно месторождение кварц-глауконитовых песков Кызыл-Сай. Средняя мощность нижнего горизонта 0,59 м, содержание глауконита 80–90%, мощность верхнего горизонта 0,95 м, содержание глауконита 39%.
В Ишимбаевском районе Республики Башкортостан имеется мелкое (запасы по категориям А+В+С1 – 90 тыс. тонн) Байгузинское месторождение глауконитовых песков.
По предварительным результатам изучаемые проявления глауконита перспективны для промышленного освоения.
Глаукониты, благодаря своим специфическим свойствам (наличию красящих оксидов, активных катионов К+, слоистой структуре), представляют ценное промышленное сырье различного назначения. К настоящему времени определилось четыре основных направления их использования: в качестве минеральных пигментов для получения красок, как смягчителей вод, сорбентов и калийных удобрений.
Минерал глауконит в последние годы все больше привлекает к себе внимание своей дешевизной, недорогим способом добычи, а также достаточной для промышленного использования сырьевой базы минерала. Получая новые данные о физико-химических свойствах минерала, продолжается поиск областей применения глауконита.
Одним из перспективных способов применения минерала в естественном виде представляется его использование в программах реабилитации загрязненных территорий от тяжелых металлов, радионуклидов, где не требуется дополнительная обработка.
Гранулированные образцы глауконита удовлетворяют требования ГОСТа по показателям механической прочности и химической стойкости и могут быть использованы в качестве фильтрующей загрузки в процессах водоподготовки.
Глауконит, обработанный слабым раствором серной кислоты, проявляет хорошие адсорбционные и осветляющие свойства и может быть применен для осветления и очистки масел, сточных вод текстильных производств.
Глауконит может быть рекомендован в качестве минеральных удобрений, как кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птиц.
За последние десятилетия проведенные исследования подтвердили целесообразность использования глауконитсодержащего сырья для получения окрашенных стекол, глазурей, а также стеклокристаллических материалов, в качестве добавок в производстве черепицы, кирпича, керамических плиток, каменного литья, наполнителей для поливинилхлоридных композиций и др.