Карбонатное и кремнистое минеральное сырье

Карбонатное сырье представлено известняками, мраморами, мелом, мергелями и доломитами, кремнистое сырье — диатомитами, трепелами, опоками и яшмами.

В России запасы карбонатного сырья — около 40 млрд т, добыча — 360 млн т. Известняки, мраморы и доломиты благодаря своим высоким прочностным свойствам, легкой полируемости и декоративности широко используются в качестве строительного и облицовочного материала. Известняки, мел и мергели служат сырьем для производства цементов. Только на производство портландцемента расходуется более 130 млн т карбонатного сырья. Металлургическая промышленность является потребителем флюсовых известняков, содержащих не менее 50% СаО, а также доломитизированиых известняков и доломитов. Последние используют в качестве огнеупоров, специальных флюсов в стекольной промышленности и для получения минеральной ваты. Известняки применяют также в производстве карбида кальция, хлорной извести, сахара и г. п. Цена 1 т измельченного карбоната кальция — 80—103 долл., дискретного мела — 60—206 долл.

В странах СНГ разведано 230 месторождений диатомитов, опок и трепелов с общими запасами 3,1 млрд т. Цена 1 т диатомитов — 140—840 долл.

Добыча в России кремнистого сырья определяется миллионами тонн. Основной потребитель —цементная промышленность (75%). Около 24% общероссийской добычи используется в производстве строительных теплоизоляционных материалов.

Среди этой группы минерального сырья выделяют образования со свойствами экологических минеральных сорбентов, используемых для очистки питьевых и промышленных вод, нефти и нефтегазопродуктов, а также удаления и защиты от радионуклидов. К ним относятся цеолиты, трепел, диатомиты и др.

Промышленные месторождения карбонатного сырья широко развиты в осадочных формациях биогенного происхождения и карбонатного флиша (новороссийская группа).

Промышленные месторождения кремнистого сырья связаны с опалитами и гейзеритами вулканических аппаратов, осадочными трепелами, озерными диатомовыми илами, морскими диатомитами и спонголитами.

Месторождения того и другого сырья по сложности геологического строения соответствуют 1-й и 2-й группам классификации ГКЗ.

Месторождения 1-й группы сложены массивами карбонатных пород, пластовыми, пластои линзообразными залежами доломитов, известняков и кремнистых образований морского происхождения, простого строения, выдержанных по мощности и качеству. Их разведка осуществляется в приповерхностной части горными выработками легкого типа, а на глубину — скважинами колонкового бурения. Расстояния между выработками при разведке крупных залежей составляют: для категории А — 100—200 м, В — 200—300 м, С, — 300—400 м. При разведке средних и мелких залежей расстояние сокращается в два раза.

Месторождения 2-й группы представлены аналогичными по форме и размерам залежами, сложного строения, невыдержанными по мощности и качеству. Их разведка проводится такими же техническими средствами с расстояниями между выработками: на крупных массивах и залежах карбонатного сырья для запасов категории В — 100—150 м, С_] — 150—300 м, на средних и мелких соответственно — 50—100,.

100—200 м. При разведке кремнистого сырья расстояние между выработками сокращается вдвое. Для данного вида сырья особое внимание следует уделять изучению гидрогеологических условий, которые могут стать одной из причин отнесения запасов к забалансовым.

Пробы для изучения химического состава отбираются послойно, а при большой мощности — секциями длиной от 1—4 м, а иногда до 5—10 м, равной проектной высоте уступа карьера или ее половине.

Все рядовые пробы карбонатного сырья анализируют на CaO, MgO и нерастворимый в кислоте остаток, часть проб, отобранных по разряженной сети, — на Si0₂, А1₂0₃, Ре., 0₃ и потери при прокаливании, а также на S0₃, Р₂0₅, МпО.

Карбонатное сырье, используемое при производстве сахара, карбида кальция и цемента, анализируют на содержание Na₂0 + К₂0. В сырье для минеральной подкормки определяют концентрации вредных примесей (бария, мышьяка, ртути, фтора), в сырье для резиновой промышленности — содержание песка.

В рядовых, групповых и объединенных пробах кремнистого сырья, в зависимости от назначения его использования, избирательно определяют содержание компонентов из перечня вышеперечисленных.

Для изучения прочностных свойств из характерных разновидностей отбирают пробы в виде изометричных объемных штуфов размером 5 см³ для сокращенных испытаний и 20 см³ или 30 см³ — для полных испытаний. По керну скважин для этого отбирают столбики длиной не менее 7 см.