Михайлов В.А., Виноградов Г.Ф та ін. Неметалічні корисні копалини України

Подождите немного. Документ загружается.

368

та галузевими стандартами або технічними умовами.

У виробництві скла використовуються чисті кварцові піски. Голо-

вними показниками, що визначають придатність пісків для скляного

виробництва, є вміст кремнезему, оксидів заліза, хрому, титану й

гранулометричний склад. Вони повинні містити не менше 98,5 %

кремнезему. У пісках для виробництва темно-зеленого тарного скла,

допускається незначне зниження його

вмісту. Для віконного скла

вміст Fe

не повинен перевищувати 0,1 %, світлотехнічного –

0,08 %, полірованого – 0,05 %, тарного – 0,2–0,3 %. Вміст Сr

для

виробництва майже всіх різновидів скла не повинен перевищувати

тисячних часток відсотка. Піски мають бути добре відсортованими,

складатися не менше ніж на 90 % із зерен розміром 0,1–0,6 мм, не

мати зерен, крупніших 0,8 мм, а менших 0,1 мм – не більше 5–8 %.

У ливарному виробництві піски використовуються для виготовлен-

ня ливарних форм і стержнів, кварцові піски –

для сталевого лиття,

при виготовленні стержнів для кольорового лиття (алюмінієво-

магнієвого та іншого), виготовленні форм для чавунного та кольоро-

вого (бронзового, алюмінієвого) лиття, аркозові – для чавунного лиття.

Пісок повинен мати достатню вогнетривкість, яка залежить від вміс-

ту кремнезему та глинистих часток, газопроникність, яка залежить

від гранулометричного складу, достатню міцність на стиснення

У виробництві силікатних будівельних матеріалів (силікатної цегли,

виробів із силікатного бетону, як щільного, так і чарункуватого) за-

стосовуються кварцові піски, з невеликою кількістю зерен вивітрілих

мінералів і порід, слюди, органічних домішок і сульфатних сполук, з

вмістом кремнезему не менше 80 % – для виробів з щільного силікат-

ного бетону і не менше 90 % – для

виробів з чарункуватих бетонів.

Вміст глинистих і пилоподібних часток не повинен перевищувати 3–

6 % при виготовленні виробів з пористого бетону, 10 % – армованих

силікатних виробів і 15 % – великих стінових блоків.

Кварцові піски з вмістом SiO

не менше 87–90 %, домішком глини,

мулу, пилуватих часток не більше 5 % використовуються як інертна

та коректувальна добавка при виробництві портландцементу і піща-

нистого цементу як коректувальна та інертна добавка. Вміст K

O і

O не повинен перевищувати 3 %, а вміст глинистих часток – 10 %.

Як абразивний матеріал піски застосовуються при шліфуванні

скла, розпилюванні каменя, у піскоструменевих апаратах у будівель-

ній і ливарній промисловості, для виробництва штучного абразивного

матеріалу, карбіду кремнію (карборунду). Використовуються чисті

кварцові піски з гострокутними ізометричними зернами, низьким

вмістом домішок мінералів, що мають меншу твердість

порівняно з

кварцом. Піски для шліфування скла повинні містити SiO

не менше

369

98 %, глинистих часток – не більше 20 %.

Піски та гравій застосовують як інертні заповнювачі для бетонів.

При оцінці використання пісків для виготовлення бетонів основне

значення має їх гранулометричний склад. Найбільшу міцність і плас-

тичність набувають бетонні розчини з використанням грубозернис-

тих, добре відсортованих пісків. Бажана присутність зерен середньо-

го й дрібного розміру, що

заповнюють пустоти між великими зерна-

ми. Вміст глини, мулу й дрібних пилуватих фракцій у пісках допуска-

ється не більше 5 %, а для окремих видів гідротехнічного та шляхово-

го бетонів – не більше 3 %. Шкідливою домішкою є слюда, органічні

речовини, сірчаний колчедан, гіпс, опал. Вміст SO

не повинен пере-

вищувати 1 %. Крім того для гравію кількість вміст голкуватих і пла-

стинчастих зерен не повинен перевищувати 15 %. Визначається сту-

пінь морозостійкості та межа міцності при стисненні бетону.

Гравій і піски застосовується для баластного шару залізничних ко-

лій з урахуванням їх гранулометричного і петрографічного складу, мі-

цності, морозостійкості, форми зерен.

У будівництві автомобільних шляхів піски та гравій застосовуються

для насипання основи й підстиляючого шару щебеневих і гравійних

покриттів, для виготовлення асфальтових сумішей для асфальтування

доріг. Їх якість визначається насамперед гранулометричним складом,

морозостійкістю, опірністю удару та тертю, вмістом пластинчастих і

голкуватих зерен, а також глинистих і пилуватих часток.

Крім цього піски використовуються

як добавки при виробництві

будівельної цегли, для фільтрів при будівництві гідротехнічних спо-

руд, як рекультиваційний матеріал для відпрацьованих вугільних

шахт, у пісочницях локомотивів та ін.

Родовища пісків і гравію, як правило, розробляються кар'єрами.

При експлуатації родовищ із складними гідрогеологічними умовами

застосовується гідромеханізований спосіб розробки. Родовища, при-

датні до експлуатації,

повинні мати співвідношення потужності роз-

кривних порід і корисної товщі не більше ніж 1:1. Нерідко промисло-

вістю лімітується абсолютна потужність розкривних порід, гранична

величина якої не повинна перевищувати 10–15 м.

За запасами родовища пісків та гравію поділяються на великі (бу-

дівельні піски – понад 15 млн м

, піски для ливарного виробництва –

понад 8 млн т, піски для виготовлення скляних виробів – понад

5 млн т); середні (будівельні піски – 10–15 млн м

, піски для ливарного

виробництва – 5–8 млн т., піски для виготовлення скляних виробів –

1–5 млн т); дрібні (будівельні піски – до 10 млн м

, піски для ливарно-

го виробництва – до 5 млн т, піски для виготовлення скляних виробів

– до 1 млн т).

370

Економічні відомості

Родовища піску і гравію відомі практично у всіх країнах світу, але

особливо інтенсивно вони розробляються в промислово розвинених

країнах: США, Німеччині, Австрії, Франції, Іспанії, Японії, Великій

Британії та ін. (табл. 85) Середня ціна на ринках США складала ($/т):

за будівельний пісок і гравій – 2002 – 5,07; 2003 – 5,16; 2004 – 5,33;

2005 – 5,86; 2006 – 6,15; за індустріальний пісок і гравій – 2002 –

20,98; 2003 – 22,14; 2004 – 23,06; 2005 – 24,57; 2006 – 23,98 [71]. У

США

видобуто: будівельного піску і гравію – у 2005 р. – 1270 млн т, у

2006 р. – 1280 млн т. Родовища піщано-гравійної сировини широко

розповсюджені в країнах СНД, зокрема, в Росії (10 млрд м

, половина

з яких розробляється, річний видобуток 130–190 млн м

), Білорусі, Ка-

захстані, Узбекистані.

Таблиця 85

Видобуток індустріального піску і гравію, млн т [71]

Країна 2005 2006 Країна 2005 2006

США 30,6 31,9 Японія 4,7 4,8

Австралія 4 4 Мексика 2,1 2,1

Австрія 6,8 6,8 Норвегія 1,6 1,6

Бельгія 1,8 1,8 Польща 1,5 1,5

Бразилія 1,6 1,6 Румунія 1,5 1,5

Канада 1,6 1,6 Словаччина 2 2

Франція 6,5 6,5 Словенія 11 11

Гамбія 1,5 1,4 ПАР 2,7 2,8

Німеччина 8,2 8,2 Іспанія 6,5 6,5

Індія 1,6 1,6 Туреччина 1,2 1,2

Іран 1,9 1,9 Велика Британія 4,5 4,5

Італія 3 3 Інші країни 9,5 9,5

Всього 118 120

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Серед родовищ пісків і гравію виділяють алювіальні, льодовикові,

морські, озерні, елювіальні, делювіальні, пролювіальні та еолові.

Алювіальні родовища найпоширеніші. Для них характерна видо-

вжено-лінзоподібна форма покладів, довжина яких сягає декількох

кілометрів при потужності до десятків метрів. Зерновий і мінераль-

ний склад гравійно-піщаного матеріалу по розрізу, як правило, неви-

триманий.

Сортування уламкового матеріалу різне: найнижчий сту-

пінь сортування відмічається на гірських ділянках рік, а найвищий –

371

на рівнинах і в дельтах річок. Алювій гірських рік представлений пе-

реважно великоуламковим матеріалом, а в дельтах рівнинних річок

відкладаються переважно піски та гравійно-піщані суміші.

Льодовикові родовища бувають флювіогляціальними та мореними.

Флювіогляціальні (водно-льодовикові) родовища приурочені до спе-

цифічних форм льодовикового ландшафту – оз, камів, зандрових до-

лин і рівнин. Уламковий

матеріал представлений слабо обкатаними

уламками та погано відсортований. Моренні (власне льодовикові) ро-

довища характеризуються повною відсутністю сортування матеріалу

й представлені переважно валунно-галечниковими відкладами.

Морські та озерні родовища поділяються на сучасні та давні (до-

четвертинні). Просторово вони приурочені до пляжів, морських і озе-

рних кіс, берегових валів і донних відкладів,

вирізняються хорошим

сортуванням і обкатаністю матеріалу, відносно однорідним зерновим

складом. Для родовищ пісків, що утворюються в зоні пляжу, характе-

рна велика протяжність, що досягає десятків кілометрів. Родовища,

пов'язані з озерними осадками, як правило, складені більш дрібнозе-

рнистими глинистими пісками, ніж родовища морського генезису і

займають меншу площу.

Елювіальні та делювіальні

родовища представлені покладами

неправильної форми, непостійної потужності, складеними несортова-

ним і необкатаним матеріалом зі значним вмістом глинистих часток.

Пролювіальні родовища, поширені в гірських районах, також

складені несортованим і необкатаним матеріалом. Їх поклади займа-

ють великі площі, потужність – до десятків метрів.

Еолові родовища представлені дюнами та барханами, рідше – лін-

зоподібними покладами,

складеними пісками, відносно рівномірного

зернового складу (від дрібно- до середньозернистих, зі значною домі-

шкою глинистого матеріалу). Еолові піски найкраще сортовані, великі

за розміром зерна майже повною відсутні.

Родовища України

Значні запаси піщано-гравійної суміші в Україні зосереджені в

межах Передкарпатського крайового прогину, в західній частині УЩ,

в Криму, пов’язані з алювіальними, делювіальними, флювіогляціаль-

ними та еоловими відкладами четвертинного віку, залягають у вигля-

ді лінз, пластових покладів потужністю до 20–25 м на глибині до 3 м.

Державним балансом враховано 47 родовищ піщано-

гравійної суміші

(9 великих, 9 середніх, 29 малих), балансові запаси яких за категорія-

ми А+В+С

складають 273,5 млн м

, С

– 4,5 млн м

, позабалансові – 11

млн м

, що повністю задовольняє потреби України. Розробляється 13

372

родовищ із залишковими запасами (А+В+С

) 33 млн м

, С

– 0,6 млн

. Розробка родовищ здійснюється відкритим способом підприємст-

вами Держкорпорацій Укрбудматеріали, Укравтодор, Украгропром-

буд, Міністерства транспорту, комерційними структурами, річний

видобуток складає 180–410 тис. м

(табл. 86).

Таблиця 86

Піщано-гравійна сировина України тис. м

Кількість родовищ Запаси на 01.01.98 Область

Всього

Розробляється

Всього Розробляєть-

ся

Видо-

буток,

1997 р.

Піщано-гравійна суміш

АР Крим 1 1 3788 3788 65

Вінницька 1 1 1020 1020 -

Житомирська 1 - 10661 - -

Закарпатська 1 - 3871 - -

Івано-Франківська

9 2 24321 12807 31

Львівська 12 2 83561 16207 94

Одеська 1 1 25 25 -

Тернопільська 1 1 7114 7114 -

Хмельницька 1 - 5138 - -

Чернівецька 13 3 124770 2145 63

Всього 41 10 264269

42086 253

Пісок будівельний

АР Крим 1 1 9109 9109 216

Вінницька 22 3 40126 7786 52

Волинська 22 9 58659 19377 70

Дніпропетровська 12 3 285638 7175 354

Донецька 21 6 289416 114464 30

Житомирська 21 8 94342 75656 348

Закарпатська 4 2 28400 15823 -

Запорізька 7 1 56016 3741 61

Івано-Франківська

3 1 32742 4147 21

Київська 22 3 193071 97052 212

Кіровоградська 10 2 39765 5630 291

Луганська 13 3 114551 62439 495

Львівська 25 15 155094 112580 402

Миколаївська 18 4 97520 48641 159

Одеська 14 5 163686 72052 433

Полтавська 8 3 90962 16631 51

Рівненська 16 3 49966 4894 43

Сумська 10 5 100871 92988 124

Тернопільська 19 9 62749 24736 63

Харківська 20 7 179487 125457 298

373

Херсонська 9 3 190968 47560 91

Хмельницька 14 5 68785 28380 155

Черкаська 13 2 89268 21451 156

Чернігівська 9 1 92794 18733 -

Чернівецька 2 - 15219 - -

Всього 335 104 2599204

1036502 4125

Пісок для пісочниць локомотивів

Волинська 1 - 1412 - -

Житомирська 2 - 4970 - -

Луганська 1 - 866 - -

Львівська 1 - 1125 - -

Полтавська 1 1 3087 3087 39

Харківська 1 - 56 - -

Херсонська 1 1 640 640 20

Всього 8 2 12156 3727 59

Пісок для закладання

Донецька 1 - 100302 - -

Запорізька 1 1 92493 92493 284

Кіровоградська 2 1 29612 28158 28

Всього 4 2 222407

120651 312

Найхарактернішими родовищами є: Самбірське, Любенцівське

(Львівська область); Тарновицьке, Видинівське (Івано-Франківська);

Сасикське (АР Крим) [35].

Самбірське родовище представлено піщано-гравійно-

галечниковою сумішшю потужністю 3–12 м, до складу якої входять:

пісок крупний (54 %), середній (33 %), дрібний і дуже дрібний (13 %),

глина і пил (0,6-26 %), галька представлена пісковиками, аргілітами,

кременями, вапняками, кварцом. За вмістом глини й пилу до

3 % пі-

сок придатний для бетонів, до 10 % – для мурувальних розчинів, до 2

% – для штукатурних розчинів. Запаси сировини склали 16 млн м

(А+В+С

), залишок запасів на 01.01.2005 –1,3 млн м

. Родовище роз-

робляється КСП ім. П.Сагайдачного Мінагрополітики України.

На Любинецькому родовищі корисною копалиною є піщано-

гравійна суміш, яка залягає у вигляді пласта потужністю 8,2–12,2 м.

Гравій і валуни представлені пісковиками, кварцитами, кременем,

вапняками й доломітами. Вміст гравію у суміші 60–77 %, піску – 23–

40 %. Суміш можна використовувати для виготовлення баластного

шару залізничної колії, будівництва

автомобільних доріг, бетону мар-

ки „300”, асфальтно-бетонних сумішей, як наповнювач бетонів марки

„200”. Запаси (А+В+С

) 11,6 млн м

, залишок запасів на 01.01.2005 –

7,5 млн м

. У 1964-93 рр. родовище розроблялось трестом „Західдор-

будматеріали”.

374

На Тарновицькому родовищі корисною копалиною є голоценові

алювіальні піщано-гравійно-галечниково-валунні відклади, складені

округлими й видовженими добре обкатаними включеннями: валунів і

гальки (34 %), гравію (44), піску (22). Потужність товщі 7,8–11,6 м, се-

редня – 10,5 м. Розкривні породи відсутні. Пісок і відсів можуть бути

використані як дрібні наповнювачі у бетон після промивки, щебінь –

як крупний наповнювач

у бетон, для будівництва доріг. Запаси за

категоріями А+В+С

складають 11,4 млн м

, залишок запасів на

01.01.2005 – 9,5 млн м

. Родовище розробляється ВАТ „Надвірнянсь-

кий кар’єр”, щорічний видобуток сировини складає 16,5 тис. м

На Видинівському родовищі корисною копалиною є гравійно-

галечникові відклади середньою потужністю 4,2 м, складені валунами

(0,1–2,6 %), гравієм і галькою (68,3–81,1 %), піском (16,6–31,1 %). За-

паси (А+В+С

) складають 2,7 млн м

. Родовище не розробляється.

Сасикське родовище складено гравійно-піщаною товщею потуж-

ністю 4,–12,8 м (середня 5,57 м), складеною гравієм (21 %); піском

дуже дрібним (5,7 %), дрібним (22,9), середнім (32,8), крупним (38,6);

пилуватими і глинистими частками (4,5 %). Збагачена піщано-

гравійна суміш може використовується як пісок будівельний, для ви-

готовлення бетону. Запаси за категоріями В+С

складали 7 млн м

, за-

лишок запасів на 01.01.2005 – 3,4 млн м

. Родовище розробляється

ВАТ „Кримінвестбуд” держкорпорації „Укрбудматеріали”, щорічний

видобуток 40 тис. м

КВАРЦИТИ І КВАРЦИТОПОДІБНІ ПІСКОВИКИ

Загальні відомості, галузі використання і вимоги до сировини

Детальний опис кварцитів і кварцових пісковиків наведений в

розділі 4 (“Сировина для металургії”), тут надаються лише данні від-

носно використання цього виду сировини як будівельного матеріалу.

Властивості кварцитів і кварцових пісковиків визначаються чисто-

тою їх хімічного складу, щільністю, структурою та іншими чинника-

ми. Вони характеризуються дуже високим вмістом SiO

(до 95,99 %),

високою вогнетривкістю (до 1710–1770°С), значною міцністю

(до 1000–1500 ⋅ 10

Па).

Якісні кварцити після обпалення при тем-

пературі близько 1400°С не кришаться й не розтріскуються, маю-

чи ступінь водовбирання, що не перевищує 3–4 %, і позірну пори-

стість 9–10 %. За значенням пористості кварцити поділяються на

чотири групи (табл. 87).

375

Таблиця 87

Класифікація кварцитів за значенням пористості

Група

Водопоглинен-

Позірна порис-

Дуже щільні

До 0,5

До 1,2

Щільні

0,5–1,5

1,2–4,0

Пористі

1,5–4,0

4,0–10,0

Дуже пористі

Понад 4

Понад 10,0

Пісковики та кварцити у великих кількостях використовуються для

будівництва, у виробництві динасу, силікосплавів, кремнію, як флюс,

сировина для варива скла, з них виготовляють дефібрерні камені й

жорна, гострильні камені й бруски, кислототривкі матеріали для хімі-

чної промисловості. У будівництві кварцити і пісковики застосову-

ються для виробництва стінового каменю, буту, щебеню, брущатки,

кварцити з красивим і витриманим забарвленням – для облицюваль-

них робіт, як декоративний камінь [67]. Вимоги до якості каменю

аналогічні вимогам до інших видів природних кам'яних матеріалів.

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Родовища кварцитів відносяться до метаморфогенних, найпоши-

ренішими є ті, що утворилися на початкових стадіях регіонального

метаморфізму. Вони залягають серед різноманітних метаморфічних

порід: глинистих, хлоритових, кременистих та інших сланців перева-

жно докембрійського та ранньопалеозойського віку, однак, зустріча-

ються і серед молодших метаморфічних товщ. Для них характерна

велика потужність пластів зі значною протяжністю. Родовища цього

типу мають велике промислове значення.

Кварцити можуть також

утворюватися внаслідок гідротермально-метасоматичних перетво-

рень кислих і середніх ефузивів, туфів, кислих інтрузивних порід.

Родовища України

В Україні відомі родовища кварцитів, (Овруцьке, Товкачівське,

Малоскелюватське, Васильківське), запаси яких сягають понад 180

млн т, а також кварцитоподібного пісковику (Баницьке) з запасами

біля 10 млн т. Крім згаданих родовищ, які враховані Державним ба-

лансом запасів, нещодавно були розвідані Іванівське родовище квар-

цитів, запаси якого можуть сягати 100 млн т і Скосирське родовище

пісковиків. Опис цих родовищ наведений в розділі 4.

376

СИРОВИНА ДЛЯ ФАРФОРО-ФАЯНСОВОЇ ТА

СКЛОРОБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

Сировиною для фарфорово-фаянсової продукції є каоліни і польові шпа-

ти, а для скляної – кварц, кварцові піски, ріоліти [41–43, 62].

КАОЛІН

Загальні відомості

Каолін – світла глиниста порода, яка складається переважно з као-

лініту, який утворився в результаті вивітрювання чи гідротермально-

го перетворення польовошпатових порід. Назва походить від китай-

ського "кау-лінг", тобто "високі гори", які дійсно є на сході від міста

Цзиндечжень, де каолін уперше було видобуто, як вважається, у ІІІ ст.

до

н. е. Каолін становить собою продукт метасоматичного заміщення

польовошпатових порід; в його складі різко переважає мінерал каолі-

ніт Al

(Si

)(OH)

, що виділяється у вигляді щільних або землистих

агрегатів. У природному каоліні завжди присутні кварц, залишки ма-

теринської породи, оксиди заліза та лужні метали.

Галузі використання і вимоги до сировини

Керамічна промисловість є одним з головних споживачів каоліну.

Після очистки і збагачення він може використовуватися як сировина

для фарфору і фаянсу, облицювальних плит, вогнетривів, як запов-

нювач для паперу, в електроніці, гумовій, хімічній промисловості,

парфумерії тощо (табл. 88). Найважливішими якостями каоліну є його

білий колір, висока дисперсність, хімічна інертність, низька абразив-

ність. Вимоги до каоліну визначаються його призначенням, так, као-

лін, який використовується в кераміці, повинен вміщувати як можна

більше глинозему і як можна менше – барвників і флюсів; у виробни-

цтві паперу – крім білого кольору каоліни повинні вміщувати певну

кількість тонкого кварцу.

Для керамічної, паперової, хімічної (лінолеум, пластмаси, штучні

тканини й

шкіра) промисловості використовують збагачений каолін

((фракція менше 56 мкм) з вмістом каолініту 94-95 %, незначною до-

мішкою кварцу і мусковіту, вмістом Fe

0,5–1,2%. Для виробництва

скла, тонкої кераміки, абразивів, карбіду кремнію придатні відмиті

377

кварцові піски (фракція 0,6-2,5 мм) з вмістом SiO

93–99,80,Fe

0,1–

0,3%; для будівельних робіт – не відмиті піски з вмістом

SiO

> 95%,

до 1–1,5%.

Економічні відомості

Світові запаси каолінів оцінюються в 14,8 млрд т; їх більша части-

на зосереджена в США (3,5), Великій Британії (1,8), Китаї (1,2), Украї-

ні (1,1), Бразилії (0,7), Австралії (0,55), Росії (0,4). Річний видобуток

збагаченого каоліну в світі складає 21,5–23 млн т, основні виробники

(тис. т): США, Велика Британія, Бразилія, Чехія, Китай, Південна Ко-

рея, Німеччина, Іспанія, Туреччина, Мексика, Україна (табл

. 89). Екс-

портери каоліну: США, Велика Британія, Бразилія, Китай, Чехія, Ні-

меччина, Франція, Бельгія і Люксембург, Україна, Туреччина; імпор-

тери – Фінляндія, Японія, Тайвань, Італія, Канада, Німеччина, Іспанія,

Бельгія і Люксембург, Нідерланди, Швеція. Виробництво каоліну по-

двоюється через кожні 10–12 років; 15 % отриманого каоліну надхо-

дить на міжнародний ринок. Цікаво простежити за динамікою цін

на

каоліновий концентрат різного призначення (у фунтах стерлінгів за

метричну тонну) (табл. 90).

Таблиця 89

Видобуток каоліну, тис. т [70]

Країна 2000 2001 2002 2003 2004

Австралія 220 220 230 230 230

Австрія 50 50 50 50 50

Алжир 12 13 10 17 24

Аргентина 34 14 14 19 28

Бангладеш 8 8 8 8 8

Бельгія 300 300 300 300 300

Болгарія 150 150 160 170 170

Боснія і Герцеговина - 13 7 - -

Бразилія 1640 1734 1757 2081 2100

Бурунді 2 - - - -

Велика Британія 2420 2400 2400 2400 2400

Венесуела 10 10 10 10 10

В’єтнам 520 600 600 650 650

Гватемала - - - 1 2

Греція 60 60 60 60 60

Данія 3 3 3 3 3

Еквадор 11 7 8 9 9

Ерітрея 1 1 - - -

Ефіопія 2 2 4 3 3