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

Подождите немного. Документ загружается.

437

Під оліємісткістю розуміють здатність пігменту поглинати олію;

її вимірюють кількістю олії, необхідною для доведення 100 г пігменту

до пастоподібного стану (оліємісткість першого роду) або до готової

фарби (оліємісткість другого роду).

Світлостійкість – здатність пігменту зберігати свій колір під дією

сонячних променів. Зазвичай відтінок кольору поступово змінюється,

але зміни ці проходять по-різному – одні

пігменти темнішають, інші

вицвітають.

Атмосферостійкість – властивість пігменту протистояти різним

атмосферним агентам – температурі, діям пари та газів, вологості,

туману та дощу. Як світло-, так і атмосферостійкість у природних пі-

гментів значно вища, ніж у штучних.

Технічні властивості пігментів, фарби й фарбової плівки значною

мірою залежать від ступеня дисперсності пігменту.

Галузі використання і вимоги до сировини

Класифікації мінеральних пігментів побудовані на геолого-

мінералогічних ознаках з урахуванням їх хімічного складу й техноло-

гічних властивостей [5]. Виділяють такі типи мінеральних пігментів:

1. Залізооксидні та манганозалізооксидні (вохра, сієна, мумія,

сурик залізний) – складаються з оксидів заліза, іноді з домішком MnO

(до 30–85 %). Виділяються жовті (деякі сорти вохр), коричнево-жовті

(сієна), червоні (мумія, залізний

сурик), коричнево-червоні (гематито-

ві і гідрогематитові залізні руди) різновиди. Як правило, вони мають

високі покривність, світло- та атмосферостійкість; залізний сурик

відрізняється низькою оліємісткістю, антикорозійною й хімічною

стійкістю. Залізооксидні пігменти поширені в природі, застосовують-

ся з будь-якою сполучною речовиною і є найбільш важливими для

промисловості.

2. Глинисті включають різноманітні глини

, забарвлені оксидами і

гідроксидами заліза та марганцю (до 20–30 %) в жовтий та коричневий

кольори різних відтінків (вохра глиниста, мумія глиниста, умбра). Вох-

ри мають високу покривність. Умбра – однорідна, стійка до дії лугів,

чутлива до підігріву, при випалюванні відтінок змінюється до чорного.

3. Карбонатні включають крейду, крейдоподібний мергель, вап-

няк, вохру карбонатну, малахіт

, азурит. Вміст FeO в них змінюється

від 0,1 до 30 %, CaO – від 25 до 30 %, що й обумовлює колір пігменту:

жовтизни додають водні оксиди заліза; зелені відтінки залежать від

домішок глауконіту; темно-коричневі – від гумусу; сині – від карбона-

тів міді. Пігменти цього типу на олійних сполучних непридатні. Кар-

бонати міді застосовуються при виготовленні художніх фарб.

438

4. Вуглисті – це м'які, пухкі нагромадження вуглистих часток, які

вміщують домішки глинистої речовини, є продуктами вивітрювання

вугільних шарів або неповного згоряння вугілля. Вони бувають двох

кольорів: коричневого (касельська земля) та чорного (сажа природна).

Вміст хромофорів у вигляді органічної речовини змінюється від 41 до

72 %, оксидів заліза – 20–27 %. Ці пігменти мають велику оліємісткість

добру покривність.

5. Кремнеземисті включають глауконіт, волконськоїт, лазурит,

туфи, сланці, пісковики. Колір цих пігментів жовтий, червоний, ро-

жевий, синій, зелений, залежить від хімічно пов'язаних з SiO

оксидів

хрому, заліза та ін. Покривність пігментів погана, але з них виготов-

ляють якісні лесирувальні фарби для живопису.

6. Сульфатні – гіпс, ангідрит, барит, ярозит. Колір пігментів за-

лежно від домішок білий, сірий, жовтий. Як фарби вони використо-

вують рідко, найчастіше – для розбілювання кольорових пігментів.

7. Фосфорнокислі – утворення, в яких присутні фосфорнокисле

закисне залізо й органічна речовина, складені переважно вівіанітом,

який при окисненні на повітрі стає блакитним, сірувато-синім до чо-

рно-синього. Це дешева синя фарба.

Крім перелічених, зустрічається пігментна сировина перехідних

типів: глинисто-залізооксидна, глинисто-карбонатна, карбонатно-

залізооксидна тощо. До мінеральних пігментів відносяться також

графіт, асфальт, кіновар і піролюзит.

Промисловістю

виготовляються пігменти в широкому асортименті,

найпоширенішими є крейда, вохра, сієна, мумія, сурик, умбра, при-

родна сажа.

Крейда відноситься до білих природних пігментів карбонатного

типу, характеризується чистим білим кольором і м'якою структурою.

Інтенсивність білого кольору змінюється від 88 до 91 %, а вміст полу-

торних оксидів – від 0,1 до 0,29 %. Крейда, головним чином, застосо-

вується в

будівництві як самостійний білий пігмент або як розріджу-

вач кольорів при фарбуванні. Застосовується вона виключно з клейо-

вим сполучним.

Вохра поділяється на глинисту, залізооксидну, карбонатну. Глини-

ста вохра – глина, забарвлена гідратом оксиду заліза. Залежно від

вмісту FeO її колір змінюється від світло-жовтого до золотистого. У

глинистих вохрах вміст FeO має бути

не нижче 11 %. Залізооксидна

вохра – це окиснена залізна руда, хромофором в якій служать гетит і

лімоніт. Вміст FeO – до 85 %. Глиниста та залізооксидна вохра вико-

ристовуються в усіх галузях промисловості – лакофарбовій, цемент-

ній, гумовій, паперовій, пластмасовій тощо. Вживаються вони з різ-

ними сполучними. Карбонатна вохра – залізовмісне доломітове боро-

439

шно або вапняк. Унаслідок високого вмісту Fe

карбонатна вохра

має інтенсивне забарвлення. Застосовується вона в тих самих галузях

промисловості, що й крейда. Особливо широке використання вона

знаходить при фарбуванні в жовтий колір цементу й азбоцементу, а

також у силікатних фарбах.

Сієна відрізняється від вохри підвищеним вмістом гідратів оксиду

заліза (46–69 %) і меншим вмістом глинистих мінералів, замість яких

до

її складу входить колоїдоподібна кремнієва кислота. Колір сієни

жовто-коричневий різних відтінків. Характерною особливістю сієни є

лесируюча здатність (прозорість), завдяки якій вона широко застосо-

вується для виготовлення художніх фарб, у поліграфічній промисло-

вості, літографії. Крім того, вона використовується при виготовленні

кольорових олівців і пастелі. Застосовується в лакофарбовій промис-

ловості та будівельній

техніці.

Мумія поділяється на глинисту, залізооксидну та бокситову. Глини-

ста мумія – це глина, пофарбована в червоний колір безводними ок-

сидами заліза; вміст Fe

у ній від 20 % і вище. Залізооксидна мумія

– це залізна окиснена руда червоного кольору із вмістом безводних

оксидів заліза від 40 % і вище. Залізооксидні мумії мають інтенсив-

ніші тони та кращу покривну здатність, ніж глинисті мумії, й є доб-

рим антикорозійним пігментом. Як ті, так і інші широко застосову-

ються на залізничному

транспорті для фарбування товарних вагонів,

у цементній та азбоцементній промисловості. Бокситова мумія – це

високозалізистий боксит, в якому хромофором є безводний оксид за-

ліза. Залежно від вмісту FeO він дає цілу гаму червоного кольору. Бо-

кситова мумія застосовується в будівельній і художній техніці та ін-

ших галузях промисловості.

Сурик – окиснена залізна руда,

пофарбована в червоний колір ге-

матитом. Вміст FeO в ньому від 75 до 87 %. Він характеризується ви-

сокими покривною здатністю, світло- й атмосферостійкістю. Застосо-

вується в усіх галузях промисловості.

Умбра натуральна є глиною, в якій Al заміщений Fe. Присутність в

умбрі деякої кількості Mn надає їй оливково-зеленого кольору з кори-

чневим відтінком. При випалі природної умбри

при температурі 400–

600° одержують умбру палену, яка є основою пігментів різних тонів.

Умбри широко застосовуються при виготовленні шпалер, в паперовій

промисловості, літографії, кольоровому друкуванні. У мулярській тех-

ніці вони використовуються з клейовим та олійним сполучним.

Сажу природну, як і штучну, одержують при неповному згорянні

багатих на вуглець (який є хромофором

) органічних речовин. Сажа

застосовується як чорний пігмент у літографії, гумовій промисловості,

440

для виготовлення лінолеуму та клейонки, для фарбування шкір, у бу-

дівельній і художній техніці.

Крім цих в промисловості використовуються й інші пігменти: вол-

конськоїтовий зелений, лазуритовий і азуритовий синій, марганцевий

і касельський коричневі, глинистий сірий, ярозитовий жовтий та ін.

Державних стандартів на пігментну сировину немає. Вимоги про-

мисловості до їх якості

визначаються, виходячи з вимог стандартів

на готову продукцію. Головними показниками, за якими оцінюється

якість пігментів, є: білизна та кольоровість, вміст фарбувальної речо-

вини (Fe

, Mn

, Cr

, CuO, TiO

та ін.), вміст водорозчинних со-

лей, pH водної витяжки, вміст шкідливих домішок (вільного кварцу

для вохри, сполук хлору й сірки для сурику залізного та мумії природ-

ної тощо), покривність, оліємісткість, гранулометричний склад, вміст

вологи, розбілююча здатність, розтираємість, водоємність тощо.

Світовий видобуток мінеральних фарб перевищує 450 тис. т на рік:

Індія – 150 тис. т,

Росія – 65–70; США – 40; Іспанія – 26; Франція – 15.

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Родовища мінеральних пігментів пов'язані з широким комплексом

гірських порід, які сформувалися в різних умовах, при цьому виник-

нення самих пігментів обумовлено також різними причинами. Усе це

ускладнює класифікацію родовищ мінеральних пігментів, які можна

обєднати в чотири генетичних типи: ендогенні, метаморфогенні, оса-

дові й вивітрювання [5].

Ендогенні родовища поділяються на магматогенні (

нечисленні); вул-

каногенні (кольорові вулканічні туфи Вірменії, Закарпаття); контакто-

во-метасоматичні (лазурит Прибайкалля, волконськоїт Казахстану, за-

лізна слюдка Таджикистану); гідротермальні (кіновар Микитівського

родовища, залізооксидні пігменти). Як правило, вони є комплекснитми,

фарбувальна сировина видобувається супутньо.

Метаморфогенні родовища поділяються на метаморфічні (гра-

фіт) і метаморфізовані (родовища залізних руд Кривого Рогу і Курсь-

кої

магнітної аномалії).

Осадові родовища поділяються на континентальні й морські. Се-

ред континентальних виділяють алювіальні й озерно-болотні, складені

бурими залізняками і пофарбованими гідроксидами заліза глинами; в

їх складі присутні вівіаніт і окиснені торфова й вуглиста речовина.

Морські родовища представлені пігментами глинистими, залізооксид-

ними, марганцевими, кремнеземистими, карбонатними, вуглистими

(наприклад, Нікопольське родовище

пухких піролюзитових руд).

441

Родовища вивітрювання обєднують родовища елювіально-

делювіальні (глинисті, карбонатні, вуглисті пігменти); латеритних (за-

лізооксидні й глинисті пігменти), каолінових (каоліни) і глинистих (во-

хри і мумії) кір вивітрювання; залізних "шляп" (зони окиснення залі-

зорудних, марганцевих, колчеданних, свинцево-цинкових руд); інфі-

льтраційні (заповнення карстових порожнин і тріщин глинисто-

карбонатною масою жовтого та червоного кольору

Родовища України

В України відомо більш 150 родовищ і проявів природних мінера-

льних пігментів в ДДЗ, на УЩ, у Донбасі, Криму, Закарпатті. Держа-

вним балансом України враховано 11 родовищ з запасами 113 млн т.

Розробляються залізооксидно-глинисті родовища, з яких у 2000 р. ви-

добуто 31,1 тис. т сировини [6, 7]. До головних типів мінеральних піг-

ментів відносяться руди

чорних і кольорових металів, кольорові гли-

ни, глауконіт (табл.97).

Таблиця 97

Головні типи мінеральних пігментів України, тис. т

Запаси

Родовища, прояви Потуж-

ність по-

кладів, м

A+B+C

Прогно-

зні ре-

сурси

Видо-

буток,

тис. т

Руди чорних і кольорових металів

Шахта Гігант 90,0 588, 7 - - 11,4

Шахта Гігант–Дренажна 6748 - - -

Шахта Саксагань 752 - - -

Глини кольорові

Яснопільське 588,7 - - -

Ільницьке 335,4, - - -

Іршавське 445 - - -

Новоселицьке 1753 - - -

Чернянське 96,6, - - -

Малоком'ятське 419 - - -

Шаланківське - 751 - -

Сухокам’янске 186,6 - - -

Глауконіт

Карачаївське 5-7 - - 230500 -

Жванське - 5376 37800 -

Адамівське 11,5 - 2500 - -

Карпівське 4,0-19,2 - 2007 9204 -

442

В Україні виділяється 5 перспективних площ мінеральних пігмен-

тів (рис. 86):

• Криворізько-Кременчуцька з Криворізьким родовищем (рис. 87), де як

супутній компонент видобуваються сурик залізооксидний і глиниста му-

мія, запаси яких становлять 888 тис. т;

• Побузька з Капітанівським, Косанівським, Антонівським, Заваллівським

та іншими проявами вохр глинистих і графіту, Високопільським родови-

щем бокситової мінеральної фарби;

• Нікопольська, де відомі піролюзитові марганцеві руди Нікопольського

Велико-Токмацького родовищ;

• Донецька, родовища: Сухокам'янське та Яснопільське (рис. 88) глинистих

вохр юрського віку, Кам'янське – четвертинних болотних залізних руд;

Микитівське – кіноварі;

• Закарпатська з родовищами глинистих вохр кори вивітрювання андези-

тів і туфів неогенового віку – Іршавське, Новоселицьке, Чернянське, Іль-

ницьке (рис. 89) із загальними запасами понад 3 млн т;

проявами бариту

(Біганьський), сидериту (Кам'янський).

Рис. 86. Карта перспективних площ України на мінеральні фарби

1 – площа, що перспективна на мінеральні фарби; 2 – глина; 3 – гематит; 4 –

піролюзит; 5 – глауконіт

Руди чорних і кольорових металів як мінеральні пігменти видо-

буваються на ряді кар’єрів Криворіжжя (рис. 87), зокрема, на кар'єрі

Північному (шахта Гігант) (11,4 тис. т залізоооксидних гематитових

руд на рік), де запаси вохри глинистої жовтої (А+В+С

) складають 0,6

млн т.

На родовищі шахти Гігант – Дренажна до 1994 р. разом із заліз-

ними рудами видобувалися гематитові і каолін-глинисті руди, зараз

родовище законсервоване. Загальні запаси руд – 6,7 млн т, запаси

залізооксидних гематитових (сурик коричневий) – 2,7 млн т, залізоок-

сидно-глинистих каолін-гематитових (мумія червона ) – 4 млн т.

Родовище шахти Саксагань містить запаси

руд залізооксидно-

глинистих каолін-гематитових (мумія червона), експлуатувалося під-

443

земним способом, з 1991 р. знаходиться на консервації. Враховані

запаси каолін-гематитових руд (А+В+С

) у кількості 0,8 млн т.

Загальні запаси залізооксидних гематитових і залізооксидно-

глинистих каолін-гематитових руд у Криворізькому районі (А+В+С

)

складають 7,5 млн т.

Як сировина для мінеральної фарби перспективними є піролюзи-

тові марганцеві руди Нікопольського і Великотокмацького, боксити

Високопільського, кіновар Микитівського родовищ.

Рис. 87. Криворізьке родовище залізного сурику (схематичний гео-

логічний розріз за матеріалами П.Гаврилової, 1966)

1 – суглинки, піски, галечники; 2 – кварцити, пісковики аркозові; 3 – філіти;

4 – сланці графіт-біотит-кварцові; 5 – кварцити гетит-мартит-гематитові; 6 –

кварцити і джеспіліти мартитові; 7 – сланці кварц-амфібол-хлоритові; 8 –

сланці кварц-біотит-хлоритові; 9 – залізні руди гетит-гематит-мартитові; 10 –

тектонічні порушення

Глини кольорові в Україні не видобуваються у зв'язку з відсутні-

стю попиту на сировину. Державним балансом враховані запаси гли-

нистих пігментів у Донецькій (Яснопільське родовище, рис. 88), Зака-

рпатській (Ільницьке, рис. 89, Іршавське, Новоселицьке, Чернянське,

Малоком'ятське, Шаланківське) і Харківській області (Сухокам’янске)

у кількості понад 4,5 млн т. Вміст Fe

від 5–7 до 45–50% [7, 8].

Глауконіт, який є є важливим природним адсорбентом, може ви-

користовуватися для рекультивації забруднених радіонуклідами грун-

тів, як агрономічна руда, представлений понад 80 проявами в межах

Волино-Подільської плити, Львівського і Передкарпатського прогину,

схилів УЩ, ДДЗ, Донбасу, приурочених до відкладів крейдового, па-

леогенового і неогенового віку, але розвідані родовища відсутні

. Най-

перспективнішим для їх виявлення є південно-західний схил УЩ, де

прогнозні ресурси глауконіту альб-сеноманської глауконітової форма-

ці оцінюються в 277,5 млн т. Тут виявлені родовища Карачаївське

444

(Хмельницька область), Жванське, Адамівське, Карпівське (Вінницька

область), де підраховані запаси глауконіту за категорією С

у 9,88 млн

т, ряд перспективних ділянок (Струзька, Цивковецька, Великоолекса-

ндрівська, Крутобродська, Баранівська та ін.) [3, 4, 6].

Карачаївське родовище глауконітових пісків приурочене до ни-

жньосеноманського під'ярусу верхньої крейди, потужність продукти-

вних горизонтів 5–7 м, глибина залягання 5–15 м. Піски темно-зелені,

зерна глауконіту округлі, його вміст 50–68,7%. Прогнозні ресурси піс-

ків 388,8 млн т, глауконіту – 230,5 млн

т.

Жванське родовище представлене різнозернистим фосфатно-

глауконітовим піском (0,9–1,5 м) з включеннями кулястих фосфори-

тів, перекритим крейдоподібними мергелями турону. Вміст глауконіту

в пісках 30–40%, Р

– 2–9% (переважно 3–5%), в концентратах – 14–

16%. Довжина покладів більше 10 км. Прогнозні ресурси кварц-

глауконітових пісків 37,8 млн т, запаси – 5,4 млн т.

Запаси глауконітових пісків родовища Адамівське за категорією

склали 2,5 млн т, середній вміст Р

– 2,8 %, а потужність продук-

тивного шару в середньому 11,5 м.

Карпівське родовище фосфорит-глауконітових руд представлене

глинистими і карбонатними пісками нижнього сеноману потужністю

4,0–19,2 м. Середній вміст фосфориту – 10,8%, глауконіту – 22,5%, за-

паси руд за категорією С

складають 2 млн т, прогнозні ресурси 9 млн т.

До родовищ подібного типу належать Осиківське (Донецька обл.),

Ратнівське (Волинська обл.),

Рис. 88. Яснополянське родовище глинистих вохр (за матеріалами І.

Кілішевського, 1959)

1 – суглинки, піски, галечники; 2 – глини; 3 – глини сланцеві; 4 – вапняки; 5

– пісковики; 6 – глини хлоритові

Рис. 89. Ільницьке родовище глинистих вохр (схематичний геологіч-

ний розріз за матеріалами Б. Левіцького, 1975)

1 – суглинки, піски, галечники; 2 – андезити; 3 – туфи вулканічні; 4 – глини

хлоритові

445

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Які речовини відносяться до мінеральних пігментів?

2. Що визначає фарбувальні можливості і якість сировини для мінера-

льних фарб?

3. Які існують головні різновиди мінеральних пігментів?

4. Як можуть утворюватися мінеральні пігменти?

5. Які родовища мінеральних пігментів відомі в Україні?

Література

1. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. – Л., 1974.

2. Вайнштейн Э.С. Природное красочное сырье (земляные пигменты) //

Требования промышленности к качеству минерального сырья. – М.: Гос-

геолтехиздат, 1961. – Вып. 48, изд. 2.

3. Глауконіт: Відомості про геологорозвідувальні роботи в Україні на

1.01.2002. Вип. 5. – К.: Геоінформ, 2002.

4. Гурський Д.С., Шимків І.

В., Білошапський М.В. Каміння родючості //

Мін. Ресурси України, 1996. – № 2. – С. 10–11.

5. Залесский Б.В., Розанов Ю.А. Опыт классификации месторождений ми-

неральных красок // Вопросы минералогии, геохимии и петрографии. –

М.: АН СССР, 1946. – С. 13–18.

6. Металічні і неметалічні корисні копалини України. Том II. Неметалічні

корисні копалини // Гурський Д.С., Єсипчук К.Ю., Калінін

В.І. та ін. –

Киев-Львов: „Центр Европы”, 2006.

7. Минеральные ресурсы Украины и мира на 1.01.2004 г. – К.: Геоинформ,

2005.

8. Сировина для виробництва мінеральних пігментів: Державний баланс

запасів корисних копалин України. Вип. 94. – К.: Геоінформ, 2003. .

9. Толстихина К.И. Природные пигменты Советского Союза. – М.: Госгеол-

техиздат, 1963.

446

РОЗДІЛ 8

АГРОХІМІЧНА СИРОВИНА

Для нормального розвитку рослин необхідні світло, тепло, повітря,

волога та поживні речовини. Відсутність навіть одного з цих факто-

рів призводить до повної загибелі рослин, а недостатня кількість – до

порушення їх нормального розвитку. З кожним врожаєм з ґрунту ви-

носиться велика кількість поживних речовин, відновлення яких без

внесення ззовні практично неможливе.

Тому внесення поживних ре-

човин у ґрунт у вигляді добрив є основною умовою підвищення його

родючості.

Усі добрива поділяються на органічні, мінеральні, органо-

мінеральні та бактеріальні [7]. Крім того, за вмістом головних елемен-

тів живлення розрізняють однокомпонентні та багатокомпонентні до-

брива. Однокомпонентні добрива містять лише один з найважливі-

ших елементів живлення (азот

, фосфор, калій), а багатокомпонентні –

декілька таких елементів і бувають подвійні (наприклад, калійна селі-

тра, що містить калій і азот), потрійні (наприклад, нітрофоска, до

складу якої входять азот, калій і фосфор).

Мінеральними називаються добрива, які одержують з мінералів та

гірських порід. За фізичним станом вони поділяються на тверді та рідкі.

Головною

сировиною для виробництва мінеральних добрив є агрономі-

чні руди.

Агрономічними рудами називаються гірські породи чи мінерали,

які повністю або своїми складовими частинами використовуються в

сільському господарстві для підвищення кількості або якості врожаю.

Найбільше значення мають ті мінеральні добрива, які містять основні

поживні речовини – азот, фосфор і калій. Вони повністю спожива-

ються

рослинами й називаються прямими або безпосередніми. Крім

того, у ґрунт також корисно вносити цілий ряд інших мінералів і гір-

ських порід, які рослинами не споживаються, але поліпшують струк-

туру та інші фізико-хімічні властивості ґрунтів і тим самим значно

сприяють підвищенню врожайності. Такі називаються другорядними.

До них належать, передусім, вапнякові

добрива.

Серед прямих мінеральних добрив найголовніші – фосфатні, до

складу яких входить елемент фосфор (апатит, фосфорити та ін.), ка-

лійні, до складу яких входить елемент азот (селітри). З другорядних

мінеральних добрив найбільше значення мають вапняки, крейда, до-

ломіти, гіпс, ангідрит, торф, вівіаніт, сапропель, глауконіт, сапоніт,

цеоліти та ін.