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

Подождите немного. Документ загружается.

467

ським республіканським стандартом РСТ ГССР 318-80 "Цеоліти при-

родні (кліноптилоліти) для комбікормової промисловості" цеолітовою

сировиною є порошкоподібна маса зеленувато-сірого кольору, без за-

паху, вогкістю не більше 10 %, вологоємністю не менше 6 %, із зали-

шком на ситі 0,67 не більше 5 %, із вмістом (не більше, %): фтору

1,15; миш'яку 0,012; свинцю 0,008; частка магнітних домішок з него-

стрими

краями розміром до 2 мм – не більше 100 млг/кг, наявність

часток з гострими краями не допускається.

Закарпатським агропромом розроблені вимоги до борошна цеолі-

тового (тонко подрібнений порошок світло-сірого, зеленуватого, жов-

туватого кольору, без запаху) двох класів: I – для великої рогатої худо-

би, II – для свиней і птахів (табл. 102):

Таблиця 103

Вимоги до якості цеолітів Закарпаття

Клас

Показник

I II

Гранулометричний склад із сіткою за

ДСТ 214-70, залишок на ситі, не більше:

15 мм

3 мм

1 мм

Залишок на ситі з сіткою за ДСТ 3584-73, не

більше: 0,15 мм

Не допускається

Масова частка вологи, % 5–15 5–15

Вміст цеоліту (кліноптилоліту), % 60 50

Вміст механічних домішок з гострими краями Не допускається

Вміст отруйних домішок (As, F), %, не більше 0,015 0,015

Вміст важких металів (Pb, Ba), %, не більше 0,008 0,008

Вміст вмісних порід, %, не більше 5 5

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Природні цеоліти широко розповсюджені в приповерхневих части-

нах земної кори. Вони приурочені до різноманітних геологічних утво-

рень і формуються в ході різних геологічних процесів. За походженням

виділяють цеоліти кори вивітрювання, осадові, вулканогенно-осадові,

діагенетичні, епігенетичні, метаморфічні, вулканогенні, гідротермаль-

ні, пізньомагматичні, цеоліти астромблем. Однак основну промислову

цінність на сьогоднішній день мають

цеоліти двох геолого-промислових

типів: вулканогенно-осадового та вулканогенного.

Вулканогенно-осадові родовища ранньодіагенетичного походжен-

ня виникають за умови діагенезу осадків високолужних содових

озер, цеолітизації вулканічного матеріалу кислого або сублужного

468

складу. Такі родовища відомі в західних штатах США, у південно-

східній Африці, в Італії. Іноді родовища цеолітів супроводжуються

содовою або борною мінералізацією. Поклади цеолітів характеризу-

ються пластоподібною формою, значною потужністю (до декількох

десятків метрів), у високолужних умовах процес цеолітизації кислого

вулканічного скла відбувається з високою швидкістю. Особливим рі-

зновидом цеолітів є

цеоліти сучасних океанічних відкладів.

Вулканогенно-осадові родовища пізньодіагенетичного походження

широко розвинені в країнах СНД, Європи, Японії. Поклади цеолітизо-

ваних туфів приурочені до вулканогенно-осадових морських і конти-

нентальних утворень. Процес перетворення вулканічного скла на цео-

літи тут зазвичай проходив у нормальних за лужністю обстановках і

відносно повільно. По туфах кислого

складу розвивався лужний кліно-

птилоліт, рідше – морденіт, а середнього складу – лужноземельний клі-

ноптилоліт, дуже рідко – філіпсит. Вони утворюють поклади й лінзопо-

дібні тіла потужністю від перших до десятків метрів, протяжністю від

сотень метрів до десятків кілометрів. Вміст цеолітів є витриманим, у

межах 50–70 %. Іноді родовища цеолітів цього типу супроводжуються

родовищами бентонітових глин

. Типовим прикладом родовищ цього

типу може бути Сокірницьке в Закарпатті, Айдазьке в Закавказзі.

Вулканогенні низькотемпературні гідротермально-метасоматичні

родовища зустрічаються в Забайкаллі, на Далекому Сході Росії, на

Камчатці, в Японії. У формуванні родовищ цеолітів цього типу прові-

дну роль відіграють процеси раннього діагенезу й епігенезу вулканіч-

них утворень, пов'язані з

гідролізом кременистого скла або вулканіч-

ного попелу, що проходить під дією атмосферних вод, другорядну –

гідротермальні процеси, зумовлені дією поствулканічних або інших

термальних вод. Дуже часто ці процеси суміщаються. Скупчення це-

олітів нерідко приурочені до родовищ перлітів. Форма покладів плас-

то- й лінзоподібна, неправильна, потужність від декількох до сотень

метрів, протяжність від

десятків метрів до 1–2 км. Вміст цеолітів змі-

нюється від 15 до 80 %. По кислих вулканітах утворюються клінопти-

лоліт і морденіт, по основних – шабазит.

За величиною запасів родовища цеолітів поділяються на великі –

сотні млн т, середні – десятки млн т, дрібні – перші млн т. Промислову

цінність представляють родовища клиноптилоліту, морденіту, шаба-

зиту, перспективними є

родовища анальциму, філіпситу і деяких ін-

ших. Світові запаси цеолітової сировини оцінюють у декілька десят-

ків мільярдів тонн: США, Японія, країни СНД (по 10–20 млрд т), Іта-

лія, Югославія, Болгарія (1–10 млрд т). Всього у світі відомо біля 1000

великих родовищ більше ніж у 40 країнах. Світове споживання цеолі-

тової сировини оцінюється в 1–3 млн т

на рік.

469

Родовища України

В Україні родовища цеоліту розвідані у Карпатах (видобуваються з

1979 р.) [1], окремі поклади виявлені в Криму, де в 1914-1941 рр. вів-

ся видобуток трасів Карадагу [11]. Державним балансом запасів вра-

ховано 3 родовища (Сокирницьке, Саригач, Зеленокам'яне), що роз-

робляються. Загальні запаси родовищ за категоріями А+В+С

станов-

лять 130 млн т, С

– 155 млн т.

Карадазьке родовище представлене покладами неправильної фо-

рми (потужністю до 160 м) морденіту (20–80 %), що утворився за ра-

хунок зміни вулканічного скла юрських базальтових туфів.

Сокірницьке родовище (рис. 93) приурочене до цеолітизованих

частин потужністю 20–70 м (середня 47–52 м) туфів тересвинської

світи пізнього тортону. Вони утворюють два пластоподібні тіла поту-

жністю 40–60 м у нижньому

й верхньому підгоризонтах туфів, розді-

лені пачкою (16–25 м) аргілітів. Вміст клиноптилоліту становить 30–

70%. Балансові запаси цеолітів за категоріями А+В+С

– 126 млн т, С

– 155 млн т, залишок запасів (на 01.01.2006) за категоріями А+В+С

–

126 млн т, С

– 155 млн т.

Родовище розробляється ВАТ „Закарпатнерудпром” і ДП „Сокирни-

цький цеолітовий завод” з рівнем видобутку 65–70 тис. т. Особливо

інтенсивно експлуатація велася в рік Чорнобильської катастрофи, ко-

ли в потерпілі райони для знезараження ґрунтів і води було відправ-

лено близько 200 тис. т цеолітів. Сокірницькі цеоліти широко засто-

совуються у тваринництві й

птахівництві як добавка до кормів тва-

рин і птахів; у землеробстві як меліоранти для поліпшення врожайно-

сті сільськогосподарських культур і як субстрат для вирощування те-

пличних культур; в очисних спорудах як фільтри для очищення стіч-

них міських вод і питної води; можуть використовуватися в промис-

ловості для очищення різних газів від

сірководню, сіркоорганічних

сполук і вуглекислого газу, очищення нафтопродуктів, природного

газу, водню; для виділення кисню й азоту з повітря; у виробництві

будівельних матеріалів і миючих засобів тощо. Так, наприклад, доба-

вка Сокірницьких цеолітів до кормів сприяє збільшенню живої маси

ягнят при народженні на 3,6–14,4 %, збільшенню кількості ягнят, що

народжуються, на 100 вівцематок на 7–12

голів. Молочна продуктив-

ність корів підвищується на 5–9,3 %, а жирність молока – на 6,8–9 %.

Цеоліти є ефективним засобом при масових захворюваннях тварин.

Внесення цеолітів до ґрунту забезпечує зростання врожаю сільського-

сподарських культур: кукурудзи на силос – від 25 до 45 ц/га, кукуру-

дзи на зерно – від 1,3 до 2,8 ц/га; картоплі – від 5 до 6,7 ц/га; зерна

470

озимої пшениці – від 1,3 до 3,1 ц/га, зерна озимого ячменю – від 2,5

до 3,5 ц/га.

Ряд родовищ цеолітів (кліноптилоліт, морденіт, анальцим) було від-

крито вздовж північного борту Солотвинської западини, від с. Ліпча

Хустського району до с. Водіца Рахівського району. Вміст цеолітів у

ряді випадків досягає 95–96 % (район с. Ліпча). Тут цеоліти представ-

лені морденітом

, який також може застосовуватися в різних галузях

народного господарства.

Рис. 93. Сокірницьке родовище цеолітів (схематичний геологічний

розріз за матеріалами Я. Маслякевича, 1974 р.)

1 – суглинки, глини; 2 – туфи плагіоріолітові алевритові й псамітові; 3 – аргі-

літи з прошарками пісковиків і солей; 4 – аргіліти; 5 – туфоаргіліти; 6 – туфи

цеолітизовані; 7 – тектонічні порушення

471

САПРОПЕЛЬ

Загальні відомості

Сапропелем називається відкладення мулу прісноводних контине-

нтальних водоймищ, що містить більше 15 % органічних речовин, а

також розчинені речовини й мінеральні частки. Органічні речовини є

залишками організмів і продуктів їх розпаду.

Назва "сапропель" походить від гр. слів Sapros – гнилий і pelos –

мул. Серед сучасних утворень цього роду найбільше розповсюджені

сапропелі, що називаються

гітіями й являють собою органічно-

мінеральні утворення озерних водоймищ з підпорядкованою кількіс-

тю мінеральних речовин і переважаючими залишками рослинних і

тваринних організмів. Сапропель – желеподібна або зерниста маса

темно-оливкового, коричневого, сірого, сіро-жовтого, голубуватого,

рожевого або червоного кольору. Колір породи вказує на присутність

органічних і неорганічних компонентів: оливковий – хлорофілу, ро-

жевий

– каротину або марганцю, голубуватий – вівіаніту, чорний –

заліза, сірий – глини або вапна. Сухий сапропель твердіє й не підда-

ється розм'якшенню. Як правило, сапропель не має запаху, іноді від-

мічається запах сірководню. Формування сапропелю відбувається за

участю біохімічних, мікробіологічних і механічних процесів. Порода,

що утворилася, є складним органогенно-мінеральним комплексом, до

складу якого, крім рослинних і тваринних залишків і продуктів їх

розкладання, входять різні мікроорганізми. Вона утримує значну кі-

лькість вуглеводу (53–60 %), кисню (30–36), водню (6–8), сірки (1,5–3),

азоту (до 6). Органічна частина містить 3–11 % бітумів, до 40 % гумі-

нових речовин тощо, а уламкова представлена теригенними або кар-

бонатними уламками різної розмірності та мінералами: алогенними

кварцом, польовими шпатами, біотитом

, мусковітом; аутигенними

опалом, кальцитом, лімонітом, сидеритом, гіпсом. Часто відмічається

підвищена концентрація бору, нікелю, міді, кобальту, ванадію, цинку,

молібдену, марганцю.

Фізичні властивості сапропелю: густина 1,4–2,7 г/см

; питома по-

верхня 1100–3200 м

/кг; природна вологість 72–98 %; вологоємність

78–87 %, об'ємна маса 1090–1170 кг/м

; дисперсність 50–250 мкм;

рН 4,2–8,2; гідролітична кислотність 30–50 мг⋅экв/100 г; ємність по-

глинання 60–75 мг⋅экв/100 г; сума обмінних основ 90–

200 мг⋅экв/100 г; міра насиченості основами 64–80 %. Фізичні влас-

тивості сапропелю визначаються насамперед їх вологістю: при воло-

472

гості більше 90 % вони мають сметаноподібну консистенцію, при

60 % відбувається тверднення, а при 20 % сапропель кам'яніє. Голо-

вними компонентами, що визначають агрономічну цінність сапропе-

лю, є органічні сполуки та гумус.

Галузі використання і вимоги до сировини

Сапропель використовують як добрива, при виготовленні пожив-

них сумішей для закритих ґрунтів і компостів, як кормову добавку

для тварин і птахів [14, 19]. Залежно від складу та властивостей він

може використовуватися в чистому вигляді, із застосуванням міне-

ральних добавок, може компостуватися, при цьому компости за ефе-

ктивністю не поступаються гною. Агрономічна активність

сапропелю

визначається, насамперед, вмістом азоту, фосфору, калію, обмінною

кислотністю, вмістом мулкої фракції й біологічно активних речовин.

Карбонатний сапропель може застосовуватися для вапнування ґрун-

тів замість крейди та доломітового борошна. У деяких країнах озер-

ний сапропель застосовується для меліорації піщаних ґрунтів, збідне-

них гумусом. Крім того, він може застосовуватися для виготовлення

бурових розчинів, будівельних матеріалів (пористі керамічні вироби,

керамзит, деревно

-волокнисті плити), як зв'язувальні добавки, у ме-

дицині (як лікувальна грязь і препарати).

Згідно з вимогами до сапропелю як сировини для виробництва до-

брив зольність не повинна перевищувати 50 %, вміст азоту – 1,5 %, а

вміст у золі має бути не більше, %: Fe

– 10, CaO – 12, SO

– 3, pH –

5. При застосуванні в меліорації обмежуються зольність (не більше

70 %) і рН (5).

При виробництві кормових добавок розмір порошку має бути не

більше 10 мм, причому кількість часток розміром 5–10 мм не повинна

бути вище 10 %; вологість має коливатися від 0,5 до 3,5 %, вміст азо-

ту – 1–45 %, вміст у золі, %: CaO – 1–45; SiO

– 1–15; Fe

– 0,1–15;

– 0,1–3; P

– 0,1–2; часток, нерозчинних у 10 % HCl, –2–20. Крім

того, обмежується вміст F, As, Pb, Cd, Sn, Hg, Mn, Cu, Cr, хлороргані-

чних речовин.

Сапропель для вапнування обмежень не має. Лікувальні грязі рег-

ламентуються за санітарно-бактеріологічними показниками. Малозо-

льний сапропель із вмістом золи менше 15 %, азоту – 3–4 %, гуміно-

вих кислот – 6–25 % і фракції 0–0,1 мм – не менше 90 % використову-

ється для отримання клею у виробництві деревно-волокнистих плит.

Одним з найважливіших показників якості сапропелю є його золь-

ність, яка залежить від умов формування: зазвичай найменша золь-

ність характерна для сапропелю замкнених озер, найвища – для сап-

473

ропелю проточних водоймищ або озер, вода яких багата на карбона-

ти. За зольністю та іншими якостями виділяють сапропель трьох груп

(табл. 104).

Таблиця 104

Вимоги до сапропелю

Група Вміст піщаної фракції,

Вміст золи, % pН

I 5 50 7,0–8,5

II 5–50 50–90 6,5–7,5

III 50–75 90 4,0–6,5

Зазвичай до балансових відносять родовища сапропелю із зольніс-

тю до 65 % для нормальних порід і до 85 % для вапнякових.

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

За походженням виділяють автохтонний, змішаний і алохтонний

типи з класами: органічним, органо-кремнеземистим, органічно-

мінеральним, мінеральним, органо-кластичним і кластичним, а за

складом такі види: змішано-водоростевий, торф'янистий, зоогенний,

діатомовий, водоростево-кремнеземистий, водоростево-залізистий, ва-

пняковий, залізистий, водоростево-піщаний, водоростево-глинистий,

піщаний, глинистий, глинисто-вапняковий та ін.

Розрізняють два

типи сапропелевих покладів: 1) під торф'яними

покладами, 2) на дні озер під шаром озерної води. Утворення сапро-

пелю найбільш характерне для водоймищ лісової зони, розташованих

в області моренного ландшафту. Швидкість накопичення залежить

від режиму накопичення органічних залишків у болотах і може змі-

нюватися від 0,4 до 8 мм/рік. Формування сапропелю продовжується

до нашого

часу. Потужність сапропелю під торф'яними покладами –

4–7 м. Площа сапропелевих покладів під торф'яними – сотні-тисячі

гектарів.

Добувають сапропель різними способами. При невеликих розмірах

застосовують автоцистерни з насосами, використовують плавучі кре-

пі та екскаватори. Але найдешевший і найпродуктивніший спосіб –

видобуток за допомогою землесосних установок (земснарядів). Слід

підкреслити, що при видобуванні

сапропелю не тільки отримують

цінне добриво та підживлення для тварин, але й очищують і обнов-

люють озера, що заростають.

474

Сапропелі значно поширені на земній кулі в озерах середньої смуги

Європи, Азії, Америки (Скандинавія, Німеччиня, Польща, Литва, Бі-

лорусь, Україна, Росія, США, Канада).

Родовища України

В Україні відомо три головних типи сапропелю: біогенний, класто-

генний і змішаний; розвідано 274 родовища сапропелю із запасами

понад 97 млн т, а ще для 37 родовищ прогнозні ресурси оцінені в кі-

лькості 15 млн т [2, 20]. Розповсюдження сапропелю в областях Укра-

їни наведено в табл. 105.

Основні запаси сапропелю зосереджені у водоймищах Волинської

області. Середня

продуктивність цих водоймищ на сапропель стано-

вить більше 1 тис т/га. Наприкінці ХХ ст. розроблялося 8 водоймищ:

Бурків, Колпіно, Комляково, Горіхово, Мисливське, Скоморье, Сино-

во, Туричанське з видобутком до 200 тис. т/рік. Найбільші за пло-

щею озера розташовані в Любомльському (Острівське, Світязь, Пуль-

мівське, Луки, Люцимер, Кримне), Ратненському (Лука, Турське, Горі-

хове

, Волянське), Старовижевському (Біле) і Любешівському (Бурків)

районах. У східних районах Волинської області переважають невеликі

озера. Продукція, що видобувається, використовується місцевими

споживачами на сільськогосподарські добрива, для підгодівлі тварин,

з ветеринарними цілями, як хімічна сировина.

Озеро Лука площею 120 га, площа сапропелю 50 га, середня поту-

жність 6,54 м, максимальна – 11,4 м, глибина води 5,41 м, запаси 487

тис т, типи – органо-глинистий, зоогенно-водоростевий.

Озеро Острівське площею 236 га, площа сапропелю 154,9 га, се-

редня потужність 3,77 м максимальна – 12,4 м, глибина води 1,62 м,

запаси 1127,8 тис. т, зоогенно-водоростевий тип.

Озеро Біле площею 86 га, площа сапропелю 92,4 га, середня поту-

жність 4,18 м, максимальна – 14,4 м, глибина води 1,19 м, запаси

942,8 тис. т, типи – зоогенно-

водоростевий, органо-вапняний.

Озеро Бурків площею 13 га; площа сапропелю 7,6 га, середня по-

тужність 3,23 м максимальна –7,15 м, глибина води 0,98 м, запаси 42

тис. т, тип – змішано-водоростевий.

Загалом, Україна має значні запаси цього виду сировини, яке має

значну агрономічну ефективність. Грамотна розробка родовищ сап-

ропелю сприяє оздоровленню навколишнього середовища, оскільки

поліпшує якість води

у водоймищі, регулює його водообмін з навко-

лишньою сушею, перешкоджає процесам заболочування.

475

Таблиця 105

Поширення родовищ сапропелю в Україні

Область Родовищ Площа озер, га Запаси, млн. т

Волинська 190 9821 71,8

Рівненська 37 1241 13,9

Сумська 21 416 3,8

Київська 2 102 1,3

Чернігівська 2 17 0,06

Харківська 22 659 6,3

УСЬОГО 274 12256 97,2

ГЛАУКОНІТ

Загальні відомості

Глауконіт належить до групи гідрослюд підкласу шаруватих силіка-

тів. Склад глауконіту виражається такою загальною формулою:

К (Fe

, Al, Fe

, Mg)

(OH)

[AlSi

] • nH

Таким чином, він є калійвмісним алюмосилікатом заліза, алюмінію

та магнію. Різновидами глауконіту є селадоніт і сколіт. Кристалізуєть-

ся глауконіт у моноклінній сингонії, зустрічається переважно у вигля-

ді зерен розміром 0,5 мм, які мають кулясту, ниткоподібну, яйцеподі-

бну та видовжену форми, а також землистих агрегатів. Найчастіше

він входить до складу зелених глауконітових

пісків або глауконіто-

піщаних глин.

Глауконіт утворюється, головним чином, осадовим шляхом за раху-

нок діагенетичного перетворення алюмосилікатів і залізистого матеріа-

лу мулів (біотиту, рогових обманок і піроксенів), польових шпатів, мі-

нералів глин, а також синтезу з колоїдних розчинів (з поглинанням, зо-

крема, іонів калію з вод мулів). Відомі утворення глауконіту в

корі ви-

вітрювання гірських порід і ґрунтах.

Галузі використання і вимоги до сировини

Глауконіт є важливим природним адсорбентом, може використо-

вуватися для рекультивації забруднених радіонуклідами ґрунтів, є

комплексною агрономічною рудою [8, 9].

476

Глауконіт застосовується також як калійне добриво. Глауконіт,

який містить понад 13,0 % оксиду калію, може бути використаний як

природний замінник калійних солей. З 1 т глауконіту в ґрунт може

бути внесено близько 60 кг K

O, 7 кг P

, 4 кг BaO

, 1,3 кг MnO. Гла-

уконіти містять мікроелементи: Cu, Ni, Co, Cr, As, Ga, Mo. Глауконіт

може бути прямим і непрямим добривом, бо його катіонні обмінні

властивості зберігаються не одне десятиріччя. Але безпосереднє вне-

сення глауконіту в ґрунт не завжди дає позитивний результат, оскіль-

ки калій цього мінералу часом важко засвоюється, чому в деяких ви-

падках потрібна попередня обробка глауконіту.

Встановлено, що використання природної глауконітової руди, роз-

дробленої до 0,07 мм, у кількості 60 кг на 1 га орних земель у Київсь-

кій області сприяло зростанню врожаю ячменю на 44 % (порівняно з

контрольним без добрив) і на 50 % (порівняно з тими, де були внесені

калійні добрива). Крім того, збільшувався вміст білка й крохмалю.

Урожай гречки збільшується

на 48,4 % порівняно з контролем і на

27,0 % порівняно з дією калійних добрив, вівса – на 43,8 %, віки – на

16,0 %, а врожай томатів зростає в 2,8 рази. Приріст урожаю озимої

пшениці, кукурудзи, цукрового буряку на сільськогосподарських ді-

лянках Житомирської та Хмельницької областей свідчить, що ефекти-

вність глауконітового борошна як добрива не поступається дією каї-

ніту.

Агрохіміки пропонують застосовувати глауконіт як місцеве доб-

риво на землях Вінницької, Хмельницької, Тернопільської, Чернівець-

кої, Львівської та інших областей, де розповсюджені відклади глауко-

нітових пластів.

У США для одержання калійних солей з глауконіту його обробляють

сірчаною кислотою при 80–90°С з наступним нагріванням до вищих

температур. При такому способі, крім калійних

солей, що застосову-

ються як добриво, одержують ряд побічних продуктів (силікагель,

глинозем, цемент і глаукосіль – відбілююча речовина для очистки ма-

сел). Одночасно глауконіт обробляють протягом однієї години при

250°С і підвищеному тиску вапнистим молоком. Їдкий калій, що при

цьому одержують, обробляється невеликою кількістю азотної кислоти

з утворенням КNO

. Калій, який переходить у розчин при першому

процесі, піддається випаровуванню до 90 % КОН, з якого шляхом об-

мінного розкладу одержують KCl, K

та інші солі калію.

Родовища України

В Україні глауконітові породи поширені в межах Волино-

Подільської плити, Львівського і Передкарпатського прогину, схилів

УЩ, ДДЗ, Донбасу, де відомо понад 80 родовищ і проявів у крейдових