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

Подождите немного. Документ загружается.

497

МАРШАЛІТ

Маршаліт – пухка чи мало ущільнена гірська порода, що складаєть-

ся з кутастих часток кварцу алевритової розмірності з невеликою (до

10–20 %) домішкою більших уламків. Є залишковим продуктом (вміст

SiO

90 % і більше) вивітрювання окременілих вапняків або кварцитів

і деяких інших істотно кременистих порід. Синоніми: кварц пилопо-

дібний, кварц борошнистий. Дуже широко використовується в про-

мисловості для виробництва рідкого скла, з якого, у свою чергу,

отримують штучні камені, деталі будівель (у суміші з доменним шла-

ком, піском, тирсою тощо), художні й

декоративні вироби (з молотого

мармуру), матеріал для ущільнення пористих кам'яних мас, приско-

рення твердіння цементу, цементації ґрунту, просочування шляхово-

го покриття, брикетування вугілля, кислототривкий цемент, абразив-

ні матеріали, вогнетривкі вироби, стрижні дугових ламп, силікатний

клей, фанеру та фіброліт, хірургічні пов'язки тощо; як наповнювач у

виробництві пластмас і гуми; у

склоробному й фарфоро-фаянсовому

виробництві.

Прояви маршаліту в Україні відомі в Криворізькому залізорудному

басейні, де вони пов’язані із зонами гіпергенезу кременисто-

залізистих і сланцево-кременисто-залізистих порід (зокрема, з окис-

неними рудами Саксаганського району) і на північний захід від міста

Києва (Гаврилівське родовище).

Гаврилівське родовище біля села Гаврилівка Димерського

району

Київської області представлене пластом, збагаченим маршалітом, з

площею вихіду 130 га, потужністю 1,4-4,8 м, на глибині від 5,12 до

8,75 м, приуроченим до полтавських пісків. У мінеральному складі

переважає кварц (93–94 %), каолініт (5–6 %), у меншій кількості роз-

винені плагіоклаз, халцедон, лейкоксен, присутні турмалін, рутил, ди-

стен, циркон, апатит, ільменіт, епідот. Хімічний стан наведений у

табл. 107.

У гранулометричному відношенні переважає фракція 0,01–

0,06 мм (96–98 %). Розкривні породи потужністю 7,1 м, на 50 % вони

представлені якісною цегельно-черепичною сировиною. Орієнтовні

запаси маршаліту становлять 5,4 млн м

Таблиця 107

Хімічний склад маршаліту

Компоненти Вміст, % Компоненти Вміст, %

SiO

88,45–97,00 MgO 0–1,04

0,10–5,04 Na

O+K

O 0,20–0,68

0,31–3,14 SO

сл.–0,17

TiO

сл.–1,01 в. п. п. 0,33–2,70

CaO 0,26–2,00

498

ВОЛАСТОНІТ

Загальні відомості

Воластоніт Ca

[Si

] (названий за іменем англійського мінералога

й хіміка У.Х.Воластона (William Hyde Wollaston, 1766–1828) належить

до силікатів групи піроксеноїдів і відноситься до числа промислових

мінералів, сфера й обсяги застосування яких у світі значні. Хімічний

склад, %: CaO – 48,3; SiO

– 51,7. Домішки: FeO (до 10 %), MnO (до

7 %), також Na

O, MgO і Al

. Синоніми: вільніт, граміт, шпат доща-

ний, едельфорсит та ін. Триклінно-пінакоїдальний, поліморфний з

цикловоластонітом і параволастонітом. Колір білий, сірий, жовто-

червонуватий. Блиск скляний до шовковистого. Часто прозорий. Гус-

тина 2,78–2,91 твердість 5–5,5. Стійкий за температури нижче

1200°C. Форма виділення – жердинчасті агрегати, зростки широких

тонких пластинок, волокнисті до тонковолокнистих, зернистих, лис-

туватих мас

; кристали стовпчасті, таблитчасті, голчасті. Типовий ме-

таморфічний мінерал, а також отримується штучно при рекристалі-

зації сплавів CaF

і SiO

; нагріванні суміші CaCO

і SiO

з водою без

доступу повітря при температурі 400–425°C.

Галузі використання і вимоги до сировини

Маючи сталий хімічний склад і специфічні форми кристалів, вола-

стоніт знайшов застосування як універсальний або модифікований

наповнювач, флюс, керамічний матеріал та ін. [16, 17]

При переробці вихідних руд виробляються воластонітові матеріали

двох видів: 1) порошкоподібні, які використовуються, головним чи-

ном, у керамічному виробництві, виготовленні покриття, як напов-

нювач та флюс; 2) напівволокнисті, які застосовуються

як наповню-

вачі (замінник азбесту) у виробництві пластмас, гуми та ін. Переробка

руди включає дроблення, візуальне сортування, додаткове дроблення,

флотацію, магнітну сепарацію, додатковий помел і розділення на сор-

ти з розмірами часток 200, 75, 43, 37 мкм.

Воластонітові руди поділяють на багаті – середній вміст воластоніту

не менше 70 %, рядові – 55–69 %, бідні – менше 55 %. На найбільшу

увагу заслуговують руди

, що легко збагачуються. Для окремих галузей

промисловості існують певні умови, наприклад, для лакофарбової во-

дорозчинність повинна бути не більше 0,5 %, білизна – не менше

75 %, ступінь помелу (залишок на ситі 008) – не більше 40 %, pH – 7–9.

499

У фарфоровій промисловості можливе застосування воластонітових

концентратів, що вміщують (%, не більше): SiO

– 54; Al

– 5;

+TiO

– 1; MgO – 0,3; CaO – не менше 4.

Порошкуваті воластонітові продукти споживає переважно керамі-

чне виробництво як головну складову керамічної маси при виготов-

ленні облицювальної плитки (чому сприяє мала усадка й незначне га-

зовиділення), додатків до поливних сумішей. У менших обсягах вола-

стоніт використовують у складі мас для виготовлення фарфору й фа-

янсу. Облицювальні вироби на

основі воластоніту мають гарні конс-

трукційні властивості, їх легко можна пиляти й свердлити, вони добре

тримають гвинти й цвяхи. Воластоніт успішно заміняє такі традицій-

ні компоненти керамічних домішок, як крейда, доломіт, тальк і

польовий шпат. Він сприяє формуванню міцного черепка з низькою

пористістю, його хімічна чистота забезпечує високу білизну черепка,

визначає

електроізоляційні властивості виробів, знижує температуру

спікання (з 991 до 119,6°C), забезпечує одержання якісної продукції в

умовах швидкого випалу тощо.

У виробництві фарб воластоніт конкурує з іншими природними

матеріалами. Особливо цінуються антикорозійні покриття та технічні

барвники на основі воластоніту. За білизною та дисперсністю волас-

тонітові продукти мало відрізняються від інших наповнювачів, але

при цьому показують низьку масляну адсорбцію.

Позитивний вплив на якість продукції справляють такі властивості

воластоніту: 1) голчаста форма кристалів забезпечує витриману тов-

щину нанесеного шару фарби, підвищує міцність і знос покриттів,

підвищує їх опір хімічній дії зовнішнього середовища; 2) висока біли-

зна й низька адсорбційна здатність роблять можливим зниження до-

зування пігменту; 3) хімічний

склад підвищує стійкість ряду барвни-

ків (наприклад, полівінілацетатних) під дією лужного середовища.

У металургії застосування воластоніту теж надає деякі переваги,

пов'язані з його властивістю плавитися при відносно низькій темпе-

ратурі. У процесі безперервного розливу сталі застосовується склад-

ний порошковий препарат з воластонітом, що забезпечує однорід-

ність поверхні потоку розплавленої

сталі. При зварювальних роботах

воластоніт використовується у складі обмазок електродів, які суттєво

знижують іскроутворення. Напівволокнисті сорти воластоніту разом з

в'яжучими речовинами та органічними волокнами застосовуються

для виготовлення різних жаротривких виробів.

Голчаста морфологія часток воластоніту є дуже сприятливою, зме-

ншує усадку матеріалів, але ускладнює шліфування після екструзив-

ного лиття. Специфічна хімічна

обробка збільшує сумісність воласто-

ніту з матеріалом-наповнювачем. Ці особливості застосування волас-

500

тоніту дозволяють широко використовувати його у виробленні гум і

пластмас.

Фарбові характеристики, включаючи яскравість, білизну та непро-

зорість, сприяють економії пігменту; електричні – збільшенню елект-

ричного опору матеріалів, що наповнюють, збільшують діелектричну

сталу поліпропілену до 2,74 (при 40 % воластонітового наповнювача).

Економічні відомості

Світова продукція воластоніту у 2005 р. була біля 600 тис. т, ліди-

рує Китай, який видобув 395 тис. т, а експортував 190 тис. т, другий

виробник – Індія, видобула 169 тис. т, третій – США – 115-127 тис. т,

далі йдуть Мексика (27,1 тис. т), Фінляндія (16,8 тис. т) [19].

Ціна на воластоніт у 2005 р. коливалась від 50-60 $/т за китайсь-

кий порошок

до 1700 $/т за ультратонкий для кераміки воластоніт.

Ціна на воластоніт з Китаю (free on board – f.o.b.) 200-меш – 80–100

$/т, 325-меш – 90–110 $/т, наповнювач (з Азії та Африки) – 89–510

$/т, на керамічний з Азії – 58–137 $/т [19].

У цілому, кон'юнктура споживання воластонітових продуктів на

світовому ринку складається дуже сприятливо, особливо зважаючи

на увагу, яку сьогодні приділяють напівволокнистим сортам, що

ви-

користовуються як замінник азбесту.

У державах, де відсутня національна сировинна база, налагоджено

виробництво синтетичного воластоніту, що є рентабельним за мето-

дом спікання променевого кварцу й тонкоподрібненого вапняку у

співвідношенні 1:1. Конкурентоспроможність синтетичного воласто-

ніту залежить від вартості палива. Останніми роками збільшилася кі-

лькість способів одержання штучного воластоніту. Для його синтезу

застосовують вапно, вапняк, мармур, крейду, кремнезем, кварцовий

пісок, діатоміт, трепел, опоку, а також кремнеземисті вапняки зі

співвідношенням CaO і SiO

, близьким до 1:1.

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Воластоніт є характерним метаморфічним мінералом карбонатно-

силікатних комплексів, він присутній у складі кальцифірів, роговиків,

скарноїдів, скарнів, карбонатитів. Виділяють три основні генетичні

типи родовищ: регіонально-метаморфічний, контактово-

метаморфічний і контактово-метасоматичний. Воластоніт утворює

непромислові прояви в карбонатних і лужних ультрабазитах [4, 8, 16].

Найбільший практичний інтерес викликають кальцифіри та скарної-

501

ди, бо в них мінеральні домішки мають найменший розвиток, при

тому що форма їх присутності сприяє відносно легкому та повному їх

вилученню при переробці руд. Інфільтраційні воластонітові скарни –

найбільш важкий об'єкт для збагачення, кількість одержаних з них

концентратів низька.

В Україні прояви воластоніту відомі в сеномані середнього Придні-

стров'я

, але кремнеземисті карбонатні породи інших регіонів також

викликають значний інтерес [15].

СТАВРОЛІТ

Назва мінералу походить від гр. ставрос – хрест (часто має вигляд

хрестоподібних двійників). Хімічний склад: FeO – 15,8, Al

– 55,9,

SiO

– 26,3, H

O – 2,0 %. Як домішки, в його складі можуть бути при-

сутні Mg, Zn, Co. Сингонія мінералу ромбічна. Кристалічна структура

ставроліту складається з шарів дистену, які чергуються з шарами Fe

і (OH)

. Близькістю структур дистену та ставроліту пояснюються часті

зростання цих мінералів. Ставроліт утворює одиничні кристали або

двійники, що вростають у масу породи. Кристали мають призматич-

ний габітус і є комбінацією призми й пінакоїда. Часто зустрічаються

двійники у вигляді хреста або косого хреста. Колір мінералу червону-

вато-бурий до бурувато-чорного. Навіть

у тонких шліфах прозорий

тільки у свіжих зразках. Блиск скляний, спайність середня, злам не-

рівний, твердість 7–7,5, густина 3,65–3,77. Діагностується за кольо-

ром і габітусом кристалів (зазвичай, здвійникованих). При плавленні

паяльною трубкою не плавиться, за винятком марганцевих відмін,

які сплавляються в чорне магнітне скло.

Ставроліт утворюється переважно в кристалічних сланцях і гнейсах,

особливо

часто в слюдяних і глинистих сланцях, де є продуктом регіо-

нального та контактового метаморфізму, зустрічається разом з дисте-

ном, гранатом, слюдою, силіманітом, турмаліном. Головні типи родо-

вищ ставроліту: корінні (ставролітові сланці), розсипні. Достовірних

відомостей про промислові родовища, ресурси, видобуток, і економіку

ставролітової сировини в світі практично немає. Він видобувається в

США, Австралії, Бразилії, Шрі-Ланці та ін.

Ставроліт є чудовим десульфатором і розріджувачем сталі. Став-

ролітовий концентрат при промисловому використанні зарекоменду-

вав себе як якісний, високоефективний (економічно й технологічно)

та екологічно безпечний флюсовий матеріал при виплавці сталі, який

успішно замінює більш дорогі боксити й плавиковий шпат. Ставролі-

товий концентрат використовується лише

на деяких металургійних

заводах України (Макіївський, Криворізький та ін.), його використан-

502

ня стримується відсутністю мінерально-сировинної бази, хоча відомі

прояви ставролітовміщуючих порід – неогенові морські розсипи (Ма-

лишівське родовище) і докембрійські пластові поклади ставролітов-

міщуючих сланців (Осипенківське родовище) [10].

Малишівське родовище залягає в товщі морських пісків неогену,

звідки, разом з концентратами рутилу, ільменіту, циркону, дистен-

силіманіту вилучається і ставролітовий концентрат (в 2002 р. – 71

тис. т

ставроліту). Запаси ставроліту за категоріями А+В+С

станов-

лять 1586 тис. т.

Осипенківське родовище приурочене до центральної частини

Сорокинської зони, де виділяється серія пластових тіл сумарною по-

тужністю 55–220 м, збагачених ставролітом (середній вміст 19,6–

21,9%). Ставролітові сланці складаються з (%): кварцу (10–25), плагі-

оклазу (15–40), ставроліту (10–35), біотиту (10–15), силіманіту (0–15),

гранату (0–15), андалузиту (0–10), мусковіту (5–15), дистену (0–10);

акцесорних (циркон, турмалін, кордієрит). Прогнозні ресурси за кате-

горіями С

+Р

до глибини 300 м оцінюються в 25 млн т ставроліту, а

за категорією Р

– 400–460 млн т руди або 90–96 млн т ставроліту.

Збагачення сланців магнітною сепарацією і флотацією просте та еко-

номічне.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Які види неметалічної мінеральної сировини можна віднести до нових

і нетрадиційних типів?

2. Що називається бітумами?

3. Які типи родовищ бітумів ви знаєте?

4. Надайте загальну характеристику озокериту.

5. Які родовища озокериту в Україні ви знаєте?

6. Де використовується шунгіт?

7. Які є перспективи використання нефелінових порід України?

8. Що

ви знаєте про маршаліт?

9. Де використовується воластоніт?

10. Дайте загальну характеристику ставроліту.

503

ЛІТЕРАТУРА

1. Арбатов А.А., Астахов А.С., Лаверов Н.П. и др. Нетрадиционные ресурсы

минерального сырья. – М.: Недра, 1988.

2. Гисматуллин Р.М., Валеев Р.И., Штейнгольц В.Л. Основные типы битум-

ных месторождений // Геология битумов и битумовмещающих пород. –

М., 1979. С. 45–52.

3. Гороховский Л.М. О некоторых вопросах использования и изучения не-

фелинового сырья // Нефелиновое сырье. – М., 1978. С. 180–183.

4. Дмитриев С.Л. Волластонит и его месторождения в СССР // Тр. ВСЕГЕИ,

1964. – Т. 113. – С. 3–108.

5. Донской А.Н. Нефелиновый комплекс Октябрьского щелочного массива. –

К.: Наук. думка, 1988.

6. Донской А.Н., Кулиш Е.А. Щелочные серии пород Украины (петрология,

геохимия, минералогия) // Аспекты минерагении Украины. – К.:

НАН

Украины, 1998. – С. 84–109.

7. Игнатьев С.В., Глебашев С.Г., Гисматуллин Р.М. Сравнительная оценка

шунгитов Карелии и Казахстана // Геологические методы поисков и раз-

ведки месторождений неметаллических полезных ископаемых. Отечест-

венный производственный опыт: Экспресс-информация. – М.: ВИЭМС,

1987. – Вып. 9–10. – С. 1–9.

8. Козырев В.В. Сырьевая база волластонита и перспективы ее развития //

Волластонит. – М., 1982. – С. 29–34.

9. Комов И.Л. Новые типы месторождений неметаллических полезных ис-

копаемых // Геология и разведка, 1993. – № 1. – С.88–98.

10. Кривонос В.П., Панов Б.С., Полуновский Р.М. и др. Новая сырьевая база

ставролита в Украине // Разведка и охрана недр, 1987. – № 12. – С. 28–

32.

11. 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. – 552 с.

12. Нетрадиционные виды нерудного минерального сырья / Ред.

У.Г.Дистанов, А.С.Филько. – М.: Недра, 1990.

13. Нетрадиционные виды полезных ископаемых. – К.: Геоинформ, 2000.

14. Основы геологии горючих ископаемых / Ред. И.В.Высоцкий

. – М.: Недра,

1987.

15. Перес Ф.С., Бушмина И.Ю., Свидерская И.О. и др. Кремнеземистые из-

вестняки Среднего Приднестровья – новый вид сырья для получения си-

нтетического волластонита и изделий на его основе // Осадочные поро-

ды и руды. – К., 1980. – С. 226–274.

16. Савич Л.Л. Контактово-метасоматические преобразования Кайташского

месторождения волластонита // Вестник

ЛГУ, 1983. – № 6. – С. 116–117.

17. Шепелев Ю.Ф. Волластонит // Неметаллические полезные ископаемые

СССР. Справочное пособие. – М., 1984. – С. 304–312.

18. Шунгитовые породы Карелии. – Петрозаводск: Карелия, 1981.

19. Canadian Minerals Yearbook, 2005