Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье ( интерактивный курс)
Скачать 2.06 Mb.
|
| Часть фосфоритов используется в сельском хозяйстве после механического измельчения в виде фосфоритной муки. Это удобрение, эффект от применения которого наблюдается в течение нескольких лет и в сумме часто не уступает воздействию водно-растворимых фосфорных удобрений. Большая доступность фосфора фосфоритов (по сравнению с апатитом) связана с особенностями кристаллической структуры франколита. При замещении группы [РО4] -3 на группу [СО3] -2 структура минерала частично деформируется, и эти микроискажения облегчают растениям извлечение фосфора. Повышается доступность Р2О5 (до 95%) и при сверхтонком измельчении фосфоритов, что также объясняется нарушением структуры франколита - увеличением ее дефектности. Таким же механическим способом - сверхтонким помолом - можно сделать доступным для растений фосфор даже из минерала апатит, что позволяет получать удобрения более дешевым и экологически чистым способом. Образование фосфоритов связано с гибелью, разложением и дальнейшей химической переработкой остатков морских организмов. По происхождению различают морские и континентальные фосфориты. В нашей стране резко преобладают морские фосфориты (97,3% запасов Р2О5 осадочного генезиса). По мнению большинства ученых, они образовались при непосредственном участии живых организмов (или за их счет). В одних гипотезах предполагается, что месторождения фосфоритов образуются за счет фосфора, имеющегося в океане (в воде и в живых организмах), в других, что концентрация фосфатов происходит только в местах усиленного поступления фосфора с континентов, в качестве возможного источника фосфора рассматриваются и вулканические извержения (в том числе подводные) щелочных магм. Континентальные фосфориты образуются при выветривании морских фосфоритов или скоплений гуано. Кроме происхождения, фосфориты различаются по особенностям структуры и состава. Среди морских выделяют микрозернистые, зернистые, желваковые, ракушечные. Среди континентальных - остаточные и инфильтрационные (островные и пещерные). Микрозернистые фосфориты — крепкие породы темно-серого, серого, реже других цветов, слоистые или массивные, иногда брекчиевидные. Фосфатное вещество афанитово-микрозернистое, микробиоморфное или других типов. Содержание фосфатных и нефосфатных минералов меняется в широких пределах. Встречаются в виде пластов, мощностью до 30 м, протяженностью до 10 км и более. Запасы Р2О5 в месторождениях достигают 150... 200 млн т, при содержании в руде 15...31%. Пласты фосфоритов залегают среди кремнисто-карбонатных и карбонатных пород разного возраста (от рифсйского до пермского), накопившихся в геосинклинальных и рифтогенных прогибах, а также в краевых участках платформ. Микрозеркистые фосфориты составляют около 52% всех запасов, они разрабатываются, в частности, в месторождениях Каратау. Зернистые фосфориты по внешнему виду напоминают разнозернистые пески и песчаники. Они состоят из монофосфатных зерен размером от 0,1 до 3...10 мм, в различной степени сцементированных не фосфатным материалом. Фосфатные зерна представлены в основном псевдоморфозами по органическим остаткам, оолитами и копролитами. Зернистые фосфориты (Р2О5 - 4...33%) слагают пласты мощностью до 12 м, нередко в разрезе встречаются несколько пластов подряд суммарной мощностью до 60 м, пласты прослеживаются на расстоянии до 60 км. Месторождения с запасами до 100 млн т Р2О5 встречаются среди обломочных и карбонатных отложений верхнего мела и палеогена, а также среди диатомитов неогеновой системы и приурочены в основном к краевым частям платформ. Зернистые фосфориты широко распространены в Северной Африке и на Ближнем Востоке. В них сосредоточено около 10 млрд т Р2О5, ежегодно добывают около 30 млн т, что составляет около 25% мировой продукции. В России месторождения такого типа практически не разрабатывают, в них сосредоточено около 4% запасов. Желваковые фосфориты представляют собой включения различного размера и формы (конкреции, псевдоморфозы по органическим остаткам, их окатанные обломки и т. п.) в осадочных горных породах - глауконито-кварцевых песках; алевритах, глинах, иногда в мелу и опоке и других породах. В этих стяжениях (размером 0,5...30 см) фосфатным веществом цементируются другие минералы, чаще всего кварц (6...35%) и глауконит (10...30%). Содержание Р2О5 в желваках 16...25%. Иногда они соединяются фосфатным же цементом друг с другом, образуя «фосфоритные плиты». Пласты фосфоритов, мощностью до 2 м, прослеживаются на несколько десятков километров, желваковые фосфориты залегают на платформе среди обломочных и карбонатных отложений различного возраста - ордовикского, юрского, мелового, палеогенового. Добывают их во многих месторождениях - Вятско-Камском, Егорьевском (под Москвой), в Брянской области, Среднем Поволжье. В желваковых фосфоритах сосредоточено около 270 млн т P2O5, что составляет около 20% запасов. Ракушечные фосфориты представляют кварцевый песок или песчаник с целыми раковинами брахиопод или их обломками. Эти раковины изначально были фосфатного состава, а не псевдоморфозы по карбонатным раковинам, как в других типах фосфоритов. Запасы Р2О5 в месторождениях могут достигать 100 млн т при мощности пластов до 12 м. Встречаются в ордовикской системе в северо-западной части восточно-европейской платформы - в Эстонии и Ленинградской области. Остаточные фосфориты (фосфориты коры выветривания, элювиальные) образуются при выветривании морских фосфоритов и представляют собой рыхлый песчано-глинистый материал с переменным количеством каменистых обломков (дресвы, щебня и т. п.). В тех случаях, когда продукты выветривания накапливаются в карстовых воронках и пустотах, фосфориты называют карстовыми. Содержание Р2О5 в разных частях коры выветривания может колебаться в широких пределах и часто превышает его количество в исходной породе. Инфильтрационные фосфориты образовались, как считают, при выветривании и разложении залежей гуано, в результате вмывания фосфатного вещества в нижележащие породы. Среди них различают островные и пещерные фосфориты. Островные фосфориты — корки на доломитах, фосфатизированные раковины или кораллы, фосфатный песок и конкреции, а также фосфатизированные известняки или мел. Нередко они имеют белый цвет и мраморовидный облик. Залежи достигают 24 м мощности и встречаются, как правило, среди закарстованных доломитизированных известняков. Возраст-нижний неоген (миоцен). Они приурочены к кольцевым атоллам и вершинам подводных гор - гайотов. В нашей стране месторождения такого типа отсутствуют. Широко известны залежи в Тихом (острова Ошен и Науру) и Индийском океанах (остров Рождества). Считают, что образование фосфоритов связано с жизнедеятельностью птиц, гнездившихся на атоллах. Накапливающиеся здесь огромные массы помета содержали значительное количество фосфора и азота, легкорастворимые соединения азота уносились в море, а фосфорсодержащие растворы взаимодействовали с подстилающими известняками и частично их замещали (фосфатизировали). Однако такая точка зрения не является общепринятой. Отмечают, например, что на названных островах нет скоплений гуано. А на океанических островах у берегов Перу и Намибии, где добывают гуано, отсутствуют и следы фосфоритизации подстилающих отложений. Кроме того, аналогичные фосфориты были извлечены при драгировании дна океанов с глубин около 2000 м с плоских вершин подводных гор (гайотов), где присутствием птиц объяснить такие находки невозможно. Пещерные фосфориты образуются при минерализации экскрементов летучих мышей и других животных в пещерах. Из-за небольших размеров залежи практического значения не имеют. Месторождения фосфоритов в нашей стране многочисленны, качество сырья в них различно, отличаются они и по размерам. Встречаются в разных районах и приурочены к фосфоритоносным бассейнам. Многие фосфориты по внешнему виду не отличаются от обычных, широко распространенных пород: песчаников, известняков, доломитов, песков. Эти мелкозернистые, хорошо сортированные полевошпато-кварцевые пески содержат, в среднем 8... 12% Р2О5. 35% фосфатов содержится в виде монофосфатных песчинок, а 65% образуют оторочки на обломочных зернах других минералов. Из фосфоритов и апатитов изготавливают следующие виды минеральных удобрений: фосфоритовую муку (тонкоразмолотый фосфорит); простой и двойной суперфосфаты. В последнее время на основе фосфоритов, изготаляют комплексные удобрения пролонгирующего действия. Например учеными Западной Сибири разработано удобрение, которое включает измельченные до размера 0,25-0,5 мм природный фосфорит и окисленный бурый уголь в соотношении 1:5-1: 10, которые подвергли компостированию при влажности смеси на уровне 60% от ее полной влагоемкости в течение 60-70 дней, содержащее элементы-биофилы, мас. %: Р 2О5 - 1,72-3,81; К 2О - 1,38-3,62; СаО - 14,02-28,04; MgО - 8,06-16,17; Мn - 0,16-0,27; Zn - 0,024-0,038; Cu - 0,016-0,018; Сo - 0,009-0,035; Ni - 0,03-0,05; Мo - 0,006-0,023; гуминовые кислоты - 31-67. Комплексное удобрение при использовании увеличивает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Соединения фосфора используют также в керамической и химической промышленности (изготовление спичек, лекарств, препаратов для борьбы с вредителями сельского хозяйства) металлургии и т.д. Вивианит - водный фосфат железа Fe3(H2О)8 [PО4]2, третий после апатита и франколита источник фосфора. Образуется в условиях восстановительной среды. В неизмененном виде светлых оттенков и белый, в кристаллах — прозрачный, бесцветный. При частичном окислении на воздухе быстро становится серовато-зеленым или серовато-синим до темно-синего. Встречается в железорудных месторождениях (керченит) и в виде землистых агрегатов в заболоченных участках («болотные фосфаты»). Широко известным месторождением железных руд, богатых вивианитом, является керченское месторождение в Крыму. Оолиты бурого железняка (лимонита) этого месторождения постоянно содержат 0,9... 1,3% фосфора. Кроме того, вивианит здесь часто образует кристаллические лучистые агрегаты в раковинах моллюсков и в пустотах среди бурого железняка. При разработке месторождения около двух третей всего фосфора остается в железном концентрате. При металлургическом переделе 35% фосфора попадает в шлаки, где содержание Р2О5 достигает 15%. В настоящее время доказана возможность эффективного применения в сельском хозяйстве металлургических шлаков и при содержании окиси фосфора 7%. Общие запасы Р2О5 по трем месторождениям Керченского железорудного бассейна оцениваются в 10 млн т. Болотные фосфаты - торфовивианит. Землистые порошковидные агрегаты вивианита, часто встречающиеся в торфе, могут использоваться в сельском хозяйстве. Торф, содержащий от 0,5 до 2,5% P2O 5, называют вивианитовым, от 2,5 до 15% - торфовивианитом, а более 15% - вивианитом (в «чистом» вивианите - около 28% Р2О5). Эффективность использования торфовивианита в сельском хозяйстве активно изучалась в 30-40-е годы. Было установлено, что на почвах Нечерноземной полосы под зерновые и овощные культуры, картофель и лен торфовивианит, как правило, не уступает в эффективности промышленным удобрениям. Однако высказывались и другие мнения. В частности, в одной из работ профессора кафедры агрохимии Тимирязевской академии В. М. Клечковского (1939 г.) было отмечено, что коэффициент использования фосфора вивианита ниже 10% и, следовательно, нет оснований для такой высокой оценки «болотных фосфатов». В последние годы вновь возрос интерес к сельскохозяйственному использованию торфовивианитов в тех районах, где есть многочисленные залежи этого полезного ископаемого — в Западной Сибири. Фосфаты торфовивианита идут главным образом на построение продуктивной части растений (в частности, повышается отношение зерна к соломе, улучшается качество зерна). Килограмм фосфора торфовивианита позволяет получить 1,5... 1,8 кг протеина. Эффективность увеличивается при одновременном известковании почвы. Кроме фосфора, болотные фосфаты содержат еще ряд полезных компонентов - азот, кальций, органический углерод. Торфовивианиты оказывают на почву многостороннее агрохимическое и агрофизическое действие. В 80-е годы, когда вновь появился интерес к удобрениям, альтернативным легкорастворимым соединениям, был установлен положительный эффект от внесения торфовивианита не только на подзолистой почве, но и на черноземах и других типах почв. Фосфаты железа повышают уровень фосфатного питания не только в год внесения, но и в течение ряда последующих лет, поскольку их трансформация в более подвижные соединения происходит постепенно. Вместе с тем торфовивианит способствует увеличению содержания минерального азота в результате аммонификации и нитрификации органического вещества торфа. Эффективность торфовивианита в год внесения возрастает с увеличением дозы Р2О5 до 180 кг/га. Дальнейшее повышение дозы до 320 кг/га дает дополнительную прибавку урожая только на третий год. Значительный размер прибавки (16% к контролю) указывает на неисчерпаемые возможности удобрения. Биологические особенности культур (в частности, продолжительность вегетационного периода) определяет различную их реакцию на торфовивианит. Яровая пшеница и кукуруза проявляют большую отзывчивость; овес и гречиха, как культуры менее продолжительного вегетационного периода, сравнительно меньшую. Большую отдачу может быть получена на почвах, бедных подвижными фосфатами, на почвах средней, а тем более высокой обеспеченности фосфатами эффективность торфовивианита падает. К недостаткам «болотных фосфатов» относится высокое содержание железа, окислы которого уплотняют почву и снижают усвояемость фосфора растениями. По мнению исследователей, отношение железа к фосфору не должно превышать четырех (при оптимальном значении 1,5). При таких ограничениях большая часть торфовивианитов может быть использована как удобрение. Если же считать допустимой нормой не более 5% железа, то большая часть торфовивианитов оказывается вредной агрорудой. Второй недостаток «болотных фосфатов» - малое содержание питательных веществ при высокой естественной влажности—накладывает существенные экономические ограничения на применение, поскольку их добыча, транспортирование и применение требуют значительного объема работ. При средней влажности торфа 60% и норме внесения 180 кг/га Р2О5 (содержание этого компонента в торфовивианите 5%) необходимо внести 9 т торфа. Торфовивианит используют в качестве удобрения после предварительного проветривания и тщательного измельчения. Кроме земледелия, вивианит (а также торфовивианит с содержанием Р2О5 не менее 4%) может использоваться как инсектицид - для борьбы с амбарными вредителями (клещом и долгоносиком). Для этого применяют сухой вивианит из расчета 5 кг на 1 кг зерна. Через две-три недели погибают практически все вредители и их личинки. Для образования месторождений вивианита необходимо сочетание следующих факторов: -наличие фосфоритов и глауконитовых отложений в областях питания подземных вод (в присутствии глауконита снижается жесткость воды, в том числе и количество растворенных карбонатов); -повышенное по сравнению с фоновым количество фосфора в грунтовых водах (образование вивианита происходит при содержании фосфора 1...4 мг/л, в Западной Сибири его количество достигает 0,4 г/л); -высокая зольность торфа (более 20%) и повышенное содержание в нем фосфора (более 0,2%); -низинный тип торфяников, приуроченность их к поймам рек и низким (первой и второй) надпойменным террасам. Торфовивианиты не образуют больших месторождений. В торфяниках они залегают в виде линз площадью от нескольких десятков квадратных метров до нескольких гектаров и только иногда достигают нескольких квадратных километров, запасы в таких случаях составляют сотни тысяч тонн. Учитывая небольшие размеры месторождений и большую естественную влажность торфовивианитов, их целесообразно использовать только вблизи от залежей, экономически выгодным это оказывается при удалении полей от места добычи не далее 30...50 км. Залежи торфовивианита в европейской России встречаются от Карелии на севере до Тамбова на юге, от Беларуси и Волыни на западе до Урала на востоке. Прогнозные ресурсы фосфатов оцениваются здесь в 30 млн т Р2О5, а в Западной Сибири —более 1200 млн т. |
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Вода — самое драгоценное минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства, вода — это... |  | Рецензия на интерактивный образовательный ресурс Интерактивный образовательный ресурс выполнен в программном обеспечении Interwrite Workspace, с учетом возрастных и индивидуальных... |
| Реферат Основные источники углеводородного сырья и требования, предъявляемые к нему Это связано с тем, что в нефтехимических производствах основная доля затрат (65 – 70 %) приходится на сырье. Сырье должно быть доступным,... | | О районном конкурсе «Лучший интерактивный урок» Общие положения Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения районного конкурса «Лучший интерактивный урок» (далее – Конкурс)... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Интерактивный проектор LightRaise™ 60wi позволяет добавлять интерактивность практически на любую поверхность. Этот ультракороткофокусный... | | Урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии Интерактивный урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Нетрадиционное применение техники тканого гобелена в изделиях декоративно-прикладного характера на уроках в детской художественной... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Реферативную работу «Добыча урановой руды, её переработка и использование» выполнил учащийся 10 физико-математического класса «Средней... |
| Лекарственное сырье тибетской медицины: современный взгляд Охватывает собой весь период существования человеческого общества от первобытной эпохи до современности | | Методические рекомендации по предмету: география Методы: сравнительный, статистический, картографический, когнитивный, интерактивный |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: совершенствование навыка беглого, выразительного чтения через нетрадиционное представление новых слов на уроке и способы... | | Урок по теме: «Обогащение медной руды. Получение меди» Наши выпускники выбирают профессии, связанные с горным производством. В целях профориентации мы проводим экскурсии на комбинат. Чтобы... |
| 1. Свойства почвы. Гранулометрический состав, влажность, кислотность... Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Реферат Отчет 50 с., 1 ч., 22 рис., 14 табл., 22 источн., 2 прил Переработка, зерно, ферменты, ресурсосбережение, безопасность, технологии, методы, хлебобулочные, макаронные, мучные кондитерские... |
| Мультимедийный интерактивный комплекс Открытый аукцион на право заключения муниципального контракта на поставку мультимедийного интерактивного комплекса и мультимедийных... | | Исследование и Разработка устройства контроля наличия посторонних... Межвузовская студенческая научно-практическая конференция «Молодежь, наука, сервис – XXI век» |
