Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье ( интерактивный курс)
Скачать 2.06 Mb.
|
?
Кремнистые породы
Полезные свойства в значительной мере обусловлены особенностями породообразующего минерала. Опал — аморфный гидроксид кремния (SiО2-nH2О), содержит 65...90% (иногда 98...99%) SiО2, 4,5...20% Н2О; кроме того, обычно присутствуют A12О3— до 9%, Fe2О3 — до 3%,ТiO2 — до 5%, иногда SО3 — до 6%, МnО2 — до 10%, ZrО2 — до 8... 12%, Nb2О5 — до 1,5%, органическое вещество— до 3,9% (в черном опале). Основная масса примесей (в сумме редко превышающих 10%) находится в адсорбированном состоянии, а также в виде механических включений других минералов (оксидов и гидроксидов железа и марганца, глинистых минералов). Строение опала — глобулярное. Глобули (в переводе с латинского—шарики) могут быть разного диаметра и располагаться беспорядочно (обычный опал) или одинакового (150...400 нм) и укладываться в плотнейшую кубическую упаковку (благородный опал). Каждый из таких шариков, в свою очередь, состоит из более мелких, диаметром менее 80 нм. Такое строение опала предопределяет большое количество микропор (радиусом менее 1,5 нм), соединяющихся иногда в каналы. Этим обусловлена большая удельная поверхность опалов и соответственно сильно выраженная адсорбционная способность. Опал кремнистых осадочных горных пород образуется преимущественно биогенным путем. С течением времени он может постепенно раскристаллизоваться и превратиться в микроскопический волокнистый кристобалит, а затем в халцедон и кварц. Кремнистые породы применяют при производстве цемента, для очистки разнообразных продуктов (пищевых и технических), как наполнители и для других целей. Широко применяются и осадочные горные породы, состоящие соответственно из остатков кремниевых губок, радиолярий, кремниевых жгутиковых водорослей. Свойства, химический состав и петрографо-генетическая классификация кремнистых пород, состоящих из опала, приведены в таблице 10. Кремнистые породы влияют на урожай, будучи источником доступного растениям кремния, а также из-за своих адсорбционных и катио-нообменных свойств. Поэтому они могут применяться как удобрения и как мелиоранты. Считается, что растения развиваются вполне нормально и в отсутствии подвижной кремнекислоты, но она как бы инкрустирует оболочки клетки и тем самым придает им твердость. В Германии в 30 х годах прошлого века некоторые фирмы производили препараты ратворимой SiO2 с целью применения их в качестве косвенного удобрения. Выявлено, что при внесении опоки (1.5...3 ц/га) под яровую пшеницу (Казахстан) среднегодовое повышение урожая за 6 лет опыта составило 1,9 ц/га. Использование суперфосфата в аналогичных условиях дало меньшую прибавку. Для выращивания конопли, опоку применяли вместе с семенами (50 кг/га). Урожайность увеличивается на 50%, а выход волокна — на 21%. Урожай огурцов удваивается при внесении опоки в лунки. Эффективно использовать в качестве природных сорбентов диатомиты. Опытами Ульяновских ученых установлена высокая эффективность диатомита Инзенского месторождения (Ульяновская область) при возделывании зерновых, пропашных и овощных культур при использовании как в чистом виде, так и в смеси с курином пометом, и минеральными (азотными) удобрениями. Например, применение диатомита в нормах 3 и 5 т/га и его смесей с минеральными удобрениями, способствовало повышению урожайности озимой пшеницы на 19-50%, яровой пшеницы на 10-33%, сахарной свеклы на 33-57%. При этом улучшилось качество продукции: содержание клейковины в зерне озимой и яровой пшеницы повысилось на 0,7-0,9 и 0,7-1,6% соответственно. Предполагается, что значительная эффективность обусловлена не только использованием кремния как элемента питания, но и улучшением обеспечения растений фосфором. Аморфный кремнезем предотвращает связывание фосфатов, образованных при минерализации органического вещества, а также вытесняет фосфорные соединения из почвенного поглощающего комплекса. Мелиоративное действие опаловых кремнистых пород связано с их адсорбционной активностью — при добавлении в почву они продлевают (пролонгируют) действие удобрений, а также способствуют удержанию влаги в пахотном горизонте. Свойства кремнистых пород
Химический состав высококремнистых пород, % на абсолютно- сухую породу (по А.Х.Куликовой)
Удерживающие и кондиционирующие свойства диатомитов и трепелов делают их перспективным материалом для применения в качестве носителей пестицидов, микроэлементов, для гранулирования и опудривания сложных и комплексных удобрений. Эти породы можно применять для хранения удобрений. Добавка 1...3% диатомита от массы нитроаммофоски, нитрофоски и т. п. обеспечивает их содержание в сыпучем состоянии. В тонкоразмолотом состоянии кремнистые породы — инсектицид. Порошок диатомита (размер частиц — 3...10 мк) распыляют в местах скопления амбарных вредителей. Из-за абразивных свойств он нарушает целостность тонкой восковой пленочки, предохраняющей тело насекомых от высыхания, что приводит к их массовой гибели. Лучшие результат дает диатомит при температуре 30°С и относительной влажности 30%. Адсорбционные свойства этих пород позволяют их исполизовать также для поглощения различных радиоактивных элементов, в частности из воды. Из 4,5 млн т кремнистых пород, добываемых ежегодно в нашей стране, около 75% потребляет цементная промышленность, 4% используют как наполнители в медицинской промышленности, производстве косметики и т. п., а также для очистки различных продуктов, а остальное — как теплоизоляционные материалы. В сельском хозяйстве у нас кремнистые породы практически; не применяют, в то время как в США, Канаде или Дании на эти цели расходуется основная часть добываемого и закупаемого диатомита. Ресурсы кремнистых опаловых пород, в первую очереди диатомитов и трепелов, огромны. Разведано более 230 месторождений различных генетических типов, обладающий высоким качеством сырья, запасами около 1,9 млрд т и удобными условиями разработки. Месторождения имеют благоприятное географическое положение — расположены практически во всех районах, в том числе и в местах интенсивного земледелия и близ центров по производству удобрений. Прогнозные ресурсы — около 80 млрд м3 (половина из них — диатомиты). Крупные месторождения известны в Поволжье, на Южном Урале и в Зауралье, где пласты диатомитов достигают 30 м мощности (в Поволжье — до 60...80 м), Центральной России, а также в Приморье, на Камчатке и Сахалине. ?
Глауконитовые породы В группу этих слоистых магнезиально-железистых минералов входят гидрослюды с высоким содержанием железа— до 28% оксида железа (III) и до 8,6% оксида железа (II). В природе глауконит чаще всего ассоциирует с песчано-глинистыми отложениями мела и палеогена. Глауконит – (название произошло от греческого glaukos- светло-зеленый), минеральный вид из группы гидрослюд. Химический состав — К (Fe, Mg) (H2О)2[Si3,8-3,5 А10,2-0,5 О10]. Содержит до 9,5% К2О и до 4,5% MgO. Глауконит обычно встречается в виде микроагрегатны зерен (0,1...0,5 мм) — микроконкреций зеленого цвета, в которых, как было установлено при детальном микрозондовом изучении, часто содержится также монтмориллонит (5...50%). Глауконит использовался для производства красок, устойчивых к щелочам, кислотам, морозу и свету. Благодаря высоким катионообменным свойствам и способности к регенерации (до 500 циклов) его применяли как смягчитель жестких вод в сахарной, пивоваренной и текстильно промышленности, а также на тепловых электростанциях. Для повышения реакционной способности и катионного обмен желательна предварительная обработка раствором поваренной соли. Можно примененять глауконит как адсорбент для дезактивации прудовых и сточных вод, очистки их от некоторых катионов и радиоактивных изотопов (реактивность сточных вод снижается до 200 раз). О возможности использования глауконита как калийного удобрения еще в конце прошлого века писал А. Н. Энгельгардт. С этой целью его применяли в России, Западной Европе и Северной Америке. В настоящее время установлено, что глауконитовая мука является хорошим бесхлорным удобрением, часто превышающим по результативности обычные калийные удобрения. При использовании ее вместо равного (по К2О) количества калийной соли урожай гречихи был больше на 3 ц/га, картофеля— на 18 ц/га, помидоров - на 100 ц/га. Подвижность калия (и, следовательно, его доступность растениям) резко возрастает при предварительном обжиге глауконита до температуры 600...650°С. Минерал приобретает при этом палево-оранжево-коричневый цвет. Опыты с глауконитом проводились в разных почвенно-климатических зонах, с разными сельскохозяйственными культурами и в большинстве случаев урожаи зерновых, овощных, бахчевых, цитрусовых культур, а также кормовых трав значительно увеличивались. В ряде случаев эффект оказывался больше ожидаемого, исходя из валового содержания калия. Объясняется это несколькими обстоятельствами. Как правило, в экспериментах использовался не чистый глауконит, а глауконитовые пески (глауконита - от 10 до 80%), которые часто содержат значительную примесь Р2О5 (до 4...8%). Присутствие фосфора иногда отмечается и в самих микроконкрециях глауконита (0,07...3,9% Р2О5). Кроме того, в глауконитах содержится повышенное количество некоторых микроэлементов — бора (до 300 г/т при среднем содержании в осадочных породах 100 г/т), ванадия (соответственно 650 и 150 г/т), а также меди, марганца и других. Немалую роль в сельскохозяйственном использовании глауконита имеют его адсорбционные и катионообменные свойства. Удельная поверхность этого минерала достигает 40... 100 м2/г. обменная емкость — 15...30 мг/экв (у глауконит-монтмориллонитовых микроконкреций— до 100) на 100 г породы. Поэтому его применение улучшает свойства почвы — увеличивается поглотительная и водоудерживающая способность. В экспериментах было замечено, что он не только повышает урожайность, но растения (виноград, хлопчатник, свекла, томаты и другие) при использовании глауконита становятся более устойчивыми к заболеваниям. Повышается и качество продукции. Обработка водными вытяжками из глауконита улучшает всхожесть семян, стимулирует развитие корневой системы растений и полезной микрофлоры почвы: азотобактерий (на 60... 120%), актиномицетов (на 25... 100%), грибов (в 1,2...3 раза). Глауконитовые породы можно использовать для рекультивации земель. На слое (0,5 м) глауконитового песка из Егорьевского месторождения мощностью 0,5 м урожай многих культур (при дополнительном внесении соединений азота) оказался выше, чем на натуральной почве при том же количестве удобрений. Глаукониты повышают водоудерживающую способность легких и уменьшают связность тяжелых почв, что благоприятно сказывается на развитии корневой системы растений. Глауконит можно использовать и для выращивания водорослей (хлореллы) на корм скоту, а также в рыбном хозяйстве — биомасса водорослей при внесении глауконита в пруды возрастает более чем в 10 раз при росте содержания жиров и протеина. Мощность глауконитсодержащих песков может составлять десятки метров при многокилометровой протяженности продуктивных толщ. Практическое применение глауконита в сельском хозяйстве началось в начале 20 века в Японии, США, Великобритании и Канаде. Раньше в России, глаукониты использовались для смягчения вод, применяемых в теплоэнергетике, а также в качестве пигмента для изготовления защитных красок (Копровское месторождение в Ленинградской области). И все же одно из наиболее перспективных направлений его использования связано с сельскохозяйственным производством. Положительный эффект при этом обеспечивается за счет не только своеобразного химического состава глауконитов, в которых содержится от 5 до 9,5% оксида калия, но и значительного присутствия в минерале других добавок—микроэлементов (марганец, медь, кобальт, никель, бор, ванадий и др.), а также высоких адсорбционных и катионно-обменных свойств. Глаукониты, как и цеолиты, являются многофакторными удобрениями, механизм воздействия которых на плодородие почвы еще до конца не раскрыт. Положительное воздействие глауконитов можно упрощенно свести к обогащению почвы калием, улучшению ее структуры, в частности проницаемости, стимулировании накопления и сохранения влаги и обменным процессам. Известны факты положительного влияния глауконитов на концентрацию полезной микрофлоры, их активной роли в борьбе с различного рода заболеваниями растений и загрязнений почв, пестицидами и другими вредными соединениями. Опыты по использованию глауконитов в качестве удобрения проводились и в Саратовской области. В Красноармейском районе глауконитовый песок вносился из расчета 20 т на 1 га под ячмень. Общая прибавка урожая, по сравнению с урожаем на контрольном поле, составила 9 ц ячменя на 1 га. Внесение такого же количества под посадки картофель позволило увеличить сбор картофеля в среднем на 22 ц с 1 та. Положительные результаты от применения глауконита получены в Энгельском района. На 10—15% был увеличен урожай сахарной свеклы на черноземе Аркадакского района. Большие возможности для применения глауконита открываются в садоводстве и цветоводстве. В глауконитовых песчаниках Поволжья в среднем содержатся окиси кальция 6,6, магния -3,43, калия -5,92, бора -0,12 и марганца -0,04%. В них присутствует медь, хром, молибден, кобальт и другие микроэлементы. Как улучшитель физико-химических свойств почвы глауконит перспективен для применения на солонцовых почвах. Являясь адсорбентом, этот минерал увеличивает поглотительную способность почв, связывает различные соли, неразложившиеся пестициды, предотвращая возможное загрязнение почв. Установлена высокая эффективность глауконитовых песков на южных карбонатных черноземах и темно-каштановых почвах. Норма внесения глауконита под кукурузу составляет 5, а под картофель, томаты и огурцы – 10 т/га. Глауконитовый песок вносится под глубокую зяблевую вспашку. Глауконит оказывал заметное положительное влияние на пищевой режим почвы, рост и развитие растений. Прибавка урожая картофеля могут составлять до 32% к контролю, зеленой массы кукурузы, плодов, огурцов и томатов – 12,6-15,8%. Глауконитовые пески как удобрения обладают определенным последействием. Прибавка урожая зеленой массы кукурузы в последействии составляла 13,2 и картофеля 18,6% к контролю. В России многочисленные промышленные проявления глауконитовых пород (обычно кварц-глауконитовых песков, нередко с желваками фосфоритов) известны в Подмосковье, Поволжье, в Вятско-Камском районе, Актюбинской области, Приуралье, в Ростовской области, Камчатке, Сахалине. Для некоторых площадей и месторождений предварительно оценены промышленные запасы глауконита. Запасы подмосковного Егорьевского района кварц-глауконитовых глинистых песков, содержащих от 40 до 70% глауконита, составляют около 1 млрд т. Большая их часть приурочена к верхнеюрским, меловым и палеогеновым отложениям. Таким образом, эффективное применение глауконита в сельском хозяйстве связано с повышенным содержанием калия, высокими адсорбционными и катионообменными свойствами, относительно высоким содержанием микроэлементов и их благоприятным сочетанием, и с биостимулирующими свойствами глауконита. Глауконит образуется при диагенезе морских отложений в прибрежных относительно мелководных участках. Он встречается в песках и песчаниках, в кремнистых и карбонатно-мергелистых породах, а также в туфогенно-кремнистых породах. Наиболее распространенные пески кварц-глауконитового состава в качестве дополнительной примеси содержат заметное количество желваков фосфоритов. В геологической истории Земли отмечено несколько этапов интенсивного глауконитообразования, связанных с теплым влажным климатом и морскими трансгрессиями, захватывающими обширные площади современных континентов. Такие условия возникали в раннем кембрии, ордовике, поздней юре, в меловом и палеогеновом периодах. Мощность глауконитсодержащих пород может составлять от 1 до 10 м, протяженность залежей — десятки и сотни километров; содержание глауконита в породах колеблется в широких пределах, достигая 60...80%. Глауконит хорошо поддается обогащению методом электромагнитной сепарации и может быть получен концентрат с содержанием его до 98%. Нефелин. Минерал из группы фельдшпатидов класса силикатов KNa3[AlSiO4]4. Породообразующий минерал магматических пород щелочного ряда, в составе которых щелочные элементы преобладают над щелочно-земельными (нефелиновые сиениты, уртиты и другие). Из-за высокого содержания А12О3 (33%) является вторым после бокситов видом алюминиевого сырья. Кроме алюминия, при комплексной переработке нефелина производят соду, силикагели, цемент, а также поташ К2СО3 (зола, один из древнейших видов удобрений, использовалась именно благодаря высокому содержанию поташа). Нефелин, содержащий в среднем 5...6 % К2О, может использоваться в сельском хозяйстве и без предварительной химической переработки. Под влиянием слабых кислот почвы он легко разлагается с образованием алюмокремниевого геля, который может сохраняться в почве очень долгое время. Продукты выветривания нефелина, обогащая почву коллоидами, улучшают структуру песчаных почв, одновременно увеличивается их влагоемкость и влагоудерживающая способность, усиливается микробиологическая активность. На торфянистых почвах нефелин служит не только источником калийного питания растений, микроэлементов и нейтрализатором почвенной кислотности, но и средством, способствующим мобилизации питательных веществ торфяных болот - азота и органического вещества, благодаря изменению реакции почвы и оживлению ее микробиологической деятельности. Рекомендуемые дозы нефелина на минеральных почвах - в 1...2 т/га (что соответствует 3...6 ц/га сильвинита, или 45...80 кг/га К2О), а на торфянистых почвах - 2...4 т/га (6... 14 ц/га сильвинита, 90...200 кг/га К2О). Действие минерала является длительным (3...5 лет). Поэтому его лучше вносить большими дозами, но реже, чем малыми дозами, но часто. С тониной помола эффективность нефелина повышается. Запасы нефелина в России велики. Только в девяти разведанных месторождениях Мурманской и Кемеровской областей, Красноярского края сосредоточено 4 млрд т. Большая их часть находится на Кольском полуострове, где нефелиновый концентрат получают попутно при извлечении апатита из нефелин-апатитовых руд. Залежи нефелина известны на Урале, в Приазовье, Восточной Сибири. Сыннирит. Кроме нефелина, содержащего калий вместе с натрием, существует чисто калиевый минерал K[AlSiО4], называющийся калисилит. Он считался сравнительно редким, но в 1963 г. севернее оз. Байкал были найдены глубинные магматические породы, соответствующие по химическому составу сиенитам, в которых этот минерал оказался породообразующим. По месту первой находки такая разновидность сиенитов получила название сыннырит. Калисилит в этой горной породе находится в закономерном очень тонком срастании с калиевым полевым шпатом. Интрузивные массивы сынныритов с содержанием К2О до 20% обнаружены в Бурятии и Читинской области. Сходные породы, но с меньшим содержанием окиси калия (8... 10%) найдены также в Горной Шории и Кузнецком Алатау. Существуют технологические схемы переработки калисилита сынныритов для получения поташа, а также другого калийного бесхлорного удобрения — метасиликата калия (KSiО3). Получаемые из сынныритов калийные удобрения на силикатной и алюмосиликатной основе не отличаются от стандартных калийных удобрений. Калисилит сравнительно легко разлагается в почве, поэтому агрохимический эффект дает и внесение непереработанных сынныритов в тонкоразмолотом виде. По мнению специалистов, вовлечение в эксплуатацию сынныритов позволило бы полностью ликвидировать дефицит калийных удобрений для востока страны в целом и Западной Сибири в частности. Кроме калия, в сынныритах, как правило, отмечается повышенное содержание Р2О5 (2...4%), что связано с присутствием среди второстепенных минералов апатита. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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» |
