Analýza vápenca. Vápenec - vlastnosti, charakteristika, zloženie, ťažba a použitie. Popis a typy

1 .. 189 > .. >> Ďalej
NaCl -[-NH3-I-C02I-H20-NaHC03[-NH4CI
434"
2NaHC03 X N a2СО* + CO21 -f H2O
Hlavnými nečistotami v technickej sóde sú NaCl1 NH4Cl, NH4HCO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, soli železa.
Kvalita syntetickej sódy je určená GOST 5100-64.
Obsah uhličitanu sodného v kalcinovanej sóde nie je nižší ako 99 %, strata hmotnosti pri zapálení nie je väčšia ako 2,2 %, obsah chloridov v prepočte na chlorid sodný nie je vyšší ako 0,8 %. V závislosti od účelu sa dodatočne stanovuje obsah síranov, železa, oxidu draselného atď.
§ 58. ROZBOR VÁPENCA
Stanovenie uhličitanu vápenatého. Vápenec je uhličitanová hornina pozostávajúca z 90-98% CaCO3. Na stanovenie CaCO3 sa používa veľa metód. Jednou z nich je metóda založená na interakcii kyseliny s uhličitanom vápenatým za uvoľňovania CO3:
CaCO3 + 2HCl ¦ > CaCI2 + CO2f + H2O
Množstvo CO2 je určené rozdielom medzi hmotnosťou kalcimetra pred a po reakcii. Ak poznáte hmotnosť CO2, prepočítajte ju na hmotnosť CaCO3 a výsledky vyjadrite v percentách.
Činidlá:
1) kyselina sírová (pl. 1,84);
2) kyselina chlorovodíková, 10% roztok.
Vykonanie definície. Vopred premytý kalcimeter 1 (obr. 130) sa vysuší a ochladí na teplotu miestnosti. Otvorte zátku 6 lievika 4 a opatrne nalejte kyselinu sírovú (pl. 1.84) tak, aby bol hrot kapiláry 5 ponorený 3-4 mm v kyseline. Opatrne uzavrite zabrúsenou zátkou 6, pričom dbajte na to, aby sa kyselina nedostala do spodnej časti zariadenia. 10 ml 10% roztoku kyseliny chlorovodíkovej sa umiestni do lievika 7 s kohútikom 8 uzavretým a uzavretým zátkou 9, potom sa kalcimeter odváži na analytických váhach s presnosťou 0,0002 g. Potom sa do lievika vloží asi 0,5 g vápenca. kalcimeter cez otvor 2, pričom sa uistite, že vápenec nezostáva na stenách otvoru, uzatvorte ho zátkou 3 a znova ho odvážte na analytických váhach. Rozdiel medzi druhým a prvým vážením určuje hmotnosť vápenca. Opatrne odstráňte zátky 6 a 9, otvorte kohútik 8 a postupne nalejte kyselinu chlorovodíkovú do spodnej časti zariadenia. Zariadenie sa ponechá 15 až 20 minút, aby sa reakcia dokončila, pričom sa oxid uhličitý uvoľňuje cez lievik 4, kde sa absorbuje sírová voda
Ryža. 130. Kalcimeter na rozbor vápenca
435
kyselina noová. Po skončení reakcie sa zariadenie uzavrie zátkami 6 a 9 a odváži sa na analytických váhach s presnosťou 0,0002 g. Hmotnosť uvoľneného CO2 sa určí z rozdielu medzi druhým a tretím vážením.
Percento CaCO3 d:caco3 vo vápenci sa vypočíta pomocou vzorca
¦ gi100"100 ,vir japončina
*CaCO, - (V1I.3I)
kde gi je hmotnosť uvoľneného oxidu uhličitého, g; g - vzorka vápenca, g.
Stanovenie oxidu uhličitého vo vápencoch je možné vykonať plynovou metódou. Na tento účel sa do reakčnej nádoby 1 (pozri obr. 130) umiestni odvážená časť vápenca zodpovedajúca 80 až 100 ml CO2 a zmieša sa s 10 ml 10 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej. Uvoľnený CO3 sa meria v byrete na meranie plynu. a uviesť jeho objem do normálnych podmienok.
Na základe množstva CO2 sa vypočíta percento uhličitanu vápenatého XCaCo3 vo vápenci:
PoIOO-100
kde V0 je objem suchého oxidu uhličitého za normálnych podmienok, ml; g - vzorka vápenca, g.
§ 5“. ANALÝZA KVAPALIN NA VÝROBU SÓDY
Kvapaliny pri výrobe sódy sa analyzujú na chlór, dusík, amoniak a oxid uhličitý. V destilačnej kvapaline sa stanovuje prebytok oxidu vápenatého. Pri výrobe sódy sa koncentrácia roztokov zvyčajne vyjadruje v takzvaných normálnych deleniach, t.j. počet mililitrov je presne 1 N. reagenčného roztoku spotrebovaného na 20 ml testovaného roztoku. Napríklad, ak sa použije 25 ml 1 N na titráciu 20 ml čpavkovej vody. kyslého roztoku, potom je koncentrácia čpavkovej vody 25 normálnych dielikov alebo skrátene 25 N. d.
Jedno normálne delenie zodpovedá V20 g-ekv. látky v roztoku. Preto, ak má amoniaková voda koncentráciu
25 n. atď., potom to predstavuje 25^= 1,25 g-liv.
Príklad. Vyjadrite normálnymi dielikmi, g-ekv!l a g!l, koncentráciu NH3 v kvapaline, ak sa na titráciu 26 ml použije 28,4 ml 0,5 N. roztok H2S04 (K== 0,9980).
Riešenie.
1. Vypočítajte množstvo presne 1 n. roztoku H2SO4, ktorý bol vynaložený na titráciu 25 ml testovaného roztoku podľa vzorca A^f1 = N3V3, 28,4 0,9980 0,5 = -1 V2, teda
02 = 28,4-0,9980-0,5 = 14,17 ml.
436
2. Určite množstvo presne 1 a roztoku H2SO4, ktoré by sa spotrebovalo na 20 ml testovacieho roztoku: Na 25 ml testovacieho roztoku by sa spotrebovalo 14,17 ml H2SO4, na 20 ml testovacieho roztoku by sa spotrebovalo X ml. :
20-14,17
X = -¦-"¦- = 11,34 JHJ alebo 11,34 n.d. 25
3. Vypočítajte koncentráciu NH3 v g/l: \OOO ml 1 N. roztok obsahuje 1 g-ekv. NH3
11,34 ml 1 n. roztok obsahuje x Ms NH3
11,34-1 NHl 1000 v 20 ml skúšobného roztoku.
11,34
20 ml obsahuje ^ g-ekv. NH3
1000 ml obsahuje x g-ekv NH3
1000-11,34 1
= -11,34 = 0,567 g-ekv./l.
1000-20 20
4. Vypočítajte koncentráciu NH3 v g/l:

OBECNÝ VÝCHOVNÝ ÚSTAV STREDNÁ ŠKOLA s. OKTYABRSKOYE

OBVOD STERLITAMAK BAŠKORTOSTANSKEJ REPUBLIKY

Rubrika: Svet chémie

Kategória: Svet okolo nás

Vykonané:Zaydullina Alsou, žiačka 7. ročníka Mestského vzdelávacieho zariadenia Stredná škola v obci. Okťabrskoje

Vedecký vedúci: Iskhakova R.U., učiteľka chémie na strednej škole MOBU. Okťabrskoje

2015

Úvod

študovať literatúru o tejto problematike;

študovať fyzikálne vlastnosti vápenca;

študovať chemické vlastnosti vápenca;

získajte vápenec sami;

vyvodiť závery.

LITERATÚRA. Čo je vápenec?

Vápenec -usadená hornina organického pôvodu, pozostávajúca najmä z uhličitanu vápenatého ( CaC03 ) vo forme kryštálov kalcitu rôznych veľkostí.

Vápenec, pozostávajúci hlavne z lastúr morských živočíchov a ich úlomkov, sa nazýva mušľová hornina. Okrem toho sa tu vyskytujú vápence nummulitické, machorastové a mramoru podobné – masívne vrstvené a tenkovrstvové.

Podľa štruktúry rozlišujeme vápence na kryštalické, organogénno-klastické, detritálno-kryštalické (zmiešaná štruktúra) a sintrové (travertín). Medzi kryštalickými vápencami sa podľa veľkosti zŕn rozlišujú na hrubé, jemné a kryptokryštalické (afanitické) a podľa lesku na lome - rekryštalizované (mramorové) a kavernózne (travertín). Kryštalický vápenec - masívny a hustý, mierne pórovitý; travertín – kavernózny a vysoko porézny.

Medzi organogénno-klastickými vápencami sa v závislosti od zloženia a veľkosti častíc rozlišujú: útesový vápenec; lastúrny vápenec (škrupinový kameň), pozostávajúci hlavne z celých alebo rozdrvených schránok spojených uhličitanom, ílom alebo iným prírodným cementom; detritový vápenec zložený z úlomkov lastúr a iných organogénnych úlomkov stmelených kalcitovým cementom; riasový vápenec. K organogénno-klastickým vápencom patrí aj biela (tzv. Písacia) krieda.

Organogénno-klastické vápence sa vyznačujú veľkou pórovitosťou a hmotnosťou a ľahko sa spracovávajú (pília a leštia). Klasticko-kryštalický vápenec pozostáva z karbonátových úlomkov rôznych tvarov a veľkostí (hrudky, zrazeniny a uzlíky jemnozrnného kalcitu), so začlenením jednotlivých zŕn a úlomkov rôznych hornín a minerálov, šošoviek rohovca. Niekedy je vápenec zložený z oolitických zŕn, ktorých jadrá sú zastúpené úlomkami kremeňa a pazúrika. Vyznačujú sa malými pórmi rôznych tvarov, premenlivou objemovou hmotnosťou, nízkou pevnosťou a vysokou nasiakavosťou. Sintrový vápenec (travertín, vápenatý tuf) pozostáva zo sintrového kalcitu. Vyznačuje sa celulárnosťou, nízkou objemovou hmotnosťou a ľahko sa spracováva a píli.

Vápenec má univerzálne použitie v priemysle, poľnohospodárstve a stavebníctve:

V hutníctve slúži vápenec ako tavivo.

Pri výrobe vápna a cementu je hlavnou zložkou vápenec.

Vápenec sa používa v chemickom a potravinárskom priemysle: ako pomocný materiál pri výrobe sódy, karbidu vápnika, minerálnych hnojív, skla, cukru a papiera.

Používa sa pri čistení ropných produktov, suchej destilácii uhlia, pri výrobe farieb, tmelov, gumy, plastov, mydla, liekov, minerálnej vlny, na čistenie tkanín a ošetrovanie kože a vápnenie nečistôt.

Vápenec sa ako stavebný materiál používa už od staroveku; a spočiatku to bolo celkom „jednoduché“: našli jaskyňu a osídlili ju podľa svojich potrieb.

2. ŠTÚDIUM FYZIKÁLNYCH VLASTNOSTÍ.

(Príloha 2).

Každý minerál má svoje vlastné vlastnosti, ktoré sú pre neho jedinečné; Zvažoval som nasledujúce znaky:

Lesknite sa

Matný

Tvrdosť

priemer

Farba

bielo-šedá

Hustota

2000-2800 kg / m 3

Elektrická vodivosť

10~5 až 10~~4

Tepelná vodivosť

0,470 m*K

Rozpustnosť. (príloha 3)

Rozpustnosť vo vode

Vápenec sa nerozpúšťa vo vode

Rozpustnosť v acetóne (organické rozpúšťadlo)

Vápenec sa nerozpúšťa v acetóne

ŠTUDIUM CHEMICKÝCH VLASTNOSTÍ

(príloha 4)

Skúsenosť č.1. Interakcia vápenca s kyselinami (chlorovodíková, octová, dusičná).

Chemikálie a vybavenie:

Silné kyseliny: HCl (chlorovodíková), HN03 (dusík).

Slabý CH3COOH (octový).

Stojan so skúmavkami, alkoholová lampa, držiak.

Činidlo

Pozorovania

Záver

HCI(soľ),

Reakcia je búrlivá

Dobre interaguje s kyselinou chlorovodíkovou

HNO 3 (dusík)

Na stenách skúmavky sa objavili kvapôčky vody a uvoľnil sa oxid uhličitý.

Reakcia je búrlivá

Dobre interaguje s kyselinou dusičnou. Lepšie so slanou vodou.

CH 3 COOH(octová)

Na stenách skúmavky sa objavili kvapôčky vody a uvoľnil sa oxid uhličitý.

Reakcia je pomalá, ale pri zahrievaní sa rýchlosť reakcie zvýšila.

Zle interaguje s kyselinou octovou. Pretože slabá kyselina.

CaCO 3 +2HCl=CO 2  +H 2 O+CaCI 2

CaCO 3 +2CH 3 COOH= (CH 3 prevádzkový riaditeľ) 2 Ca+H 2 O+ CO 2 

CaCO 3 + 2HNO 3 = Ca (č 3 ) 2 + CO 2  +H 2 O

Záver: Vápenec reaguje s kyselinami za uvoľnenia oxidu uhličitého a vody. So silnými kyselinami bola reakcia búrlivá, ale so slabou kyselinou začala až po zahriatí.

Skúsenosť č.2. Interakcia s alkáliami (vo vode rozpustné zásady).

(príloha 4)

Chemikálie a vybavenie:

Hydroxid sodný - NaOH , stojan so skúmavkami, liehová lampa, držiak.

Opis zážitku : Do skúmavky sa pridalo určité množstvo vápenca a pridal sa hydroxid sodný. Neprebehla žiadna reakcia, po 15 minútach som pridal ďalšie činidlo a zahrial. Nebola pozorovaná žiadna reakcia.

Záver: Vápenec nereaguje s alkáliami.

Skúsenosť č.3. Rozklad vápenca.

(Príloha č. 5).

Chemikálie a vybavenie: vápenec, statív, trubica na výstup plynu, banka, baterka, alkoholová lampa.

Opis zážitku : Vápenec sa umiestnil do skúmavky a uzavrel sa trubicou na výstup plynu, ktorej koniec sa spustil do banky. Zapálili liehovú lampu a začali ju ohrievať. Prítomnosť oxidu uhličitého sa zisťovala pomocou horiacej triesky.

Pozorovania: Vápenec sa rozkladá. Farba sa zmenila na bielu. Na stenách skúmavky sa objavili kvapôčky vody a uvoľnil sa oxid uhličitý.

CaC03 CaO+ CO2

Záver: Pri zahrievaní sa vápenec rozkladá za vzniku oxidu vápenatého a vody.

Skúsenosť č.4. Výroba vápenca doma.

Na dokončenie experimentu budete potrebovať:

plastové vedro

plastové poháre

suchá omietka

sadrová zmes

Čas na vykonanie experimentu: 15 minút na prípravu na experiment a 5 dní na získanie vápenca.

Ak chcete získať vápenec:

1. 1. 1. Vzniknutú zmes som naliala do plastových pohárov.

         Poháre umiestnite na teplé miesto. Nechajte to tak 5 dní.

         Na 5. deň som vyťažil vzniknutý vápenec.

Poznámka:

Škrupiny môžu byť ľubovoľnej veľkosti, ale pre najlepšiu kvalitu vápenca použite menšie škrupiny.

Pozorovanie: Pripomína výsledný vápenec prírodný?

výsledok:

Vápenec je druh sedimentárnej horniny. Keď mikroskopické morské živočíchy umierajú, padajú na dno oceánu, kde ich zbierajú mušle. Takže škrupiny časom zbierajú tieto častice a vytvára sa vápenec..

Relevantnosť témy.

Vápence majú mimoriadne široké uplatnenie. Používajú sa na prípravu tavív (v hutníctve), na stavebníctvo, na výrobu vápna a cementu, pri výrobe vápenopieskových tehál, v chemickom priemysle, pri výrobe cukru a pod. Používajú sa najmä v hutníckom priemysle ako tavivá. Zavedenie nových technologických postupov v hutníctve si vyžaduje zlepšenie kvality taviaceho vápenca z hľadiska chemického zloženia a mechanickej pevnosti. Vyčerpanie zásob vysokokvalitných surovín na vyťažených ložiskách a zatváranie lomov z dôvodu zhoršujúcich sa environmentálnych problémov si vyžiadalo urýchlené uvedenie nových ložísk do prevádzky. V tejto súvislosti sa začal prieskum Rodnikovskoje poľa v Doneckej oblasti. Štúdium zákonitostí priestorového rozloženia ukazovateľov kvality vápenca, ako aj zisťovanie príčin variability týchto ukazovateľov, sa na ložisku neuskutočnilo. Podrobné štúdium geologických pomerov, tektoniky a chemického zloženia vápenca umožní preukázať súvislosť medzi geologickými faktormi a kvalitou surovín na území ložiska Rodnikovskoje.

Ryža. 1. Cyklus spracovania vápenca. Animácia GIF, 13 snímok, opakovanie v slučke, 23,1 kb.

Na obrázku:

1. Tavený vápenec
2. Limetka
3. Dolomit
4. Výroba ocele
5. Oceľové ingoty
6. Odpad a prach
7. Spracovanie (odpracovanie)
8. Opakovane použiteľné
9. Mrhať
10. Konečný produkt (príklady): riad, spotrebný tovar, automobily, stavebný materiál
11. Prepracovanie
12. Suroviny
13. Recyklácia

Táto vedecká práca má spojenie s Národným programom rozvoja nerastnej základne Ukrajiny na obdobie do roku 2030 v časti „Nerudné suroviny pre hutníctvo“ podsekcii „Stavené vápence a dolomity“. Vykonáva sa na základe pokynov štátneho podniku KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya KGRE.

Účel štúdie je študovať faktory variability kvality vápenca a jeho priestorového rozloženia s cieľom optimalizovať vývoj ložiska Rodnikovskoje.

Ciele výskumu:
1) študovať kvalitu vápencov v juhozápadnej časti Donbasu;
2) získať štatistické charakteristiky variability ukazovateľov kvality vápencov;
3) identifikovať geologické faktory ovplyvňujúce distribúciu rôznych indikátorov kvality v rôznych oblastiach poľa;
4) určiť závislosť kvality vápenca od podmienok výskytu;
5) vykonať porovnávaciu analýzu kvality ložiskových vápencov s technickými požiadavkami rôznych priemyselných odvetví;
6) vypracovať praktické odporúčania pre ďalší rozvoj ložiska Rodnikovskoye.

Myšlienka práce spočíva v testovaní známych teoretických faktorov zmien chemického zloženia vápencov v ložisku Rodnikovskoje.

Objekt výskumom je ložisko taviacich vápencov Rodnikovskoye v Doneckej oblasti.

Položka– priestorové zákonitosti rozloženia kvality vápenca, ich súvislosť s geologickými faktormi.

Výskumné metódy:
- štatistické spracovanie zdrojových údajov;
- analýza grafického materiálu na objasnenie štrukturálnych znakov skúmaného objektu (geologická mapa oblasti, hypsometrické plány, stratigrafické stĺpy atď.);
- zostavenie vzoriek počiatočných údajov pre porovnávacie charakteristiky jednotlivých prvkov objektu;
- priestorová analýza distribúcie užitočných a škodlivých zložiek nerastných surovín v mieste štúdie;
- metóda systematickej analýzy výsledkov spracovania na vytvorenie modelov variability kvality vápenca;

Vedecká novinka získané výsledky. Prvýkrát boli analyzované zmeny v ukazovateľoch kvality karbonátových vrstiev v juhozápadnej časti Donbasu. Boli vypracované kvalitatívne kritériá pre vápenec na ťažbu ložiska Rodnikovskoye. Boli stanovené vzorce priestorovej distribúcie variability ukazovateľov kvality minerálov.

Praktický význam získaných výsledkov
Označené sú zóny s vysokokvalitnými vápencovými surovinami v ložisku Rodnikovskoye. Boli vypracované odporúčania na technológiu ďalšieho rozvoja ložiska.

Osobný príspevok
Systematizoval som predtým uskutočnený výskum, definoval ciele práce, zostavil vzorky, vykonal štatistické spracovanie a interpretáciu údajov. Na základe výskumu sú výsledky práce prezentované v grafickej podobe. Boli zostavené praktické odporúčania.

Schválenie výsledkov
Problematika tejto práce bola prezentovaná na II. Celoukrajinskej vedeckej konferencii – Škola mladých vedcov „Aktuálne problémy geologických vied“, ktorá sa konala v Kyjeve 12. – 15. apríla 2010. Moja správa na tému „Zlepšovanie technológie pre prieskum a rozvoj ložísk taviaceho vápenca“ bola uverejnená v abstraktoch tejto konferencie.

Publikácie

Volkova T.P., Rogachenko A.M. Štúdium kvality vápencov s cieľom optimalizovať rozvoj ložiska Rodnikovskoye // Sciences of DonNTU - 2010. - Doneck.

Hlavná časť

Rozbor stavu poznania problematiky
Analyzoval som literatúru a skladové materiály na tému uhličitanových surovín na Ukrajine. Osobitná pozornosť bola venovaná štúdiu spodnokarbónskych vápencových ložísk spojovacej zóny azovského megabloku ukrajinského štítu a zvrásneného Donbasu.
Štúdiom ložísk spodného karbónu v juhozápadnej časti Donbasu sa od polovice 19. storočia zaoberalo množstvo geológov. V rokoch 1928-1929 Rotaem O.P. Geologické mapovanie juhozápadnej časti Donbasu bolo vykonané v mierke 1:42000, v dôsledku čoho bola prijatá nová indexácia stratigrafických zón. V rokoch 1947-1951. Ukrgeoltrest MChM vykonal inštrumentálny geologický prieskum v mierke 1:100000 s cieľom objasniť ďalšie smerovanie geologických prieskumných prác na zvýšenie bilančných zásob tavných vápencov a dolomitov. Prvýkrát prieskumné práce na poli Rodnikovskoye vykonala spoločnosť Priazovsky Exploration Exploration Company v rokoch 1982-1984. V období od roku 1985 do roku 1990 vykonalo Štátne prieskumné oddelenie Azov štátneho podniku Yuzhukrgeologiya prieskumné a hodnotiace práce v oblasti Komsomolskaja vrátane poľa Rodnikovskoye.
Vedec A.I. študoval geologické a tektonické znaky výskytu karbonátových surovín v spojovacej zóne azovského megabloku ukrajinského štítu a zvrásneného Donbasu. Nedoshovenko. Jeho článok „O metodológii prieskumu ložísk karbonátových surovín v juhozápadnej časti Donbasu“, publikovaný v roku 1977, poukazuje na problém krasovatenia skúmaného územia a nedokonalosť systému geologického prieskumu takýchto území.
V diele A.V. Kanunnikovej a V.I. Remizov „Litologické vlastnosti, postsedimentačné zmeny a pórový priestor stredno-spodných karbónskych vápencov“ (1977), štúdie karbonátových hornín boli vykonané s cieľom zhodnotiť ložiská široko používané pri prieskume ropy a zemného plynu. Niektoré aspekty ich práce však môžu byť užitočné na porovnanie chemických vlastností vápencov ložiska Rodnikovskoye.
Vo vedeckom článku S.A. Machulina a M.V. Bezuglya „O objave veľkých stalaktitových útvarov pyritu v spodnokarbónskych vápencoch lomu Stylsky v juhozápadnej časti Donbasu“ (2004) naznačuje príčiny výskytu sírnikov v krasových dutinách turnaisských vápencov.
V diele V.A. Michajlová, M.M. Kurilo, N.Yu. Galkin „Stanovenie vzťahu medzi ziskovosťou banských podnikov a technickými a ekonomickými charakteristikami domácich ložísk tavných karbonátových surovín“ (2005) skúma problém poskytovania vysokokvalitných uhličitanových surovín pre hutnícku výrobu v súvislosti s nárastom priemyselnej výroby. technické požiadavky na kvalitu vápenca.

Vlastnosti geologickej stavby juhozápadnej časti Donbasu, tektonické vlastnosti a chemické zloženie hornín spodného karbónu sú opísané v zásobných materiáloch Yuzhukrgeologiya KP Priazovskaya GGE.

Geologická stavba objektu výskumu
Hlavnou oblasťou preskúmaných zásob tekutých vápencov na Ukrajine je zóna spojenia juhozápadnej časti Doneckej zvrásnenej štruktúry s azovským blokom ukrajinského štítu. Sústreďuje sa tu 38 % overených zásob tavných vápencov a 20 % dolomitizovaných vápencov. Produktívne sú monoklinálne vápencovo-dolomitové vrstvy turnaisského a viseanského stupňa spodného karbónu v hrúbke do 500 m.. Ložiská visejského stupňa sú zastúpené najmä vápencami, a turnaiského stupňa - striedaním vrstiev vápencov, dolomitov a dolomitizovaných. vápence. Nachádzajú sa aj ílovité a silicifikované vápence, vápence s bridlicou. Hrúbka karbonátových vrstiev sa pohybuje od niekoľkých do 100 alebo viac metrov.
Hlavným dodávateľom vápenca na výrobu konvertorov je Komsomolská banská správa. Jeho surovinovú základňu predstavuje karakubské ložisko tavného vápenca. Prevádzkové lomy - Severný, Južný, Zhegolevsky. Lom Dalny je kompletne vyťažený a zatopený. Zásoby ložiska Karakub vydržia do roku 2015 s dosiahnutou kapacitou podniku 7 miliónov ton surového vápenca ročne. Plánuje sa doplniť nedostatok vysokokvalitných taviacich surovín uvedením ložiska Rodnikovskoye do prevádzky.
Z geologického a štrukturálneho hľadiska sa ložisko vápenca Rodnikovskoe nachádza v juhozápadnej časti spojovacej zóny zvrásnenej štruktúry Donbasu s azovským megablokom ukrajinského štítu. Obmedzuje sa na distribučnú zónu hornín viseanského a turnajského stupňa spodného karbónu, ktoré tvoria južné krídlo kalmisko-toretskej kotliny. Produktívnymi vrstvami sú vápence turnajského a viseanského stupňa spodného karbónu. Hrúbka ložiska je 72,4 m vo východnej časti ložiska a 90,3 m v západnej časti (výpočtové zásoby po horizont? 7 m). Ložiská viszského stupňa sú zastúpené najmä vápencami. Turnajský stupeň sa vyznačuje striedajúcimi sa vrstvami prevažne vápenca, dolomitu, dolomitizovaného vápenca s medzivrstvami ílu, silicifikovaných vápencov a bridlicových vápencov. Karbonátové horniny turnajského a visejského stupňa patria k typu organogénnych, prevažne jemnozrnných, slabo metamorfovaných hornín. V nich sa ako syngenetické útvary nachádzajú pazúriky rôznych tvarov. To dokazuje chemogenitu procesu tvorby vápenca. Veľkú úlohu chemického procesu pri vzniku dolomitu potvrdzuje malá prítomnosť fosílnej fauny v dolomitizovaných horninách, ktorá sa postupne mení na dolomitizované alebo obyčajné vápence.
V závislosti od chemického zloženia a obsahu limitujúcich zložiek sa rozlišujú tieto vápence ložiska Rodnikovskoe: ferozliatina, konvertor a vysoká pec. Navyše takmer 70 % celkových zásob ložiska tvoria konvertorové vápence. Na kontrolu hmotnostného podielu SiO2 sa uhličitanové horniny predpaľujú v špeciálnych jednotkách na spaľovanie vápenca na výrobu konvertorového vápenca. Zásoby karbonátových hornín ložiska Rodnikovskoye boli vypočítané na základe predbežných údajov z prieskumu (tabuľka 2). Údaje o stave zásob taviaceho vápenca ložiska Rodnikovskoye poskytol podnik KP "Yuzhukrgeologiya" Priazovskaya KGRE.

Metodológia a dôkazy výskumu

Popis skutočných údajov
V prvej etape prác sa vykonal rozbor geologickej dokumentácie s informáciami o litológii a tektonike skúmaného územia, vybrali sa údaje na odber vzoriek, z ktorých sa vypočítali štatistické ukazovatele a stanovili sa korelácie pre každú stratigrafickú vrstvu zvlášť. Najinformatívnejší je kvalitatívny ukazovateľ CaO. Je určujúcim kritériom pre triedenie vápencov. Pre všetky ukazovatele boli vypočítané maximálne a minimálne hodnoty, priemerná hodnota ukazovateľa a smerodajná odchýlka, charakterizujúca mieru variability ukazovateľa. Na základe štatistických charakteristík boli stanovené znaky variability ukazovateľov kvality pre jednotlivé vrstvy a vo všeobecnosti pre hrúbku. Bola vykonaná porovnávacia analýza medzi výsledkami štatistického spracovania údajov pre jednotlivé vrstvy a pre celú užitočnú hrúbku poľa. Počas priestorovej analýzy boli identifikované oblasti s kvalitnými vápencovými surovinami.
Počiatočné údaje pre kvantitatívnu štúdiu vzoru distribúcie kvality vápenca sú priestorovo referenčné údaje z chemických analýz sekčných vzoriek na stratových priesečníkoch prieskumných vrtov ložiska Rodnikovskoye. Vzorka obsahuje 2270 prierezových vzoriek (s priemernou dĺžkou sekcie 2,0 m). Vzorky odobrala Štátna geologická služba Priazovský. Vo vzorkách boli stanovené nasledovné kvalitatívne ukazovatele: CaO, MgO, SiO2, Al2O3+Fe2O3, S, P. Na poli sa vykonali predbežné geologické prieskumné práce. Boli identifikované geologické bloky s rezervnými kategóriami C1 a C2. Plocha poľa je pokrytá sieťou prieskumných vrtov so vzdialenosťou medzi nimi: pre záložnú kategóriu C1 - 200×200 m, pre záložnú kategóriu C2 - 400×400 m. Vrty boli vŕtané po horizont s absolútnou prevýšenie -7 m.

Výber a popis metodiky spracovania dát
Dostupné údaje sú usporiadané na spracovanie takto:
- pre jednotlivé stratigrafické vrstvy boli zostavené vzorky, ktoré slúžia na štúdium vplyvu geologických faktorov na kvalitu vápenca;
- vzorky boli zostavené pre celú hrúbku poľa ako celku na porovnanie priestorového rozloženia kvality a identifikáciu všeobecných vzorov.

Na vyriešenie problémov uvedených v tejto práci boli zvolené nasledujúce metódy:
- štatistická analýza, ktorá nám umožňuje charakterizovať dátové pole a identifikovať súvislosti medzi rôznymi ukazovateľmi;
- rozbor grafického materiálu, ktorý umožňuje detailne preskúmať geologickú stavbu objektu;
- priestorová analýza pomocou tejto metódy sa vykonáva identifikácia priestorových vzorcov rozloženia ukazovateľov a ich väzba na geologické štruktúry objektu;
- metóda systematickej analýzy výsledkov spracovania podľa genézy minerálu a priestorovej polohy skúmaného objektu;
- zovšeobecnenie výsledkov na vytvorenie modelov variability kvality nerastných surovín.

Interpretácia výsledkov
Pre vápencové ložiská sú určujúcimi ukazovateľmi kvality CaO, MgO, SiO2, Al2O3+Fe2O3, S, P. Obsah CaO je hlavným ukazovateľom kvality vápenca. Na získanie presných informácií o príčinách a zákonitostiach jej variability sa uskutočnilo štatistické spracovanie údajov. Na základe výsledkov analýz sa zistilo heterogénne rozloženie hlavného kvalitatívneho ukazovateľa CaO v ložisku Rodnikovskoye (obrázok 1).

Ryža. 2. Histogram variability CaO v ložisku Rodnikovskoye A) pre vrstvu C1vb+c; b) vo všetkých vrstvách produktívnej vrstvy.

Histogramy variability indikátora CaO majú stupňovitý, jednovrcholový vzhľad, čo dokazuje, že študovaná charakteristika zodpovedá zákonu zrkadlovo-lognormálneho rozdelenia. Prítomnosť prázdnych intervalov naznačuje heterogenitu geologického prostredia. Vysvetľuje sa to vrstvenou štruktúrou produktívnych vrstiev viseanského a turnajského stupňa spodného karbónu, prítomnosťou krasových dutín a zlomov. Obrázok 1a ukazuje histogram variability indikátora CaO pre jednu zo stratigrafických vrstiev produktívnych vrstiev Rodnikovskoje poľa. Obrázok 1b ukazuje histogram variability priemerného ukazovateľa v rámci celej produktívnej vrstvy poľa. Rozmedzie medzi minimálnymi a maximálnymi hodnotami indexu CaO pre formáciu C1vb+c je (obr. 1a) 7,06 a pre produktívnu vrstvu ako celok – 19,32 (obr. 1b). Pri spriemerovaní údajov dochádza k výraznému poklesu kvalitatívnych ukazovateľov vápenca (CaO + MgO). Tento rozdiel je vysvetlený tým, že v produktívnych vrstvách poľa, reprezentovaných ložiskami viseanského a tournaisského stupňa, sa nachádzajú neštandardné vrstvy vápencových hornín s nízkym obsahom CaO a neproduktívnymi prísadami vo forme bahniatok, prachovcov, resp. pieskovec. Najkvalitnejšie vápence sa nachádzajú v stratigrafických vrstvách C1vb+c, C1td, C1tb.
Rozloženie variability indikátora kvality MgO je zrkadlovým obrazom variability indikátora CaO. Je to spôsobené závislosťou obsahu MgO vo vápencovej hmote na vývoji (intenzite) dolomitizačných procesov:

2CaCO3 + MgS04 + 2H2O - CaMg(CO3)2 + CaSO4 2H2O.

V tomto prípade Mg2+ nahrádza Ca2+ v kryštálovej mriežke vápenca CaCO3.
Zmena indexu CaO súvisí s vrstvením ložiska a so zmenami v minerálnom a chemickom zložení nasledujúcich hornín, ako aj ich nečistôt:
- vápenec (dolomit, kalcit);
- íl (kaolinit Al4(OH)8);
- ortofyr (obsah kalcitu, kaolinitu, chloritanu);
- plagioporfyria (plagioklas);
- horniny obsahujúce sulfidy.
Zmena hodnoty ukazovateľa CaO v ložisku Rodnikovskoje sa vysvetľuje nielen vrstevnatou štruktúrou produktívnych vrstiev, ale aj prebiehajúcimi procesmi dolomitizácie, silicifikácie, kalcitizácie a lúhovania.
Prítomnosť signifikantnej negatívnej korelácie medzi indikátormi CaO a MgO (rovná sa -0,6, hladina významnosti< 0.05) объясняется замещением оксида кальция оксидом магния в процессе доломитизации породы. Основная часть доломитизированных пород образовалась на стадии седиментации карбонатных отложений и связана с процессами диагенетической доломитизации. Также имеет место эпигенетическая доломитизация, вызываемая действием подземных вод, обогащенных магнием. Она приурочена к трещиноватым известнякам и карстовым пустотам.
Negatívna korelácia medzi CaO a SiO2 (rovnajúca sa -0,31) je vysvetlená zmenou hodnoty ukazovateľa CaO súvisiacou so silicifikáciou vápencov. V karbonátových horninách, ktoré tvoria ložisko Rodnikovskoye, sa ako syngenetický útvar nachádzajú pazúriky rôznych tvarov. Príčinou výskytu kremíka vo vápencoch sú chemické reakcie prebiehajúce v štádiu sedimentácie vápencov a prítomnosť krasových dutín, ktoré prispievajú k procesu silicifikácie. Krasové dutiny vznikli ako dôsledok erózie hrúbky podzemnou a povrchovou vodou, ako aj v dôsledku tektonických porúch. Krasové dutiny môžu byť v závislosti od prítomnosti priameho spojenia s povrchom vyplnené sypkými piesčito-ílovitými usadeninami - potvrdzuje to prítomnosť výrazne negatívneho vzťahu medzi indikátormi CaO a Al2O3 + Fe2O3 (rovnajúce sa -0,3). .
Bola vykonaná priestorová analýza rozloženia kvalitatívneho ukazovateľa CaO.


Ryža. 3 . Plán distribúcie indikátora CaO v produktívnych vrstvách východnej časti poľa Rodnikovskoye.

Hodnota oxidu vápenatého na východe je extrémne nerovnomerne rozložená (obr. 2). Pole distribučnej mapy indikátora CaO má zložitú štruktúru, čo potvrdzuje prítomnosť niekoľkých miním a maxím, nerovnomerne rozložených na skúmanom objekte. Väčšinu mapy zaberajú vápence s podielom CaO 46–48 %. V strede popisovaného územia dochádza k striedaniu miním a maxím v obsahu ukazovateľa. Najnižšia hodnota indikátora CaO je obmedzená na južnú časť ložiska Rodnikovskoye, čo sa vysvetľuje prechodom subhorizontálnej tektonickej poruchy a výstupom proterozoického granitoidného masívu na povrch. Maximálnu hodnotu CaO v strede popisovaného územia potvrdzuje geologická stavba lokality. Nie sú tu žiadne tektonické poruchy, nachádzajú sa tu krasové dutiny a najkvalitnejšie vápence s veľkou hrúbkou a malým podielom nečistôt škodlivých zložiek (SiO2, Al2O3 + Fe2O3, S, P).
Na základe výsledkov chemickej analýzy bola študovaná distribúcia kvality vápencov v ložisku vrstva po vrstve. Boli identifikované vrstvy s nárastom a poklesom kvalitatívnych charakteristík minerálu a boli skúmané dôvody ich zmien. Za účelom zistenia vzoru zmien v kvalite vápencov ložiska Rodnikovskoe sa uskutočnilo štatistické spracovanie údajov s následným porovnaním zmien v jednotlivých ukazovateľoch kvality (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Hodnoty ukazovateľov kvality vápencov vo východnej časti ložiska Rodnikovskoye.

Ako je zrejmé z tabuľky 1, pri spriemerovaní hodnôt ukazovateľov v celej hrúbke produktívnych vrstiev ložiska dochádza k poklesu kvality v porovnaní s hodnotami vrstva po vrstve: užitočné zložky (CaO a MgO) zníženie; škodlivých pribúda.

Praktické závery a odporúčania
- Podrobne bola teda študovaná kvalita vápencov v juhozápadnej časti Donbasu.
- Získané štatistické charakteristiky variability ukazovateľov kvality vápencov pre jednotlivé stratigrafické vrstvy a pre celú úžitkovú hrúbku sa výrazne líšia. Priemerné obsahy ukazovateľov kvality vápenca v konkrétnom horizonte ložiska Rodnikovskoye sú rôzne. Pri 3-násobnom spriemerovaní ukazovateľov na celú úžitkovú kapacitu poľa sa zistil pokles kvalitatívnych znakov.
- Zníženie kvality vápenca je spôsobené procesmi dolomitizácie, silicifikácie, kalcitizácie a lúhovania. Najnegatívnejším faktorom je vznik krasu.
- Vzhľadom na rozdielnosť kvalitatívnych charakteristík jednotlivých stratigrafických vrstiev ložiska sa odporúča počítať zásoby pre každého konkrétneho odberateľa zvlášť.
- Vývoj ložiska Rodnikovskoye by sa mal vykonávať vrstvu po vrstve, berúc do úvahy rozdiel v štruktúre stratigrafických vrstiev produktívnych vrstiev. V tomto prípade bude trieda zodpovedať technickým podmienkam konkrétneho odvetvia. Vápence veku C1vb+c spĺňajú technické podmienky pre vysokopecnú, hutnícku a oceliarsku výrobu. C1td vápence môžu byť použité ako surovina pre hutníctvo. Horniny veku C1vd, C1tc, C1tb možno použiť v oceliarstve, ferozliatinovom priemysle, výrobe stavebného vápna a cementu.

Literatúra:

1. Blokha N. T. Karbonátové horniny na výrobu stavebného vápna / N. T. Blokha, V. I. Kolbakh, V. S. Markov - M.: Nedra, 1980. - 52 s.

2. Volkova T. P., Vershinin A. S. Metodika geologického a technologického mapovania ložísk kaolínu. // Mining Journal. Izvestija 1393,6 / – Doneck, 1993. - č. 4. – 12.-18.

3. Lyakhov G. M. Nekovové minerály - vápence, íly, klastické horniny. / G. M. Lyakhov, N. D. Roždestvensky - M.: Nedra, 1948. - 116 s.

4. Postniková I. E. Metódy štúdia karbonátových formácií plošinových oblastí. / V. A. Kryzhanovsky, I. E. Postniková - M., Nedra, 1988. - 205 s.

5. Salov I. N. Vápence Smolenskej oblasti. / I. N. Salov - Smolenská oblasť, 1952. - 56 s.

6. Flux, v metalurgii Encyklopedický slovník Brockhausa a Efrona A.V. Mitinského: [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu.

Zloženie vápenca

Chemické zloženie čistých vápencov je blízke kalcitu, kde CaO je 56 % a CO 2 je 44 %. Vápenec v niektorých prípadoch obsahuje prímesi ílových minerálov, dolomitu, kremeňa, menej často sadry, pyritu a organických zvyškov, ktoré určujú názov vápenca. Dolomitizovaný vápenec obsahuje od 4 do 17 % MgO, slieňový vápenec - od 6 do 21 % SiO 2 + R 2 O 3. Piesčitý a silicifikovaný vápenec obsahuje prímesi kremeňa, opálu a chalcedónu. V názve vápenca je zvykom odrážať prevládajúcu prítomnosť organogénnych zvyškov (bryozoán, riasa), prípadne jeho štruktúru (kryštalický, zrazeninový, detritus), prípadne tvar horninotvorných častíc (oolitický, brekciformný).

Popis a typy

Podľa štruktúry rozlišujeme vápence na kryštalické, organogénno-klastické, detritálno-kryštalické (zmiešaná štruktúra) a sintrové (travertín). Medzi kryštalickými vápencami sa podľa veľkosti zŕn rozlišujú hrubé, jemné a kryptokryštalické (afanitické) a podľa lesku na lome - rekryštalizované (mramor) a kavernózne (travertín). Kryštalický vápenec je masívny a hustý, mierne pórovitý; travertín – kavernózny a vysoko porézny. Medzi organogénno-klastickými vápencami sa v závislosti od zloženia a veľkosti častíc rozlišujú: útesový vápenec; lastúrny vápenec (), pozostávajúci hlavne z celých alebo rozdrvených lastúr, spojených uhličitanom, ílom alebo iným prírodným cementom; detritový vápenec zložený z úlomkov lastúr a iných organogénnych úlomkov stmelených kalcitovým cementom; riasový vápenec. Medzi organogénno-klastické vápence patrí aj biely (tzv. písací) vápenec. Organogénno-klastické vápence sa vyznačujú veľkou, nízkou objemovou hmotnosťou a ľahko sa spracovávajú (pília a leštia). Klasticko-kryštalický vápenec pozostáva z karbonátových vápencov rôznych tvarov a veľkostí (hrudky, zrazeniny a uzlíky jemnozrnného kalcitu), so začlenením jednotlivých zŕn a úlomkov rôznych hornín a minerálov, rohovcové šošovky. Niekedy je vápenec zložený z oolitických zŕn, ktorých jadrá sú zastúpené úlomkami kremeňa a pazúrika. Vyznačujú sa malými pórmi rôznych tvarov, premenlivou objemovou hmotnosťou, nízkou pevnosťou a vysokou nasiakavosťou. Sintrový vápenec (travertín, vápenatý tuf) pozostáva zo sintrového kalcitu. Vyznačuje sa celulárnosťou, nízkou objemovou hmotnosťou a ľahko sa spracováva a píli.

Podľa makrotextúry a podmienok výskytu sa vápence rozdeľujú na masívne, horizontálne a šikmo vrstvené, hrubo a tenko doskové, kavernózne, puklinové, škvrnité, hrudkovité, útesové, librové, stylolitové, podmorské zosuvy atď. rozlišovať organogénne (biogénne), chemogénne, klastické a zmiešané vápence. Organogénne (biogénne) vápence sú nahromadenia karbonátových zvyškov alebo celých kostrových foriem morských, menej často sladkovodných organizmov, s malou prímesou prevažne karbonátového cementu. Chemogénne vápence vznikajú v dôsledku vyzrážania vápna s následnou rekryštalizáciou karbonátovej hmoty sedimentov, najmä z morskej vody (kryštalický vápenec) alebo z mineralizovaných ložísk (travertín). Klastické vápence vznikajú v dôsledku fragmentácie, vymývania a opätovného ukladania uhlovo zaoblených úlomkov karbonátových a iných hornín a kostrových zvyškov najmä v morských panvách a na pobreží. Vápence zmiešaného pôvodu sú komplexom ložísk vznikajúcich následnou alebo paralelnou superpozíciou rôznych procesov tvorby karbonátových sedimentov.

Farba vápencov je prevažne biela, svetlošedá, žltkastá; prítomnosť organických, železnatých, mangánových a iných nečistôt spôsobuje tmavosivé, čierne, hnedé, červenkasté a zelenkasté sfarbenie.

Vápenec je jednou z najrozšírenejších sedimentárnych hornín; skladá sa z nej rôzne formy Zeme. Ložiská vápenca sa nachádzajú medzi sedimentmi všetkých geologických systémov – od prekambria po kvartér; najintenzívnejšia tvorba vápencov sa vyskytla v silúre, karbóne, jure a vrchnej kriede; tvoria 19-22% celkovej hmoty sedimentárnych hornín. Hrúbka vápencových vrstiev je mimoriadne premenlivá: od niekoľkých centimetrov (v jednotlivých vrstvách sedimentov) až po 5000 m.

Vlastnosti vápenca

Fyzikálne a mechanické vlastnosti vápenca sú extrémne heterogénne, ale priamo závisia od ich štruktúry a textúry. Hustota vápenca je 2700-2900 kg/m 3, mení sa v závislosti od obsahu nečistôt dolomitu, kremeňa a iných minerálov. Objemová hmotnosť vápenca sa pohybuje od 800 kg/m3 (pre lastúrne horniny a travertín) do 2800 kg/m3 (pre kryštalické vápence). Pevnosť vápenca v tlaku sa pohybuje od 0,4 MPa (pre mušľovú horninu) do 300 MPa (pre kryštalický a afanitický vápenec). Za mokra sa pevnosť vápencov často znižuje. Väčšina ložísk sa vyznačuje prítomnosťou vápencov, ktoré nie sú jednotné v sile. Straty v dôsledku opotrebovania, oderu a drvenia sa spravidla zvyšujú so znížením objemovej hmotnosti vápenca. Mrazuvzdornosť u kryštalických vápencov dosahuje 300-400 cyklov, ale prudko sa mení pri vápencoch inej štruktúry a závisí od tvaru a spojenia pórov a trhlín v nich. Spracovateľnosť vápencov má priamu súvislosť s ich štruktúrou a textúrou. Škrupina a pórovitý vápenec sa dajú ľahko píliť a orezávať; kryštalické vápence sú dobre leštené.

Aplikácia vápenca

Vápenec má univerzálne využitie v priemysle, poľnohospodárstve a stavebníctve. V hutníctve slúži vápenec ako tavivo. Pri výrobe vápna a cementu je hlavnou zložkou vápenec. Vápenec sa používa v chemickom a potravinárskom priemysle: ako pomocný materiál pri výrobe sódy, karbidu vápnika, minerálnych hnojív, skla, cukru a papiera. Používa sa pri čistení ropných produktov, suchej destilácii uhlia, pri výrobe farieb, tmelov, gumy, plastov, mydla, liekov, minerálnej vlny, na čistenie tkanín a ošetrovanie kože a vápnenie nečistôt.

Najdôležitejším stavebným materiálom je vápenec, z ktorého sa vyrábajú obklady.

Kameň, čo je mäkká sedimentárna hornina organického alebo organochemického pôvodu, pozostávajúca najmä z uhličitanu vápenatého (kalcitu). Často obsahuje nečistoty kremeňa, fosfátu, kremíka, ílu a častíc piesku, ako aj vápenaté zvyšky skeletov mikroorganizmov. V tomto článku sa podrobne pozrieme na tento prírodný materiál, jeho druhy, vlastnosti a rozsah použitia a tiež zistíme, aký je chemický vzorec vápenca a ešte oveľa viac.

Tvorba vápenca

Najprv sa pozrime, ako tieto minerály vznikli. Vápenec sa tvorí hlavne v plytkých morských prostrediach, hoci existuje aj sladká voda. Vyskytuje sa vo forme sedimentov a vrstiev. Niekedy sa ukladá, podobne ako sadra a soľ, z vyparujúcej sa vody morských lagún a jazier. Väčšina z nich sa však uložila v moriach, ktoré nezaznamenali intenzívne vysychanie. Tvorba väčšiny začala uvoľnením uhličitanu vápenatého z morskej vody živými organizmami na stavbu kostry a lastúr. Tieto pozostatky mŕtvych organizmov sa vo veľkom hromadia na morskom dne. Najvýraznejším príkladom ťažby a akumulácie uhličitanu vápenatého sú koralové útesy. Takže v niektorých prípadoch možno na zlome vo vápencovej hornine vidieť jednotlivé škrupiny. Pod vplyvom morských prúdov a v dôsledku vplyvu vĺn a príboja sú útesy zničené. A pridáva sa k úlomkom vápenca, ktoré sa vyzrážajú z vody ním nasýtenej. Na tvorbe mladých vápencových hornín sa podieľa aj kalcit, ktorý pochádza zo zničených pradávnych hornín.

Odrody

Existuje mnoho druhov vápenca. Škrupinová hornina sa zvyčajne nazýva nahromadenie lastúr a ich úlomkov stmelených do bunkovej horniny. V prípade, že sú škrupiny veľmi malých rozmerov, vzniká mäkký, voľne zviazaný, mazľavý, jemne rozpadajúci sa vápenec – krieda. Oolitická hornina pozostáva z miniatúrnych cementovaných guľôčok veľkosti rybieho vajíčka. Jadro každého z nich môže predstavovať fragment škrupiny, zrnko piesku alebo akákoľvek iná častica cudzieho materiálu. V prípade, že sú gule väčšie, napríklad veľkosť hrášku, zvyčajne sa nazývajú pisolity a hornina sa podľa toho nazýva pisolitový vápenec. Ďalšou odrodou je travertín - vzniká na povrchu pri vyzrážaní aragonitu alebo kalcitu z vôd zdrojov oxidu uhličitého. Ak majú takéto usadeniny vysoko porézny (hubovitý) základ, nazýva sa to tuf. Nespevnená zmes ílu a uhličitanu vápenatého sa nazýva slieň.

Okrem toho sa vápence môžu líšiť farbou. Hlavná farba je biela. Ale môže byť aj žltkastý, svetlobéžový, svetlosivý alebo menej často jemne ružovkastý. Za najcennejšie sa považujú bielo-ružové a bielo-žlté plemená.

Vápencový vzorec

Ako už bolo spomenuté, tento prírodný materiál pozostáva prevažne z kalcitu alebo kalcitových zvyškov kostier a schránok, zriedkavo z aragonitu. To znamená, že vzorec vápenca bude nasledujúci: CaCO 3. Čistá hornina je však extrémne vzácna, v niektorých prípadoch obsahuje rôzne prímesi kremeňa, ílových minerálov, dolomitu, sadry, pyritu a samozrejme organických zvyškov. Dolomitizovaný vápenec (vzorec tejto horniny obsahuje MgO) teda obsahuje od štyroch do sedemnástich percent slieň – až 21 percent kyslých oxidov (SiO 2 + R 2 O 3). Zloženie uhličitanu môže zahŕňať dolomity CaMg(C03)2, FeC03 a MnC03 a v malých množstvách - oxidy, sulfidy a hydroxidy Fe, Ca3(P04)2, CaS04.

Vápenec: vlastnosti a použitie

Fyzikálne a mechanické parametre tejto horniny sú extrémne heterogénne, ale priamo závisia od jej textúry a štruktúry. Študenti stredných škôl posudzujú vlastnosti vápenca (4. ročník) z pohľadu jeho vonkajších charakteristík. Študujú tieto parametre: farba, hustota, pevnosť, stav, rozpustnosť. Pôjdeme trochu ďalej a pozrieme sa na tieto vlastnosti minerálu hlbšie. Vápenec má hustotu v rozmedzí 2700-2900 kg/m3. Toto kolísanie sa vysvetľuje množstvom obsiahnutých nečistôt kremeňa, dolomitu a iných minerálov. Objemová hmotnosť sa mení v oveľa väčších medziach. Takže pre travertíny a lastúrne horniny je to len 800 kg/m 3 a pre kryštalické horniny dosahuje 2800 kg/m 3. Pri zvažovaní vlastností vápenca je potrebné vziať do úvahy, že pevnosť horniny v tlaku priamo závisí od jej objemovej hmotnosti. Pre lastúrne horniny je to teda len 0,4 MPa a pre afanity sa blíži k 300 MPa. Vyššie uvedené charakteristiky horniny určujú aj použitie týchto materiálov. Napríklad v stavebníctve sa hustejší vápenec používa na kladenie stien, zatiaľ čo pórovitý vápenec je vhodný na obklady a vytváranie dekoratívnych súborov.

Vplyv klimatických podmienok

V závislosti od úrovne vlhkosti sa vlastnosti vápenca môžu meniť. V prvom rade to ovplyvňuje jeho pevnosť – tá sa citeľne znižuje, ak je kameň mokrý. Väčšina ložísk sa navyše vyznačuje heterogenitou hornín. Tomuto bodu stojí za to venovať osobitnú pozornosť, pretože heterogénny materiál bude mať rôzne hustoty, čo môže viesť k zničeniu. Pri analýze vlastností vápenca by sa nemal zanedbávať taký parameter, ako je mrazuvzdornosť: to výrazne ovplyvňuje pevnosť minerálu a trvanie jeho používania. Kryštalické vápence majú teda mrazuvzdornosť 300-400 cyklov. Tento indikátor je však výrazne znížený v prítomnosti trhlín a pórov v materiáli. Pri použití tohto prírodného materiálu teda treba brať do úvahy všetky spomínané vlastnosti vápenca, aby nedošlo k jeho zničeniu.

Vápenec v stavebníctve

Stavebný priemysel je hlavným spotrebiteľom minerálu, o ktorom uvažujeme. Dolomitizovaný vápenec sa používa na výrobu tmelov, tmelov a pod. Biely vápenec sa používa v obrovských množstvách pri dokončovaní a dekorácii budov. Shell rock sa často nachádza ako stavebné kamene atď. Nebudeme sa zameriavať na toto odvetvie, je už všeobecne známe každému. Poďme teda ďalej.

Vápenec v modernej priemyselnej výrobe

Ukazuje sa, že tento prírodný materiál sa používa pri výrobe farieb, kaučukov a plastov. A očistený od nečistôt škodlivých pre ľudské telo sa používa dokonca aj v potravinárskom priemysle. Výroba skla nie je možná bez vápenca, pretože je hlavným zdrojom vápnika. Toto plemeno sa stalo nepostrádateľným a hlavne cenovo dostupným komponentom na výrobu papiera. V každodennom živote neustále používame výrobky, ako sú rúry, linoleum, dlaždice, dlaždice atď., a neuvedomujeme si, že vo všetkých týchto predmetoch je prítomný aj vápenec. Bez tejto suroviny sa nezaobíde ani výroba plastov (PP, PVC, krep, lavsan a pod.). Farby používajú ako farbiaci pigment uhličitan vápenatý. Ako vidíte, tento materiál zaujíma popredné miesto takmer vo všetkých odvetviach.

Chemický priemysel

Dokonca aj veci ako krém na topánky, zubná pasta, čistiaci prášok atď., ktoré používame každý deň, sú odvodené od vápenca. Tieto suroviny sa využívajú aj pri výrobe produktov používaných na ochranu životného prostredia pred rôznymi druhmi znečistenia. Na základe všetkého uvedeného môžeme s istotou povedať, že široko známy a dostupný materiál, ktorým je vápenec, predstavuje najdôležitejší prvok modernej civilizácie.

Národy Južnej a Strednej Ameriky výrazne prispeli k rozvoju kamenosochárstva. Olmékovia, Aztékovia a Mayovia dosiahli významné úspechy v schopnosti vyrábať zbrane, rezné nástroje a iné domáce potreby z chalcedónu, obsidiánu a kremíka. Z čadiča, pieskovcov a vápencov tak vytvorili valčeky, mlynčeky na obilie, malty atď. Bicie a sekacie nástroje sa vyrábali z dioritu, jadeitu, nefritu a iných materiálov. Hlavnými centrami spracovania kameňa sú mayské mestá Tonina a Nebah.