2.2 Месторождения, запасы и добыча гипсового камня

Мировые разведанные запасы гипса составляют более 7500 млн. т. Российская Федерация располагает уникальной по мировым масштабам минерально-сырьевой базой производства гипса, разведанные запасы которой составляют около половины мировых разведанных запасов.

Запасы гипса стран СНГ (без России) составляют около 1000 млн. т (около 14 % мировых запасов). Наиболее крупными запасами из них обладают Республика Украина (около 450 млн. т) и Республика Казахстан (около 250 млн. т).

Из стран дальнего зарубежья наибольшими запасами обладают США (около 1000 млн. т), Канада (около 500 млн. т), ряд европейских стран - Франция, ФРГ, Испания, Италия, Югославия, Греция; значительными запасами обладают ряд азиатских стран - Китай, Индия, Таиланд, Иран, ряд стран Африки, Австралия. Мировые ресурсы гипса во много раз превышают разведанные запасы .

Добыча гипса в зависимости от горно-геологических условий осуществляется как открытым, так и подземным способом. При открытом способе разработки обеспечиваются: наибольшая производительность труда и наименьший процент потерь полезного ископаемого (по сравнению с подземным способом разработки). Создаются благоприятные условия для селективной разработки пропластков гипса различного качественного состава.

Наиболее перспективным оборудованием для разработки залежей гипса при открытом способе являются карьерные комбайны непрерывного действия.

Большинство месторождений гипсовых и ангидритовых пород России (18 из 24-х) разрабатываются открытым способом, однако более половины всего объёма гипса и ангидрита, добываемых в России, дают 6 месторождений, разрабатываемых подземным способом. При подземной разработке гипса в России применяется в основном камерно-столбовая система добычи .

Таблица 3 - Химический состав гипсовых пород некоторых месторождений

Месторождение	Состав в пересчёте на окислы, %
Новомосковское (Тульская обл.)
Шедокское (Краснодарский край)
Баскунчакское (Астраханская обл.)
Камско-Устьинское (Республ. Татарстан)
Звозское (Архангельская обл.)
Заларийское (Иркутская обл.)

Первые упоминания о способах добычи нефти и газа

Очень интересна история добычи и переработки нефти. Как и многие другие источники органических веществ, она была известна многим древним народам. Раскопки на берегах Евфрата установили, что за 6000--4000 лет до н. э. нефть применяли как топливо...

б) превращение ее путем сильного обжига в клинкер; в) помол клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок. 2...

Портландцемент. Его производство, свойства и применение

Добыча сырья является одной из важных ступеней в производстве цемента. Сырьем для производства портландцемента служат горные породы - нерудные полезные ископаемые, а именно слой известняка зеленовато-желтого цвета...

Природное и искусственное сырье огнеупорной промышленности

Оценочный анализ показывает, что ежегодно в международном торговом обороте находится 20 - 26% общего объёма мирового производства облицовочных материалов и изделий из камня. Лидирующее место здесь, так же как и в уровне производства...

Проект камнеобрабатывающего цеха по производству облицовочных изделий из натурального камня

Под основными свойствами камня понимается ряд физико-механических, технологических, эксплуатационных параметров, характеризующих поведение камня под воздействием соответствующих внешних воздействий...

Проект камнеобрабатывающего цеха по производству облицовочных изделий из натурального камня

№ п/п Наименование характеристики Единица измерения ГОСТ, СТ СЭВ, организация - разработчик Европейский стандарт CEA (UNI, Италия) 1. Предел прочности (сопротивление) при сжатии МПа ГОСТ 8462-75 ГОСТ 9479-84 UNI 9724/3 2...

Производство гипса на Аракчинском гипсовом заводе

Гипсовый камень с природного месторождения доставляется водным транспортом в период навигации на сырьевой склад- причал ООО «Аракчинский гипс», где происходит складирование и хранение. Разгрузка барж происходит с помощью грейфера...

Производство и применение фосфорных удобрений

Рудами алюминия могут служить лишь породы, богатые глиноземом (Al2O3) и залегающие крупными массами на поверхности земли. К таким породам относятся бокситы, нефелины -- (Na, K)2OМAl2O3М2SiO2, алуниты -- (Na, K)2SO4МAl2(SO4)3М4Al(OH)3 и каолины (глины)...

Сырье в промышленности. Металлорезание

В двадцатом столетии бурное развитие промышленности, перерабатывающей минеральное сырье, привело к накоплению тысяч тонн отходов, в составе которых содержатся силикаты и алюмосиликаты кальция, магния, калия и натрия...

Эксплуатация скважин с использованием плунжерных лифтов

Технологии, связанные с использованием энергии взрыва, требуют применения не только специальных методов ведения взрывных работ, но и высокоэффективных энергонасыщенных материалов (ЭМ), конструкций зарядов усиленного разрушающего действия...

В зависимости от природных горно-геологических факторов производство и добыча гипса производится подземным или открытым способом.

Производство гипса, а точнее процесс переработки природных пород до соответствующего техническим параметрам гипсового материала ведется квалифицированным персоналом на специальных предприятиях. Как правило, промышленные объекты возводятся в районе месторождений гипса.

Открытый способ добычи и производства гипса

Открытый способ добычи отличается высокой производительностью труда, что на фоне минимизации потерь гипсового сырья является неоспоримым преимуществом процесса. Технологическая направленность производства основана на добыче, транспортировке и измельчении гипсового камня.

Технологию производства гипса обеспечивают работы в несколько этапов:

• Дробления гипсовых пород. На сегодняшний день на этой стадии работ применяется взрывной метод.
• Помол. Достигается путем измельчения гипса до требуемой консистенции, что способствует удобному использованию материала в дальнейшем.
• Сушка и обжиг. Заключительный этап производства, связанный с термической обработкой материала.

Открытая добыча материала ведется с помощью карьерных комбайнов непрерывного действия, обеспечивающих дробление гипса вращающимся режущим барабаном. Механизм устройства представляет собой сегменты, зафиксированные болтами и держателями со встроенными резцами, которые снабжены прочными вставками из твердого сплава.

Подача добытого гипсового камня в комбайн с последующей транспортировкой материала на первичный конвейер обеспечивают сегменты, расположенные в форме шнека. Регулировку размера загружаемых кусков породы, величина которых не должна превышать 300 мм, осуществляется благодаря конструктивным особенностям барабана карьерных комбайнов.

Работа механизма основана на принципе свободного расположения сегментов, вкупе с различной конфигурацией и размером зубцов. Лидером среди производителей является немецкий машиностроительный концерн Wirtgen.

Размеры гипсового камня после первого этапа дробления составляют 30-50 мм. В дальнейшем материал измельчается до состояния крупы. Стоит отметить, что в последнее время широкое применение получили молотковые дробилки, благодаря которым процесс измельчения гипса осуществляется в одну стадию.

Последующий этап производства гипса - превращение гипсовой щебенки в порошок, происходящий в роликомаятниковых мельницах. Из-за невозможности обработки влажного гипса, на этой стадии происходит сушка материала. Регулируемая скорость газового потока из дымовых котлов позволяет измельчать гипс с высокой точностью. При этом увеличение скорости потока делает материал более грубым и наоборот. Гипс подвергается термической обработке в течение 1-3 часов при температуре 130-160 °С.

Подземный способ добычи и производства гипса

Несмотря на то, что разработка открытым способом ведется на большинстве месторождений гипсовых пород, более половины общего объема полученного материала обеспечивают предприятия, деятельность которых основана на подземном методе добычи.

Технология подземного способа при добыче и производстве гипса основана на извлечении автономными камерами из пласта породы полезного ископаемого с поддержанием кровли. Очистные мероприятия обеспечиваются колонковыми перфораторами, скреперными лебедками, станками глубокого бурения, самосвалами и самоходными вагонетками. Выработанные полости используются для хранения различных материалов.

Как правило, полезный пласт гипсовых месторождений представляет собой неоднородный по качеству и разносортный слой, нередко содержащий различные примеси глинистых, песчаных или карбонатных пород. Поэтому в процессе обработки необходимо обогащать материал. Метод представляет собой вариант селективного измельчения, который основан на разной степени дробления прочных и слабых компонентов.

Наибольшая эффективность процесса селективного измельчения происходит в мельницах ударного действия и дробилках. Преимущество подобного метода - обеспечение максимальной разницы между затратами энергии на дробление слабых минеральных компонентов и прочных измельчаемых материалов. Главным параметром процесса избирательного дробления является скорость рабочего ротора дробилки или мельницы.

Погрузка сырого гипса в котел осуществляется с помощью винтового конвейера. Пары воды выводятся через специальные трубы. В результате измельчения и обсушки гипс поступает в бункер. Конечный и готовый к последующему применению материал представляет собой вяжущее вещество, которое используется в качестве компонента при .

Важным фактором производства гипса является монтаж многоступенчатой системы очистки. Это обязательное требование для любого завода, персонал которого работает в условиях вредной для легких человека пыли, выделяемой в процессе обработки материала.

Ниже на фото представлена подмосковная гипсовая штольня. Объем выработки настолько велик что все тоннели штольни в несколько раз превышают московское метро.

В свою очередь осадочные месторождения в соответствии с условиями их образования подразделяются на синтетические и эпигенетические. При этом сингенетические месторождения образовались одновременно с породами, вмещающими гипс и ангидрит, вследствие протекавших реакций химического осаждения из растворов. А эпигенетические месторождения гипса возникли в результате гидратации ранее образовавшегося ангидрита под действием подземных вод.

Залежи гипса и ангидрита в сингенетических осадочных месторождениях имеют форму линз и пластов мощностью до 20 м и более. Залежи гипса эпигенетических месторождениях представляют собой пласты и линзы, осложненные развитием внутренней тектоники (внутри пластовая складчатость, раздувы, пережимы) и приконтактовых зон дробления и брекчирования, так как процесс гидратации ангидрита неизбежно сопровождается увеличением объема породы примерно на 30%.

Почти все крупные месторождения гипсового минерального сырья России являются месторождениями осадочного типа. Остаточные месторождения возникают в результате накопления гипса и ангидрита как остаточных продуктов при выщелачивании легкорастворимых минералов в соляных залежах, так называемые месторождения «гипсовых шляп». Метасоматические месторождения образуются вследствие замещения карбонатных пород гипсовыми при действии на CaCo3 сернокислых вод. В России промышленных месторождений этого типа практически нет. Месторождения выветривания образуются за счет растворения гипса, рассеянного в осадочных породах, переноса его растворов грунтовыми и поверхностными водами с последующим отложением в смеси с песчаными, глинистыми и известковыми частицами в виде так называемых глиногипса, землистого гипса, гажи и т.п.

Месторождения гипса и ангидрита встречаются в большинстве геологических систем - от кембрийского периода до четвертичного. В России промышленнозначимые гипсовые месторождения встречаются в слоях осадков, которые образовывались в кембрийский девонский каменноугольный, пермский юрский и четвертичный геологические эпохи существования Земли. При этом свыше 55% запасов гипса и ангидрита образовались в каменноугольный период, около 32% в пермский период и 10% в девонский период. 3% гипсоносных пород образовались в юрский и кембрийский период и лишь 0,3% в четвертичный.

Государственным балансом запасов полезных ископаемых России по состоянию на 01.01.2003 г. млн. тонн, которые распределены по территории нашей страны. Согласно табл. 1. Из них как разрабатываемые учитываются только 24 месторождения, что составляет 28%

табл 1.

Федеральный округ	Количество месторождений		Запасы
	всего	Эксплуатируемые	Млн.т.	Доля от общих запасов России, %
Центральный	6	1	1850,7	56,5
Северо-Западный	3	-	47,1	1,4
Южный	20	6	308,6	9,4
Приволжский	38	12	851,8	26,0
Уральский	4	1	35,3	1,1
Сибирский	11	3	163,4	5,0
Дальневосточный	4	1	19,0	0,6
Всего в России	86	24	3275,9	100,0

Как можно видеть из данных, приведенных в табл. 1 наибольшими запасами обладает Центральный федеральный округ, так как имеющиеся 6 месторождений очень крупные, и в них сосредоточено более половины гипсового сырья России. Значительными запасами располагают приволжский и Южный Федеральные округа (в сумме около 35%). Большинство из имеющихся 86 месторождений гипсового сырья имеют относительно небольшие запасы. К крупным месторождениям, то есть с запасами более 25 млн. тонн, можно отнести только 19, но зато на их долю приходится около 90% всего гипса России.
Большая часть всех запасов (75%) сосредоточена в 9-ти крупнейших месторождениях с запасами более 100 млн. тонн каждое - Новомосковское, Павловское, Скуратовское, Болоховское, Плетневское, Баскунчакское, Лазинское, Порецкое и Оболенское.

Полезная толща большинства (79) месторждений является смесью гипса и ангидрита, обычно со значительным преобладанием гипса (до 90%). На долю ангидрита приходится менее 10% от общего объема запасов. Мировые разведанные запасы гипса составляют более 7500 млн. тонн из которых примерно половина приходится на Россию. Мировая добыча природного сырья составляет примерно 110 млн. тонн. В настоящее время объем добычи гипса в России достиг примерно 6 млн. т. В год, что составляет 5-6% мировой добычи. Три четверти мировой добычи гипса приходится на 9 стран: США, Тайланд, Канада, Иран, Китай, Испания, Мексика, Япония и Франция. При этом на США. Из стран СНГ наибольший объем добычи гипсового сырья имеет место на Украине и в Таджикистане. Сейчас он составляет примерно по 100 тыс. т/год в каждой из них. Имеющиеся в России запасы большинства разрабатываемых месторождений позволяют значительно увеличить объем добычи сырья. Из 62-х неразрабатываемых месторождений значительными запасами обладают только 9, но 6 из них имеют запасы свыше 100 млн. тонн каждое (см. табл.2).

Гипс - минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая - алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Химический состав — Ca × 2H 2 O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп 2- , тесно связанные с ионами Ca 2+ , слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H 2 O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO 4 , и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

СВОЙСТВА

Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см 3 .
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO 4 × 1/2H 2 O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO 4 × Н 2 О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H 2 SO 4 , растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H 2 SO 4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

МОРФОЛОГИЯ

Кристаллы благодаря преимущественному развитию граней {010} имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.
Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl 2 , вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.

В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.

ПРИМЕНЕНИЕ

Сегодня минерал «гипс» - это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO 4 ·0,5H 2 O) - порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO 4 ·2H 2 O при температуре 150-180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.

При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.

В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.

Гипс (англ. Gypsum) — CaSO 4 * 2H 2 O

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	6/C.22-20
Nickel-Strunz (10-ое издание)	7.CD.40
Dana (7-ое издание)	29.6.3.1
Dana (8-ое издание)	29.6.3.1
Hey’s CIM Ref.	25.4.3

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	бесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет.
Цвет черты	белый
Прозрачность	прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный
Блеск	стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый
Спайность	весьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001}
Твердость (шкала Мооса)	2
Излом	ровный, раковистый
Прочность	гибкий
Плотность (измеренная)	2.312 — 2.322 г/см 3
Радиоактивность (GRapi)	0

Гипс - это известковое минеральное вещество белого или желтого цвета . В основном его добывают в отмирающих водяных источниках. Добыча гипса проводится поверхностным и подземным способами. Встречаются размеры пластов до сотен квадратных километров и ста метров толщиной. После добычи минерал проходит технологическую обработку, в результате которой выходит порошкообразная субстанция, внешне напоминающая муку.

Гипс отличается огнеупорностью, относительной влагостойкостью и прочностью. Гипсовый порошок, замешанный в воде до требуемой густоты, за малое количество времени приобретает твердую и достаточно прочную массу. Себестоимость такого материала невысока, что играет немаловажную роль в его использовании.

Гипсовый материал разделяется на три категории по твердости:

• быстро твердеющий,
• средне твердеющий
• медленно твердеющий.

От сферы использования сырья зависит и обработка гипсового минерала, которая определяет степень помола: грубая, средняя и тонкая.

Благодаря устойчивости гипса к влажности воздуха, когда он при повышенных показателях втягивает в себя влагу, а при понижении влажности отдает ее обратно, гипсовый материал используется отделочных внутренних работ. Отлаженное производство сырья с использованием порошка гипса и цемента, позволяет изготавливать строительные материалы для фасадов и внутреннего интерьера.

Применение в архитектуре

Особое внимание заслуживает область архитектуры, в которой гипс используется напрямую. Этот природный материал позволяет ваять заслуживающие похвалы скульптуры, которые радуют своей красотой и изящностью.

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве с помощью гипса решается проблема перепада влажности почвы. Земля, в которой преобладает реакция щелочи, значительно изменяет свое состояние от уровня влаги. При повышенной влажности почва затекает, а в отсутствии влаги покрывается твердой коркой. Добавление гипса замедляет щелочную реакцию, улучшая состояние грунта и повышая плодородность участка.

Гипс в медицине

Порошок гипса мелкого помола используется в медицине при наложении гипсовых шин на места переломов. Такие повязки помогают удерживать костную систему в нужном положении, что способствует правильному сращиванию костей в местах перелома. В стоматологии гипс применяется при изготовлении оттисков и форм для будущих протезов.

Достаточное количество местонахождений и химические данные позволили использовать гипс в разных направлениях. Гипсовый порошок чист по экологическим показателям, так как по своей природе не имеет вредных для организма человека примесей

Минералы и горные породы / Описание минерала Гипс

Фотографии по теме

" rel="Коллекция: Школьный Факультет МГРИ " href="/pic/2007/195554131005.jpg" title="Гипс">
" rel="Коллекция: Бурлай Дмитрий " href="/pic/2016/22165/b_gips.jpg" title="Гипс"> " rel="Коллекция: Камневеды " href="/pic/2016/21560/b_1GIPS.jpg" title="Гипс">