Где добывают гипс. Гипс: свойства, применение, месторождения

Месторождения гипса

Месторождения гипсосодержащих пород относятся к типу месторождений выветривания. Они бывают осадочные, остаточные и метасоматические

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%

Таблица №1

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).

Таблица №2

А расскажу-ка я вам как добывают гипс. Если вы думаете, что добыча гипса вас не касается, то очень сильно ошибаетесь. Гипс практически везде – в стройматериалах, больницах, ювелирных изделиях, произведениях искусства и даже, как говорят, в макдональдсовских булочках. Ну про булочки утверждать не буду, не употребляю, а вот то, что это уникальное гипоаллергенное вещество преследует нас на протяжении всей жизни и немного потом – факт.
А вот откуда он берется я покажу на примере компании «КНАУФ Гипс Баскунчак».

Ну давайте коротенько про сам процесс, а потом фото больших и мощных машин.
Вот в этом карьере добывают гипс. Разработка для нужд Поволжья началась в 1897 году, а сам карьер образовали в 1927. Гипсовый завод был построен в 1932 году, а с 1949 года на карьере введена экскаваторная разработка.

03.

На предприятии работают рядом старые советские мастодонты и новые иномарки. Как нас заверили в руководстве компании, советская техника скоро окончательно будет заменена на современную иностранную. Как по мне, так отличная техника, электрическая. Видите камешек в ковше? Он примерно в три метра диаметром.

04.

Отколотые куски породы грузят в большие 20-ти тонные самосвалы. Тут встречаются БелАЗы
Да, так вот. После распада СССР завод стал АО «Минерал», после чего в 1998 году акции были выкуплены немецкой компанией Кнауф.

05.

А вот и БелАЗы. Самосвалы доставляют породу к камнедробилке. Скорость по карьеру не более 60 км\ч, как в городе.

06.

Большие куски породы сгружаются в камнедробилку. Одна машина разгружается, вторая разворачивается под разгрузку, третья уже подъезжает.

07.

Приемное отверстие камнедробилки. Страшно представить, что же там происходит внутри.

08.

Огромные куски измельчаются до 5-10 мм кусков и попадают на конвейер. К сожалению не знаю названия этого сооружения.

09.

И ссыпаются в кучки для дальнейшей погрузки и транспортировки. Кучки, надо сказать, не маленькие, высотой в трехэтажный дом. Я попробовал залезть на одну из них, но был остановлен на середине, нельзя.

10.

Впрочем, мне осталась на память вот эта фотография

12.

Вот так выглядит камнедробилка со стороны.

13.

К сожалению, правила внутренней безопастности не позволили генеральному директору предприятия показать нам весь цикл производства, но он очень побробно и популярно объяснил нам на словах.

14.

Это добавки для производства различных смесей. Они вводятся в гипс по определенным секретным рецептам, все зависит от требований к материалу.

15.

После измельчения гипса и смешивания его с добавками получается готовая строительная или облицовочная смесь. Она пакуется, ставится штамп и продукция упаковывается на палеты.

16.

На производстве работают местные жители. И за место тут держаться очень крепко, стабильная кгуглогодичная зарплата и какой-никакой соцпакет найти в этих местах очень трудно.

17.

Дмитрий Андреевич рассказал о нескольких степенях защиты продукции от подделок. Большинство из этих защит увидит только профессионал, а нам может пригодится пара очевидных. На лицевой стороне мешка сейчас делается наклейка, меняющая свой цвет при прикосновении рукой.

18.

Если покупаете продукцию Кнауфа, да и практически любого крупного производителя, посмотрите на штамп. Там должна быть указана дата и время производства вплоть до секунды. Если в одной партии все штампы одинаковы – это явная подделка.

19.

Панорама, по клику большая версия.
Вернемся в карьер и посмотрим на природу этого места и большие машины.

20.

«Дикая безжизненная пустыня»… Это, кажется, единственный зеленый кустик, который я там видел.

21.

Вот за этими камешками скрывается поселок Средний Баскунчак.

22.

Осмотр владений.

23.

А теперь машинки. Рассказывать про них нечего, желтые большие и мощные. Поэтому далее без текста.

27.

Вот еще один красавец. На электрической тяге.

28.

Дороги в карьере постоянно проливаются водой из Мраморного озера. Вода там чистейшая, даже на фото это видно.

29.

Вот это озеро. К сожалению, свободный доступ к нему закрыт – производство…

30.

Наша проводница Ольга Сергеевна рассматривает гипс. Я не ожидал, что он такой прикольный. Мягкий теплый камень, почти плюшевый

31.

Вот так выглядит карьер со стороны. За терриконами ничего не видно.

32.

Класса сульфатов, CaSO 4 .2Н 2 О. В чистом виде содержит 32,56% СаО, 46,51% SO 3 и 20,93% Н 2 О. Механические примеси главным образом в виде органического и глинистого веществ, сульфидов и др. Кристаллизуется в моноклинной . В основе кристаллической структуры — двойные слои из анионных групп (SO 4) 2- , связанных катионами Ca 2+ . Кристаллы таблитчатые или призматические, образуют двойники, так называемый ласточкин хвост. весьма совершенная. Агрегаты: зернистые, листоватые, порошковатые, конкреции, волокнистые прожилки, радиально-игольчатые.Чистый гипс — бесцветный и прозрачный, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую до чёрной окраску. Блеск стеклянный. 1,5-2. 2300 кг/м 3 . В заметно растворим (2,05 г/л при 20°С). По происхождению главным образом хемогенный. Выпадает в осадок при t 63,5°С, а в растворах, насыщенных NaCl, — при температуре 30°С. При значительном повышении солёности в усыхающих морских лагунах и солёных озёрах вместо гипса начинает выпадать безводный сернокислый кальций — , аналогичным образом ангидрит возникает при обезвоживании гипса. Известен также гидротермальный гипс, образующийся в низкотемпературных сульфидных месторождениях. Разновидности: — полупрозрачные волокнистые агрегаты, отливающие в отражённом свете красивым шелковистым блеском; гипсовый шпат — пластинчатый гипс в виде прозрачных кристаллов слоистой структуры и др.

Применение гипса

Гипс применяется в сыром и обожжённом виде. 50-52% добываемого в гипсового камня используется для выработки гипсовых вяжущих веществ различного назначения (ГОСТ 195-79), получаемых обжигом природного гипса, 44% гипса — в производстве портландцемента, где гипс применяется как добавка (3-5%) для регулирования сроков схватывания цемента, а также для выпуска специальных цементов: гипсоглинозёмистого расширяющегося цемента, напрягающего цемента и др. 2,5% гипса потребляет сельское хозяйство при производстве азотных удобрений (сульфата аммония) и для гипсования засоленных почв; в цветной металлургии гипсование используется в качестве флюса, в основном при выплавке ; в бумажном производстве — в качестве наполнителя, преимущественно в высших сортах писчих бумаг. В некоторых странах ( , и др.) гипс применяется для производства серной кислоты и цемента. Способность гипса легко обрабатываться, хорошо воспринимать полировку и обычно высокие декоративные свойства позволяют применять его в качестве имитатора при производстве облицовочных плит для внутренней отделки зданий и как материал для различных поделок.

В южных районах СССР в народном хозяйстве используется глиногипс с содержанием CaSO 4 .2Н 2 О от 40 до 90%. Рыхлую породу, состоящую из гипса, и , называют землистым гипсом, а в Закавказье и Средней Азии — "гажа" или "ганч". Эти породы в сыром виде употребляются для гипсования почв, в обожжённом — для штукатурки, как вяжущее средство.

Месторождение гипса

В СССР наиболее крупные месторождения расположены в , Тульской, Куйбышевской, Пермской областях РСФСР, на Кавказе и в Средней Азии. На 150 месторождениях гипса и 22 месторождениях глиногипса, гажи и ганча разведаны по промышленным категориям запасы 4,2 млрд. т (1981). Имеются 11 месторождений, запасы гипса на которых превышают 50 млн. т (в том числе Новомосковское — 857,4 млн. т).

Гипса разрабатываются карьерами (Шедокский, Сауриешский комбинаты и др.) и шахтами ("Новомосковский", "Артёмовский", "Камское Устье" и др.). В СССР эксплуатируются 42 месторождения гипса и ангидрита и 6 месторождений гипсоносных пород с годовой добычей около 14 млн. т (1981), из которых 60,2% — на территории

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.

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

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

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

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

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА