Лабораторная работа № 10 Тема: «Химические и биохимические осадочные месторождения»

Целью работы является изучение коллекций полезных ископаемых.

Осадочные месторождения химического и биохимического классов образуются в водной среде в результате донного накопления минерального вещества, отложенного путем коагуляции коллоидных растворов, кристаллизации из истинных растворов или в результате скопления остатков отмерших морских организмов.

Водной средой, где происходит накопление вещества, могут быть океаны, моря, заливы, лагуны, озера, реки, заболоченные низменности. Осадкообразование может происходить в глубоководных и мелководных условиях. Минеральное вещество, отлагаемое на дне водоемов, поступает в бассейны седиментации из различных источников.

Один из главных источников – континентальные коры выветривания, дающие в результате своего образования, а затем и активного разрушения, вещество разнообразного химического состава (гидроксиды железа, марганца, алюминия, гель кремнезема, глинистое вещество). Другой источник вещества – процесс жизнедеятельности и последующего отмирания живых организмов, средой обитания которых является водный бассейн.

Количественные соотношения минерального вещества, поступающего из тех или иных источников, неодинаковы для залежей полезных ископаемых различного типа.

По преобладающему типу минеральных образований можно выделить две группы месторождений химических и биохимических месторождений:

1. континентально-осадочные или просто осадочная, в образовании которых принимает участие вещество континентального происхождения;

2. Биогенно-осадочные, материалом для которых служит вещество органического происхождения.

К собственно осадочным , образованным в результате сноса материала с континента, относятся некоторые месторождения железа, марганца, алюминия, солей, боратов, барита, глин и другие. К биогенно-осадочным относятся месторождения фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород. К осадочным биохимическим относятся также все месторождения горючих ископаемых – уголь, горючие сланцы, нефть и горючий газ.

Химические и биохимические осадочные месторождения по условиям образования делятся на платформенные и геосинклинальные.

Платформенные месторождения образуются в условиях мелководных бассейнов и характеризуются обычно небольшой мощностью отложений, значительной пестротой минерального состава, разнообразием текстурно-структурных особенностей руд. Геосинклинальные месторождения, возникающие в глубоководных условиях, при устойчивом погружении дна водоема, слагаются залежами значительной мощности, однородного минерального состава и мало меняющихся текстурно-структурных свойств.

4. Практические занятия

Практические занятия не предусмотрены

5. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателей (срсп) Занятие № 1

Тема: «Месторождения руд черных металлов и их сплавов»

Цель: изучение вещественного состава и типов руд.

1. Железо

Содержание железа в земной коре 4,2 %.

Железо было известно человечеству еще задолго до нашей эры. Применение его начинается во многих странах с IX – VIII вв до нашей эры, чем знаменуется наступление железного века, сменившего бронзовый. В значительных количествах оно стало выплавляться начиная с XIV в (появление первых примитивных домен).

Из железных руд выплавляются чугун (содержание С 2,5-4%), сталь (С 1,7 – 0,2 %), железо (С0,2 – 0,04 %). Для получения качественных (легированных) сталей обыкновенные стали переплавляются с добавлением марганца, хрома, ванадия, никеля, кобальта, молибдена, вольфрама и др., которые придают сталям вязкость, твердость, антикоррозийные и другие ценные свойства.

По вещественному составу различаются следующие типы руд:

1. Магнетитовые (главный рудный минерал магнетит Fe₃O₄).

2. Титано-магнетитовые (магнетит, ильменит Fe TiO₃).

3. Мартитовые и гематитовые (главный минерал гематит Fe₂O₃ в мартитовых рудах образующий псевдоморфозы по магнетиту).

4. Бурые железняки – гидрогетитовые (лимонитовые) и гидрогематитовые руды, иногда с ценными примесями Cr, Ni,Co.

5. Сидеритовые руды (сидерит – FeCO₃).

6. Железисто-хлоритовые – лептохлоритовые руды, имеющие подчиненное значение, но достаточно широкое распространение.

Требования промышленности к рудам, поступающим в плавку, отличны для разных типов: магнетитовые и гематитовые руды должны содержать не менее 46-50 % железа, бурые железняки – 37-45 %, сидеритовые в связи с их легкоплавкостью – не менее 27-30 %.

Вредными примесями в рудах являются фосфор, сера и мышьяк, для которых устанавливаются браковочные пределы.

Содержание серы не должно превышать 0,25 %, фосфора – 0,1-0,2 %, мышьяка – 0,05-0,07 %. При более высоком содержании серы руда должна пройти дополнительную обработку (обжиг, механическое обогащение), что сильно удорожает стоимость металла. Обычно же в процессе плавки от серы избавляются путем добавления марганца, который, соединяясь с серой, уходит в шлак.

Высокофосфористый чугун, полученный из высокофосфористых руд, переплавляется особыми методами, при которых фосфор уходит в шлак. Последний представляет ценное удобрение для сельского хозяйства.

Промышленные месторождения железа имеют крупные запасы. В связи с этим месторождения с запасами железной руды в миллионы тонн считаются небольшими, в десятки миллионов тонн – средними, в сотни миллионов тонн – крупными, а в миллиарды тонн – очень крупными.

Мировые (достоверные и перспективные) запасы железных руд в настоящее время ориентировочно оцениваются в 13-15 триллионов тонн, из них 90-95 % падает на железистые кварциты и главным образом на крупнейший в мире железорудный бассейн – Курскую магнитную аномалию.