תכונות כימיות ופיזיקליות של גיר

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

גיר הוא סלע משקע לבן. הוא אינו מסיס במים ומקורו אורגני. מהמאמר אנו למדים היכן משתמשים בגיר, התכונות הפיזיקליות והכימיות של הסלע הזה.

Education

לפני 90 מיליון שנים בצפון אירופה, סחף הצטבר באזור התחתון של הים הגדול. פרוטוזואה (פורמיניפרה) חיה על פסולת ימית. החלקיקים שלהם כללו קלציט שהופק ממים. קבוצת הקרטיקון של החלוקה האירופית הסטרטיגרפית הופיעה בתקופה בעלת אותו השם. הוא יצר את הצוקים הלבנים בקנט ואת המדרונות בחלק אחר של מיצר דובר. השרידים הללו הם שהפכו לבסיס הגיר. עם זאת, הסלע מורכב בעיקר מתצורות של אצות ותרכובות מפוזרות דק. לפיכך, החוקרים מסיקים כי הופעת הגיר היא הכשרון של צמחים.

מבנה הגזע

שרידי רכיכות שהצטברו במשקעי תחתית הפכו לגיר. הגזע מכיל:

1. כ-10% פסולת שלד. ביניהם הם לא רק חלקים הפשוטים ביותר, אלא גםבעלי חיים רב-תאיים.
2. כ-10% מקונכיות הפורמיניפר.
3. עד 40% שברי תצורות אצות גירניות
4. עד 50% קלציט עדין גבישי. גודלו כה קטן שכמעט בלתי אפשרי לקבוע את הזהות הביולוגית של היסודות המרכיבים אותו.
5. עד 3% מינרלים בלתי מסיסים. הם מיוצגים בעיקר על ידי סיליקטים. מינרלים בלתי מסיסים הם מעין פסולת גיאולוגית (שברי סלעים וחול שונים), המובאים אל מרבצי הגיר על ידי זרמים ורוחות.

קונצרטים של רכיכות, קונקרטיזציות של מינרלים אחרים, שלדים של coelenterates נמצאים רק לעתים רחוקות בסלע.

תיאור התכונה הפיזית של גיר - חוזק

המחקר של החומר בוצע על ידי מדענים רבים. במהלך פעילות הנדסית וגיאולוגית התגלה כי מדובר בסלע חצי סלעי קשיח. החוזק שלו נקבע במידה רבה על ידי לחות. במצב יבש באוויר, חוזק הלחיצה האולטימטיבי משתנה בין 1000 ל-45,000 kN/m². מודול האלסטיות של סלע יבש הוא מ-3,000 MPa (למצב רופף) ל-10,000 MPa (למצב צפוף). ערך זווית החיכוך הפנימי הוא 24-30 מעלות, עם דחיסה מסביב, ההידבקות מגיעה ל-700-800 kN/m².

לחות

כאשר הוא נחשף למים, התכונות הפיזיקליות של הגיר מתחילות להשתנות. בפרט, כוחו מופחת. שינויים מתרחשים כבר ב-1-2% לחות. ב-25-35%, חוזק הלחיצה גדל פי 2-3. יחד עם זה מופיעות תכונות פיזיקליות אחרות של הגיר. הסלע הופך לפלסטיק. זהביטוי מסבך באופן משמעותי את תהליך עיבוד החומר. במהלך זה, הגיר מתחיל להידבק לרכיבי המכונה (דלי חופר, מסוע, מזין, גוף רכב). לעתים קרובות התכונות הפיזיקליות של הגיר (צמיגות וגמישות) אינן מאפשרות כרייה מאופקים נמוכים יותר, למרות שכאן הוא נחשב לאיכותי.

התנגדות לכפור

לאחר הקפאה-הפשרה, הגיר מתפרק לחלקיקים של 1-2 מ"מ. במקרים מסוימים, זהו תכונה שימושית של הגזע. לדוגמה, כאשר הוא משמש כחומר משפר במהלך ניקוי חמצון בקרקע, אין צורך לטחון את החומר ל-0.25 מ"מ. ניתן להחדיר סלע כתוש עד 10 מ"מ לאדמה. בעת הקפאה-הפשרה עם חריש האדמה, החתיכות נהרסות מעצמן. כך, פעולת הנטרול נשמרת לאורך זמן.

מאפייני הגיר: כימיה

הסלע כולל בעיקר חלקים קרבונטיים ובלתי קרבונטיים. הראשון מסיס בחומצות אצטית וחומצות הידרוכלוריות. החלק שאינו קרבונט מכיל תחמוצות מתכת, חול קוורץ, חוואר, חרסיות וכו'. חלקם אינם מסיסים בחומצות אלו. החלק הקרבונטי מכיל 98-99% סידן פחמתי. חלקיקים גבישיים של קלציט מגנזי, סידריט ודולומיט נוצרים על ידי מגנזיום קרבונטים, הנכללים בגיר בכמויות קטנות. הרכב הסלע ותכונותיו משמשים כקריטריונים לסיווג.

זיהוי של פיקדונות איכותיים

בתחילה האמינו שהתכונות המכניות והכימיות של הגירזהים בכל התחום. עם זאת, בפועל, במהלך הפעילות ארוכת הטווח של האזור, במיוחד לאחר המעבר של מפעל הכרייה והעיבוד לייצור מוצרים באיכות גבוהה יותר, מתגלים הבדלים במאפיינים אלו. לכן, בכמה תחומים מתבצע מיפוי גיאולוגי וטכנולוגי. חוקרים, החוקרים את התכונות הכימיות של הגיר ואת המאפיינים המכניים שלו בחלקים שונים של המרבץ, מייעדים אזורי הצטברות של סלע איכותי.

פיתוח תעשייתי

משקעים גדולים של גיר קיימים באזורי בלגורוד ווורונז'. חומר פחות איכותי קיים ב-Znamenskaya, Zaslonovskaya, Valuyskaya ופיקדונות אחרים. פיקדונות אלו מציגים שיעורים נמוכים יחסית של CaCO₃ (לא יותר מ-87%). בנוסף, קיימים זיהומים שונים בסלע. לכן, לא ניתן להשיג מוצרים איכותיים בפקדונות אלו ללא העשרה עמוקה. התכונות הפיזיקליות של הגיר על מרבצים כאלה מאפשרות להשתמש בו לייצור סיד, כמו גם באמצעי השבתת קרקע לניקוי חמצון קרקעות. מרבצי וורונז' מיוחסים לעידן הטורוני-קוניאקי. מכרה כאן גיר איכותי יותר. התכונות והיישום של הסלע המתקבל ממרבצים אלה נחקרו במשך זמן רב. למוצר שנכרה באזור וורונז' יש תכולה גבוהה של CaCO₃ (עד 98.5%). חלקם של זיהומים שאינם פחמתיים הוא פחות מ-2%. הכרייה במרבצים, לעומת זאת, נפגעת על ידי התכונות הפיזיקליות של הגיר. במיוחד שלורווי מים גבוה. שיעור הלחות בסלע הוא כ-32%.

הפקדות מבטיחות

בין המרבצים הגדולים, ראוי לציין את Rossoshanskoye, Krupnennikovskoye, Buturlinskoye ו-Kopanishchenskoye. עובי הגיר של האחרון הוא 16.5-85 מ'. העומס הוא שכבת הקרקע-צומח. עוביו כ-1.8-2 מ' שכבת הגיר מחולקת לשתי יחידות לאורך הקו האנכי. בתחתית יש עד 98% סידן פחמתי, בחלק העליון זה קצת פחות - עד 96-97.5%.

בסופו של דבר התגלה גיר לבן הומוגני מהשלב הטורוני במרבצת Buturlinskoye. עובי השכבה 19.5-41 מ'. עובי העומס מגיע ל-9.5 מ' מיוצג על ידי מרגלים, שכבת צמחייה, תצורות חוליות-חרסיתיות ואבני חול. שיעור המגנזיום והסידן הפחמתי מגיע ל-99.3%. יחד עם זאת, רכיבים שאינם פחמתיים נמצאים בכמות קטנה יחסית.

הפקדות Stoilenskoye ו-Lebedinskoye מעניינים מאוד את התעשייה. באזורים אלו כורים גיר כעומס ומובלים למזבלות. הייצור השנתי הנלווה הוא יותר מ-15 מיליון טון, כחמישה מהם משמשים במגזרים הכלכליים הלאומיים. במיוחד, הגיר מסופק למפעל המלט סטרוסקול ולכמה מפעלים קטנים אחרים. עוד מהסלע הממוקש אבוד במזבלות.

הגיר, שנמצא באזורי מרבצי עפרות ברזל, מסווג כאיכותי מבחינת תכולת הסיליקה והקרבונט. ניתן להשתמש בו למטרות תעשייתיות ללא העשרה עמוקה. יש לומר כי בבתהליך תכנון מפעלי כרייה ועיבוד המתמחים בעפרות ברזל, יש צורך לספק קווים טכנולוגיים לגיר המופק כתוצר לוואי או מקום לאחסון נפרד שלו.

ייצור וצריכה

תכונות שימושיות של גיר ידועות כבר זמן רב. בתחילה, הגזע שימש בבנייה. ממנו הכינו ליים. אבקת גיר שימשה כבסיס למרק, חומרי מילוי, צבעים וכן הלאה. בסוף המאה ה-19 החלו להתארגן מפעלים פרטיים בפיקדון ההר הלבן. בתנורי פיר הופקו סיד ואבקה מסלע גבשושי. בשנת 1935 הופיע מפעל שבקינסקי שעסק בייצור מוצרים לצרכים תעשייתיים. תכונות שימושיות של גיר היו מבוקשות בתעשיות החשמל, הצבע, הפולימרים, הגומי ואחרות.

לצד העלייה בביקוש למוצרים, עלו הדרישות לאיכותו. המפעלים שהיו קיימים עד 1990 לא יכלו לספק לתעשייה את חומרי הגלם הדרושים. מיזמים פרטיים החלו להופיע באזור בלגורוד. מספרם הגדול נבע מהכמויות העצומות של מרבצי הסלע והפשטות לכאורה של טכנולוגיות העיבוד. עם זאת, השיטות הפרימיטיביות של מיצוי ועיבוד שלאחר מכן בשימוש על ידי מפעלים פרטיים לא יכלו לספק את הכמות הנדרשת של מוצרים איכותיים. בהתאם לכך, מפעלים רבים כאלה נסגרו. במקביל, ארגונים גדולים ביצעו את המודרניזציה והבנייה מחדש שלהםצִיוּד. שחרור מוצרים איכותיים הובטח בשנות ה-90 על ידי מפעלי בלגורוד, פטרופלובסק, שבקינסקי.

ייצור חותמות איכות

דרישות המפתח למוצרי גיר, בנוסף לשיעור הקרבונטים, כוללות עדינות - עדינות הטחינה. זה מתבטא כשיר על נפות בגודל מסוים או כאחוז של חלקיקים בגודל נתון (לדוגמה, 90% מהחלקיקים בגודל של 2 מיקרון).

הופעתם של קווי ייצור חדשים לייצור צבע, גומי, פולימר ומוצרים נוספים שעבורם משתמשים בגיר כחומר גלם, עוררה חוסר איזון חד בין ייצורו לצריכה. זה היה בולט במיוחד בתעשיית הנייר. למפעלים בתעשייה זו יש דרישות מיוחדות לאבקת גיר, שהחליפה את הקאולין בייצור.

הנפקת בולי איכות מתמקדת במפעלים באזור בלגורוד. בנוסף למפעל שבקינסקי, המייצר גיר מופרד, נוצרו מפעלים חדשים. אז, בשנת 1995, הופיע מפעל עיבוד ב-Lebedinsky GOK - ZAO Ruslime. הוא נבנה על פי הפרויקט הספרדי של חברת "Reverte" עם קיבולת מוערכת של 120 אלף טון לשנה. המפעל מייצר עד 10 דרגות שונות של גיר. מבחינת איכות, הם בשום אופן לא נחותים מעמיתים זרים ועומדים בסטנדרטים בינלאומיים. המיזם מצויד בציוד הטכנולוגי החדיש ביותר, הפעולות בקווים ממוכנות ואוטומטיות.

Poמפעל עם קיבולת של 300,000 טון של מוצרי גיר איכותיים נבנה ב- Stoilensky GOK במסגרת פרויקט Mabetex. במקביל, התוכניות של המיזם מספקות הגדלת קיבולת לאחר מכן.

פריחת גזע

אחד הקריטריונים המרכזיים בתהליך ניתוח התכונות הפיזיקליות של הסלע במשקע או אזור חדש המעורב בקו העיבוד הקיים הוא התנהגות הגיר במהלך הטחינה. כפי שהוזכר לעיל, בשכבות מאגר שונות, לחומר מאפיינים מכניים שונים. זיהוי חזותי של הבדלים אלו אינו אפשרי ברוב המקרים. קביעת התנהגות הגיר בתהליך טחינתו היבשה בתהליך הטכנולוגי מתבצעת על ידי קביעת אינדיקטור לפריחתו בסביבה לחה בפעולה מכנית. לשם כך נעשה שימוש בציוד מיוחד.

נתרן ביקרבונט

ליצורו נעשה שימוש בחומרים שונים, כולל אבן גיר או גיר. התכונות המועילות לגוף שיש לנתרן ביקרבונט ידועות לרבים. לעתים קרובות הוא משמש עבור מחלות של החניכיים והגרון, צרבת, ליחה דקה בעת שיעול. בתעשייה יש ביקוש רב לתכונות הפיזיקליות של סודה וגיר. שני החומרים הללו משמשים בבנייה, דקורציה, חומרים, צבעים ומוצרים אחרים. לגבי ייצור סידן ביקרבונט, השימוש בגיר בלבד נחשב לאופציה לא חסכונית. כאמור, גזע זה סופג לחות טוב מאוד,כתוצאה מכך משתנים המאפיינים המכניים שלו. לכך, בתורו, יש השפעה שלילית על מהלך התהליך הטכנולוגי.

האם אוכל לאכול CaCO₃?

הדעה הרווחת היא שרופאים ממליצים להשתמש בגיר רפואי. מאמינים כי תכונותיו של חומר זה עוזרות לחדש את המחסור בסידן. קודם כל, צריך לומר שהרופאים אינם חד משמעיים לגבי זה. לעתים קרובות, מטופלים שאוהבים לאכול גיר (אוכל) פונים למומחים. עם זאת, תכונות שימושיות של החומר מוטלות בספק רב. השתוקקות לאכילה עלולה להתרחש עקב מחסור בסידן. עם זאת, עליך להיות מודע לכך שמאפייני החומר עוברים שינויים משמעותיים כאשר הוא נכנס לקיבה. עובר מספר תהליכי חמצון, הוא מאבד את הנייטרליות המקורית שלו והופך למגיב. בפעולתו, החומר דומה לסיד שפוי. כתוצאה מכך, גיר מחומצן מתחיל להשפיע על רירית הקיבה. במקרה זה, אין תכונות רפואיות לידי ביטוי. יותר נכון, להיפך. כדאי לזכור שריכוז הסידן בחומר גבוה מאוד. כתוצאה מכך, שימוש מופרז בגיר יכול לעורר גירויים של כלים. בהקשר זה, הרופאים ממליצים להחליף אותו בסידן גלוקונאט או בתרופות דומות. באשר להיפטר מצרבת, לדברי רבים שניסו זאת עם גיר, זה לא עוזר.

שימוש תעשייתי ומגורים

מל מתנהג כמומרכיב הכרחי של נייר, המשמש בהדפסה. הפיזור הגבוה של סידן פחמתי בצורה מרוסקת משפיע על המאפיינים האופטיים וההדפסה, הנקבוביות והחלקות של המוצרים. בשל נוכחות הגיר, כושר השפשוף של המוצרים פוחת. הסלע הקרקע נמצא בשימוש נרחב לסיוד קירות, גבולות והגנה על עצים. גיר משמש לטיהור מיץ סלק, אשר, בתורו, משמש בתעשיית הגפרורים. למטרות אלה, ככלל, מתאים הסלע המשוקע כביכול. גיר כזה מתקבל בצורה כימית ממינרלים המכילים סידן. יחד עם סלעי קרבונט אחרים, החומר משמש בהמסת זכוכית כאחד ממרכיבי המטען. בשל הגיר מוגברים היציבות התרמית של המוצר, חוזקו המכני ויציבותו בחשיפה לבליה ולריאגנטים. הגזע נמצא בשימוש נרחב בייצור דשנים. גיר נוסף גם למזון לבעלי חיים.

תעשיית הגומי

גיר נמצא במקום הראשון מבין כל חומרי המילוי המשמשים בתעשייה. הדבר נובע בעיקר מהעובדה שהשימוש בחומר גלם זה מועיל כלכלית. לגיר יש עלות נמוכה יחסית. יחד עם זאת, הכנסתו למוצרי גומי אינה גורמת נזק. הסיבה השנייה לפופולריות של חומרי הגלם בתעשייה היא כדאיות טכנולוגית. גיר מפשט מאוד את תהליך ייצור מוצרי גומי. בפרט, בשל זה, גיפור מואץ, פני השטחמוצרים הופכים חלקים. הגזע נמצא בשימוש נרחב גם בייצור של ספוג וגומי נקבובי, מוצרי פלסטיק, תחליפי עור וכו'.