Курс лекций: Промышленные типы месторождений полезных ископаемых (неметаллические)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образовании

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Геолого-географический факультет

СЕМЕСТРОВЫЙ КУРС ЛЕКЦИЙ

учебной дисциплины «Промышленные типы месторождений полезных ископаемых (неметаллические)»

цикла СД по специальности 130301

ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Составитель

Профессор МАЙСКИЙ Ю.Г.

Ростов-на-Дону

2009

АННОТАЦИЯ

Майский Ю.Г. Семестровый курс лекций на модульной основе по учебной дисциплине «Промышленные типы месторождений неметаллических полезных ископаемых».

Ростов на Дону. ЮФУ. 2009г. 152 с.

В настоящем курсе лекций обобщены материалы по месторождениям неметаллических полезных ископаемых. Приводятся данные о физических, химических и технологических свойствах неметаллических полезных ископаемых, областях их применения, а также их промышленная классификация. В лекциях рассматриваются вопросы генезиса промышленных месторождений неметаллических полезных ископаемых и приводятся примеры наиболее значимых из них. Уделяется внимание вопросам обеспеченности России различными видами нерудного сырья и распределением его месторождений по различным регионам страны.

Курс лекций предназначен для углублённого изучения дисциплины «Промышленные типы месторождений неметаллических (нерудных) полезных ископаемых», входящей в программу подготовки горных инженеров по направлению «Прикладная геология».

Илл. 6. Табл. 4. Библ. 51.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

МОДУЛЬ 1. ВВОДНЫЙ РАЗДЕЛ

Лекция 1. Неметаллические полезные ископаемые

МОДУЛЬ 2. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Лекция 2. Алмаз

Лекция 3 Ювелирные и поделочные камни

Лекция 4.Пьезооптический кварц и исландский шпат

Лекция 5.Флюорит и барит

Лекция 6. Слюды. Графит

Лекция 7. Магнезит. Тальк

Лекции 8. Асбесты. Цеолиты

МОДУЛЬ 3. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО И АГРОНОМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Лекция 9. Фосфатное сырьё

Лекция 10. Минеральные соли

Лекция 11. Серное и борное сырьё

МОДУЛЬ 4. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СЫРЬЯ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Лекции 12. Пески и глины

Лекция 13. Карбонатные породы. Гипс и ангидрит

Лекция 14. Естественные строительные и облицовочные камни

Литература

ВВЕДЕНИЕ

«Промышленные типы месторождений неметаллических (нерудных) полезных ископаемых является частью базовой дисциплины «Геология твёрдых полезных ископаемых» при подготовке горных инженеров по направлению «Прикладная геология» и изучается на 4 курсе в 7 семестре. Её значение в образовательном процессе определяется необходимостью подготовки высококвалифицированных кадров для геологической отрасли, способных использовать полученные знания при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Цель преподавания дисциплины - получение студентами сведений о значимости и различных типах промышленных месторождений неметаллических полезных ископаемых.

Задачи изучения дисциплины:

- приобретение знаний о применении различных видов неметаллического сырья в промышленном производстве;

- изучение генетических особенностей различных типов месторождений и примеры наиболее промышленно значимых месторождений неметаллических полезных ископаемых;

- получение сведений о ресурсах различных видов полезных ископаемых.

Перечень дисциплин, необходимых для усвоения данного курса: «Химия», «Общая геология», «Минералогия», «Петрография магматических и метаморфических пород», «Литология», «Геология твёрдых полезных ископаемых».

Основные компетенции студента при освоении данной дисциплины разработаны с учётом его будущей практической работы в геологических организациях и научных учреждениях. Студент, изучивший данную дисциплину, должен знать:

- физико-химические и технологические свойства различных видов неметаллических полезных ископаемых;

- области их применения в промышленности;

- промышленно-генетические типы месторождений;

- размещение на территории России и примеры наиболее промышленно значимых месторождений;

уметь:

- на основе имеющихся геологических материалов определять принадлежность месторождения к тому или иному типу;

- выбирать наиболее приемлемые способы разведки и оценки месторождений;

- определять возможность комплексной отработки месторождения;

- оценивать возможность использования сырья данного месторождения в различных производствах;.

иметь представление:

- о важнейших экономических показателях определяющих промышленную ценность месторождений;

- о современных потребностях в конкретных видах сырья;

-о степени обеспеченности России различными видами неметаллических полезных ископаемых.

Объём дисциплины и виды учебной работы показаны в таблице 1.

Таблица 1. Виды учебной работы по дисциплине «Промышленные типы месторождений неметаллических (нерудных) полезных ископаемых.

Лекции по дисциплине «Промышленные типы месторождений неметаллических (нерудных) полезных ископаемых» подразделяются на 4 модуля (раздела), которые показаны в таблице 2.

Таблица 2. Модули дисциплины.

В предисловии к каждой лекции, помимо её названия и трудозатрат студента в часах, приводится перечень главных вопросов темы лекции.

В конце каждого модуля (раздела) приводятся проектные задания студентам для самостоятельной работы и рубежные тесты самоконтроля знаний.

Календарно-тематический план лекций имеет следующий вид

МОДУЛЬ 1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Комплексная цель - ознакомление с основными свойствами и значением неметаллических полезных ископаемых.

Лекция 1. (2часа). Неметаллические полезные ископаемые.

Общие сведения, значение, промышленная и генетическая классификации.

Общие сведения.

К неметаллическим полезным ископаемым относятся минералы и горные породы, из которых не извлекают в качестве главного компонента металлы и которые не являются энергетическим сырьём.

Термины неметаллическое и нерудное полезное ископаемое рассматриваются как синонимы, но такие выдающиеся геологи, как А. Е. Ферсман и П. М. Татаринов, отдавали предпочтение первому из них как более точно отражающему сущность предмета. В последние годы по отношению к отдельным видам неметаллических полезных ископаемых все чаще стал использоваться термин руда. Выделяют апатитовые, фосфоритовые, серные, асбестовые, графитовые, баритовые, калийные и многие другие руды. В то же время к таким неметаллическим полезным ископаемым, как гранит, пески, глины, каменная соль и другие, этот термин не применяется. Можно называть рудами те неметаллические полезные ископаемые, которые представлены минералами и минеральными агрегатами, образующими вкрапленники, прожилки, жилы, пластообразные и неправильные залежи, их извлекаются из вмещающих пород либо избирательной отработкой, либо с применением методов обогащения.

В настоящее время насчитывается свыше 130 видов неметаллических полезных ископаемых, используемых в естественном или переработанном виде.

Одной из наиболее характерных черт неметаллических полезных ископаемых является наличие определённых физических, химических и технических свойств, которые влияют не только на технологию переработки, но и на качество конечных промышленных изделий. Многообразие состава и свойств неметаллического полезного ископаемого может играть главную роль в использовании его в том или ином производстве; оно приводит к исключительной специализации данного сырья и к выработке очень точных и строгих стандартов, технических условий, кондиций и сортификации, применяемых лишь для узких и строго определённых производств. Сортификация неметаллических полезных ископаемых по их различным физическим и механическим свойствам предопределяет сложность геолого-экономичекой оценки их месторождений. Кроме определения запасов полезного ископаемого, его содержания, горнотехнических условий необходимо знать требования соответствующих отраслей промышленности к данному сырью. Например, применение хризотил-асбеста в текстильной, картонно-шиферной или асбоцементной промышленности зависит от длины волокна, прочности его на разрыв, эластичности (гибкости); слюды в электротехнике -- от величины пластин-кристаллов, диэлектрической проницаемости, термической стойкости и отсутствия дефектов.

Многие неметаллические полезные ископаемые могут применяться в различных отраслях производства, которые используют те или иные их свойства. Например, флюорит является важным сырьем для металлургического, химического, стекольного, ювелирного и оптического производства; тальк применяют в огнеупорной, бумажной, резиновой, кабельной, строительной и фармацевтической отраслях производства, серу -- в химической, резиновой, бумажной, пищевой отраслях и в сельском хозяйстве.

Важная особенность неметаллического сырья - его взаимозаменяемость, в силу тождественности тех или иных свойств для одной и той же цели используются различные виды сырья. Так, в качестве электроизоляторов могут применяться не только слюды, но и мрамор, асбест, тальковый камень; в качестве смазочных веществ наряду с графитом могут применяться тальк и слюдяной порошок.

Промышленная классификация.

Промышленная классификация неметаллических полезных ископаемых, предложенная П.М.Татариновым, основывается на их свойствах и главных направлениях применения в промышленности. По этим признакам выделены три группы неметаллических полезных ископаемых.

1. Индустриальное сырье: драгоценные, технические и поделочные камни -- алмаз, рубин, сапфир, изумруд, гранаты, агат, яшмы; графит; слюды -- мусковит и флогопит; асбесты хризотиловые и амфиболовые; тальк и тальковый камень; магнезит и брусит; пьезооптический кварц и кварц для плавки; флюорит; барит и витерит; исландский шпат; цеолиты и др.

II. Химическое и агрономическое сырье: минеральные соли; фосфатное сырье--апатит и фосфориты; серное и борное сырье.

III. Минеральные строительные материалы и сырье для их производства: керамическое сырье - пегматиты, фарфоровый камень, высокоглиноземистые силикаты, волластонит; глины и каолины; песок и гравий; карбонатные породы; гипс и ангидрит; активные минеральные добавки - диатомиты, трепелы, опоки, трассы и пуццоланы; породы для получения легких строительных материалов - шунгит, перлит, вермикулит; естественные строительные камни.

Эта классификация достаточно условна, так как один и тот же вид сырья в силу многообразия свойств может применяться в разных областях и относиться к разным группам. Например, флюорит может быть отнесен и к индустриальному. и к химическому сырью; карбонатные породы - к химическому сырью и к природным строительным материалам.

Индустриальное сырье представлено минералами, обладающими исключительными физическими свойствами (высокая твердость, мягкость, огнеупорность, волокнистость, оптические и пьезоэлектрические, диэлектрические эффекты). Они используются в естественном виде, подвергаясь в основном механической обработке.