Бор – ақ шөгінді тау жынысы. Ол суда ерімейді және органикалық болып табылады. Мақалада біз бордың қайда қолданылатынын, бұл тау жынысының физикалық және химиялық қасиеттерін білеміз.
Білім
90 миллион жыл бұрын Еуропаның солтүстігінде үлкен теңіздің төменгі аймағында лай жиналған. Қарапайымдылар (фораминифера) теңіз қалдықтарында өмір сүрді. Олардың бөлшектеріне судан алынған кальцит кіреді. Еуропалық стратиграфиялық бөлімнің бор тобы осы аттас кезеңде пайда болды. Ол Кенттегі Ақ жартастарды және Довер бұғазының басқа бөлігіндегі беткейлерді құрады. Дәл осы қалдықтар бордың негізі болды. Дегенмен, тау жынысы негізінен балдырлар мен ұсақ дисперсті қосылыстардың түзілімдерінен тұрады. Осылайша, зерттеушілер бордың пайда болуы өсімдіктердің еңбегі деп қорытындылады.
Тұқым құрылымы
Төменгі шөгінділерде жиналған моллюскалардың қалдықтары борға айналды. Тұқымның құрамында:
- Шамамен 10% қаңқа қалдықтары. Олардың арасында ең қарапайым бөліктері ғана емес, сонымен қатаркөп жасушалы жануарлар.
- Фораминифер қабықтарының шамамен 10%.
- Әкті балдыр түзілімдерінің 40%-ға дейін фрагменттері
- 50% дейін кристалды ұсақ кальцит. Оның мөлшері соншалықты кішкентай, оны құрайтын элементтердің биологиялық сәйкестігін анықтау мүмкін емес.
- 3% дейін ерімейтін минералдар. Олар негізінен силикаттармен ұсынылған. Ерімейтін пайдалы қазбалар – бор шөгінділеріне ағыстар мен желдер арқылы әкелінетін геологиялық қалдықтардың бір түрі (әртүрлі тау жыныстары мен құмдардың сынықтары).
Тау жыныстарында моллюскалардың қабықтары, басқа минералдардың конкрециясы, целентераттардың қаңқалары сирек кездеседі.
Бордың физикалық қасиетінің сипаттамасы - беріктігі
Заттың зерттелуін көптеген ғалымдар жүргізген. Инженерлік-геологиялық жұмыстар барысында оның қатты жартылай жартасты жыныс екені анықталды. Оның беріктігі негізінен ылғалмен анықталады. Ауа-құрғақ күйде сығудың шекті күші 1000-нан 45 000 кН/м2 дейін өзгереді. Құрғақ жыныстың серпімділік модулі 3 мың МПа-дан (бос күй үшін) 10 мың МПа-ға дейін (тығыз күй үшін). Ішкі үйкеліс бұрышының мәні 24-30 градус, жан-жақты қысу кезінде адгезия 700-800 кН/м жетеді2.
Ылғалдылық
Суға әсер еткенде бордың физикалық қасиеттері өзгере бастайды. Атап айтқанда, оның күші төмендейді. Өзгерістер 1-2% ылғалдылықта орын алады. 25-35% болғанда қысу күші 2-3 есе артады. Осымен қатар бордың басқа да физикалық қасиеттері пайда болады. Тас пластикке айналады. Бұлкөрінісі затты өңдеу процесін айтарлықтай қиындатады. Бұл кезде бор машина элементтеріне (экскаватор шелегі, конвейер таспасы, қоректендіргіш, көлік корпусы) жабыса бастайды. Көбінесе бордың физикалық қасиеттері (тұтқырлық және пластикалық) төменгі горизонттардан өндіруге мүмкіндік бермейді, дегенмен бұл жерде ол жоғары сапалы болып саналады.
Аязға төзімділік
Мұздату-ерітуден кейін бор 1-2 мм бөлшектерге ыдырайды. Кейбір жағдайларда бұл тұқымның пайдалы қасиеті. Мысалы, топырақты тотықсыздандыру кезінде оны мелиорант ретінде қолданғанда, затты 0,25 мм-ге дейін ұнтақтау қажет емес. Топыраққа 10 мм-ге дейін қиыршық тасты енгізуге болады. Топырақты жыртумен мұздату-еріту кезінде кесектер өздігінен жойылады. Осылайша, бейтараптандыру әрекеті ұзақ уақыт сақталады.
Бордың қасиеттері: химия
Тау жынысына негізінен карбонатты және карбонатты емес бөліктер кіреді. Біріншісі сірке және тұз қышқылдарында ериді. Карбонатты емес бөлігінде металл оксидтері, кварц құмы, мергельдер, саздар және т.б. Олардың кейбіреулері бұл қышқылдарда ерімейді. Карбонатты бөлігінде 98-99% кальций карбонаты бар. Магний кальцитінің, сидериттің және доломиттің кристалдық бөлшектері бордың құрамында аз мөлшерде болатын магний карбонаттарымен түзіледі. Тау жынысының құрамы мен қасиеттері жіктеу критерийі ретінде әрекет етеді.
Сапалы депозиттерді анықтау
Алғашында бордың механикалық және химиялық қасиеттері бар деп есептелдібарлық өрісте бірдей. Дегенмен, іс жүзінде облыстың ұзақ мерзімді жұмысы кезінде, әсіресе тау-кен байыту кәсіпорны жоғары сапалы өнім шығаруға көшкеннен кейін бұл сипаттамалардағы айырмашылықтар анықталады. Сондықтан кейбір кен орындарында геологиялық-технологиялық карталау жүргізіледі. Кен орнының әртүрлі бөліктерінде бордың химиялық қасиеттерін және оның механикалық сипаттамаларын зерттей отырып, зерттеушілер жоғары сапалы тау жыныстарының жинақталған аймақтарын белгілейді.
Өнеркәсіптік даму
Бордың ірі кен орындары Белгород және Воронеж облыстарында бар. Сапасы төмен зат Знаменская, Заслоновская, Валуйская және басқа кен орындарында бар. Бұл депозиттер CaCO3 салыстырмалы төмен мөлшерлемелерін көрсетеді (87%-дан аспайды). Сонымен қатар, тау жынысында әртүрлі қоспалар бар. Сондықтан бұл кен орындарында терең байытпай сапалы өнім алу мүмкін емес. Мұндай шөгінділердегі бордың физикалық қасиеттері оны әк өндіруде, сондай-ақ топырақты тотықсыздандыру бойынша мелиоративтік шараларда қолдануға мүмкіндік береді. Воронеж кен орындары турон-кониак дәуіріне жатады. Мұнда жоғары сапалы бор өндіріледі. Бұл кен орындарынан алынған тау жыныстарының қасиеттері мен қолданылуы ұзақ уақыт бойы зерттелді. Воронеж облысында өндірілген өнімде CaCO3 жоғары (98,5% дейін) бар. Карбонатты емес қоспалардың үлесі 2%-дан аз. Кен орындарында өндіруге бордың физикалық қасиеттері кедергі келтіреді. Атап айтқанда, оныңсудың жоғары қанықтылығы. Тау жынысындағы ылғалдың үлесі шамамен 32%.
Болашағы бар депозиттер
Ірі кен орындарының ішінде Россошанское, Крупненниковское, Бутурлинское және Копанищенское кен орындарын атап өткен жөн. Соңғысының борының қалыңдығы 16,5-85 м. Үстінді топырақ-өсімдік қабаты. Оның қалыңдығы шамамен 1,8-2 м. Бор қабаты тік сызық бойымен екі бірлікке бөлінген. Төменгі жағында 98% дейін кальций карбонаты бар, жоғарғы жағында ол біршама аз - 96-97,5% дейін.
Бутурлинское кен орнында ақырында Турун сатысының біртекті ақ боры табылды. Қабаттың қалыңдығы 19,5-41 м. Жер үсті қабатының қалыңдығы 9,5 м-ге жетеді. Ол маргельдермен, өсімдік қабатымен, құмды-сазды түзілімдермен және құмтастармен ұсынылған. Магний мен кальций карбонаттарының үлесі 99,3%-ға жетеді. Сонымен қатар, карбонатты емес компоненттер салыстырмалы түрде аз мөлшерде болады.
Стойленское және Лебединское кен орындары өнеркәсіп үшін үлкен қызығушылық тудырады. Бұл аймақтарда борды үйінді ретінде өндіріп, үйінділерге апарады. Жыл сайынғы ілеспе өндіріс 15 миллион тоннадан асады, оның беске жуығы халық шаруашылығының салаларында пайдаланылады. Атап айтқанда, Старооскөл цемент зауыты мен басқа да кейбір шағын кәсіпорындарға бор жеткізіледі. Өндірілген тау жыныстарының көбі үйінділерде жоғалып кетті.
Темір кені бар аймақтарда орналасқан бор кремнезем және карбонат құрамы бойынша жоғары сапалы санатқа жатады. Оны өнеркәсіптік мақсатта терең байытпай пайдалануға болады. Бұл туралы айту керекТемір рудаларына маманданған тау-кен байыту кәсіпорындарын жобалау процесінде қосалқы өнім ретінде алынатын бордың технологиялық желілерін немесе оны бөлек сақтайтын орынмен қамтамасыз ету қажет.
Өндіріс және тұтыну
Бордың пайдалы қасиеттері бұрыннан белгілі. Бастапқыда бұл тұқым құрылыста қолданылған. Одан әк жасалды. Бор ұнтағы шпаклевка, толтырғыштар, бояулар және т.б. үшін негіз болды. Ақ тау кен орнында 19 ғасырдың аяғында жеке зауыттар ұйымдастырыла бастады. Білік пештерінде кесек жыныстардан әк пен ұнтақ өндірілді. 1935 жылы өнеркәсiптiк мұқтаждық үшiн өнiм шығарумен айналысатын Шебекiн зауыты пайда болды. Бордың пайдалы қасиеттері электр, бояу, полимер, резеңке және басқа салаларда сұранысқа ие болды.
Өнімге сұраныстың артуымен бірге оның сапасына қойылатын талаптар да артты. 1990 жылға дейін жұмыс істеп тұрған кәсіпорындар өнеркәсіпті қажетті шикізатпен қамтамасыз ете алмады. Белгород облысында жеке кәсіпорындар пайда бола бастады. Олардың көп болуы тау жыныстарының үлкен көлемдеріне және өңдеу технологияларының қарапайымдылығына байланысты болды. Алайда жеке кәсіпорындар пайдаланатын өндірудің және кейіннен өңдеудің қарабайыр әдістері сапалы өнімді қажетті көлемде қамтамасыз ете алмады. Сәйкесінше, мұндай зауыттардың көбі жабылды. Сонымен қатар, ірі кәсіпорындар жаңғырту және қайта құру жұмыстарын жүргіздіжабдық. Сапалы өнім шығаруды 90-жылдары Белгород, Петропавл, Шебекинск зауыттары қамтамасыз етті.
Сапа маркаларын өндіру
Бор өнімдеріне қойылатын негізгі талаптарға карбонаттардың үлесінен басқа, ұсақтық – ұнтақтау ұсақтығы жатады. Ол белгілі бір өлшемдегі елеуіштердегі қалдық түрінде немесе берілген өлшемдегі бөлшектердің пайызымен көрсетіледі (мысалы, өлшемі 2 микрон бөлшектердің 90%-ы).
Бояу, резеңке, полимер және шикізат ретінде бор қолданылатын басқа да өнімдерді өндіруге арналған жаңа өндіріс желілерінің пайда болуы оны өндіру мен тұтыну арасындағы күрт теңгерімсіздікті тудырды. Бұл әсіресе қағаз өнеркәсібінде айқын көрінді. Бұл саладағы кәсіпорындар өндірісте каолинді алмастырған бор ұнтағына ерекше талаптар қояды.
Сапа маркаларын шығару Белгород облысындағы зауыттарға бағытталған. Бөлінген бор шығаратын «Шебек» кәсіпорнынан бөлек, жаңа зауыттар пайда болды. Осылайша, 1995 жылы Лебединский ГОК - ЗАО «Руслиме» өңдеу зауыты пайда болды. Ол сметалық қуаты жылына 120 мың тонна болатын «Реверте» компаниясының испандық жобасы бойынша салынған. Зауыт 10 түрлі сортқа дейін бор шығарады. Сапасы жағынан олар шетелдік аналогтардан ешбір кем түспейді және халықаралық стандарттарға сай келеді. Кәсіпорын ең заманауи технологиялық жабдықтармен жабдықталған, желілердегі операциялар механикаландырылған және автоматтандырылған.
По«Мабетекс» жобасы бойынша Стойленский ГОК-та қуаттылығы 300 мың тонна жоғары бор өнімдерін шығаратын зауыт салынды. Бұл ретте кәсіпорынның жоспарларында қуаттылықты кейіннен арттыру қарастырылған.
Тұқым гүлдейді
Жаңа кен орнында немесе бар өңдеу желісіне қатысатын учаскеде тау жынысының физикалық қасиеттерін талдау процесіндегі негізгі критерийлердің бірі ұнтақтау кезінде бордың әрекеті болып табылады. Жоғарыда айтылғандай, әртүрлі резервуар қабаттарында зат әртүрлі механикалық сипаттамаларға ие. Бұл айырмашылықтарды визуалды түрде анықтау көп жағдайда мүмкін емес. Технологиялық процесте бордың құрғақ ұнтақтау процесіндегі мінез-құлқын анықтау механикалық әсер ету кезінде ылғалды ортада гүлдену көрсеткішін орнату арқылы жүзеге асырылады. Ол үшін арнайы жабдық пайдаланылады.
Натрий гидрокарбонаты
Оны өндіру үшін әртүрлі материалдар, соның ішінде әктас немесе бор қолданылады. Натрий бикарбонатының ағзаға пайдалы қасиеттері көпшілікке белгілі. Көбінесе ол қызыл иектің және тамақ ауруларына, күйдіруге, жөтел кезінде қақырықты жұқартуға қолданылады. Өнеркәсіпте сода мен бордың физикалық қасиеттері үлкен сұранысқа ие. Бұл заттардың екеуі де құрылыста, безендіруде, материалдарда, бояуларда және басқа бұйымдарда қолданылады. Кальций гидрокарбонатын өндіруге келетін болсақ, тек борды пайдалану үнемді емес нұсқа болып саналады. Жоғарыда айтылғандай, бұл тұқым ылғалды жақсы сіңіреді,нәтижесінде оның механикалық сипаттамалары өзгереді. Бұл өз кезегінде технологиялық процестің жүруіне кері әсерін тигізеді.
Мен CaCO3 жеуге бола ма?
Дәрігерлер медициналық борды қолдануға кеңес береді деген пікір кең таралған. Бұл заттың қасиеттері кальций тапшылығын толтыруға көмектеседі деп саналады. Ең алдымен, дәрігерлердің бұл туралы екіұшты екенін айту керек. Көбінесе бор (тамақ) жеуді ұнататын науқастар мамандарға жүгінеді. Дегенмен, заттың пайдалы қасиеттері өте күмәнді. Оны жеуге деген құштарлық кальцийдің жетіспеушілігінен туындауы мүмкін. Дегенмен, сіз асқазанға түскен кезде заттың сипаттамалары айтарлықтай өзгерістерге ұшырайтынын білуіңіз керек. Бірнеше тотығу процестерінен өтіп, бастапқы бейтараптығын жоғалтып, реагентке айналады. Өз әрекетінде зат сөнген әкке ұқсайды. Нәтижесінде тотыққан бор асқазанның шырышты қабығына әсер ете бастайды. Бұл жағдайда емдік қасиеттер байқалмайды. Керісінше, керісінше. Заттағы кальцийдің концентрациясы өте жоғары екенін есте ұстаған жөн. Нәтижесінде борды шамадан тыс пайдалану ыдыстардың әктелуін тудыруы мүмкін. Осыған байланысты дәрігерлер оны кальций глюконатымен немесе ұқсас препараттармен ауыстыруды ұсынады. Жүректің күйіп қалуынан құтылуға келетін болсақ, оны бормен қолданып көрген көптеген адамдардың айтуынша, бұл көмектеспейді.
Өнеркәсіптік және тұрғын үй пайдалану
Mel ретінде әрекет етедібасып шығаруда қолданылатын қағаздың қажетті құрамдас бөлігі. Кальций карбонатының ұсақталған күйінде жоғары дисперстілігі өнімнің оптикалық және басып шығару сипаттамаларына, кеуектілігіне және тегістігіне әсер етеді. Бордың болуына байланысты бұйымдардың абразивтілігі төмендейді. Қабырғаларды, шекараларды әктеу және ағаштарды қорғау үшін жер асты жынысы кеңінен қолданылады. Бор қызылша шырынын тазартуда қолданылады, ол өз кезегінде сіріңке өнеркәсібінде қолданылады. Бұл мақсаттар үшін, әдетте, шөгінді деп аталатын тау жынысы қолайлы. Мұндай борды химиялық жолмен құрамында кальцийі бар минералдардан алады. Басқа карбонатты таужыныстармен бірге зат шихта құрамдастарының бірі ретінде шыны балқытуда қолданылады. Бордың арқасында өнімнің термиялық тұрақтылығы, оның механикалық беріктігі мен атмосфералық әсерге және реагенттерге әсер еткендегі тұрақтылығы артады. Тұқым тыңайтқыштар өндірісінде кеңінен қолданылады. Бор мал азығына да қосылады.
Резеңке өнеркәсібі
Өнеркәсіпте қолданылатын толтырғыштардың ішінде бор бірінші орында. Бұл, ең алдымен, бұл шикізатты пайдаланудың экономикалық тұрғыдан тиімді екендігіне байланысты. Бордың салыстырмалы түрде төмен құны бар. Сонымен бірге оны резеңке бұйымдарға енгізу зиян келтірмейді. Өнеркәсіпте шикізаттың танымал болуының екінші себебі - технологиялық мақсатқа сәйкестік. Бор резеңке бұйымдарын жасау процесін айтарлықтай жеңілдетеді. Атап айтқанда, оның арқасында вулканизация жеделдетіледі, бетіөнімдер тегіс болады. Тұқым губка және кеуекті резеңке, пластмасса бұйымдары, былғары алмастырғыштар және т.б. өндірісінде кеңінен қолданылады.
