Мел - карбонатная осадочная горная порода белого цвета, тонкозернистая слабо сцементированная, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения. По минеральному составу мел близок к известняку и сложен главным образом кальцитом (91-98,5%). Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В меле обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др). Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода : белемниты , аммониты и др.
В меловых толщах наблюдается развитие крупных выдержанных трещин - пластовых и вертикальных, заполненных меловой мукой. На поверхностных выходах сеть трещин сильно сгущается. При пропитке образцов мела маслом в них проявляются скрытые жильчатые структуры в виде переплетающихся мельчайших трещин, а также следы многочисленных ходов червей – илоедов. Во всех меловых м-ниях на различных участках (горизонтах) мел различается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам.
Плотность 2690-2720 кг/м 3 ; пористость 44-50%; естественная влажность 19-33%. При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность на сжатие увеличивается в 2-3 раза, при этом появляются пластические свойства. Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.
По физическим свойствам и структурным признакам выделяют три разновидности мела: белый пишущий; мергелистый, отличающийся большей плотностью и меньшей белизной, что обусловлено присутствием глинистых веществ; мелоподобный известняк - переходная разность от мела к известняку.
Нахождение
Мел представляет собой полузатвердевший ил тёплых морей, отлагавшийся на глубине от 30 до 500 м. Широко распространён в природе и характерен для отложений верхнего отдела меловой системы и нижнего палеогена , что связано с пышным развитием кокколитофорид. Накопления белого писчего мела являются специфической особенностью позднемеловой эпохи и встречаются почти во всех ярусах верхнего мела, начиная от сеномана и до масстрахта включительно. Мелоподобные известняки распространены в третичных отложениях, в палеозое меловые накопления не сохраняются, преобразуясь в различные известняки.
Наиболее значительная полоса отложений мела распространена в Европе, от реки Эмба в Западном Казахстане до Великобритании. Их мощность достигает нескольких сотен метров (в районе Харькова - 600 м). Мощный меловой пояс простирается через весь Европейский континент, включая север Франции, южную часть Англии, Польшу, проходит через Украину, Россию и смещается в Азию - Сирию и Ливийскую пустыню. Запасы мела распределены по территориям неравномерно: около 48-50 % запасов качественного мела с высоким содержанием карбоната кальция и магния, минимальным содержанием вредных примесей сосредоточены в России; около 32-33 % на Украине и немногим более 12% в Белоруссии. Имеются небольшие по запасам месторождения в Казахстане, Литве и Грузии. Общие балансовые запасы мела в России оцениваются в 3300 млн. т. при неограниченных прогнозных запасах.
Запасы самого крупного Себряковского (Волгоградская область, Россия) месторождения мела для производства цемента 890 млн. т. Практически неограниченные прогнозные ресурсы мела сосредоточены в Белгородской области (Россия), где разведано 29 месторождений мела с суммарными запасами 1000 млн. т., наиболее крупными из которых являются Лебединское, Стойленское и Логовское. При этом на Лебединское и Стойленское месторождения приходится 75 % разведанных запасов мела Белгородской области. Эти два месторождения эксплуатируются по добыче железных руд, где мел является вскрышной породой. Месторождения мела Воронежской области относятся к туронконьякскому возрасту. Мел имеет высокое содержание (до98,5%) и низкое содержание некарбонатных примесей (менее 2%), обогащён амфорным кремнеземом, залегает мел в непосредственной близости к поверхности и прикрыт элювием мела или четвертичными отложениями. Характерной особенностью мела месторождения Воронежской области является его водонасыщенность (содержание влаги достигает 32%, что вызывает серьезные затруднения при его добыче и переработке).
Практическое значение
В промышленности мел используют для производства извести, цемента, соды, стекла, школьных мелков. Применяют как наполнитель для резины, пластмасс, бумаги, лакокрасочных материалов. В сельском хозяйстве идёт для известкования почв и подкормки животных , в парфюмерии - для приготовления зубных паст и порошков. В бумажной промышленности в качестве наполнителя и отбеливателя применялся наряду с каолином . Мел - необходимый компонент мелованной бумаги, используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала для грунтовки, побелки, покраски стен домов, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов. Использование мела как наполнителя и пигмента в производстве бумаги и картона может быть успешным при условии выполнения требований к этому виду сырья в отношении его оптических свойств и гранулометрического состава. Качество мела в основном определяется его химическим составом, а пригодность для производства извести и цемента - полузаводскими испытаниями.
Предполагается, что слово мел произошло из саксонского языка, что в переводе означает «отбеливающий порошок».
«Известно около 400 минералов, содержащих кальций. Карбонат кальция одно из самых распрастранённых на Земле соединений. Мел, мрамор, известняки, ракушечники – всё это карбонат кальция с незначительными примесями. Кальций можно назвать важнейшим строительным материалом природы»
В ходе опытов, проведённых на уроках под руководством учительницы, определили, что мел - это белая горная рассыпчатая порода, практически нерастворимый в воде и спирте, выпадает в виде осадка. Основной признак - «вскипание» от капли соляной кислоты (5-10 %).
«Мел – один из самых распространенных минералов на Земле. Он входит в состав земной коры и составляет более 4%» .
1. 2. Природное происхождение
Первым человеком, заглянувшим в потаенный мир простейших, был голландский натуралист Энтони Левенгук в XVII веке. Однажды стал он рассматривать каплю перцового настоя под микроскопом, который сконструировал своими руками. Вот отрывок из письма Левенгука в Лондонское Королевское общество: «24 апреля 1676 года я посмотрел на. воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ». Это и были простейшие, как их потом назовут ученые. Многие приезжали к Левенгуку посмотреть на удивительных зверушек-анималькулей. Приезжала и королева Англии, и наш царь Петр I. Он потом в Россию микроскоп привёз.
До 1953 года считалось, мел происходит из останков животных. Теперь доказано, в его составе присутствует известь морских водорослей. «В водах океанов природный мел сложен главным образом скелетными частицами микроорганизмов - известковых водорослей «кокколитофорид» (70-90%) и корненожек – «фораминифер» - одноклеточного существа с панцирем из извести. (1-20%). Изредка в меле встречаются раковины моллюсков, скелеты мшанок, морских ежей, лилий, кремнёвых губок, кораллов. Отмирая, они опускаются на океанское дно. Со временем образуется толстый слой из этих панцирей» .
За миллионы лет они превратились в залежи мела, или известняка. Иногда этих отложений было так много, что вырастали целые острова. Например, остров Гаити в Карибском море. Различные изменения на Земле превращали морское дно в сушу. Так, в районе пролива Ла-Манш слои мела, находившиеся на морском дне, были подняты над поверхностью моря.
На втором этапе наших исследований мы совершили восхождение на гору Торатау, провели опытно-экспериментальную работу. . «Шиханы представляют собой выведенные на дневную поверхность нижне-пермские рифовые массивы, сложенные в основном рифогенными известняками и состоящие из скопления окаменелостей, принадлежащих разнообразным представителям органического мира того времени – кораллам, губкам, фораминиферам, иглокожим, водорослям и другим. »
В меловых толщах наблюдаются крупные трещины, заполненных меловой мукой. При пропитке образцов мела маслом в них проявляются скрытые жильчатые структуры в виде переплетающихся мельчайших трещин, а также следы многочисленных ходов червей – илоедов.
Следовательно, мел имеет и животное, и растительное происхождение.
Выводы к 1 главе
Итак, мел - полузатвердевший морской ил, который отлагался на глубине до 500 метров. Это медленный процесс: по 0,5-2 см слоя за 100 лет. Площадь мелообразующего ила на сегодня составляет третью часть поверхности всего Мирового океана. Мел имеет животно- растительное происхождение.
Искусственный мел
Сейчас пройдемся по ступенькам его изготовления. Для лучших сортов различных мелков применяется так называемый отму"ченный мел. Для приготовления отмученного мела применяют природный мел. Его разбивают на куски, сортируют, отбрасывают все примеси и затем растирают с водой на мельничных жерновах. Полученная масса отстаивается, тяжелые примеси (песок, камни) остаются на дне. Жидкость, содержащую уже более чистый материал, пропускают во второй чан, затем в третий, пока все посторонние примеси не будут удалены. Затем дают долго отстаиваться в чану, вода осторожно сливается, а оставшаяся масса перекладывается в ящики с дырчатыми стенками, обтянутыми полотном. Эту массу сушат на решётках. Цветные мелки не должны быть слишком твердыми или слишком мягкими. Порошок мела смешивают с минеральными красками для получения оттенка и замешивают в водном растворе столярного клея. В качестве наполнителя для белых мелков применяют гипс, алебастр, а также и свинцовые белила. Школьный формованный школьный мелок на 40% состоит мела и на 60 % из гипса. Для придания мелку мягкости можно прибавить мыльной воды, масла или воска. Готовые высушенные мелки погружают в масло, что улучшает их цвет и делает их более мягкими.
Мы сами в условиях класса приготовили мел следующим образом. Тщательно замешали порошок мела, акварельную краску и связующее вещество – масло. Выкложили на доску, предварительно покрытую 4 листами макулатуры. Бумага поглотила значительную часть влаги, и масса приобретает густую консистенцию. Мы взяли кусок величиной с орех в руки, скатали в шарик, а затем в цилиндрик, чтобы он получил ровную и гладкую поверхность. Отформованные таким образом мелки поместили на доски, прикрыли бумагой и сушили день в тени. Хотя он и не был таким гладким и крепким как настоящий, мы изготовили настоящий цветной мелок!
2. 2. Новые технологии
В последние годы в школах появились интерактивные доски, которые могут работать и как сухостираемая доска для нанесения и удаления записей, и как устройство управления компьютером.
Использовать интерактивную доску очень просто. Быстро и легко можно создавать, редактировать и сохранять презентации любой сложности. Весь класс одновременно может работать над одним большим изображением.
Все большее применение получают цветные фломастеры и маркеры для письма на специальной доске.
Выводы к 2 главе
Искусственный мел получают из известняка очень долгим способом. Он пока ещё востребован, т. к. в большинстве школ мел используется для письма на больших досках. Но появляются современные классные доски, на которых нужно писать разноцветными фломастерами или редактировать презентации.
Заключение
Мел имеет значение для многих производств. Используется в сельском хозяйстве (для известкования почв, подкормки животных). В промышленности применяется для производства цемента и извести, как наполнитель для резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, для получения соды, стекла, очистки сахара; приготовления школьных мелков. Осажденный мел используется в медицине (как лечебный препарат), в парфюмерии (составная часть зубных порошков). Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала - пигмента, для побелки, окраски, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов. Мел применяют в резиновой, бумажной, в сахарной промышленности (для очистки свекловичного сока), в стекольной промышленности, для производства спичек.
Он легко добывается и перерабатывается при относительно небольших затратах. Добыча и переработка мела не вызывает серьезных экологических нарушений. «Около половины запасов качественного мела с минимальным содержанием вредных примесей сосредоточены в России» .
«Только в последние десятилетия наука обратила внимание на вмешательство человека в природные процессы, которое может привестик катастрофе на планете». «Хищническая вырубка лесов людьми ведёт к разрушению почвы, появлению карстовых провалов в местах, где есть залежи известняка, гипса, мела и т. д. »
Ежегодно на месторождениях добывается и вывозится в отвалы свыше 15 млн. т мела, где он безвозвратно теряется.
Наши выводы
1. Шиханы состоят из известковых пород и мела. «Гора Торатау объявлен геологическим памятником природы» Наша задача - и дальше изучать богатства недр республики Башкортостан, рачительно использовать и сохранять природу для будущих поколений.
2. Кальций – пятый наиболее часто встречающийся в организме элемент, необходим для нормального функционирования мышц и нервов. Школьный мел для доски на самом деле не мел. Основа для писчего мела гипс. Мелки также содержат красители, клей и масло в качестве связующего компонента. Школьный мел не является пищевым продуктом или лекарством. При недостатке кальция медицинский мел может быть прописан как добавка к пище.
Мел используют в разных сферах – от промышленности до медицины. А вот для некоторых людей это еда, которую они с удовольствием грызут. Кто‑то начинает ещё со школьной скамьи, а кто‑то в уже сознательном возрасте.
«В детстве я ковыряла дома побеленные стены, потом таскала мел в школе – он там был самый вкусный. Не то, что теперь – прессованный, с известью, – поделилась белгородка Нинель . – Сейчас мел беру в собственном магазине: я занимаюсь семенами и всякими другими штуками для сада и огорода. Этот мел строительный, он как порошок. Бывает, что ем его каждый день ложки по три. И объяснить, почему его хочется, не могу. Говорят, так бывает, когда организму не хватает кальция».
В Белгородской области огромные залежи мела – об этом говорят и названия населённых пунктов: Белгород, Беломестное, Меловое. Крейда и вовсе переводится с украинского как «мел». Мягкий белый известняк встречается в основном в юго-восточных, южных и юго-западных районах.
Белгородский мел вовсю заказывают через интернет-магазины. Например, на Amazon 200 г известняка продают за 15 долларов. Анастасия из Белгорода и зарабатывает на меле, и сама его ест:
«Когда мы с мужем приезжаем на гору, я смотрю, где мел лучше. Отрубаем подходящий кусок и сразу же его запаковываем, а когда приезжаем домой – обрабатываем: прокаливаем в духовке либо просушиваем на воздухе».
Белый бизнес
Продажей Настя начала заниматься недавно. Сначала прочитала форумы в Интернете, а потом решилась.
100 г мела она продаёт за 50 рублей , однако люди берут сразу несколько кг. Как утверждает девушка, в её базе клиентов около 100 человек.
«У меня есть клиенты, которые едят мел по 30 лет, начиная со школы. Я присоединилась к этому увлечению не так давно: три года назад. Мел содержит кальций, который очень полезен для нашего организма, ведь он основа костного строения. К тому же мел нормализует содержание железа в крови и очень хорошо влияет на зубную эмаль, предотвращая возникновение кариеса. А ещё он помогает людям, страдающим изжогой», – считает Анастасия.
Фото Вадима Заблоцкого
Рускоязычные продавцы мела над названиями не заморачиваются. Упаковки называют по происхождению: Севрюковский, Новооскольский, Оренбургский, Волоконовский, Белгородский, Черниговский, Артёмовский, Краматорский и другие. По словам ценителей, вкус мела зависит от того, где его добыли. В Интернете даже есть ролики с рецептами, как и какие сорта мела лучше смешать в тарелке и как испечь меловые пирожные.
«Есть мягкий сливочный мел, который сразу растворяется во рту, превращаясь в кашицу, имеет запах бетона и штукатурки, – пояснила Настя. – Есть твёрдый мел с запахом дождя, который тяжело откусывается, а при разжёвывании превращается в крупиночку. Есть мел с вкраплениями глины – для гурманов. Он так и называется – глиномел».
Наш вкуснее
На своих форумах мелоеды пишут, что пиленый мел из Белгорода отличается от оренбургского структурой, цветом и твёрдостью: он мягче и тает во рту. Да и вообще славится большей популярностью у мелоежек, чем любой другой.
На YouTube около 6 тыс. роликов, где люди разного возраста дегустируют на камеру мел из Белгородской области, прикрывая лица. Необычное лакомство с каждым днём становится всё популярнее не столько среди русских, сколько среди американцев, европейцев и азиатов.
Кстати, мелоеды стыдятся говорить о своём пристрастии. Из 30 опрошенных, найденных на меловых форумах, нам ответили только двое.
«Я не понимаю, почему должно быть стыдно есть мел, если это то, что нам даёт природа. Люди стали есть мел издревле, когда ещё не было зубных паст, шампуня, лекарств. Наши предки использовали мел для этих целей и добавляли его в пищу. Именно поэтому наши бабушки и дедушки такие крепкие и выносливые», – считает Анастасия.
На разных сайтах, где продают мел, пишут почти одно и то же: «Только чистый природный мел, добытый в карьерах Белгородской области! Кусковой мел не подвергается никаким химическим обработкам, в отличие от промышленного и канцелярского! »
Однако что интересно: в Белгороде не выпускают пищевой мел, максимум – для комбикорма животных. На него нет никакого пищевого ГОСТа – его в России в принципе не существует. А на продукцию в Интернете нет сертификации. Поэтому остаётся только гадать, какие добавки используют продавцы в своём товаре.
Законный заработок?
С юридической точки зрения такой заработок законным не назовёшь.
«Земля и другие природные ресурсы находятся в частной, государственной, муниципальной и иных формах собственности. Мел – такой же ресурс, – пояснил представитель компании «Юрист Карамазов» Алексей Колесников . – И здесь важно знать, кому принадлежит меловой карьер. Если в частной собственности, то такая добыча мела будет являться хищением: если мела собрали больше чем на 2 тыс. рублей – это уголовная ответственность по ст. 158 УК РФ, если меньше – по ст. 7.27 КоАП».
Чаще всего меловые карьеры находятся в пользовании у государства, и к добыче мела и прочих природных ископаемых оно допускает только отдельных лиц. Это регламентирует ст. 11 Закона РФ «О недрах». В частности, в законе говорится о том, что пользование оформляется лицензией. И если без неё добывать мел, то привлекут к ответственности. По ст. 7.3 КоАП РФ за нарушение правил пользования недрами можно заплатить штраф от 3 тыс. до 5 тыс. рублей, на должностных лиц – от 800 тыс. – до 1 млн .
Кроме того, граждане, которые продают товары и не являются ни ИП, ни юрлицами, могут понести ответственность за незаконную деятельность и неуплату налогов с доходов.
Опасное увлечение
Заведующая центром общественного здоровья и семейной профилактики Людмила Кропанина предупреждает, что злоупотребление кальцием может привести к тяжелейшим нарушениям, образованию в организме камней и большим проблемам с почками:
«Кальций усваивается только в том случае, когда он попадает в организм с дополнительными способствующими веществами, а тот кальций, который у нас в карьерах, не оптимальный для усвоения. Риск нарушения обмена веществ будет 100 %.
Эта тема с мелом не сейчас появилась – она была актуальна всегда. Просто раньше любители мела не могли собраться в одном месте из‑за отсутствия Интернета. Людям, у которых есть потребность в употреблении мела, нужно обратиться к врачу. У них наверняка что‑то не сбалансировано: щитовидная железа, высокий стресс, избыточный вес или другое. Тот ажиотаж, который наблюдается с мелоедением, – это недостаточность информирования и дефицит медицинского влияния. Этим потребителям нужна другая терапия – и это никак не мел».
Алёна Антонова
Мел представляет собой осадочную породу белого цвета. Он нерастворим в воде, имеет органическое происхождение. Из статьи узнаем, где используется мел, физические и химические свойства этой породы.
Образование
90 млн лет назад в Северной Европе, в нижней области великого моря накапливался ил. На морском мусоре жили простейшие (фораминиферы). Их частицы включали в себя кальцит, извлеченный из воды. Меловая группа стратиграфического европейского подразделения появилась во время одноименного периода. Из нее образованы в графстве Кент и склоны в другой части пролива Дувра. Именно эти останки и стали основой мела. Однако преимущественно порода состоит из образований водорослей и мелкодисперсных соединений. Таким образом, исследователи делают вывод, что появление мела - заслуга растений.
Структура породы
Останки моллюсков, скапливавшихся в донных отложениях, превратились в мел. В породе присутствуют:
- Около 10% скелетных обломков. Среди них не только части простейших, но и многоклеточных животных.
- Порядка 10% раковин фораминифер.
- До 40% фрагментов известковых образований водорослей
- До 50% кристаллического мелкодисперсного кальцита. Его размер настолько мал, что установить биологическую принадлежность элементов, его составляющих, практически невозможно.
- До 3% нерастворимых минералов. В основном они представлены силикатами. Нерастворимые минералы - своего рода геологический мусор (обломки разных пород и песок), который занесен в отложения мела течениями и ветрами.
Раковины моллюсков, конкреции других минералов, скелеты кишечнополостных обнаруживаются в породе достаточно редко.
Описание физического свойства мела - прочности
Исследования вещества проводили многие ученые. В ходе инженерно-геологических мероприятий было выявлено, что оно является жесткой полускальной породой. Его прочность во многом определяется влажностью. В воздушно-сухом состоянии временное сопротивление при сжатии меняется от 1000 до 45 000 кН/м 2 . сухой породы - от 3 тыс. МПа (для рыхлого состояния) до 10 тыс. МПа (для плотного). Величина угла внутреннего трения - 24-30 градусов, при всестороннем сжатии сцепление достигает 700-800 кН/м 2 .
Влажность
При воздействии воды физические свойства мела начинают изменяться. В частности снижается его прочность. Изменения происходят уже при 1-2% влажности. При 25-35% в 2-3 раза увеличивается прочность на сжатие. Вместе с этим проявляются другие физические свойства мела. Порода становится пластичной. Это проявление существенно осложняет процесс переработки вещества. В ходе этого мел начинает налипать на элементы машин (на ковш экскаватора, питатель, кузов транспортного средства). Зачастую физические свойства мела (вязкость и пластичность) не позволяют осуществлять добычу с нижних горизонтов, хотя здесь он считается качественным.
Морозостойкость
После замораживания-размораживания мел распадается на частицы величиной 1-2 мм. В ряде случаев это полезное свойство породы. Например, при его использовании в качестве мелиоранта при раскислении почвы не обязательно измельчать вещество до 0,25 мм. В грунт можно внести дробленую породу до 10 мм. При замораживании-размораживании с перепахиванием почвы кусочки разрушаются сами. Таким образом, действие по нейтрализации сохраняется продолжительное время.
Свойства мела: химия
Порода преимущественно включает в себя карбонатную и некарбонатную части. Первая растворима в уксусной и соляной кислотах. В некарбонатной части присутствуют окислы металлов, кварцевый песок, мергели, глины и проч. Некоторые из них нерастворимы в указанных кислотах. В карбонатной части 98-99% карбоната кальция. Кристаллические частицы магнезиального кальцита, сидерита и доломита образованы карбонатами магния, которые в незначительном количестве включены в мел. Состав и свойства породы выступают в качестве критериев классификации.
Выявление качественных залежей
Изначально считалось, что механические и химические свойства мела одинаковы на всем месторождении. Однако на практике при продолжительной эксплуатации района, особенно после перехода добывающего и перерабатывающего предприятия на выпуск более качественной продукции, выявляются различия по этим характеристикам. Поэтому на некоторых месторождениях выполняется геолого-технологическое картирование. Исследователи, изучая химические свойства мела и его механические характеристики на разных участках залежи, обозначают районы скопления качественной породы.
Промышленное освоение
Большие залежи мела присутствуют в Белгородской и Воронежской областях. Менее качественное вещество присутствует в Знаменской, Заслоновской, Валуйской и других залежах. На этих месторождениях выявляются сравнительно низкие показатели СаСО 3 (не более 87%). Кроме этого, в породе присутствуют различные примеси. Поэтому на указанных месторождениях без глубокого обогащения нельзя получить качественную продукцию. Физические свойства мела на таких залежах позволяют использовать его при изготовлении извести, а также в мелиоративных мероприятиях для раскисления почв. Воронежские месторождения относят к турон-коньякскому возрасту. Здесь добывается более качественный мел. Свойства и применение породы, полученной на этих месторождениях, изучаются достаточно давно. Продукт, добытый в Воронежской обл., отличается высоким содержанием СаСО 3 (до 98,5%). При этом доля некарбонатных примесей меньше 2%. Добычу на месторождениях, однако, затрудняют физические свойства мела. В частности его высокая водонасыщенность. Доля влаги в породе - около 32%.
Перспективные залежи
Среди крупных месторождений стоит отметить Россошанское, Крупненниковское, Бутурлинское и Копанищенское. Меловая толща последнего составляет 16,5-85 м. Вскрышу составляет почвенно-растительный слой. Его толщина около 1,8-2 м. По вертикальной линии меловой слой разделен на две пачки. В нижней присутствует до 98% карбоната кальция, в верхней несколько меньше - до 96-97,5%.
В Бутурлинском месторождении обнаружен предельно однородный белый мел турунского яруса. Мощность слоя - 19,5-41 м. Толщина вскрыши достигает 9,5 м. Она представлена маргелями, растительным слоем, песчано-глинистыми образованиями и песчаниками. Доля магния и карбонатов кальция достигает 99,3%. При этом некарбонатные составляющие присутствуют в относительно небольшом количестве.
Большой интерес для промышленности представляют Стойленское и Лебединское месторождения. В этих районах мел добывают как вскрышную породу и вывозят в отвалы. Попутная ежегодная выработка составляет больше 15 млн т. Порядка пяти из них используется в народнохозяйственных отраслях. В частности мел поступает на Старооскольский завод по изготовлению цемента и на некоторые другие небольшие предприятия. Больший объем добытой породы теряется в отвалах.
Мел, который находится в районах железорудных месторождений, по содержанию кремнезема и карбонатной части относится к категории высококачественных. Его можно использовать в промышленных целях, не подвергая глубокому обогащению. Необходимо сказать, что в процессе проектирования добывающих и перерабатывающих предприятий, специализирующихся на железных рудах, необходимо предусматривать технологические линии для попутно извлекаемого мела либо места для его отдельного складирования.
Производство и потребление
Полезные свойства мела известны достаточно давно. Изначально породу использовали в строительстве. Из нее производили известь. Меловой порошок выступал в качестве основы для замазки, шпатлевок, красок и так далее. В конце 19-го столетия на месторождении "Белая гора" стали организовывать частные заводы. В из кусковой породы выпускали известь и порошок. В 1935 году появился Шебекинский комбинат, занимавшийся выпуском продукции для промышленных нужд. Полезные свойства мела были востребованы в электротехнической, лакокрасочной, полимерной, резинотехнической и других отраслях.
Вместе с увеличением потребности в продукции повышались требования к ее качеству. Существовавшие к 1990 году предприятия не могли обеспечить промышленность необходимым сырьем. В Белгородской области стали возникать частные предприятия. Большое их количество было обусловлено огромными объемами залежей породы и видимой простотой технологий по переработке. Однако примитивные методы добычи и последующей обработки, использовавшиеся на частных предприятиях, не могли обеспечить необходимого количества качественной продукции. Соответственно, многие такие заводы закрылись. Вместе с этим крупные предприятия провели модернизацию и реконструкцию своего оборудования. Выпуск качественной продукции обеспечивался в 90-е годы Белгородским, Петропавловским, Шебекинским заводами.
Производство качественных марок
К ключевым требованиям, предъявляемым к продукции из мела, помимо доли карбонатов, относится крупность - тонина помола. Она выражается в остатке на ситах определенного размера или в процентном содержании частиц заданной величины (к примеру, 90% частиц размером 2 мкр).
Появление новых производственных линий по изготовлению лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и прочей продукции, для которой в качестве сырья используется мел, спровоцировало резкий дисбаланс между его выпуском и потреблением. Это особенно отчетливо проявилось в бумажной промышленности. Предприятия этой отрасли предъявляют особые требования к меловому порошку, который заменил каолин в производстве.
Выпуск качественных марок сосредоточен на заводах в Белгородской обл. Кроме Шебекинского предприятия, выпускающего сепарированный мел, были созданы новые комбинаты. Так, в 1995 году на Лебединском ГОКе появился завод по переработке - ЗАО "Руслайм". Он был сооружен по испанскому проекту компании "Реверте" с предполагаемой производительностью 120 тыс. тонн/год. Завод производит до 10 разных марок мела. По своему качеству они нисколько не уступают зарубежным аналогам и соответствуют международным стандартам. Предприятие оснащено самым современным технологическим оборудованием, операции на линиях механизированы и автоматизированы.
По проекту компании "Мабетекс" на Стойленском ГОКе был построен завод с производительностью меловой продукции высокого качества 300 тысяч тонн. При этом планы предприятия предусматривают последующее увеличение мощности.
Распускаемость породы
Одним из ключевых критериев в процессе анализа физических свойств породы на новом месторождении либо участке, вовлеченном в действующую технологическую линию переработки, является поведение мела при измельчении. Как выше было сказано, на разных пластах залежи вещество имеет разные механические характеристики. Визуально выявить эти отличия не представляется возможным в большинстве случаев. Определение поведения мела в процессе его сухого измельчения в технологическом процессе осуществляется посредством установления показателя его распускаемости во влажной среде при механическом воздействии. Для этого используется специальное оборудование.
Гидрокарбонат натрия
Для его производства используются разные материалы, в том числе известняк или мел. Полезные свойства для организма, которыми обладает гидрокарбонат натрия, известны многим. Часто его используют при заболеваниях десен и горла, изжоге, для разжижения мокроты при кашле. В промышленности физические свойства соды и мела очень востребованы. Оба этих вещества используются в строительстве, отделке, изготовлении материалов, лакокрасочной и другой продукции. Что касается производства гидрокарбоната кальция, то применение одного только мела считается неэкономичным вариантом. Как выше было сказано, эта порода очень хорошо впитывает влагу, вследствие чего изменяются ее механические характеристики. Это, в свою очередь, негативно сказывается на ходе технологического процесса.
Можно ли есть СаСО 3 ?
Достаточно распространено мнение о том, что врачи рекомендуют использовать мел медицинский. Свойства этого вещества, как считается, способствуют восполнению дефицита кальция. В первую очередь следует сказать, что врачи неоднозначно высказываются по этому поводу. Нередко к специалистам обращаются пациенты, которым нравится есть мел (пищевой). Полезные однако, весьма сомнительны. Тяга к его поеданию может возникнуть вследствие недостатка кальция. Однако следует знать, что характеристики вещества подвергаются существенным изменениям при попадании в желудок. Проходя через несколько окислительных процессов, оно теряет изначальную нейтральность и превращается в реагент. По своему действию вещество аналогично В результате на слизистую желудка начинает влиять окисленный мел. Лечебные свойства при этом никакие не проявляются. Скорее, наоборот. Стоит помнить еще о том, что концентрация кальция в веществе очень велика. В результате чрезмерное употребление мела может спровоцировать известкование сосудов. В связи с этим врачи рекомендуют заменить его глюконатом кальция или аналогичными препаратами. Что касается избавления от изжоги, то, по словам многих людей, попробовавших ее устранить с помощью мела, он не помогает в этом.
Промышленное и бытовое использование
Мел выступает в качестве необходимого компонента бумаги, которую применяют в полиграфии. Высокая дисперсность карбоната кальция в измельченном виде влияет на оптические и печатные характеристики, пористость, гладкость продукции. За счет присутствия мела понижается абразивность изделий. Порода в молотом виде широко используется для побелки стен, бордюров, защиты деревьев. Мел применяется при очистке свекловичного сока, который, в свою очередь, используется в спичечной промышленности. Для этих целей, как правило, подходит так называемая осажденная порода. Такой мел получают химическим способом из кальцийсодержащих минералов. Наряду с прочими карбонатными породами вещество используется при варке стекла как один из компонентов шихты. За счет мела повышается термическая стойкость продукции, ее механическая прочность и устойчивость при воздействии выветривания и реагентов. Широко применяется порода в изготовлении удобрений. Также мел добавляется в комбикорма сельскохозяйственным животным.
Резинотехническая отрасль
Мел находится на первом месте среди всех наполнителей, применяемых в промышленности. Это связано в первую очередь с тем, что использование этого сырья экономически выгодно. Мел имеет сравнительно небольшую стоимость. При этом введение его в резинотехническую продукцию не наносит вреда. Второй причиной популярности сырья в отрасли выступает технологическая целесообразность. Мел существенно упрощает процесс по изготовлению резинотехнической продукции. В частности, за счет него ускоряется вулканизация, поверхность изделий становится гладкой. Широко используется порода и при производстве губчатой и пористой резины, продукции из пластмассы, кожзаменителей и проч.
Мел – это не только знакомый всем предмет из школьных времен, но также свидетель эпох, прошедших миллионы лет назад.
Большую часть состава мела образуют кальциевые отложения панцирей доисторических микроорганизмов и простейших растений. Меловые отложения, в том числе обработанные, используют сегодня в различных сферах – от производства красок и пищевых добавок до косметических средств.
Как произошел мел?
Мел является природным материалом и добывается как полезное ископаемое. В основе своей он представляет собой кальциевые отложения, сформированные из остатков древних земных организмов.
При производстве мела и мелосодержащей продукции применяют уже обработанный мел.
Природные меловые залежи зачастую содержат различные нежелательные примеси – камни, песок и разнообразные минеральные частицы. Поэтому мел, добытый на месторождениях, ломают и смешивают с водой таким образом, чтобы получить взвесь.
При этом тяжелые примеси опускаются на дно, а легкие частицы кальция направляют в специальный резервуар, где их после добавления специального склеивающего вещества высушивают, превращая в мел, которым можно рисовать.
Необработанный мел из меловых карьеров используют в строительных целях для получения извести.
Предлагаем вашему вниманию другую статью о происхождении , его составе и лечебных свойствах.
Что такое мел и из чего он состоит?
В состав мела входят:
- окиси кальция – от 47 до 55%;
- углекислый газ — до 43%;
- диоксид кремния – не более 6%;
- оксид алюминия – до 4%;
- окись магния – не более 2% общей массы мела;
- также в состав мела может входить железо, однако, его концентрация обычно не превышает 0,5%.
Скопления мела
Накопление меловых залежей началось в так называемый меловой период, охватывающий период в 80 млн. лет. Около 20% осадочных пород Земли включают в свой состав мел.
Месторождения мела:
- К крупнейшим меловым залежам причисляют Белые скалы Дувра, меловые пещеры во французском городе Шампань и меловые скалы Монс Клинт в Дании.
- На территории России меловые горные месторождения толщиной до 600 метров располагаются южнее Харькова.
- Наиболее крупные месторождения Воронежской области – Копанищенское, Россошанское и Бутурлинское. Город Белгород, предположительно, получил своё название благодаря местным меловым залежам.
Образование мела
Формирование и накопление известняковых отложений происходило более восьмидесяти миллионов лет.
Фораминиферы – одноклеточные организмы, раковины которых послужили основой для образования сегодняшних меловых залежей. После смерти этих простейших их панцири опускались на дно океана, создавая фораминиферовые известняки.
Эти образования наряду с остатками одноклеточных растений кокколитофорид являются составляющей частью сегодняшних меловых скоплений. Спрессованные под давлением воды, остатки кокколитофорид и раковин древних моллюсков миллионы лет дополнялись скелетными останками рыб и животных.
Невзирая на то, что еще в 1953 году ученые объявили о преимущественной роли растений в образовании известняковых пород, среди обывателей до сих пор бытует мнение о главенстве фораминиферов.
Состав
В состав меловых отложений входят:
- Фрагменты скелетов – примерно 10%. Это останки не только простейших, но и крупных многоклеточных животных.
- Раковины древних моллюсков – 10 %. Среди них были животные с известняковыми панцирями – фораминиферы.
- Частички известкового нароста водорослей – не более 40%. Большая часть известняковых отложений, вопреки распространенному мнению, образовалась из остатков простейших растений – кокколитофорид, а не благодаря раковинам фораминиферов. Кокколитофориды не вымерли, они прекрасно чувствуют себя на просторах мирового океана и сегодня, принимая участие в обмене углерода между океаном и атмосферой.
- Измельченный кристаллический кальцит – не более 50%. Это природные минеральные образования сложного происхождения.
- Нерастворимые силикаты – до 3%. Это минералы геологического происхождения – песок, осколки горных пород, заносимые в меловые отложения ветром и водой.Свойства мела
Большое влияние на свойства мела имеет влажность, воздействующая на его прочность и пластичность. Повышение влажности приводит к деформации, тогда как в сухой среде мел может рассыпаться даже от незначительного давления.
Насыщенная влагой порода прилипает к строительным инструментам. Именно поэтому строительные работы с использованием карбоната кальция проводят в странах с жарким и засушливым климатом. Прекрасным примером древней постройки из известняка является египетская пирамида Хеопса (Хуфу).
При минусовой температуре порода склонна к распаду на фрагменты в несколько миллиметров.
Стоимость мела
Цена мела будет зависеть в первую очередь от его вида (обработки) и предназначения:
- для рисования на асфальте обойдутся не дороже 200-400 рублей за упаковку.
- Белые мелки без красителей будут стоить около 100 рублей .
- Фермерский мел закупаю большими партиями, отгружая его по несколько тонн. Стоимость каждой тонны молотого мела составляет 3000-5000 рублей.
- Цена на пищевой мел , использующийся в медицине и в пищевых добавках (Е-170) – от 40 до 300 рублей за 100 граммов. В медицине также использовался камень ).
Применение мела
Сегодня мел является достаточно широко распространённым материалом для различных сфер производства.
Итак, мел применяется в следующих сферах:
- Меловые краски применяются для внутренней отделки во время строительных и ремонтных работ.
- Мел входит в состав цементных смесей , обеспечивая их мягкостью и эластичностью.
- Молотый природный мел активно используется для производства стекла.
- Мел входит в состав фермерских комбикормов и используется для удобрения почвы.
- Мел является основой для косметических средств – помады, тонального крема, пудры и др. Именно мел в составе тонального крема впитывает лишний жир и защищает кожу от блеска.
- Применяется мел и в бытовых целях как впитывающий и отбеливающий компонент.
- Производство зубных порошков и паст также не обходится без применения мела.
- При производстве бумажной и картонной продукции тонкодисперсный (измельченный) мел используется как наполнитель и отбеливатель бумаги. Мел, обработанный стеариновой кислотой, обладает гидрофобными свойствами. Его также используют в бумажной промышленности. Содержание мела в бумаге повышает качество печати и снижает вероятность износа печатной аппаратуры.
- Не так давно мел использовали для нанесения разметки на игровое поле . Взвесь, поднимающуюся в воздух после попадания мяча на линию, было легко увидеть. Сегодня вместо мела используют диоксид титана.
- Для удаления пота и уменьшения риска скольжения мел используют в таких видах спорта, как тяжелая атлетика, гимнастика и скалолазание и сегодня.
Можно ли есть мел?
Недостаток кальция и других полезных микроэлементов может привести к желанию употребления мела в пищу. Во время беременности, при анемии у некоторых людей возникает сильная тяга к поеданию мела, поэтому вопрос о безопасности этого минерала для организма возникает у многих.
Безусловно, один или два маленьких кусочка чистого мела не принесут сильного вреда для организма. Однако, необходимо помнить, что мел без примесей недоступен в свободной продаже и достать его практически не представляется возможным, разве что в аптеке в виде кальция глюконата. В самый распространённый товар – «школьный мелок», при производстве добавляют клей и различные красители, токсичные для организма.
Употребление мела в больших количествах может вызвать известкование сосудов, образование камней в почках и спровоцирует проблемы с пищеварительным трактом.
Помимо губительного воздействия примесей, входящих в состав строительного и канцлерского мела, ему свойственно окисление при взаимодействии с желудочным соком, превращающее его во вредный химический реагент.
Что делать, если хочется есть мел?
Желание употребления мела в пищу зачастую является сигналом о нехватке кальция в организме. Причинами его дефицита могут быть однообразное питание, длительные стрессовые состояния, ослабление организма после тяжелых болезней и беременность.
Учитывая, что во время беременности именно кальций является основой образования нервной и скелетной системы ребенка, недостаток этого минерала обязательно должен быть восполнен. В данном случае разнообразие рациона не способно полностью решить проблему, поэтому врачи настоятельно рекомендуют во время беременности принимать специальные витаминные комплексы.
Из-за того что нервная трубка плода формируется на ранних сроках, для того чтобы минимизировать риски неправильного развития, необходимо начать принимать витамины еще во время планирования беременности. Анемия и дефицит кальция в организме часто появляются при обильных и долгих месячных.
При симптомах сильного кальциедефицита (судорогах, заметном ухудшении и побледнении кожных покровов и волос) можно принимать таблетки кальция глюконата. В отличие от канцелярского и других видов промышленного мела они безопасны, однако, при длительном применении могут приводить к запорам.
Как правило, тяга к поеданию мела заканчивается после расширения рациона питания и включения в него молочных продуктов, куриных яиц и свежей зелени.
В некоторых случаях стремление к поеданию несъедобных и малосъедобных веществ может быть признаком психического расстройства. Следствием употребления несъедобных предметов являются кишечная непроходимость и пищевые дефициты.