Свойства известняка. Горная порода известняк

29.09.2019

Из чего они состоят

Мел представляет собой осадочную породу и состоит преимущественно из остатков древних морских простейших, содержащих карбонат кальция. Миллионы лет части тел этих организмов накапливались в некоторых местах нашей планеты и в конце концов образовали богатые месторождения и даже целые скальные массивы. Хорошо известны меловые скалы побережья Северного и Балтийского морей, а также пролива Па-де-Кале в Северной Франции, Дании и Южной Англии. Интересно, что наиболее старое из известных названий Англии – Альбион – происходит от древнеиндоевропейского albho – белый. А основанием для такого наименования острова стали именно белые меловые скалы, находящиеся в самом узком месте, отделяющем Англию от материковой Европы.

Отличие извести от мела состоит в том, что под этим термином известна целая группа химических соединений и смесей, общим у которых является наличие в составе кальция. «Базовая» известь – оксид кальция (СаО), который получают путем обжига некоторых осадочных пород, в первую очередь мела и известняка (CaCO 3 , или карбоната кальция). Такая известь называется негашеной. Существует еще несколько разновидностей извести:

гашеная (Ca(OH) 2), которую получают в результате взаимодействия негашеной извести с водой;
хлорная (Ca(Cl)OCl) – в просторечии «хлорка», получаемая при химической реакции, в которой участвуют гашеная известь и хлор;
натровая, представляющая собой смесь двух химических соединений – гидроксида натрия (NaOH) и гашеной извести.

Сравнение

Области применения мела и извести (правильнее будет сказать – известей, так как их несколько) различаются довольно сильно. Все мы знаем ученический мел, который широко используется в школе, но это только одна из его «специальностей». Кроме этого, он нашел применение при производстве высококачественной мелованной бумаги, а также при создании некоторых сортов резины и в пищевой промышленности. Часто мел играет роль наполнителя в различных составах – от лакокрасочной продукции до полимеров (полипропилена и полиэтилена). И, наконец, роднит его с гашеной известью то, что оба эти материала пригодны для побелки стволов деревьев, бордюров, заборов и так далее.

Разные виды извести отличаются довольно сильно, поэтому сферы их применения также отстоят друг от друга далеко. Негашеная известь используется в строительстве и для получения известей других видов. Гашеная известь, кроме побелки, нужна при производстве стройматериалов, известковых сельхозудобрений, дублении кожи. В стоматологии – для дезинфекции зубного канала, а в электротехнике – в качестве состава, позволяющего снизить (где это необходимо) сопротивление почвы при устройстве заземления. И, наконец, даже в пищевой промышленности гашеная известь известна как пищевая добавка Е 526.

Две основные «специальности» хлорной извести – дезинфекция и отбеливание тканей. Если с первой она справляется великолепно, то во втором случае надо быть осторожным и использовать только составы, изготовленные промышленным способом, так как при высокой концентрации состава он просто-напросто «проест» любую ткань. А главным «призванием» натровой извести является поглощение из воздуха углекислого газа. Это свойство незаменимо в противогазах и водолазном снаряжении. Она даже применялась для подобной цели в первых космических кораблях, но позже перешли к более эффективным составам.

Таблица

Теперь можно дать ясный ответ на вопрос, в чем разница между известью и мелом. В приведенной ниже таблице подытожено, что у этих материалов общего и чем они различаются.

	Известь	Мел
Что собой представляет	Группа химических соединений и смесей, имеющих в составе кальций. Состоит из: негашеной извести (СаО); гашеной извести (гидроксид кальция Ca(OH) 2); хлорной извести (Ca(Cl)OCl); натровой извести (смесь гидроксида натрия (NaOH) и гашеной извести).	Осадочная порода, образовавшаяся из остатков древних простейших организмов
Область применения	Негашеная известь – в строительстве и производстве известей других видов. Гашеная известь – широчайший «круг обязанностей» от побелки до производства удобрений, стройматериалов, а также в пищевой промышленности. Хлорная известь – обесцвечивание тканей, а также дезинфекция. Натровая известь – поглощение из воздуха углекислого газа, что нашло применение в противогазах и водолазном снаряжении	Производство мелованной бумаги, в качестве ученического мела в школе, в качестве дешевого наполнителя при производстве полимеров и лаков, а также в пищевой промышленности и для побелки деревьев, бордюров и так далее

Вторым основным сырьевым материалом для производства соды служит известняк или мел. Более предпочтительным сырьем является известняк. Недостатком мела является его пористая порода, он легко впитывает влагу, нарушающая нормальный ход обжига его в известковых печах.

Обычно считается, что наилучшим сырьем является известняк с содержанием от 92% CaCO 3 , влаги от 1 до 5% и минимальным количеством силикатов, хотя возможны отступления от этих условий, в зависимости от характера производств. Работа на одном меле вызывает дополнительные расходы топлива или предварительно на сушку его, или в самой печи, а также разбавление печного газа (содержание CO 2). Работать на одном меле, благодаря его высокой влажности не экономично, и в связи с этим готовят для известковых печей смеси известняка и мела в пропорции примерно 1:1. Наличие такой пропорции приводит работу печи к нормальным условиям как в смысле расхода топлива, так и концентрации получаемого печного газа.. Основные требования, предъявляемые практикой в отношении размеров кусков мела или известняка, это - иметь материал в кусках величиной примерно около 60-150 мм. Процент CaCO 3 в меле не должен быть ниже 80, при чем на меле с низшим содержанием CaCO 3 работать уже не выгодно. Необходимо также иметь определенный и минимальный процент примесей, в особенности SiO 2 , благодаря которому в печах образуются легкоплавкие силикаты (печь «течет»), и который внизу печи застывает в большие куски - так называемый «козел». Процент влаги в меле должен быть не выше 5%, дабы не иметь разбавления печного газа, а также чтобы не тратить излишнего количества топлива для подсушки его.

Добыча известняка и мела ведется в карьерах методом открытых разработок. При тонком слое верхних порывающих пород шахтные разработки не применяют. Удаление верхних наносных слоев и непосредственную добычу известняка и мела производят при помощи экскаваторов.

Вдоль простирания пластов нарезают несколько уступов, в которых бурят небольшие цилиндрические отверстия - шпуры, куда закладывают взрывчатое вещество. Взорванную раздробленную породу грузят экскаваторами в вагонетки и отвозят на дробильно-сортировочную установку, находящуюся при карьерах. Куски размерами 40-120 мм отделяют и, в зависимости от расстояния от карьера до завода, транспортируют либо по канатной подвесной, либо по железной дороге. В первом случае вагонетки с карбонатным сырьем подают непосредственно на известковые печи, во втором случае известняк или мел поступает сначала на склад, откуда вагонетками подвесной дороги или элеватором его транспортируют на печи. Куски, имеющие размер меньше 40 мм, составляют отход, который может быть использован для других целей, например на строительных работах, в производстве цемента, в металлургической промышленности или же для получения извести в специально выделенных для обжига мелочи печах.

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.

На вопрос В чем разница между известью, гипсом и мелом? У всех основание Ca. Это я знаю. заданный автором хлебосольство лучший ответ это Известь, условно объединяемые общим термином продукты обжига (и последующей переработки) известняка, мела и других карбонатных пород. Чаще всего под названием «И. » объединяют И. негашёную CaО (см. Кальция окись) и продукт её взаимодействия с водой - И. гашёную Ca(OH)2 (см. Кальция гидроокись) . И. широко применяют в строительстве, металлургии, химической промышленности, в производстве сахара, бумаги, стекла и др. , а также в сельском хозяйстве, для водоочистки и т. д. Другие виды И. - известь натровая и хлорная известь.
И. строительная служит вяжущим материалом; содержит до 95% CaО; получается обжигом природных кальциево-магниевых карбонатов в шахтных, вращающихся и других печах (при температуре 1100-1300 °С) . И. - один из древнейших вяжущих материалов. Её использовали в смеси с песком и водой ещё за 3000-2500 лет до н. э. для скрепления камней и кирпичей в различных сооружениях, а также для приготовления штукатурных растворов и красочных составов. Такая смесь под действием углекислого газа воздуха постепенно твердеет вследствие образования кристаллического карбоната кальция и испарения воды:
Ca(OH)2+CО2=CaCO3+H2O.
Гипс (от греч. gýpsos - мел, известь) , минерал, водная сернокислая соль кальция CaSO4 · 2H2O; в чистом виде содержит 32,56% СаО, 46,51% SO3 и 20,93% H2O. Кристаллизуется в моноклинной системе. Структура кристаллической решётки Г. относится к типу слоистой. Двойные слои состоят из тетраэдров , связанных через кальций. Кристаллы пластинчатые, столбчатые (одиночные или сросшиеся в виде двойников - т. н. ласточкин хвост, см. рис.) , игольчатые и волокнистые. Встречается преимущественно в виде сплошных зернистых (алебастр) и волокнистых (селенит) масс, а также различных кристаллических групп (гипсовые цветы и пр.) . Чистый Г. бесцветен и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую и др. окраски. Твёрдость по минералогической шкале 1,5; плотность 2300 кг/м3, растворимость 2,05 г/л при 20°С (наибольшая - между 32 и 41°С) . Осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями (при усыхании морских лагун и солёных озёр) . Г. выпадает при относительно небольшой солёности, при её повышении вместо Г. начинает выпадать безводный сернокислый кальций - ангидрит, а затем соли.
Мел, слабо сцементированная, мажущаяся, тонкозернистая разновидность карбонатных пород, состоящая в основном из карбоната кальция природного происхождения или полученного искусственным путём. Природный М. сложен главным образом кальцитовыми скелетными частицами микроорганизмов - известковых водорослей кокколитофорид (70-90%) и корненожек - фораминифер (1-20%). Изредка в М. встречаются раковины моллюсков, скелеты мшанок, морских ежей, лилий, кремнёвых губок, кораллов. Химический состав М. (в %): 50-55 CaO; 0,2-0,3 MgO; 0,5-6,0 SiO2; 0,2-4,0 Al2O3; 0,02-0,7 Fe2O3 + FeO; 40-43 CO2. Минеральный состав (в %): 90-99 кальцита; 1-8 глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюды и каолинит) ; 0,01-0,1 пирита; 0,1-0,5 глауконита; 0,2-6 кварца; 0,01-7,0 опала; 0,01-0,50 цеолита-гейландита; 0,01 барита. Содержание частиц < 0,01 мм обычно свыше 90%. Плотность 2,70-2,72 г/см3; объёмная масса скелета 1,42-1,56 г/см; пористость 45-50%; естественная влажность 30-33%; сопротивление сжатию влажного М. 1-2 Мн/м2 (10-20 кгс/см2), сухого 4-5 Мн/м2 (40-50 кгс/см2). В М. иногда рассеяны конкреции кремня, пирита и фосфорита. М. представляет собой полузатвердевший морской ил, отлагавшийся на глубине 30-500 м и более. Широко распространён в природе. Приурочен в основном к верхнемеловым и нижнепалеогеновым отложениям.

Наименование показатели	Норма для марки	Метод испытаний

1. Массовая доля оксида кальция, %, не менее			По ГОСТ 23673.1-79
2. Массовая доляоксида железа, %, не более			По ГОСТ 23673.2-79
3. Массовая доля оксида магния, %, не более			По ГОСТ 23673.1-79
4. Массовая доля оксида кремния, %, не более			По ГОСТ 23673.4-79
5. Массовая доля оксида алюминия, %, не более			По ГОСТ 23673.3-79
6. Массовая доля влаги, %, не более			По ГОСТ 23673.5-79
7. Массовая доля кусков, %, размером: Более 300 мм Менее 20 мм, не более	Отсутствие	По ГОСТ 23672-79