คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของชอล์ก

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

ชอล์กเป็นหินตะกอนสีขาว ไม่ละลายในน้ำและมีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ จากบทความ เราจะได้เรียนรู้ว่าที่ใดใช้ชอล์ก คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของหินก้อนนี้

การศึกษา

90 ล้านปีก่อนในยุโรปเหนือ ตะกอนที่สะสมอยู่บริเวณตอนล่างของทะเลใหญ่ โปรโตซัว (foraminifera) อาศัยอยู่บนเศษซากทะเล อนุภาคของพวกมันรวมถึงแคลไซต์ที่สกัดจากน้ำ กลุ่มยุคครีเทเชียสของการแบ่งยุโรป stratigraphic ปรากฏขึ้นในช่วงเวลาที่มีชื่อเดียวกัน มันก่อตัวเป็นหน้าผาสีขาวในเคนต์และเนินลาดในอีกส่วนหนึ่งของช่องแคบโดเวอร์ มันเป็นซากเหล่านี้ที่กลายเป็นพื้นฐานของชอล์ก อย่างไรก็ตาม หินส่วนใหญ่ประกอบด้วยการก่อตัวของสาหร่ายและสารประกอบที่กระจายตัวอย่างละเอียด ดังนั้น นักวิจัยสรุปว่าการปรากฏตัวของชอล์กเป็นข้อดีของพืช

โครงสร้างพันธุ์

ซากหอยที่สะสมในตะกอนด้านล่างกลายเป็นชอล์ค สายพันธุ์ประกอบด้วย:

1. โครงกระดูกประมาณ 10% ในหมู่พวกเขาไม่เพียง แต่เป็นส่วนที่ง่ายที่สุด แต่ยังสัตว์หลายเซลล์
2. ประมาณ 10% ของเปลือก foraminifer
3. การก่อตัวของสาหร่ายหินปูนมากถึง 40%
4. แคลไซต์ละเอียดสูงถึง 50% ขนาดของมันเล็กมากจนแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างเอกลักษณ์ทางชีวภาพขององค์ประกอบที่ประกอบขึ้นเป็น
5. แร่ธาตุที่ไม่ละลายน้ำมากถึง 3% พวกเขาส่วนใหญ่แสดงโดยซิลิเกต แร่ธาตุที่ไม่ละลายน้ำเป็นเศษซากทางธรณีวิทยา (เศษหินและทรายต่างๆ) ซึ่งถูกกระแสน้ำและลมพัดเข้าชอล์ค

เปลือกหอย แร่ธาตุอื่นๆ โครงกระดูกของปลาซีเลนเทอเรต ไม่ค่อยพบในหิน

คำอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของชอล์ก - ความแข็งแรง

วิจัยเรื่องสารโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน ในด้านวิศวกรรมและธรณีวิทยา พบว่ามีลักษณะเป็นหินกึ่งแข็ง ความแรงของมันถูกกำหนดโดยความชื้นเป็นส่วนใหญ่ ในสภาวะอากาศแห้ง กำลังอัดสูงสุดจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1,000 ถึง 45,000 kN/m² โมดูลัสความยืดหยุ่นของหินแห้งมีค่าตั้งแต่ 3,000 MPa (สำหรับสถานะหลวม) ถึง 10,000 MPa (สำหรับสถานะหนาแน่น) ค่ามุมของแรงเสียดทานภายในอยู่ที่ 24-30 องศา โดยมีแรงอัดรอบด้าน การยึดเกาะสูงถึง 700-800 kN/m²

ความชื้น

เมื่อโดนน้ำคุณสมบัติทางกายภาพของชอล์คเริ่มเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแรงของมันลดลง การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นแล้วที่ความชื้น 1-2% ที่ 25-35% กำลังอัดเพิ่มขึ้น 2-3 เท่า นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ ของชอล์กปรากฏขึ้น หินกลายเป็นพลาสติก นี่คือการสำแดงทำให้กระบวนการแปรรูปสารซับซ้อนขึ้นอย่างมาก ในระหว่างนี้ ชอล์กเริ่มเกาะติดกับส่วนประกอบของเครื่องจักร (ถังขุด, สายพานลำเลียง, ตัวป้อน, ตัวรถ) บ่อยครั้งที่คุณสมบัติทางกายภาพของชอล์ก (ความหนืดและความเป็นพลาสติก) ไม่อนุญาตให้ทำการขุดจากขอบฟ้าที่ต่ำกว่า แม้ว่าที่นี่จะถือว่ามีคุณภาพสูง

ต้านทานน้ำค้างแข็ง

หลังจากแช่แข็ง-ละลาย ชอล์กแตกเป็นอนุภาค 1-2 มม. ในบางกรณี นี่เป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์ของสายพันธุ์ ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้เป็นสารปรับสภาพในระหว่างการดีออกซิเดชันของดิน ไม่จำเป็นต้องบดสารให้เหลือ 0.25 มม. หินบดสูงถึง 10 มม. สามารถใส่ลงไปในดินได้ เมื่อละลายน้ำแข็งด้วยการไถพรวนดิน ชิ้นส่วนจะถูกทำลายด้วยตัวเอง ดังนั้นการดำเนินการวางตัวเป็นกลางจะคงอยู่เป็นเวลานาน

คุณสมบัติชอล์ก: เคมี

หินส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอเนตและส่วนที่ไม่ใช่คาร์บอเนต อย่างแรกคือสามารถละลายได้ในกรดอะซิติกและกรดไฮโดรคลอริก ส่วนที่ไม่ใช่คาร์บอเนตประกอบด้วยโลหะออกไซด์ ทรายควอทซ์ มาร์ล ดินเหนียว ฯลฯ บางชนิดไม่ละลายในกรดเหล่านี้ ส่วนคาร์บอเนตประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต 98-99% อนุภาคผลึกของแมกนีเซียนแคลไซต์ ไซเดอร์และโดโลไมต์เกิดขึ้นจากแมกนีเซียมคาร์บอเนต ซึ่งรวมอยู่ในชอล์กในปริมาณเล็กน้อย องค์ประกอบและคุณสมบัติของหินทำหน้าที่เป็นเกณฑ์การจำแนกประเภท

การระบุคุณภาพเงินฝาก

ตอนแรกเชื่อกันว่าคุณสมบัติทางกลและเคมีของชอล์กเหมือนกันทั้งสนาม อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ในระหว่างการดำเนินงานระยะยาวของภูมิภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการเปลี่ยนแปลงขององค์กรเหมืองแร่และการแปรรูปเป็นการผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง ความแตกต่างในลักษณะเหล่านี้จะถูกเปิดเผย ดังนั้นการทำแผนที่ทางธรณีวิทยาและเทคโนโลยีจึงดำเนินการในบางสาขา นักวิจัยศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของชอล์กและลักษณะทางกลของชอล์กในส่วนต่างๆ ของตะกอน กำหนดพื้นที่สะสมของหินคุณภาพสูง

การพัฒนาอุตสาหกรรม

มีชอล์กจำนวนมากในภูมิภาคเบลโกรอดและโวโรเนจ สารที่มีคุณภาพน้อยกว่ามีอยู่ใน Znamenskaya, Zaslonovskaya, Valuyskaya และเงินฝากอื่น ๆ เงินฝากเหล่านี้แสดงอัตราที่ค่อนข้างต่ำของ CaCO₃ (ไม่เกิน 87%) นอกจากนี้ยังมีสิ่งเจือปนต่าง ๆ ในหิน ดังนั้นผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงจึงไม่สามารถรับได้ที่แหล่งสะสมเหล่านี้หากไม่มีการตกแต่งอย่างล้ำลึก คุณสมบัติทางกายภาพของชอล์คบนตะกอนดังกล่าวทำให้สามารถใช้ในการผลิตปูนขาวได้ เช่นเดียวกับในมาตรการฟื้นฟูที่ดินเพื่อขจัดดินออกซิไดซ์ เงินฝาก Voronezh มาจากอายุของ Turonian-Coniacian ชอล์กคุณภาพสูงกว่าถูกขุดที่นี่ คุณสมบัติและการประยุกต์ใช้หินที่ได้จากตะกอนเหล่านี้ได้รับการศึกษามาเป็นเวลานาน ผลิตภัณฑ์ที่ขุดในภูมิภาค Voronezh มี CaCO₃ ในปริมาณสูง (สูงสุด 98.5%) สัดส่วนของสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่คาร์บอเนตน้อยกว่า 2% อย่างไรก็ตาม การขุดที่แหล่งสะสมนั้นถูกขัดขวางโดยคุณสมบัติทางกายภาพของชอล์ก โดยเฉพาะของเขาความอิ่มตัวของน้ำสูง สัดส่วนความชื้นในหินประมาณ 32%

สัญญาเงินฝาก

ในบรรดาเงินฝากขนาดใหญ่ ควรสังเกตว่า Rossoshanskoye, Krupnennikovskoye, Buturlinskoye และ Kopanishchenskoye ความหนาของชอล์คหลังคือ 16.5-85 ม. ดินเป็นชั้นดิน ความหนาประมาณ 1.8-2 ม. ชั้นชอล์กแบ่งออกเป็นสองหน่วยตามแนวดิ่ง ที่ด้านล่างมีแคลเซียมคาร์บอเนตสูงถึง 98% ที่ด้านบนค่อนข้างน้อยกว่า - มากถึง 96-97.5%

สุดท้ายพบชอล์กสีขาวที่เป็นเนื้อเดียวกันของระยะ Turunian ที่ฝาก Buturlinskoye ความหนาของชั้นคือ 19.5-41 ม. ความหนาของดินถึง 9.5 ม. มันถูกแทนด้วยมาร์เกล, ชั้นพืช, การก่อตัวของทรายดินเหนียวและหินทราย สัดส่วนของแมกนีเซียมและแคลเซียมคาร์บอเนตถึง 99.3% ในขณะเดียวกัน ส่วนประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอเนตก็มีอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย

เงินฝากของ Stoilenskoye และ Lebedinskoye เป็นที่สนใจของอุตสาหกรรมอย่างมาก ในพื้นที่เหล่านี้ ชอล์คถูกขุดเป็นภาระหนักเกินไปและนำไปทิ้ง การผลิตประจำปีที่เกี่ยวข้องมากกว่า 15 ล้านตัน ประมาณห้ารายการถูกใช้ในภาคเศรษฐกิจของประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชอล์กจะถูกส่งไปยังโรงงานปูนซีเมนต์ Starooskol และวิสาหกิจขนาดเล็กอื่นๆ หินที่ขุดได้หายไปในกองขยะมากขึ้น

ชอล์กซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณแหล่งแร่เหล็ก จัดเป็นประเภทที่มีคุณภาพสูงในแง่ของปริมาณซิลิกาและคาร์บอเนต สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมโดยไม่ต้องเสริมแต่งอย่างล้ำลึก ต้องบอกว่าในในกระบวนการออกแบบสถานประกอบการเหมืองแร่และแปรรูปที่เชี่ยวชาญด้านแร่เหล็ก จำเป็นต้องจัดเตรียมสายเทคโนโลยีสำหรับชอล์กที่สกัดเป็นผลพลอยได้หรือสถานที่สำหรับจัดเก็บแยกต่างหาก

การผลิตและการบริโภค

คุณสมบัติที่มีประโยชน์ของชอล์กเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ในขั้นต้น สายพันธุ์นี้ถูกใช้ในการก่อสร้าง มะนาวทำมาจากมัน ผงชอล์กทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับสีโป๊ว ฟิลเลอร์ สีและอื่นๆ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โรงงานเอกชนเริ่มมีการจัดตั้งที่แหล่งเก็บกัก White Mountain ในเตาหลอมแบบเพลา ปูนขาวและผงผลิตจากหินก้อน ในปีพ. ศ. 2478 โรงงาน Shebekinsky ได้ดำเนินการผลิตผลิตภัณฑ์สำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรม คุณสมบัติที่มีประโยชน์ของชอล์กเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมไฟฟ้า สี โพลีเมอร์ ยาง และอุตสาหกรรมอื่นๆ

พร้อมกับความต้องการสินค้าที่เพิ่มขึ้น ข้อกำหนดด้านคุณภาพก็เพิ่มขึ้น สถานประกอบการที่มีอยู่ในปี 1990 ไม่สามารถจัดหาวัตถุดิบที่จำเป็นให้กับอุตสาหกรรมได้ องค์กรเอกชนเริ่มปรากฏให้เห็นในภูมิภาคเบลโกรอด จำนวนมากของพวกเขาเกิดจากการฝากหินจำนวนมากและความเรียบง่ายที่ชัดเจนของเทคโนโลยีการประมวลผล อย่างไรก็ตาม วิธีการสกัดแบบดั้งเดิมและการประมวลผลในภายหลังที่ใช้โดยองค์กรเอกชนไม่สามารถจัดหาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพตามจำนวนที่ต้องการได้ ดังนั้นโรงงานดังกล่าวหลายแห่งจึงปิดตัวลง ในเวลาเดียวกัน องค์กรขนาดใหญ่ได้ดำเนินการปรับปรุงและสร้างใหม่ของพวกเขาอุปกรณ์. การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพได้รับการรับรองใน 90s โดยโรงงาน Belgorod, Petropavlovsk, Shebekinsky

ผลิตตราประทับคุณภาพ

ข้อกำหนดหลักสำหรับผลิตภัณฑ์ชอล์ค นอกเหนือจากสัดส่วนของคาร์บอเนตแล้ว ยังรวมถึงความวิจิตร - ความวิจิตรของการเจียร แสดงเป็นเศษตกค้างบนตะแกรงที่มีขนาดที่แน่นอนหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของอนุภาคในขนาดที่กำหนด (เช่น 90% ของอนุภาคที่มีขนาด 2 ไมครอน)

การเกิดขึ้นของสายการผลิตใหม่สำหรับการผลิตสี ยาง โพลีเมอร์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ใช้ชอล์กเป็นวัตถุดิบ ทำให้เกิดความไม่สมดุลอย่างมากระหว่างการผลิตและการบริโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมกระดาษ สถานประกอบการในอุตสาหกรรมนี้มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับผงชอล์กซึ่งเข้ามาแทนที่ดินขาวในการผลิต

การออกแสตมป์คุณภาพมุ่งเน้นไปที่โรงงานในภูมิภาคเบลโกรอด นอกเหนือจากองค์กร Shebekinsky ซึ่งผลิตชอล์กแยกแล้วยังมีการสร้างโรงงานใหม่อีกด้วย ดังนั้นในปี 1995 โรงงานแปรรูปจึงปรากฏขึ้นที่ Lebedinsky GOK - ZAO Ruslime มันถูกสร้างขึ้นตามโครงการสเปนของ บริษัท "Reverte" ด้วยกำลังการผลิตประมาณ 120,000 ตัน / ปี โรงงานแห่งนี้ผลิตชอล์กได้ถึง 10 เกรดที่แตกต่างกัน ในแง่ของคุณภาพพวกเขาไม่ได้ด้อยกว่าคู่ค้าจากต่างประเทศและได้มาตรฐานสากล องค์กรมีอุปกรณ์เทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุด การดำเนินงานในสายการผลิตเป็นเครื่องจักรและอัตโนมัติ

โปโรงงานที่มีความจุ 300,000 ตันของผลิตภัณฑ์ชอล์กคุณภาพสูงถูกสร้างขึ้นที่ Stoilensky GOK ภายใต้โครงการ Mabetex ในเวลาเดียวกัน แผนขององค์กรจะช่วยเพิ่มกำลังการผลิตในภายหลัง

ดอกบาน

หนึ่งในเกณฑ์สำคัญในกระบวนการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของหิน ณ แหล่งใหม่หรือบริเวณที่เกี่ยวข้องกับสายการผลิตที่มีอยู่คือพฤติกรรมของชอล์กระหว่างการบด ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ในชั้นต่าง ๆ ของอ่างเก็บน้ำ สารมีลักษณะทางกลต่างกัน ในกรณีส่วนใหญ่ การระบุความแตกต่างเหล่านี้ด้วยสายตาเป็นไปไม่ได้ การกำหนดพฤติกรรมของชอล์กในกระบวนการบดแบบแห้งในกระบวนการทางเทคโนโลยีนั้นดำเนินการโดยการสร้างตัวบ่งชี้การบานของชอล์กในสภาพแวดล้อมที่ชื้นภายใต้การกระทำทางกล อุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้

โซเดียมไบคาร์บอเนต

ในการผลิตนั้น ใช้วัสดุที่แตกต่างกัน รวมถึงหินปูนหรือชอล์ค คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์สำหรับร่างกายที่โซเดียมไบคาร์บอเนตมีอยู่นั้นเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว มักใช้สำหรับโรคเหงือกและลำคอ อิจฉาริษยา เสมหะบางเมื่อไอ ในอุตสาหกรรม คุณสมบัติทางกายภาพของโซดาและชอล์กเป็นที่ต้องการอย่างมาก สารทั้งสองนี้ใช้ในการก่อสร้าง ตกแต่ง วัสดุ สี และผลิตภัณฑ์อื่นๆ สำหรับการผลิตแคลเซียมไบคาร์บอเนต การใช้ชอล์กเพียงอย่างเดียวถือเป็นทางเลือกที่ไม่ประหยัด ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว สายพันธุ์นี้ดูดซับความชื้นได้เป็นอย่างดีอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกลของมัน ในทางกลับกัน สิ่งนี้ส่งผลเสียต่อกระบวนการทางเทคโนโลยี

กิน CaCO₃ ได้ไหม

เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าแพทย์แนะนำให้ใช้ชอล์กทางการแพทย์ เชื่อกันว่าคุณสมบัติของสารนี้จะช่วยเติมเต็มภาวะขาดแคลเซียม ก่อนอื่นควรกล่าวว่าแพทย์มีความคลุมเครือเกี่ยวกับเรื่องนี้ บ่อยครั้งที่ผู้ป่วยที่ชอบกินชอล์ก (อาหาร) หันไปหาผู้เชี่ยวชาญ อย่างไรก็ตามคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของสารนั้นน่าสงสัยมาก ความอยากอาหารอาจเกิดจากการขาดแคลเซียม อย่างไรก็ตาม คุณควรตระหนักว่าลักษณะของสารจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อเข้าสู่กระเพาะ เมื่อผ่านกระบวนการออกซิเดชั่นหลายอย่าง มันจะสูญเสียความเป็นกลางดั้งเดิมไปและเปลี่ยนเป็นรีเอเจนต์ ออกฤทธิ์คล้ายกับปูนขาว เป็นผลให้ชอล์กออกซิไดซ์เริ่มส่งผลกระทบต่อเยื่อบุกระเพาะอาหาร ในกรณีนี้ไม่มีคุณสมบัติทางยาปรากฏให้เห็น ค่อนข้างตรงกันข้าม เป็นที่น่าจดจำว่าความเข้มข้นของแคลเซียมในสารนั้นสูงมาก เป็นผลให้การใช้ชอล์กมากเกินไปสามารถกระตุ้นการปูนของภาชนะ ในเรื่องนี้แพทย์แนะนำให้แทนที่ด้วยแคลเซียมกลูโคเนตหรือยาที่คล้ายคลึงกัน สำหรับการกำจัดอาการเสียดท้องตามที่หลายคนได้ลองใช้ชอล์คก็ไม่ช่วย

ใช้ในอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย

เมลทำหน้าที่เป็นเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นของกระดาษซึ่งใช้ในการพิมพ์ แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีการกระจายตัวสูงในรูปแบบการบดจะส่งผลต่อลักษณะทางแสงและการพิมพ์ ความพรุน และความเรียบของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากการมีชอล์กทำให้การเสียดสีของผลิตภัณฑ์ลดลง หินบดใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับล้างผนัง พรมแดน และปกป้องต้นไม้ ชอล์กใช้ในการทำน้ำบีทรูทให้บริสุทธิ์ซึ่งในทางกลับกันใช้ในอุตสาหกรรมจับคู่ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ตามกฎแล้วสิ่งที่เรียกว่าหินตกตะกอนนั้นเหมาะสม ชอล์กดังกล่าวได้มาจากสารเคมีจากแร่ธาตุที่มีแคลเซียม ร่วมกับหินคาร์บอเนตอื่นๆ สารนี้ใช้ในการหลอมแก้วเป็นส่วนประกอบหนึ่งของประจุ เนื่องจากชอล์ก ความคงตัวทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ ความแข็งแรงเชิงกล และความเสถียรเมื่อสัมผัสกับสภาพอากาศและรีเอเจนต์จะเพิ่มขึ้น พันธุ์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตปุ๋ย ชอล์กถูกเพิ่มเข้าไปในอาหารสัตว์ด้วย

อุตสาหกรรมยาง

ชอล์กเป็นที่หนึ่งในบรรดาสารตัวเติมทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรม สาเหตุหลักมาจากความจริงที่ว่าการใช้วัตถุดิบนี้เป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ชอล์กมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ ในขณะเดียวกัน การแนะนำผลิตภัณฑ์ยางก็ไม่ก่อให้เกิดอันตราย เหตุผลที่สองสำหรับความนิยมของวัตถุดิบในอุตสาหกรรมคือความได้เปรียบทางเทคโนโลยี ชอล์กช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากการวัลคาไนซ์ถูกเร่ง พื้นผิวผลิตภัณฑ์จะเรียบเนียน พันธุ์นี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตฟองน้ำและยางที่มีรูพรุน ผลิตภัณฑ์พลาสติก วัสดุทดแทนหนัง ฯลฯ