Где добывают известь. Как добывают известняк? Где добывают известняк

Известняком называют осадочную горную породу, имеющую органическое происхождение. Также имеет место хемогенное происхождение известняка, когда порода образуется в результате химического осаждения при испарении воды или из водных растворов. Основой горной породы считается преимущественно карбонат кальция, представленный в виде кристаллов кальцита разных размеров. Добыча известняка является востребованной, поскольку данную горную породу человек использует во многих сферах.

Описание

Основу известняка составляет карбонат кальция - вещество, способное растворяться в воде. В результате образуется карст. Он может разлагаться на основания и углекислый газ. Это осуществляется на больших глубинах, потому из-за воздействия тепла Земли известняк образует газ для минеральных вод.

Известняк может включать примеси глинистых минералов, доломита, кварца, гипса, пирита. Природный известняк имеет светло-серый цвет, хотя он может быть черным и белым. Примеси дают голубой, розовый, желтый оттенок. Добыча известняка востребована из-за его широкого применения. Порода является прочной, известна своими уникальными характеристиками, которые делают ее не похожей на другие материалы.

Классификация

К распространенному типу породы относят ракушечник, который состоит из раковин морских животных и их обломков. Существуют другие виды известняка:

• Мшанковый, в который входят останки мшанков - беспозвоночных животных небольшого размера, живущих колониями в морях.
• Нуммулитовый, состоящий из вымерших одноклеточных организмов нуммулитов.
• Мраморовидный. Бывает тонкослоистым и массивнослоистым.

При метаморфизме с известняком происходит процесс перекристаллизации, за счет чего данная порода образует мрамор.

Мономинеральной породой считается известняк, способ добычи которого может отличаться, в зависимости от типа примесей, структуры, геологического возраста. Есть организации, которые занимаются тем, что добывают известняк. Места и способы добычи определяются по местности, видам пород и другим характеристикам.

Месторождения

Как видно из вышеизложенного, известняком считается осадочная порода, появившаяся с участием живых организмов, живущих в морских бассейнах. Порода добывается во многих регионах нашей страны и других государств. Россия считается одной из лидирующих по ее наличию.

Известняк считается «строительным материалом» для горных цепей. Примером могут служить Альпы, хотя он может залегать и в других горных районах. Добыча камня известняка происходит по всему миру. Множество запасов есть на территории нашей страны. Причем все места добычи известняка позволяют получать разные породы природного материала: плотные, белые, флюсовые, ракушечно-оолитовые.

Известна добыча известняка в России. Популярны месторождения в западной части страны. Разработки проводятся от Белгородской и Тульской области до Москвы, Вологодской, Воронежской области. Добыча выполняется около Санкт-Петербурга, в Краснодарском крае, Архангельске, на Урале, в Сибири. Из стран ближнего зарубежья месторождения есть в Донецкой области Украины.

Методы добычи

Добыча выполняется открытым карьерным способом. Снимается верхний слой грунта и глины. Так образовывают карьер. Добыча известняка предполагает выполнение пиротехнических работ для измельчения и отсоединения порций горной породы. Потом его вывозят автомобилями на переработку.

Первым в мире методом добычи считается способ ломки. Такое название было получено из-за того, что порода изымалась ломами, а затем молотами выбивали камни из пласта. Сейчас применяется альтернатива этому способу. Используется метод взрывных работ. Из породы получается мелкая крошка. Экскаватор собирает ее, загружает на самосвалы, а потом все транспортируется на завод, где выполняется обработка и очищение.

Есть специальное устройство для экскаватора, с которым добыча известняка может выполняться и без взрыва. Водителем меняется ковш на навесной аппарат, производящий разрыхление породы. Такой способ используется в местонахождениях с повышенной плотностью населения. Существует метод добычи фрезерным комбайном. Это самый выгодный вариант. Одновременно выполняется добыча, измельчение, транспортировка породы.

Особенности традиционного способа

Для добычи плиты известняка применяется старый способ. Нужно лишь найти выход из-под земли наружу. Затем лопатой расчищается область, где будет осуществляться добыча.

Ломом надо создать трещину в плите известняка, а потом поддеть край плиты и приподнять его. Так как известняк располагается под землей пластами, следует приподнять только небольшую его пластину. Ее надо вытащить из места, где залегает известняк. Пилят породу обычной пилой. Для упрощения работы инструмент смачивают в воде.

Взрывной метод

Известняк получают с применением взрывного метода. Сначала надо вскрыть залежи, убрав с них землю, глину и некондиционный известняк при помощи бульдозеров. Около кромки места добычи бурят скважины и кладут туда взрывчатку. При помощи взрывов происходит отламывание пластов известняка, который затем требуется погрузить в самосвалы и вывезти для дальнейшей обработки.

Потом карьер, где производилась добыча, засыпается землей, засаживается травами, растениями. Такой метод используется в больших месторождениях. А в малых не следует применять взрывной метод. Тогда известняк вынимается блоками, подобными форме прямоугольников. Эта технология имеет название баровой выработки.

Работы выполняются разными машинами, которые режут камни. Обязательно нужен экскаватор. Технология имеет свои преимущества:

• Простота.
• Хорошая форма блоков.
• Легкое транспортировка и обработка.

Так как известняк имеет пористую структуру, его применяют в строительном деле. Из него возводят храмы, дворцы, усадьбы.

Виды и цвета известняка

Добыча известняка позволяет получать разные горные породы. Они отличаются окраской, структурой, химическим составом, происхождением, областью использования и прочими характеристиками. По виду применений встречаются известняки разных цветов:

• Белый и серый - «чистая» порода, в которой нет примесей.
• Красный и бурый - известняки с марганцем.
• Желтые и коричневые - содержат железо.
• Зеленые - камни с включениями морских водорослей.
• Темно-серые и черные - имеют примеси органики.

По структуре и химическому составу порода бывает:

• Доломитизированная - содержится 4-17% оксида магния. Если увеличивается доля магния, то образуются доломиты.
• Мраморизованные - карбонатные известняки с органическими включениями. Их палитра может быть от бежевых до серо-голубых тонов.
• Коралловые. Породы имеют пористую структуру. Они преобразуются в рифы из раковин моллюсков и панцирей морских обитателей.
• Глинистые. Порода имеет состав, подобный известняку и мергелю. Образования мягче известняков, хрупкие по сравнению со сланцевыми глинами.

По происхождению известняки бывают:

• Юрский - порода, имеющая историю в сотни млн. лет, обладает высокой прочностью, плотностью и мелкой зернистостью. В средние века известняк имел название «мраморный» из-за того, что его можно было полировать.
• Путиловский. Этот известняк имеет уникальные физические характеристики, низкое поглощение влаги и истирания. При становлении Петербурга был главным строительным материалом. Имеет название в честь места добычи - Путиловского карьера, находящегося в Ленинградской области.

Варианты применения

В металлургической промышленности его применяют в качестве флюса. Он считается основным компонентом во время создания цемента и извести. Его используют как вспомогательный компонент для получения соды, минеральных удобрений, бумаги, сахара, стекла.

Материал также применяют для получения резины, красок, мыла, пластмассы, минеральной ваты. Он востребован в строительной области для изготовления облицовочных и стеновых блоков. Его используют для возведения фундаментов, дорог. Добыча известняка позволяет обеспечивать строительным материалом всю страну.

Чтобы понять, что такое известняк, необходимо узнать о его происхождении и местах залегания. Забегая вперед, скажем, что эта горная порода очень востребована в строительстве как натуральный природный камень, а также как вяжущий элемент при изготовлении извести и цемента.

Известняк также используют в пищевой и химической промышленностях и в качестве флюса (примеси) в металлургии. Такое массовое применение и популярность материала объясняет его добычу в огромных масштабах во многих уголках мира.

Как зарождается известняк?

Живые морские организмы, большие и малые, имеют очень важное значение в зарождении известняка. Развиваясь на глубине моря в огромных количествах, эти морские обитатели невероятно быстро размножаются, но также быстро и погибают.

Микроорганизмы успевают за время своего существования извлечь из воды достаточное количество извести, чтобы обустроить на своем теле надежную защиту в виде панцирей или разнообразных ракушек. Впоследствии скелеты умерших микроорганизмов залегают на морском дне целыми пластами.

С течением времени эти пласты прессуются водной массой, становятся прочными и в итоге превращаются в камень, главной составляющей которого является кальцит. В итоге, количество карбоната кальция составляет 60% от общей массы известняка. Остальную часть составляют углекислый газ и незначительные глинистые примеси. Именно примеси окрашивают известняк в разные цвета.

Виды известняка

Природный камень характеризуется по следующим параметрам:

• происхождению;
• структуре;
• химическому составу;
• строению.

Видео: Известняк-ракушечник

Происхождение камня

• Органогенные. Образованы из различных остатков органического происхождения, к которым относятся: известняк шламовый и рифовый, а также ракушечник.
• Хемогенные. Возникают в процессе осаждения кальция.
• Обломочные. Являются результатом разрушительной деятельности самых старейших известняков.

Структура известняка

Химический состав

• Доломитизированные. В состав данных известняков входит до 17% магния. При увеличении данной цифры доломитизированные известняки переходят в группу доломитов, пройдя перед этим через ряд промежуточных процессов.
• Мраморизированные известняки — это переходные варианты образований, приводящие в результате к превращению в мрамор.
• Мергели. Камни, в состав которых входит до 50% глинистых частиц.

Строение

• Известняки различаются между собой по степени зернистости:
• Оолитовые. Имеют зернистую структуру. Зерна-оолиты плотно скреплены между собой. Размер зерен не превышает 1 мм. Оолиты обладают способностью растворяться. Тогда на их месте образуются пустоты.
• Позолитовые. Структура данных известняков состоит из более крупных зерен, размер которых превышает 1 мм.

Цвет природного камня

Стандартный цвет породы — белый, серый, желтоватый. Примеси, входящие в состав камня, могут придавать ему различные оттенки: частички глины — коричневые тона, водоросли — зеленоватые, железо и марганец — красноватые отблески. Присутствие примесей в известняковой породе дает красивые результаты.

Где и как добывают известняк?

Известняки имеют способность зарождаться в любых водоемах: морских, пресноводных. Но основная масса этой породы имеет все-таки морское происхождение.

Кроме Австралии залежи горной породы встречаются практически на всех материках. Большие запасы известняка находятся в Америке. Центральная часть территории России богата месторождениями камня. Его добыча успешно ведется в следующих регионах РФ: в Московской области, а также в Воронежской, Архангельской и Тульской областях.

В Краснодарском крае, в Ленинградской области, Белгородской и Вологодской областях также организовываются карьеры по добыче известняка. Месторождения горной породы на Урале и в Сибири можно назвать штучными. Альпы, горные хребты которых состоят в основном из известняка, служат доказательством того, что горный массив был когда-то составной частью морского дна.

Видео: Как изготавливают известняковые плиты для отделки

Добыча этой горной породы осуществляется методом открытых разработок. Сначала удаляются верхние некондиционные слои известняка, глины и земли. Затем по всему периметру добычи закладывается взрывчатка. Взрывы направленного действия разламывают породу на огромные куски, которые в свою очередь грузятся с помощью экскаваторов на самосвалы и доставляются к месту обработки.

Где применяется известняк

Порода отличается многообразием применения в различных областях:

Материал используется в разных видах:

• в виде щебня;
• бутового камня, штучного или кускового;
• минерального порошка или крошки;
• песка;
• облицовочных плит;
• известняковой муки;
• минеральной ваты.

В гидросооружениях известняк пористый используют в качестве фильтра для воды. Данная порода очень востребована при обустройстве фундаментов зданий. Составными обычного известняка являются известь и бетон.

Измельченный камень входит в состав автодорожного покрытия трасс, не подвергающихся частым нагрузкам. Известняк применяется для производства соды, а также является основой многочисленных минеральных удобрений.

Известняк хорошо раскалывается, режется и пилится, обрабатывается в любом направлении. Высокие теплоизоляционные свойства породы и ее долговечность позволяют создавать большое разнообразие качественных строительных материалов.

Плитка из известняка

Данный облицовочный материал применяется для отделки разных поверхностей. Внешняя облицовка строения плиткой из известняка облагородит внешний вид здания и обеспечит ему длительный срок эксплуатации. В загородном доме найдутся и другие места, где можно применить облицовочную плитку: лестницы, бассейны, элементы ландшафтного дизайна.

Плитка из известняка также активно применяется для отделки внутренних поверхностей зданий: стен, полов, подоконников. Красивые, хорошо сочетаемые цвета натурального материала позволяют создавать воистину неповторимые дизайны барных стоек, кухонных столешниц, арок, каминов.

Воздействия климатических условий на свойства известняка

Горная порода ценится как строительный материал за свою невысокую плотность, податливость пилящим и режущим инструментам, отличные адгезийные свойства и разнообразие внешних достоинств.

Влажные климатические условия заметно снижают прочность известняка. Причем камень отличается неоднородностью породы, поэтому и плотность здесь присутствует разная. На этот важный момент необходимо обратить особое внимание.

На прочность материала и длительность его эксплуатации влияет его морозостойкость. Данный параметр намного выше у кристаллических известняков, но при отсутствии пор и трещин в материале.

Чтобы предотвратить разрушение природного материала при его применении, необходимо обязательно учитывать упомянутые выше свойства известняка.

Известняк — это осадочная порода, состоящая из карбоната кальция. Из-за нетрудоемкой добычи, большому распространению в отраслях, известняк добывают довольно часто. Порода известняк есть на всех материках, исключением, пожалуй, будет только Австралия. Наибольшее количество породы найдено в США. Залежи известняка были сформированы в разное геологическое время, поэтому и размеры пластов варьируются от 2-3 сантиметров до 100 метров.

Разновидности известняка.

Во-первых, известняк классифицируется по составу: В природе бывает чистый известняк и с примесью. Чистый известняк, как мы и говорили, имеет химическую формулу кальцита. Порода так же может быть с примесью следующих элементов:

• Кремний
• Магний
• Глинистые частицы
• Двойной кальций

По цвету известняковая порода, может быть разной. Но, как правило, известняк имеет следующие виды окрасов:

• Белый
• Серый
• Коричневый
• Черный

Так же известняк классифицируются по способу образования породы.

• Ракушечник. Образование породы произошло путем скопления раковин ракушек. Имеет неустойчивый раскрошенный характер, в быту называется мел.
• Травертин – известняк, который появился, благодаря химической реакции разложения кальцита. В случае, когда порода в этом виде имеет губчатую структуру, ее именуют туфом.
• Мергель – это комбинированная смесь карбоната калия и глины.

Способы добычи известняка .

Первый в мире способ добычи известняка был способ ломки. Называли его так, потому что породу изымали ломами, а потом молотами выбивали камни из пласта. В современном мире появилась альтернатива дедовскому методу добычи известняка.

Итак, первый способ путем взрывных работ. Порода превращается в мелкую крошку. Экскаватор собирает ее, грузит в самосвалы и они уже транспортируют известняк на завод, где он будет обработан и очищен.

Второй способ. Благодаря, разработки специального устройства для экскаватора, известняк можно добывать и без взрыва. Водитель меняет ковш на навесное устройство, для разрыхления породы и осуществляет дробление известняка в считанные секунды. Такой метод применяют в местонахождениях с высокой плотностью населения.

Третий метод – добыча фрезерным комбайном. Это самый экономически выгодный способ. Одновременно происходит сразу и добыча и измельчение и транспортировка породы.

Область применения известняка.

Известняк имеет широкий круг применения во многих отраслях. В пищевой промышленности известняк используется для переработки сахара. В черной металлургии для переработки нефелиновых руд. В животноводстве известняк используют для изготовления комбикорма и подкормки для животных и птиц. Целлюлозно – бумажная отрасль, нефтяная, коксохимическая, стекольная, резиновая, лакокрасочная – известняк так или иначе участвует в этих отраслях. Однако, наибольшую ценность известняк имеет в строительстве. Она применяется в качестве строительной извести, бетона, штукатурки и других строительных смесей. Так же ей проводят облицовочные работы.

Известняк представляет собой осадочную горную породу. Чаще всего он имеет органическое происхождение. Хотя встречается и известняк хомогенного происхождения. Если говорить языком химии, то в основании известняка лежит карбонат кальция, представляющий собой кристаллы кальцита различных размеров.

Классификация известняка и его описание

Находящийся в составе известняка карбонат кальция имеет особенность растворяться в воде. В итоге образовывается карст. Кроме того, он может подвергаться разложению на основания и углекислый газ. Это происходит на больших глубинах, потому под воздействием тепла Земли из известняка получается газ для минеральных вод.

Одним из самых распространенных типов известняка является ракушечник, состоящий из обломков, а также целых раковин морских животных. Кроме того, выделяют еще несколько видов известняка:

• Мшанковый, состоящий из останков мшанков - беспозвоночных животных мелкого размера, проживающих колониями в морях.
• Нуммулитовый, состоящий из вымерших одноклеточных организмов нуммулитов, относящихся к отряду фораминифер.
• Мраморовидный. Он делится на тонкослоистый и массивнослоистый. Известно, что в процессе метаморфизма происходит перекристаллизация известняка с последующим образованием мрамора.

Как видим, известняк относится к мономинеральным породам с различными примесями. Его название зачастую отражает тип этих примесей, а, кроме того - структуру, их геологический возраст или характер залегания.

Природный известняк светло-серого цвета, хотя вполне может быть почти черным или вообще белым. Примеси могут давать ему голубоватый, розовый или желтоватый оттенок.

Месторождения и технологии добычи известняка

Как следует из вышеизложенного, известняк представляет собой осадочную породу, которая образуется с непосредственным участием живых организмов, проживающих в морских бассейнах. Это и обуславливает их месторождения.

Известняк является «строительным материалом» для целых горных цепей. Примером могут стать Альпы, хотя он широко распространен и в других горных районах. Залежи известняка имеются по всему миру. Серьезные его запасы имеются и в нашей стране. Причем в каждом месторождении добывают различный известняк: плотный, белый, флюсовый, ракушечно-оолитовый и пр.

Добывают известняк в большинстве случаев открытым карьерным способом. Для этого снимают верхний слой грунта и глину и образовывают карьер. В нем могут проводиться пиротехнические работы для измельчения и отсоединения порций известняка. Далее он карьерными автомобилями вывозится на переработку.

Применение известняка

В металлургической промышленности его используют в качестве флюса. Также он является главным компонентом при изготовлении цемента и извести. Также он является вспомогательным элементом при изготовлении соды, минеральных удобрений, бумаги, сахара и стекла. Кроме того, данный материал принимает участие в изготовлении резины, красок, мыла пластмасс, минеральной ваты и пр. Широко применяется в строительстве для изготовления облицовочных и стеновых блоков, а также в качестве щебня при строительстве фундаментов, а также прокладывании дорог.

Добыча и переработка известняка

Известняк преимущественно добывается в карьерах открытым способом. Известняк без глинистых или песчаных примесей встречается редко. Добыча известняка осуществляется преимущественно буровзрывным способом, иногда добыча производится с помощью рыхлителей и бульдозеров.

Для этого проходят скважины диаметром 100…300 мм, расположенные в один или несколько рядов в шахматном порядке, закладывают взрывчатку и осуществляют массовый взрыв. Проходку скважин ведут с помощью канатно-ударных станков, пневматических ударных или бурильных станков.

В последнее время используют мощные шарошечные буровые станки с производительностью до 30 м/ч (рисунок 1.51). Погрузку скальных пород осуществляют экскаваторами с ёмкостью ковша до 8 м 3 или погрузчиками.

После взрыва материал может содержать негабарит - крупные куски, которые не может захватить экскаватор. Разделку негабарита ведут взрывным методом с помощью накладных зарядов или мелких шпур, а также с помощью бутобоев. Бурильный станок с помощью специального навесного оборудования быстро переоборудуется в бутобой.

В некоторых случаях для удешевления добычи отказываются от взрывных работ и добычу ведут с помощью специальных рыхлителей, устанавливаемых на мощных тракторных тягачах. Их применение позволяет решить две важные задачи комплексного использования недр: организацию селективной отработки скальных пород различного качества и добычи сырья в охранных зонах, где применение взрывных работ недопустимо. Эффективность рыхления зависит от крепости породы, степени её трещиноватости, мощности двигателя рыхлительно-бульдозерного агрегата, суммарной массы и тягового усилия. За рубежом на многих предприятиях взамен взрывного метода также применяется механическое рыхление

Взорваннная руда транспортируется к дробильной установке, которая может работать в одну или две стадии. Для погрузки взорванной породы используют экскаваторы или погрузчики. При необходимости измельченная горная порода освобождается в моющих барабанах от глиняных и песчаных загрязнений. Известняк некоторых месторождений содержит только незначительное количество загрязнений, так что мойка может быть не нужна. Затем взорванный и вымытый материал классифицируется по размерам в отдельные фракции для обжига в печи и для продажи.

Из известняка производят также известковую муку, для чего производят тонкий помол при одновременном высушивании, например, применяются быстроходные молотковые мельницы.

При получении высококачественных клинкеров производят селективную добычу сырья, т.е. добывают партии сырья необходимого состава при минимальном содержании вредных примесей. При добыче более мягких горных пород (например, мел) необходимость проведения взрывных работ отпадает. Мягкие горные породы добывают с помощью тяжелых бульдозеров или роторных экскаваторов.

Взорванная руда автосамосвалами транспортируется к дробильной установке, которая может работать одноступенчато или многоступенчато.

Обжиг извести

Целью обжига извести является преобразование карбоната кальция в оксид кальция. Теоретически для этого требуются 3154 кДж/кг CaO (при 20 °C). При 900 °C парциальное давление CО 2 достигает 1 бар. Практически температура обжига извести намного выше. Ряд потребителей (например, сталеплавильные комбинаты), желают кроме низкого остаточного содержания СО 2 также и хорошую реакционую способность, которая получается только в определенных типах печей. Для этого наряду с качеством обожженного продукта (химический состав, кристаллическая структура), первым делом играет роль температура обжига, которая определяют структуру пор продукта обжига. В дальнейшем в подробностях описываются самые важные реакции и процессы для обжига извести.