خواص شیمیایی و فیزیکی گچ

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 05:24

گچ یک سنگ رسوبی سفید رنگ است. در آب نامحلول است و منشا آلی دارد. از مقاله محل استفاده از گچ، خواص فیزیکی و شیمیایی این سنگ را می آموزیم.

آموزش

90 میلیون سال پیش در شمال اروپا، گل و لای در ناحیه پایین دریای بزرگ انباشته شد. تک یاخته ها (روزن داران) روی زباله های دریایی زندگی می کردند. ذرات آنها شامل کلسیت استخراج شده از آب بود. گروه کرتاسه از بخش چینه شناسی اروپا در دوره ای به همین نام ظاهر شد. صخره های سفید در کنت و دامنه ها در قسمت دیگری از تنگه دوور را تشکیل داد. این بقایا بود که اساس گچ شد. با این حال، سنگ عمدتاً از تشکیلات جلبک و ترکیبات ریز پراکنده تشکیل شده است. بنابراین، محققان به این نتیجه رسیدند که ظاهر گچ از شایستگی گیاهان است.

ساختار نژاد

بقایای نرم تنان که در رسوبات کف انباشته شده بودند به گچ تبدیل شدند. این نژاد شامل:

1. حدود 10% زباله های اسکلتی. در میان آنها نه تنها بخش هایی از ساده ترین، بلکهحیوانات چند سلولی.
2. حدود 10 درصد از پوسته روزن داران.
3. تا 40% قطعات تشکیلات جلبک آهکی
4. تا 50% کلسیت ریز کریستالی. اندازه آن به قدری کوچک است که تشخیص هویت بیولوژیکی عناصر تشکیل دهنده آن تقریبا غیرممکن است.
5. تا 3% مواد معدنی نامحلول. آنها عمدتاً توسط سیلیکات ها نشان داده می شوند. کانی‌های نامحلول نوعی زباله‌های زمین‌شناسی (تکه‌هایی از سنگ‌ها و ماسه‌های مختلف) هستند که توسط جریان‌ها و بادها به ذخایر گچ وارد می‌شوند.

پوسته‌های نرم تنان، بتن‌هایی از مواد معدنی دیگر، اسکلت‌های کوئلنترات به ندرت در سنگ یافت می‌شوند.

شرح خاصیت فیزیکی گچ - قدرت

تحقیقات روی این ماده توسط بسیاری از دانشمندان انجام شد. در جریان فعالیت های مهندسی و زمین شناسی مشخص شد که صخره ای صلب نیمه سنگی است. قدرت آن تا حد زیادی توسط رطوبت تعیین می شود. در حالت هوای خشک، مقاومت فشاری نهایی از 1000 تا 45000 کیلونیوتن بر متر ² متغیر است. مدول الاستیسیته سنگ خشک از 3 هزار مگاپاسکال (برای حالت شل) تا 10 هزار مگاپاسکال (برای حالت متراکم) است. مقدار زاویه اصطکاک داخلی 24-30 درجه است، با فشرده سازی همه جانبه، چسبندگی به 700-800 کیلونیوتن بر متر می رسد².

رطوبت

وقتی در معرض آب قرار می گیرد، خواص فیزیکی گچ شروع به تغییر می کند. به ویژه، قدرت آن کاهش می یابد. تغییرات قبلاً در رطوبت 1-2٪ رخ می دهد. در 25-35٪، مقاومت فشاری 2-3 برابر افزایش می یابد. در کنار این، دیگر خواص فیزیکی گچ ظاهر می شود. سنگ پلاستیک می شود. این هستتظاهرات به طور قابل توجهی فرآیند پردازش ماده را پیچیده می کند. در طی این، گچ شروع به چسبیدن به عناصر دستگاه (سطل بیل مکانیکی، تسمه نقاله، فیدر، بدنه وسیله نقلیه) می کند. اغلب خواص فیزیکی گچ (ویسکوزیته و پلاستیسیته) اجازه استخراج از افق های پایین را نمی دهد، اگرچه در اینجا کیفیت بالایی دارد.

مقاومت در برابر یخبندان

پس از انجماد و ذوب، گچ به ذرات 1-2 میلی متری تجزیه می شود. در برخی موارد، این ویژگی مفید نژاد است. به عنوان مثال، هنگامی که از آن به عنوان یک بهبود دهنده در هنگام اکسید زدایی خاک استفاده می شود، لازم نیست این ماده تا 0.25 میلی متر آسیاب شود. سنگ خرد شده تا 10 میلی متر را می توان وارد خاک کرد. هنگام انجماد-ذوب با شخم زدن خاک، قطعات خود به خود از بین می روند. بنابراین، عمل خنثی سازی برای مدت طولانی حفظ می شود.

خواص گچ: شیمی

سنگ عمدتاً شامل قطعات کربناته و غیر کربناته است. اولی در اسیدهای استیک و هیدروکلریک محلول است. قسمت غیر کربناتی شامل اکسیدهای فلزی، ماسه کوارتز، مارن، خاک رس و غیره است. برخی از آنها در این اسیدها نامحلول هستند. قسمت کربناته حاوی 98-99 درصد کربنات کلسیم است. ذرات کریستالی کلسیت، سیدریت و دولومیت منیزیم توسط کربنات های منیزیم تشکیل می شوند که به مقدار کم در گچ وجود دارند. ترکیب و خواص سنگ به عنوان معیار طبقه بندی عمل می کند.

شناسایی سپرده های با کیفیت

در ابتدا اعتقاد بر این بود که خواص مکانیکی و شیمیایی گچدر کل میدان یکسان هستند. با این حال، در عمل، در طول عملیات طولانی مدت منطقه، به ویژه پس از گذار شرکت معدن و فرآوری به تولید محصولات با کیفیت بالاتر، تفاوت هایی در این ویژگی ها آشکار می شود. بنابراین نقشه برداری زمین شناسی و فناوری در برخی زمینه ها انجام می شود. محققان با مطالعه خواص شیمیایی گچ و خصوصیات مکانیکی آن در بخش‌های مختلف کانسار، مناطق تجمع سنگ‌های مرغوب را مشخص کردند.

توسعه صنعتی

ذخایر بزرگ گچ در مناطق بلگورود و ورونژ وجود دارد. ماده با کیفیت کمتری در ذخایر Znamenskaya، Zaslonovskaya، Valuyskaya و سایر ذخایر وجود دارد. این رسوبات نرخ نسبتاً پایینی از CaCO₃ را نشان می دهند (بیش از 87٪). علاوه بر این، ناخالصی های مختلفی در سنگ وجود دارد. بنابراین، محصولات با کیفیت بالا را نمی توان در این ذخایر بدون غنی سازی عمیق به دست آورد. خواص فیزیکی گچ بر روی چنین رسوباتی امکان استفاده از آن را در ساخت آهک و همچنین در اقدامات احیای زمین برای اکسید زدایی خاک ها فراهم می کند. نهشته های ورونژ به عصر تورونی-کونیاکی نسبت داده می شود. گچ با کیفیت بالاتر در اینجا استخراج می شود. خواص و کاربرد سنگ به دست آمده از این نهشته ها برای مدت طولانی مورد مطالعه قرار گرفته است. محصول استخراج شده در منطقه Voronezh دارای محتوای بالایی از CaCO₃ (تا 98.5٪) است. نسبت ناخالصی های غیر کربناته کمتر از 2٪ است. با این حال، استخراج معادن در ذخایر توسط خواص فیزیکی گچ مختل می شود. به ویژه، اواشباع آب بالا نسبت رطوبت در سنگ حدود 32% است.

سپرده‌های امیدوارکننده

در میان ذخایر بزرگ، شایان ذکر است Rossoshanskoye، Krupnennikovskoye، Buturlinskoye و Kopanishchenskoye است. ضخامت گچ دومی 16.5-85 متر است. بار روباره لایه خاک - رویشی است. ضخامت آن حدود 1.8-2 متر است.لایه گچ در امتداد خط عمودی به دو واحد تقسیم می شود. در پایین تا 98٪ کربنات کلسیم وجود دارد، در بالا تا حدودی کمتر است - تا 96-97.5%.

در نهایت گچ سفید همگن مرحله تورونی در کانسار بوتورلینسکویه کشف شد. ضخامت لایه 19.5-41 متر است و ضخامت روباره به 9.5 متر می رسد و با حاشیه، لایه گیاهی، سازندهای شنی رسی و ماسه سنگ نشان داده می شود. نسبت کربنات منیزیم و کلسیم به 99.3 درصد می رسد. در عین حال، اجزای غیر کربناتی به مقدار نسبتاً کمی وجود دارند.

ذخایر Stoilenskoye و Lebedinskoye مورد توجه صنعت هستند. در این مناطق، گچ به عنوان روباره استخراج و به زباله دانی منتقل می شود. تولید سالیانه آن بیش از 15 میلیون تن است که حدود 5 تن از آن در بخش های اقتصادی ملی استفاده می شود. به طور خاص، گچ به کارخانه سیمان استاروسکل و برخی از شرکت های کوچک دیگر عرضه می شود. مقدار بیشتری از سنگ استخراج شده در زباله ها گم می شود.

گچ که در مناطق ذخایر سنگ آهن قرار دارد، از نظر محتوای سیلیس و کربنات در دسته مرغوب قرار می گیرد. می توان از آن برای مقاصد صنعتی بدون غنی سازی عمیق استفاده کرد. باید گفت که دردر فرآیند طراحی شرکت‌های معدنی و فرآوری متخصص در سنگ‌آهن، لازم است خطوط فن‌آوری برای گچ استخراج‌شده به‌عنوان محصول جانبی یا مکانی برای ذخیره‌سازی جداگانه آن فراهم شود.

تولید و مصرف

خواص مفید گچ از دیرباز شناخته شده است. در ابتدا از این نژاد در ساخت و ساز استفاده می شد. از آن آهک درست می کردند. پودر گچ به عنوان پایه ای برای بتونه، پرکننده ها، رنگ ها و غیره عمل می کند. در پایان قرن نوزدهم، کارخانجات خصوصی شروع به سازماندهی در سپرده کوه سفید کردند. در کوره های شفت، آهک و پودر از سنگ های توده ای تولید می شد. در سال 1935، کارخانه Shebekinsky ظاهر شد که به تولید محصولات برای نیازهای صنعتی مشغول بود. خواص مفید گچ در صنایع برق، رنگ، پلیمر، لاستیک و سایر صنایع مورد تقاضا بود.

همراه با افزایش تقاضا برای محصولات، الزامات کیفیت آن افزایش یافت. بنگاه هایی که تا سال 1990 وجود داشتند نتوانستند مواد اولیه مورد نیاز صنعت را تامین کنند. شرکت های خصوصی در منطقه بلگورود ظاهر شدند. تعداد زیاد آنها به دلیل حجم عظیم ذخایر سنگ و سادگی ظاهری فناوری های پردازش بود. با این حال، روش‌های ابتدایی استخراج و فرآوری بعدی که توسط شرکت‌های خصوصی استفاده می‌شود، نمی‌تواند مقدار مورد نیاز محصولات با کیفیت را فراهم کند. بر این اساس، بسیاری از این کارخانه ها تعطیل شدند. در همان زمان، شرکت های بزرگ مدرن سازی و بازسازی خود را انجام دادندتجهیزات. انتشار محصولات با کیفیت در دهه 90 توسط گیاهان بلگورود، پتروپاولوفسک، شبکینسکی تضمین شد.

تولید تمبر با کیفیت

نیازهای کلیدی برای محصولات گچ، علاوه بر نسبت کربنات، شامل ظرافت - ظرافت آسیاب می شود. این به صورت باقیمانده روی الک هایی با اندازه معین یا به صورت درصدی از ذرات با اندازه معین (مثلاً 90 درصد ذرات با اندازه 2 میکرون) بیان می شود.

ظهور خطوط تولید جدید برای ساخت رنگ، لاستیک، پلیمر و سایر محصولاتی که از گچ به عنوان ماده اولیه استفاده می شود، عدم تعادل شدید بین تولید و مصرف آن را برانگیخته است. این امر به ویژه در صنعت کاغذ مشهود بود. شرکت های این صنعت برای پودر گچ که جایگزین کائولن در تولید شده است، الزامات خاصی دارند.

انتشار تمبرهای با کیفیت در کارخانه‌های منطقه بلگورود متمرکز است. علاوه بر شرکت Shebekinsky که گچ جدا شده تولید می کند، گیاهان جدیدی ایجاد شد. بنابراین، در سال 1995، یک کارخانه پردازش در Lebedinsky GOK - ZAO Ruslime ظاهر شد. این بنا بر اساس پروژه اسپانیایی شرکت "Reverte" با ظرفیت تخمینی 120 هزار تن در سال ساخته شده است. این گیاه تا 10 درجه مختلف گچ تولید می کند. از نظر کیفیت به هیچ وجه کمتر از نمونه های خارجی نیستند و استانداردهای بین المللی را رعایت می کنند. این شرکت مجهز به مدرن ترین تجهیزات تکنولوژیکی است، عملیات در خطوط مکانیزه و خودکار است.

Poکارخانه ای با ظرفیت 300000 تن محصولات گچ با کیفیت بالا در Stoilensky GOK تحت پروژه Mabetex ساخته شد. در همان زمان، برنامه های شرکت افزایش بعدی ظرفیت را در نظر می گیرد.

شکوفایی نژاد

یکی از معیارهای کلیدی در فرآیند تجزیه و تحلیل خواص فیزیکی سنگ در یک نهشته یا منطقه جدید درگیر در خط فرآوری موجود، رفتار گچ در هنگام آسیاب است. همانطور که در بالا ذکر شد، در لایه های مخزن مختلف، این ماده ویژگی های مکانیکی متفاوتی دارد. شناسایی بصری این تفاوت ها در بیشتر موارد امکان پذیر نیست. تعیین رفتار گچ در فرآیند آسیاب خشک آن در فرآیند تکنولوژیکی با ایجاد شاخصی از شکوفایی آن در یک محیط مرطوب تحت عمل مکانیکی انجام می شود. برای این کار از تجهیزات خاصی استفاده می شود.

بی کربنات سدیم

برای تولید آن از مواد مختلفی از جمله سنگ آهک یا گچ استفاده می شود. خواص مفید بی کربنات سدیم برای بدن برای بسیاری شناخته شده است. اغلب از آن برای بیماری های لثه و گلو، سوزش سر دل، برای رقیق شدن خلط هنگام سرفه استفاده می شود. در صنعت، خواص فیزیکی سودا و گچ تقاضای زیادی دارد. هر دوی این مواد در ساخت و ساز، دکوراسیون، مصالح، رنگ و سایر محصولات کاربرد دارند. با توجه به تولید بی کربنات کلسیم، استفاده از گچ به تنهایی یک گزینه غیراقتصادی در نظر گرفته می شود. همانطور که در بالا ذکر شد، این نژاد رطوبت را به خوبی جذب می کند.در نتیجه ویژگی های مکانیکی آن تغییر می کند. این به نوبه خود تأثیر منفی بر روند فرآیند فناوری دارد.

آیا می توانم CaCO بخورم₃؟

باور عمومی بر این است که پزشکان استفاده از گچ طبی را توصیه می کنند. اعتقاد بر این است که خواص این ماده به جبران کمبود کلسیم کمک می کند. اول از همه باید گفت که پزشکان در این مورد ابهام دارند. اغلب، بیمارانی که علاقه به خوردن گچ (غذا) دارند به متخصصان مراجعه می کنند. با این حال، خواص مفید این ماده بسیار مشکوک است. هوس خوردن آن ممکن است به دلیل کمبود کلسیم باشد. با این حال، باید توجه داشته باشید که ویژگی های ماده با ورود به معده دستخوش تغییرات قابل توجهی می شود. با عبور از چندین فرآیند اکسیداتیو، خنثی اولیه خود را از دست می دهد و به یک معرف تبدیل می شود. این ماده در عمل خود شبیه آهک خرد شده است. در نتیجه، گچ اکسید شده شروع به تأثیر بر مخاط معده می کند. در این حالت هیچ خاصیت دارویی آشکار نمی شود. بلکه برعکس. شایان ذکر است که غلظت کلسیم در ماده بسیار بالا است. در نتیجه، استفاده بیش از حد از گچ می تواند باعث آهک شدن عروق شود. در این راستا، پزشکان توصیه می کنند که آن را با گلوکونات کلسیم یا داروهای مشابه جایگزین کنید. در مورد رهایی از سوزش سر دل، به گفته بسیاری از افرادی که آن را با گچ امتحان کرده اند، کمکی نمی کند.

کاربری صنعتی و مسکونی

مل به عنوانجزء ضروری کاغذ که در چاپ استفاده می شود. پراکندگی بالای کربنات کلسیم به صورت خرد شده بر ویژگی های اپتیکی و چاپی، تخلخل و صافی محصولات تأثیر می گذارد. به دلیل وجود گچ، سایندگی محصولات کاهش می یابد. سنگ زمین به طور گسترده برای سفید کردن دیوارها، مرزها و محافظت از درختان استفاده می شود. از گچ در تصفیه آب چغندر استفاده می شود که به نوبه خود در صنعت کبریت استفاده می شود. برای این اهداف، به عنوان یک قاعده، سنگ به اصطلاح رسوبی مناسب است. چنین گچ به صورت شیمیایی از مواد معدنی حاوی کلسیم به دست می آید. این ماده در کنار سایر سنگ های کربناته در ذوب شیشه به عنوان یکی از اجزای بار استفاده می شود. به دلیل گچ بودن، پایداری حرارتی محصول، استحکام مکانیکی و پایداری آن در مواجهه با عوامل جوی و معرف ها افزایش می یابد. این نژاد به طور گسترده در تولید کود استفاده می شود. گچ نیز به خوراک حیوانات اضافه می شود.

صنعت لاستیک

گچ در بین تمام پرکننده های مورد استفاده در صنعت در جایگاه اول قرار دارد. این در درجه اول به این دلیل است که استفاده از این ماده خام از نظر اقتصادی مفید است. گچ هزینه نسبتا کمی دارد. در عین حال، ورود آن به محصولات لاستیکی ضرری ندارد. دومین دلیل محبوبیت مواد اولیه در صنعت، مصلحت فناوری است. گچ فرآیند تولید محصولات لاستیکی را بسیار ساده می کند. به طور خاص، به دلیل آن، ولکانیزاسیون سطح، تسریع می شودمحصولات صاف می شوند این نژاد همچنین به طور گسترده در تولید لاستیک اسفنجی و متخلخل، محصولات پلاستیکی، جایگزین های چرم و غیره استفاده می شود.