Первое литературное упоминание о находках хризотил-асбеста на Урале относится к 1720 г., когда В.В.Геннин сообщил Петру I, что близ Екатеринбурга найдена «каменная кудель». Промышленное месторождение хризотил-асбеста – Баженовское –было открыто на Урале в 1885 г. в 60 км к северо-востоку от Екатеринбурга, а в 1887 г. началась его эксплуатация.
Месторождения хризотил-асбеста на Урале залегают среди массивов ультраосновных пород, распространенных в основном в Тагило-Магнитогорской и Восточно-Уральской зонах. Они приурочены к разрывным нарушениям, в которых ультраосновные породы раздроблены и сильно трещиноваты. В этих трещинах и образовались многочисленные прожилки хризотил-асбеста, местами достигающие промышленных концентраций. Крупные скопления хризотил-асбеста образовались там, где в ультраосновные породы внедрились граниты. Предполагается, что внедрение гранитов прогревало ультраосновные породы и способствовало растворению содержащихся в них химических элементов, в частности магния и кремния. Эти элементы находились в горячих водных растворах, заполняющих трещины. По мере охлаждения ультраосновной породы в трещинах отлагался хризотил-асбест. Поперечно-волокнистое его строение объясняется тем, что по мере расширения трещин зародыши кристаллов, укрепленные на их стенках, вытягивались перпендикулярно трещинам.
На Урале выявлен ряд месторождений хризотил-асбеста: Баженовское, Алапаевское, Лесное, Красноуральское, Луковое, Режевское и др. – в Свердловской области; Таловское, Куликовское, Ново-Татищевское, Брединское – в Челябинской области; Уразовское и Абзаковское – в Башкортостане; Киембаевское, Псянчинское, Ишкильдинское – в Оренбургской области; Джетыгаринское – в Кустанайской области Казахстана. В настоящее время добыча хризотил-асбеста осуществляется лишь на трех месторождениях: Баженовском, Киембаевском и Джетыгаринском.
Товарный хризотил-асбест состоит из смеси волокон различной длины и их агрегатов. Агрегаты асбеста с недеформированными волокнами размером в поперечнике более 2 мм называют "кусковым асбестом", а менее 2 мм - "иголками". "Распушенным" называют асбест, в котором волокна тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы и асбестовое волокно, прошедшее через сито с размерами стороны ячейки в свету 0.25 мм, называют "пылью". Асбест хризотиловый в зависимости от длины волокон подразделяется на восемь сортов(от 0 до 7).
Описание минерала
Греч. “асбестос”—нетленный, неразрушимый
Среди разностей асбеста выделяют серпентин-асбесты хризотил-асбест и антигорит-асбест (баститовый асбест) и амфибол-асбесты (тремолит-асбест, актинолит-асбест, крокидолит-асбест, амозит-асбест).
Химический состав. Весьма изменчивый; например, амфибол-асбест: окись магния (MgO) 6 — 7%, окись и закись железа (FeO, Fe2O3) 34 — 44%, окись алюминия (А12O3) 5 — 10%, двуокись .кремния (SiO2) 49 — 53%; хризотил-аобест: окись магния (MgO) 38—41%, окись алюминия (Al2O3) 1 — 1,5%, окись и закись железа (FeO, Fe2О3) 0,3 — 4%, двуокись кремния (SiO2) 41 — 43%, вода (Н2О) 13 — 14%.
Цвет. Белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).
Блеск. Шелковистый.
Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный.
Черта. Белая, светло-серая.
Твердость. 2.
Плотность. 2,5 — 3,3.
Излом. Хрупкий, расщепляющийся.
Сингония. В основном моноклинная.
Форма кристаллических выделений. Волокнистая.
Спайность. Весьма совершенная параллельно оси с (направление волокнистости).
Агрегаты. Волокнистые.
П. тр. Плавится с трудом.
Поведение в кислотах. Трудно растворим или нерастворим.
Сопутствующие минералы. Серпентин, оливин, тремолит, магнетит, лёллингит, сфалерит, арсенопирит.
Практическое значение. Важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и т. д. Качества и физические свойства, например эластичность или хрупкость, определяют сферу применения минерала.
Происхождение. Гидротермальное, в условиях тектонических подвижек.
Месторождения. Урал, Сибирь (СССР); Канада; Трансвааль (Южная Африка) и др. (см. таблицу на стр. 96). Проявления повсеместны в областях развития серпентинитов, например Цеблиц в Рудных горах, Кушнаппель, Хоэнштейн-Эрнстталь, Вальдгейм и др. (ГДР).
Хризотил-асбест
Химический состав (хризотил-асбест):
окись магния (MgO) - 38-41%
окись алюминия (Al2O3) - 1-1,5%
окись и закись железа (FeO, Fe2O3) - 0,3-4%
двуокись кремния (SiO2) - 41-43%
вода (H2O) - 13-14%.
Цвет: белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).
Практическое значение: важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и т.д.
Асбестом называют минералы группы серпентинов или амфиболов волокнистого строения, способные при механическом воздействии разделяться на тончайшие волоконца. По химическому составу асбестовые минералы являются водными силикатами магния, железа, кальция и натрия. Содержание воды в асбесте группы серпентина составляет 13-14.5 %, а в группе амфиболов (в зависимости от вида) 1.5 - 3%.
Волокнистое строение наиболее ярко выражено у асбеста серпентиновой группы, куда относится только один вид асбеста - хризотил-асбест, поэтому он больше всего применяется в промышленности.
Хризотил-асбест обладает высокой прочностью на разрыв по оси волокнистости. Наибольшую прочность имеют волокна асбеста, осторожно отделённые от кускового асбеста. В зависимости от эластичности волокна различают три разновидности хризотил-асбеста: нормальную, полуломкую и ломкую. Такое деление условно, так как в действительности не наблюдается резких переходов от одной разновидности к другой.
Важная характеристика асбеста - модуль упругости. Средние значения модуля упругости хризотил-асбеста колеблются от 16104 до 21104 Мпа.
Физические свойства
Асбест — высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью. Его основные термические характеристики следующие:
- удаление свободно-сорбированной (гигроскопической) влаги 100–120 oС;
- удаление структурно-связанной (кристаллизационной воды) при
350–450оС;
- разрушение структуры кристалла — 600–750оС;
- температура плавления хризотил-асбеста — 1500–1550оС, крокидолита — 1150–1200оС.
Прочность на разрыв - более 3000 МПа
Плотность - 2,4-2,6 г/см3
Температура плавления - 1450-1500 °C
Коэффициент трения - 0,8
Щелочестойкость - 9,1-10,3 pH
Удельная поверхность - 20 м2/г
прочность на разрыв более 3000 Мпа;
плотность от 2.4 до 2.6 г/см3;
температура плавления от 1450 до 1500° С;
коэффициент трения 0.8 единиц;
щелочестойкость от 9.1 до 10.3 рН;
удельная поверхность 20 м2г.
Асбест является жаростойким материалом и может эксплуатироваться при температуре 500–550оС, кратковременно — до 700оС. Сорта асбеста с минимальным количеством примесей неэлектропроводны и обладают хорошими электроизолирующими свойствами.
Высокая поверхностная энергия и развитая поверхность придают асбесту хорошие сорбционные свойства к полярным веществам.
Все виды асбеста имеют высокую щелочестойкость, однако в растворах кислот хризотил-асбест теряет свои свойства из-за растворения магниевых окислов. Крокидолит имеет лучшую кислотостойкость.
Совокупность уникальных свойств хризотил-асбеста таких как: способность расщепляться на тончайшие эластичные волокна, обладающие высокой механической прочностью, несгораемость и теплостойкость, высокий коэффициент трения. Низкая проводимость тепла, электрического тока и звука, атмосферостойкость, щелочеустойчивость и стойкость по отношению к морской воде, высокая адсорбирующая активность и способность к образованию устойчивых композиций с различными вяжущими материалами позволяет использовать хризотил-асбест практически во всех областях промышленности. В основном же его используют для производства асбестоцементных материалов для строительства, производства асботехнических изделий для автомобильной, авиационной, тракторной, химической, электрохимической отраслей промышленности, а также для судостроения, машиностроения, в оборонной промышленности и ракетостроении. Количество видов изделий, вырабатываемых из асбеста в чистом виде или в композиции с другими материалами, составляет более трех тысяч наименований. Уникальность асбеста заключается не только в многообразии его применения, но и в полном отсутствии природных аналогов и искусственных заменителей, обладающих такими же качествами. Промышленное использование хризотил-асбеста экономически выгодно ввиду его доступности, дешевизны и долговечности.
Химические свойства
По составу асбест — это природный магниевый гидросиликат, содержащий также окислы других элементов. Существует ряд разновидностей асбеста, но промышленное значение имеют два основных вида, имеющие, в частности, следующий состав (в зависимости от месторождения составы могут быть и несколько другими):
- хризотиловый асбест 3MgO.2SiO2.2H2O ;
- крокидолит 2Na2O.2MgO.(4–6)Fe2O.
(2–4)Fe2O3.(16–17)SiO2.(2–3)H2O.
В составе асбеста также присутствуют примеси — оксиды алюминия, марганца, титана, хрома, никеля, кобальта и другие, их больше в хризотиловом асбесте. Именно они и придают асбесту окраску.
Химический состав хризотил-асбеста
|
Соединение |
Массовая доля |
|
SiO2 |
40.70 ... 42.80 |
|
Al2O3 |
0.45 ... 1.40 |
|
Cr2O3 |
0.01 ... 0.09 |
|
FeO |
0.09 ... 1.25 |
|
Fe2O3 |
0.30 ... 1.44 |
|
MgO |
41.00 ... 42.30 |
|
MnO |
0.00 ... 0.27 |
|
CaO |
0.00 ... 0.40 |
|
NiO |
0.00 ... 0.24 |
|
Na2O |
0.00 ... 0.08 |
|
K2O |
0.00 ... 0.05 |
|
H2O + |
12.60 ... 13.30 |
|
H2O - |
0.50 ... 1.30 |
|
Прочие |
12.60 ... 14.00 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
