Лабораторна робота №6

Тема: Характеристика основних агрономічних руд.

Мета роботи: розглянути і вивчити агрономічні руди та їх застосування в сільському господарстві. Дати опис місцевих агроруд.

Література:

13. Толстой М.П. Геология с основами минералогии.- М.,1991 – с. 85-141

14. Кузин М.Ф. Егоров Н.И. Полевой определитель минералов. – М.,”Недра”,1983 – с.20-235

15. Музафаров В.Г. Определитель минералов, горнах пород и окаменілостей – М., „Недра”, 1979 – с.53-162

16. Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В., Щуковський М.А., Язикова А.Г., Величко Л.Л., Тарара В.С. Геологія з основами мінералогії. – К., «Вища освіта», 2003

Обладнання :

7. колекція гірських порід

8. 10% розчин НСl

Мінерали і гірські породи, які використовують у сільському гос­подарстві як добрива або як сировину для виробництва добрив, от­рутохімікатів, як засоби хімічної меліорації, називають агрономіч­ними рудами. Поняття агрономічні руди запропонував у 1921 р. ро­сійський учений Я.В, Самойлов, До них належать природні мінера­льні сполуки, в яких містяться найважливіші елементи живлення (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка та ін.) у таких концент­раціях і формах, що їх здебільшого можна використовувати в сіль­ському господарстві. Такими рудами є природні селітри, апатити, фосфорити, вівіаніти, калійні солі, пірит, природна сірка, вапняк, крейда, мергель, доломіт, гіпс, магнезіальні силікати та ін.

У природі є мінерали і породи, які містять мікроелементи (бор, мідь, цинк, манган) або отруйні елементи (фтор, арсен, ртуть, сви­нець та ін.), а також ті, що містять залізо, натрій, силіцій, які пере­важно використовують у промисловості, а не в землеробстві, тому ці мінерали до агрономічних не належать. Застосування зазначених руд чи відходів промисловості у сільському господарстві наведено при описі мінералів.

За хімічною класифікацією мінералів азотні агрономічні руди відносять до класу солей кисневмісних кислот, підкласу нітратів. Найпоширенішими серед них є натрієва (чилійська) і калійна (ін­дійська) селітри.

Натрієва селітра NaNO₃ утворюється в результаті окиснення органічних речовин, що містять азот, нітрифікуючими бактеріями. Вона трапляється в багатьох місцевостях земної поверхні в незнач­них кількостях. Найбільше родовище знайдено в пустелях та плос­когір'ях Чилі на висоті близько 1000 м над рівнем моря. Звідси цей мінерал і дістав назву чилійської селітри. Невеликі селітроносні солончаки трапляються в сухих безстічних областях Казахстану, які не мають промислового значення. Селітри дуже добре розчиняються у воді, легко засвоюються рослинами, тому в природі відсутні родо­вища, що розробляються заради виробництва добрив.

Калійна селітра KNO₃ трапляється в природі значно рідше, ніж натрієва. Походження її пов'язане з господарською діяльністю людини, тому її знаходять біля курганів, давніх міст, селищ та ко­лишніх стоянок тварин.

---

Амонійна селітра NH₄NO₃ — дуже рідкісний мінерал в Украї­ні. Знайдена в продуктах горіння та териконах вугільних шахт у Донбасі.

Всі селітри можна використовувати як добрива.

До класу фосфатів належать понад 300 мінералів, солей фосфор­них кислот, маса яких становить 0,98 % маси земної кори. Фосфати є цінними агрономічними рудами, тому мають велике значення для сільського господарства. До агрономічних руд належать апатит, фо­сфорити, вівіаніт.

Апатит Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH) містить 42,3 % Р₂О₅. Мінеральний фосфор земної кори на 96 % представлений цим мінералом. За по­ходженням він є магматичним, складається з фтор- і хлорапатитів. Як акцесорний мінерал трапляється в усіх метаморфічних і магма­тичних породах. Промислове значення має апатит із габро-анартозитів, карбонатитів, частково метасоматитів Українського щита. Нещодавно було відкрито апатитоносну провінцію, що вклю­чає велике Новополтавське родовище, розташоване неподалік Чер­нігова. Перспективи пошуків нових родовищ апатитів і фосфоритів в Україні оцінюють позитивно.

Найбільші поклади апатитових агроруд знайдено на Кольському півострові (Хібінське родовище), в Швеції, Фінляндії. Апатит у цих місцях утворювався в особливих фізико-хімічних умовах, що скла­далися під час кристалізації нефелінової магми. Тому апатит тут залягає сумісно з нефеліном серед лужних порід типу сієнітів. Нері­дко на частку апатиту і сієніту припадає до 90 % складу породи.

Апатит не розчинний у воді, добре розчиняється у хлоридній, ніт­ратній та сульфатній кислотах. Безпосередньо як добриво (апатитове борошно) не використовують, з нього в результаті збагачення хібінських апатитових руд отримують концентрат, що містить до 39 - 40 % Р₂О₅, який направляють на заводи з виробництва суперфосфату.

Відокремлений від апатиту нефелін використовують як місцевий меліорант та калійне добриво, здебільшого на торфових ґрунтах. Він містить до 3,5 - 4,5 % К2О.

Фосфорити — це біохімічні або хімічні осадові породи, що є по­ліморфною сумішшю Са₅(РО₄)_з(С1,Р) із домішками гіпсу, глини, піс­ку, органічних речовин. За внутрішньою будовою вони кристалічні та аморфні різного хімічного складу. У природі трапляються у вигляді конкрецій, жовен, фосфоритних конгломератів, суцільних щільних мас, що зовні нагадують пісковики, вапняки.

Кристалічні фосфорити містять 65 - 80 % фосфату кальцію, СаСО₃, CaF₂ та інші домішки. Як і апатити, вони майже не розчинні у воді, тому безпосередньо як добриво їх після розмелювання не ви­користовують.

Аморфні фосфорити містять 20 - 60 % фосфату кальцію, кварцо­вий пісок, СаСО₃, глинисті мінерали. Вони значно поширені в при­роді, розчинні в слабких кислотах і навіть у воді, тому їх можна без­посередньо застосовувати як добрива, особливо на кислих ґрунтах. Краще вносити їх у ґрунти у вигляді фосфоритного борошна або як компости з гноєм і торфом. Фосфоритне борошно — це подрібнені фос­форити або продукти їх збагачення з вмістом фосфору 16 - 20 %. Фос­форити, багаті на фосфорну кислоту, використовують для вироб­ництва суперфосфату. Якість фосфоритного борошна тим вища, чим більше в ньому міститься фосфору і чим тонший помел фосфоритів. Фосфор у фосфоритному борошні міститься у важкодоступній для ро­слин формі, тому це добриво застосовують на ґрунтах, які мають кис­лу реакцію ґрунтового розчину: підзолистих, дерново-підзолистих, сірих опідзолених, чорноземах опідзолених, верховинних болотах та кислих торфовищах. Застосування цього добрива на таких ґрунтах завжди дає позитивні результати і зменшує їх кислотність. Фосфо­ритне борошно широко використовують для виготовлення компостів.

---

Фосфоритовмісних родовищ на континентах Землі знайдено багато. Вони зосереджені в Європейській частині колишнього СРСР у двох басейнах: Волзькому (Російська Федерація), Дніпровсько-Донецькому (Україна), знайдені в Казахстані (Актюбінський басейн і Каратау).

У багатьох областях України (Харківській, Чернігівській, Донець­кій, Сумській, Івано-Франківській, Вінницькій, Хмельницькій) та в Криму є запаси фосфоритів, які слугують сировиною для виробницт­ва фосфоритного борошна з вмістом 16 - 17 % Р₂О₅ або суперфосфату.

Вівіаніт Fe₃(PO₄)₂-8H₂O містить до 28,3% Р₂О₅. Походження мінералу екзогенне, часто утворюється за відновлювальних умов у низинних торф'яних болотах. На повітрі окиснюється і набуває си­нього кольору. Джерелом фосфору для його утворення є органічні рештки, що надходять до боліт із підґрунтовими і поверхневими во­дами. Трапляється в родовищах бурих залізняків, у глинах у вигля­ді конкреційних стягань або асоціює з кістками та іншими органіч­ними рештками, у лігніні, болотній залізній руді, торфі. За вмістом вівіаніту серед торфів виділяють фосфоровівіанітові, що містять 2,5 - 15 % Р₂О₅, і вівіанітові — 0,8 - 2,5 % Р₂О₅. Торфи такого складу застосовують безпосередньо як добриво або виготовляють із них компости. Вівіаніт використовують після окиснення як місцеве доб­риво, промислового значення він не має. Дуже багато (понад 200) вівіанітовних покладів знайдено в торф'яних болотах Білорусі.

В Україні це малопоширений мінерал. Відносно багато його в залізних рудах Керченського басейну, різних осадових утвореннях (торфовищах, пісковиках, глинах) Передкарпаття і Закарпаття та ін. На дуже кислих ґрунтах його дія слабкіша, ніж фосфоритного борошна, на інших ґрунтах, навпаки, сильніша, але слабкіша, ніж суперфосфату.

Калій — один із найважливіших елементів живлення рослин, що міститься в усіх тканинах, органах рослин та тваринних організмів. Вміст його в рослинах коливається від 0,4 до 6 % сухої речовини. Дуже багато калію в бобових, буряках, картоплі, кормових травах, соняшнику, гречці. Джерелом калію для рослин є калій ґрунтів або калійні добрива.

Виробляють калійні добрива з калійних агроруд, найголовніши­ми з них є: сильвін (КС1), сильвініт (KCl_*NaCl), карналіт (КС1 _* MgCl_2*6H₂O), каїніт (KCl_*MgSO_4*3H₂O), лангбейніт (K₂SO_4*2MgSO₄), полігаліт (K₂SO_4*MgSO_4*2CaSO_4*2H₂O), шеніт (K₂SO_4*MgSO_4*6H₂O), глауконіт (K(Fe³⁺, Al, Fe²⁺, Mg)₂ (OH)₂[AlSi₃O₁₀] • nН₂О), глазерит (3K₂SO_4*Na₂SO₄), калушит (K₂SO_4*CaSO_4*H₂O і домішки).

У сільському господарстві як добрива використовують сирі ка­лійні подрібнені мінерали (сильвініт, каїніт) та концентровані про­дукти, виготовлені з калійних руд (сильвіну, сильвініту, карналіту, каїніту, глауконіту та ін.).

Велика група калійних покладів утворилася внаслідок висихан­ня давнього Пермського моря, що простягалося від Північного Льо­довитого океану до берегів Каспію. Основні руди, які відкладалися в цих місцях, — полігаліт, каїніт, глазерит.

---

В Україні (Львівська та Івано-Франківська області) розташовані Прикарпатські родовища калійних солей. Серед мінералів у цих покладах переважають лангбейніт, каїніт, полігаліт, шеніт, сильві­ніт. Головні родовища цього району — Стебницьке і Калусько-Волинське. Стебницький калійний комбінат випускає калімагнезію, Калуський — хлорид калію і добриво під назвою «калушит» K₂SO_4*CaSO_4*H₂O із вмістом К₂О до 29 %.

Значні поклади калійних солей є в Білорусі, Казахстані, Узбеки­стані, Туркменії, Німеччині, Франції, Іспанії, США.

Найпоширенішим калійним добривом є хлорид калію, що міс­тить 52,4-61,9% К₂О. Це добриво застосовують під культури, не чутливі до хлору у ґрунті (коноплі, бавовна, цукрові буряки, зернові культури). Неефективно вносити хлорид калію під картоплю, греч­ку, конюшину, плодові та цитрусові, тому що хлор знижує якість продукції. З метою запобігання негативній дії хлору на суглинкових ґрунтах хлорид калію вносять восени, щоб за осінньо-зимовий пері­од хлор вимився з верхньої частини ґрунту.

Калійні солі (так умовно називають калійні добрива, які отриму­ють змішуванням тонко розмелених сильвініту або каїніту з хлоридом калію), містять 30-40% К₂О. Ці добрива застосовують під культури, що потребують і натрію (цукрові буряки, овочеві і кормові культури).

Каїніт у районі добування корисних копалин можна застосову­вати як калієво-магнієве добриво. Він гігроскопічний і містить 8 -12 % К₂О.

Карналіт добре розчинний у воді, гігроскопічний, містить 16 -17 % К₂О. Використовують здебільшого для виробництва магнію, а відходи виробництва — електроліт застосовують як добриво, що міс­тить, %: К₂О — 32, MgO — 8, СІ — 50.

Лангбейніт використовують для виробництва калімагу (калій­но-магнезіального концентрату). Містить 22,7 % К₂О.

Глазерит містить 42 % К₂О. Можна використовувати як добриво під культури, чутливі до хлору і які потребують натрію.

Полігаліт — добриво місцевого значення, оскільки містить мало К₂О (15 %). За дією на рослини наближається до сульфату калію.

Шеніт містить 23 % К₂О. Використовують для виробництва су­льфату калію-магнію, інколи його змішують з іншими калійними мінералами, наприклад лангбейнітом.

Глауконіт містить 3 - 12 % К₂О, 1 — 6% MgO, входить до складу мінеральної частини ґрунтів, які утворилися на глауконітових піс­ковиках та глинах. У цих ґрунтах він є джерелом калію для рослин. Його можна застосовувати для виробництва калійних добрив.

Калушит не містить хлору, тому він підвищує врожай і якість картоплі. Містить 10 % К₂О, його використовують як місцеве добри­во в районі видобування.

Кальцієві агрономічні руди. До них належать мінерали класу солей кисневмісних кислот підкласу карбонатів і сульфатів.

Більшість культурних рослин та ґрунтових мікроорганізмів кра­ще розвиваються за слабкокислої і нейтральної реакції ґрунту (рН = = 6...7). Лужна і кисла реакції гальмують ріст і розвиток культурних рослин, що потребує вжиття спеціальних заходів для її усунення.

---

Для нейтралізації кислотності підзолисті ґрунти потрібно вапну­вати, щоб замінити водень у ґрунтовому вбирному комплексі на кальцій. Вапнування — це вид хімічної меліорації кислих ґрунтів, Що сприяє підвищенню їх родючості:

+ СаСО₃ → Са²⁺ + Н₂СО₃.

Найефективнішими джерелами кальцію є вапняки, вапнякові туфи, мергелі, крейда, доломіти, а також відходи промисловості: дефекат, сланцева зола, металургійні шлаки, відходи вапнякових заводів. Всі вони містять СаСО₃.

Вапняки (39 - 56 % СаО) є однією з найпоширеніших карбонат­них порід, до складу якої входять мінерал кальцит, рідше арагоніт. У вигляді домішок у них трапляються піщано-алевритовий матеріал, глинисті мінерали, кремнезем, доломіт, інколи до їх складу входять оксиди і гідроксиди заліза, гіпс, органічні речовини та ін. Залежно від умов утворення їх поділяють на органічні вапняки (черепашник, крейда), хемогенні, що утворюються як хімічні осади СаСО₃.

Мергелі (14 - 42 % СаО) — це породи, що містять від 25 до 95 % СаСО₃. їх поділяють на власне мергелі, які містять 50 - 75 % СаСО₃; вапнякові — 75 - 95 % СаСО₃; глинисті — 25 - 50 % СаСО₃. У мергелях карбонати представлені кальцитом або доломітом, інколи обома мінералами. Глинисті мінерали в мергелях представлені ка­олінітом, гідрослюдами, монтморилонітом.

Сланцева зола утворюється під час спалювання сланців у топ­ках. Містить Mg, K, P, S, мікроелементи і силікати кальцію (~ 40 % СаО, MgO).

Дефекат (~ 40 % СаО) — відходи цукрових заводів.

Мартенівські шлаки містять 41 — 46 % СаО.

Нефелінове борошно містить 8 - 10 % СаО, є відходом виробниц­тва зі збагачення апатитів.

До гіпсових агрономічних руд належать мінерали, які вхо­дять до класу солей кисневмісних кислот підкласу сульфатів — гіпс і ангідрит.

Гіпс CaSO_4*2H₂O має такий хімічний склад, %: СаО — 32,5, SO₃— 46,6, Н₂О — 20,9, а також домішки глинистих речовин, піску, кальциту, доломіту (вміст CaSО₄становить 71 - 73 %).

Ангідрит CaSО₄ за хімічним складом містить 41,2 % СаО, 58,8 % SO₃. Мінерали мають екзогенне походження, частіше це хімічні осади лагун, озер, морів. Внаслідок дегідратації гіпсу утворюється ангідрит і, навпаки, внаслідок гідратації ангідрит переходить у гіпс. Гіпс утворю­ється під час окиснення сульфідів, сірки. Він слабкорозчинний у воді (2 г\л за 18 °С), з підвищенням температури його розчинність зростає, досягає максимуму за 37 - 38 °С, а потім знижується.

Гіпс і ангідрит використовують для гіпсування солонців і солон­цевих ґрунтів. Гіпсування — це вид хімічної меліорації солонцевих ґрунтів, яка передбачає заміну в колоїдному ґрунтовому вбирному комплексі іонів Na⁺ на Са²⁺, що сприяє поліпшенню фізичних, фізи-ко-хімічних властивостей ґрунтів і підвищенню їх родючості:

CaSO₄ • 2H₂O → Са²⁺ Na₂SO₄+2H₂O.

Для гіпсування використовують сиромелений гіпс, що є білим або сірим порошком, який отримують із природного гіпсу.

Для гіпсування ґрунтів можна використовувати відходи вироб­ництва фосфорних добрив — фосфогіпс.

---

Смотрите также файлы

• 1.docx

• zvit.docx

• методика лаб_2.docx

• Документ Microsoft Office Word.docx

• Охорона праці диплом.docx