Отчет

В Курганской области широко распространены месторождения строительных материалов, обнаружены запасы редких бентонитовых глин, железных, урановых и вольфраммолибденовых руд, титан-циркониевые россыпи, торф, сапропель.

Сапропель (с греческ. - гнилой ил) – вещество биологического происхождения, образующееся на дне пресноводных водоемов в результате естественных процессов бактериального разложения продуктов животного и растительного происхождения, происходящих при малом доступе кислорода.

Сапропель представляет собой желеобразную или зернистую массу от розового до коричневато-оливкового и почти чёрного цвета. Цвет сапропелей указывает на присутствие некоторых органических и неорганических компонентов: оливковый - хлорофилла, розовый - каротина или марганца, голубоватый - вивианита, черный - железа, серый - глины или извести.

Элементный состав органической массы сапропеля (%): углерода 53-60; кислорода 30-36; водорода 6-8; серы 1,5-3; азота до 6. Органическая часть сапропелей содержит от 3 до 11 % битумов, до 40% гуминовых веществ и других биологически активных веществ. Минеральная часть сапропелей чаще представлена глинистыми, песчанистыми и мелкоалевритовыми терригенными или карбонатными частицами. В минеральном составе выделяют: аллотигенные минералы — кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, биотит, мусковит и др.; сингенетические аутигенные —опал, кальцит, лимонит, сидерит, гипс; диагенетические — кальцит, сидерит, марказит, пирит, сера и др. Состав зольной части (в %): SiО₂ 1,1-55, CaO 0,1-52, Fe₂О₃ 0,1-10, Al₂О₃ 0,1-7,1. Повышенное среднее количество микроэлементов (мг/кг сухого вещества) наблюдается в кремнезёмистых и в органических сапропелях. Важной составляющей органической части сапропеля являются биологически активные вещества - витамины белки, жиры, протеины, ферменты, гормоны, каротиноиды, антиоксиданты, естественные стимуляторы роста и другие продукты жизнедеятельности микроорганизмов и естественного разложения.

Предложено несколько классификаций сапропелей:

1) по содержанию золы :

-органические (до 30%),

-смешанные (30-65%),

- минерализованные (65-85%), с последующими подразделениями по преобладающему содержанию растительных или животных остатков и составу минеральной части;

2 ) по биологическому составу органической массы :

-диатомовые,

- хризомонадовые,

-торфянистые,

-зоогеновые и др.;

3) по соотношению органической и минеральной части :

-органические,

-органо-минеральные ,

-минеральные;

4) по составу зольной части :

-известковистые,

-кремнезёмистые,

-смешанные;

5) по содержанию золы:

-малозольные до 30% (органические и торфосапропели),

-высокозольные 30-85% (кремнезёмистые, карбонатные и смешанные).

Средняя плотность сапропелей 1050 кг/м³, содержание воды от 1,5 до 30 г/г сухого вещества, зависит от степени уплотнения,минерализации (максимальное значение у верхний слоёв сапропеля). Отложения сапропелей наиболее характерны для водоёмов лесной зоны, расположенных в областях моренных ландшафтов.

Свойства сапропеля:

Сапропель обладает хорошей пластичностью, вязкостью, липкостью, малой плотностью и адсорбционными свойствами. Ни одно ископаемое не имеет такого высоко содержания азота, как сапропель. Также сапропель отличается более высокой теплоемкостью (до 0,95 кал/г град). При высыхании твердеет и не поддается размачиванию.

Применение сапропелей:

в сельском хозяйстве (в качестве удобрений, в виде добавки к грунту и в кормопроизводство), в медицине и косметологии (для приготовления лечебных грязей, лекарственных и косметических средств), в химической промышленности (для производства жидкого топлива, парафина, машинных масел), в промышленности строительных материалов.

В промышленности строительных материалов сапропели могут быть использованы как клеи и связующие добавки при производстве древесно-волокнистых и теплоизоляционных плит, а также в качестве технологических добавок для производства пористых керамических изделий (дренажных труб, стеновых камней), керамзита и аглопорита. Создан строительный материал, где вяжущим веществом служит сапропель, а заполнителем - опилки, торф, песок, называемый сапропелебетоном. При производстве ДВП, ДСП и ОСП органический сапропель применяется в качестве связующего взамен синтетических смол.

Например, В Минском научно-исследовательском институте строительных материалов проведены исследования по использованию сапропеля для производства керамических камней. В качестве основного сырья применялась глина, а выгорающей добавкой служил сапропель. Физико-химические испытания партии камней подтвердили целесообразность использования сапропелей в качестве выгорающей добавки.

Сапропель, введенный в состав глиномассы (20-25%) заменяет часть топлива, необходимого при обжиге изделий, создает в черепке восстановительную среду, что способствует переходу содержащейся в глине окиси железа в закисную форму, при этом повышается скорость образования стеклофазы и увеличивается прочность изделия.

Полученные в опытно-производственных условиях строительные камни с применением сапропеля в качестве поризатора имели механическую прочность 14,4 мПа, объемную массу 980-1050 кг/куб.м и хорошую морозостойкость – 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Изделия приобретают красивый вид и могут быть применены для лицевой отделки.

Проведенными исследованиями доказана перспективность применения сапропелей в качестве порообразующих добавок для получения фильтрационных керамических труб, укрупненных пористощелевых керамических камней, теплоизоляционных материалов, а также в производстве аглопорита для интенсификации процессов его производства и частичной или полной замены технологического топлива. Установлено, что применение сухого сапропеля с размером зерен до 7 мм увеличивает вертикальную скорость спекания от 3 до 7 мм в минуту, снижает объемную массу материала на 80-100 кг\куб.м и ускоряет процесс его охлаждения.

Расчеты показывают высокую экономическую эффективность применения сапропеля для производства керамических изделий.

Вывод: в Курганской области велико количество озер, богатых сапропелем. В 1988 г. на территории Курганской области были проведены поисково-оценочные работы на 31 озерном месторождении сапропеля общей площадью 4918,9 га. Запасы сапропеля определены в количестве 63488 тыс.м³, из них балансовые 31630 тыс.тонн. Сапропель является возобновляемым полезным ископаемым, практически неисчерпаемым природным ресурсом, естественно при разумном подходе к его использованию.