Реферат Цеолиты
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство сельского хозяйства
Федеральное агентство по рыболовству
Камчатский Государственный Технический Университет
кафедра «Экологии и безопасности жизнедеятельности»
Направление «Экология и природопользование»
Контрольная работа
тема:
Цеолиты
проверила: выполнила:
доцент каф студентка гр
г. Петропавловск-Камчатский, 2008
Цеолиты — гидратированные алюмосиликаты щелочных элементов. Цеолиты бывают природные и искусственные, обладают селективными, адсорбционными и ионообменными свойствами, находят применение во многих областях хозяйства — в промышленности, сельском хозяйстве и экологии.
Как минеральный вид цеолиты известны уже более 200 лет. Длительное время они рассматривались в качестве редких минералов, не образующих промышленных скоплений и не имеющие практического применения.
Однако уже скоро стало ясно, что цеолиты являются ценнейшими в промышленности минералами, обладающие открытой каркасно-полостной структурой типа [(Si, Al)O4], имеющей отрицательный заряд. Последний компенсируется нейтрализующими, положительно заряженными катионами (Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Са), содержащихся в цеолите. Природный цеолит является достаточно эффективным более дешевым заменителем искусственного и некоторых естественных минеральных соединений типа мела, каолина, диатомита. В многотоннажных технологических процессах, где применение синтетических цеолитов не выгодно, большое значение приобретает использование этих природных материалов в связи с охраной окружающей среды и их дешевизны.
ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ КАМЧАТКИ
Природный цеолит, как минеральный сорбент, благодаря своим уникальным молекулярно-ситовым, ионообменным, адсорбционным, каталитическим свойствам, как никакое другое полезное ископаемое имеет необычайно широкую сферу возможного применения.
По результатам многочисленных исследований, данным мировой и отечественной практики, природный цеолит с большим эффектом может использоваться в самых различных направлениях промышленности, сельского хозяйства, экологии. Его справедливо называют «наиболее интеллектуальным минералом» и «минералом XXI века».
Мировой практикой в настоящее время и особенно в будущем отводится важнейшая роль использованию природного цеолита для охраны окружающей среды от различных видов загрязнений, связанных с технической деятельностью человека, для которого этот минерал станет надежным помощником в решении сложных экологических проблем.
Природный цеолит – это горная порода (чаще – измененный вулканический туф преимущественно кислого состава), в которой основным минералом, определяющим уникальные свойства природного высокоселективного сорбента, является минерал группы цеолитов. Как правило, этим минералом в большинстве известных месторождений является клиноптилолит, наиболее благоприятный и распространенный промышленный минеральный вид цеолита.
На Камчатке разведано одно крупное месторождение природного цеолита – Ягоднинское месторождение цеолитизированных туфов существенно клиноптилолитовой минеральной специализации.
Месторождение имеет благоприятное географо-экономическое положение (в
Месторождение характеризуется крупными запасами (разведанные – 19,7 млн т, прогнозные – 40 млн т), благоприятными горнотехническими условиями эксплуатации.
По генетическим условиям формирования месторождение относится к гидротермально-метасоматическому типу месторождений. Месторождение сформировано в кальдерных условиях в результате преобразования кислого вулканического стекла пеплово-пемзовых туфов под воздействием пропитывающих низкотемпературных щелочных гидротермальных растворов в условиях закрытой системы.
Полезное ископаемое характеризуется высоким качеством сырья как природного минерального сорбента. По содержанию цеолитовых минералов (60–100 %, среднее – 75 %) относится к богатым рудам. Намечаемый к отработке верхний мощный горизонт цеолитовых руд с запасами 4 млн т характеризуется весьма высокой чистотой руд (80–100 %), что позволяет отнести их к лучшим мировым образцам цеолитового сырья.
По технологической классификации данный цеолит по группе адсорбционного сырья относится к I качественной группе: цеолитам высококачественным, относительно узкопористым, кислотоустойчивым.
Природный цеолит месторождения является высокоселективным сорбентом относительно редких и тяжелых металлов и весьма перспективен для использования в ионообменных технологиях.
По заключению институтов (ИГЕМ РАН, ГЕОХИ РАН, ЦНИИгеолнеруд), проводивших лабораторно-технологические испытания в 2001–2002 гг., природный цеолит Ягоднинского месторождения превосходит по основным качественным показателям аналогичное сырье известных месторождений бывшего СССР, а по ряду отдельных свойств является уникальным.
Особенностями природного цеолита Ягоднинского месторождения, наряду с наиболее высокой чистотой руд, выделяющими его среди других известных месторождений, являются наиболее высокая катионообменная емкость и уникально высокая механическая прочность для такого типа пород. Эти свойства имеют большое практическое значение для обеспечения весьма высокого качества конечного продукта.
По катионообменной способности (1,76 мг-экв./г) природный цеолит этого месторождения относится к одной из наиболее высококачественных разновидностей цеолитового сырья не только для России, но и для мировой практики.
Цеолиты Ягоднинского месторождения в связи с высокой чистотой руд, благоприятными физико-механическими и адсорбционно-структурными свойствами весьма перспективны для производства на их основе синтетических цеолитов с высоким качеством молекулярных сит. Последнее позволит значительно расширить сферу применения природного цеолита.
Природный цеолит характеризуется высоким качеством как адсорбент, ионит, молекулярное сито, удовлетворяет по всем показателям и техническим требованиям к цеолитовому сырью, может широко использоваться в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, в деле охраны окружающей среды.
Маркетинговыми исследованиями установлена перспективность внутреннего и внешнего рынка для поставок данного цеолита. В связи с высоким качеством конкурентоспособность камчатского цеолита ожидается достаточно высокой.
По ожидаемому объему потребления (20 тыс. т/год) местный рынок перспективен для рентабельной добычи полезного ископаемого.
Для местного рынка наиболее перспективной отраслью потребления цеолитов (не менее 15 тыс. т/год) является сельское хозяйство, где он эффективно может применяться как мелиорант, пролонгатор минеральных удобрений, основа органо-минеральных удобрений, тепличный грунт, кормовая добавка для животных и птицы, дезодорант животноводческих и птицеводческих помещений, для лучшего сохранения картофеля и овощей в зимний период.
В качестве потенциальных потребителей цеолитовой продукции рассматриваются: ОАО «Камчатцемент» – производство активной добавки для цемента; строительные организации – производство пластифицирующего наполнителя бетонов, растворов; ОАО «Камчатгазпром» – применение для осушки и очистки газа; минобороны (Камчатская военная флотилия) – для очистки сбросовых технологических вод и жидких радиоактивных отходов, консервации радиоактивных отходов, дезактивации зараженных участков и др.; Мутновская ГеоТЭС – для очистки минерализованных вод; Камчатрыбвод – для рыборазводных заводов в виде добавок в корма и прямого внесения в рыборазводные водоемы; облводоканал – для очистки питьевых, коммунальных и технологических сточных вод; ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 – для очистки технологических вод; горнорудные предприятия – при добыче рудного золота, медно-никелевых руд при обустройстве хвостохранилищ, отстойников, в качестве высокоактивной сорбционно-фильтрующей загрузки очистных сооружений.
В перспективе горнорудные предприятия могут стать основным потребителем природного цеолита для повышения степени экологической безопасности производств по добыче и переработке руд, вовлекаемых в промышленное освоение рудных месторождений. По расчетам, выполненным лабораторией техногенных экосистем ВНИИ-1 (г. Магадан), потребность в цеолите только для Агинского ГОКа может составить 50 тыс. т/год.
С созданием производства узко фракционированного цеолита значительно возрастут экспортные возможности камчатского цеолита в связи с высокой его конкурентоспособностью по качеству. Среди зарубежных стран экспортные поставки возможны в страны Азиатско-Тихоокеанского региона.
Спрос на камчатский цеолит может резко увеличиться при условии промышленного производства активированного цеолита, значительно расширяющего сферу его возможного использования.
Практическое отсутствие производства цеолитов в Дальневосточном регионе и низкий уровень производства в России (10 000 т) в целом связаны не с отсутствием потребности, а с общим низким уровнем ведения хозяйства в условиях ослабленной перестроечными процессами экономики, значительной потерей экономического потенциала и практическим замораживанием научно-технического прогресса в части разработки и внедрения новых технологий и материалов.
Общей причиной слабого использования цеолитов по сравнению с огромной сферой их возможного эффективного применения в значительной степени является отсутствие готового промышленного комплекса для производства подготовленного к применению материала. В связи с новизной отрасли, недостаточной информированностью потребителей и колебаниями конъюнктуры наиболее рациональной формой организации предприятия является комплексное производство, нацеленное на производство продукции по большинству возможных применений.
Промышленное освоение Ягоднинского месторождения цеолитового сырья до сих пор остается в начальной подготовительной стадии в связи с невозможностью привлечения необходимых финансовых средств (120 млн руб.) для реализации всего проекта.
Востребованность таких проектов напрямую зависит от состояния экономики (в качественном и количественном выражении), государственной политики в области недропользования. В условиях разрушенной перестроечными процессами экономики, низкого уровня хозяйствования, сложившихся на этом фоне приоритетов в области недропользования (в основном благородные и цветные металлы, углеводородное сырье) данный проект не обладает инвестиционной привлекательностью, несмотря на неоспоримую ценность полезного ископаемого и огромную сферу его возможного высокоэффективного применения.
Практически месторождение подготовлено для промышленного освоения только как месторождение активных минеральных добавок в цемент. Как месторождение цеолитового сырья для других направлений использования месторождение требует геолого-технологического доизучения с последующей разработкой нормативно-технических документов в зависимости от направления использования цеолитового продукта.
Как показала практика, решение проблем освоения таких сложных ресурсов, как природный цеолит, в связи с высокой степенью наукоемкости будущего производства невозможно без серьезной государственной поддержки и непосредственного участия государства в реализации таких проектов.
В советский период при огромном экономическом, техническом и научном потенциале страны, несравнимым с настоящим его состоянием, реализация программ «Цеолиты России», «Цеолиты Сибири» в регионах, в т. ч. в Камчатской области, осуществлялась при активной государственной поддержке с широким привлечением крупных научных и производственных коллективов.
Освоение Ягоднинского месторождения цеолитов имеет большое социально-экономическое значение для Камчатского края. Кроме производства новых высокоэффективных видов продукции для промышленности, сельского хозяйства, экологии создается новая инфраструктура в районе разработки, со строительством дороги обеспечивается нормальный доступ населения к бальнеологическим источникам минеральных вод и местам отдыха в этом районе.
Создание на базе месторождения добычно-перерабатывающего комплекса и организация производства узко фракционированного высококачественного цеолита в природной и активированной формах, без сомнения, обеспечит сбыт продукции как на внутреннем, так и внешнем рынке и гарантирует высокую экономическую эффективность будущего производства.
