Асбест

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ

Уральский Государственный  Горный Университет

Кафедра геологии

 

 

РЕФЕРАТ

На тему: Асбест

 

Руководитель:

Поленов Юрий Алексеевич

Студент группы М-12-3

Юшкова Екатерина  Ильинична

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

 

Содержание

1.Общие сведения

2.Применение в народном хозяйстве

3.Запасы и добыча

4.Геохимия и минералогия 

5.Типы руд и кондиции

6.Типы промышленных месторождений

7.Примеры месторождений (разрезы)

8.Выводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1

Общие сведения

АСБЕСТ, асбестовые руды (от греч. asbestos — неугасимый, неразрушимый * а. asbestos, asbestus, earth flax, mountain flax; н. Asbest; ф. asbeste, aminate; и. asbesto), — группа силикатных минералов, представляющих собой агрегаты из гибких тонких волокон разной длины. Горная асбестовая порода добывается открытым способом, а затем обогащается. Урал заслуженно славится богатыми месторождениями и привлекает желающих купить асбест так, чтобы потом не пожалеть.

Минерал отличается высокой огнестойкостью, прочностью и эластичностью и поэтому  находит широкое применение в  строительстве (как теплоизоляционный  материал), производстве текстильных  жаростойких изделий, асбестотехнической продукции, асбоцементов, теплоизоляции  нагревательных приборов и производстве печей.

 

 

 Асбест сохраняет  физико-технические характеристики даже при температуре +500 С. Хрупкими волокна становятся, когда температура  достигает +700С, а при + 1500 С- начинается плавление.  
 
По текстуре волокон асбест подразделяется на жесткий, мягкий и полужесткий. Длина волокон различна, и по этому критерию определяется сорт  или группа материала.

 
Существует два типа асбестовых минералов:   

• Хризотил-асбест (состоит из волокон гидросиликата магния) 
• Амфибол-асбест (является сложным гидросиликатом).

 

 

 

 

 

 

Глава 2

Применение в народном хозяйстве 

Из волокнистого асбеста изготовляют- ткани,  картон,  фильтры,  брезенты,  огнеупорные костюмы для пожарных,  бумагу,  асбестоцементные строительные материалы (например, шифер) и др..Теплоизоляция нагревательных и нагреваемых устройств, трубопроводов и аппаратов. Для этих целей используются порошкообразный асбест, жгуты, толстые картоны и ткани. Теперь же для этих целей с успехом используются материалы на основе полимерных термостойких волокон, углеродных и неорганических волокон (например нетканые материалы из волокон оксида алюминия, являющихся достаточно дешевыми; из них также производят маты и бумаги со свойствами не хуже, а часто лучше асбестовых).

Асбестовые бумаги и картоны  используются как фильтрующие материалы  для очистки жидких сред. Высокая  поверхностная активность и малые  размеры игольчатых кристаллов (а  соответственно малые эффективные  размеры пор) позволяют производить  высококачественную очистку от примесей. Однако в настоящее время для  этой цели применяются нетканые материалы  на основе ультратонких химических волокон, которые в значительной степени  вытеснили асбест.

Асбестовые ткани много  лет служили в качестве защитных материалов для защитной одежды пожарных, накидок и других спасательных средств. Однако они неудобны в применении — тяжелые, негибкие. Сегодня для  этих целей широко применяются защитные средства (в первую очередь костюмы) на основе многослойных пакетов, включающих полимерные термостойкие ткани с  теплозащитными слоями, алюминированные снаружи для достижения высокой отражательной способности. Костюмы для работы в экстремальных условиях при действии открытого огня сегодня — это сложные конструкции, позволяющие длительно работать в контакте с открытым пламенем. Таким образом, применение асбеста в этих целях уже — анахронизм.

Уплотнительные шнуры  для валов и других движущихся деталей традиционно изготавливались  на основе асбеста в сочетании  с другими видами волокон. Сегодня  они с успехом и большей  работоспособностью заменены на текстильные  структуры из углеродных и фторволокрон, являющиеся более надежными и долговечными в химически агрессивных средах.

Асбопластики. В конструкционных асбопластиках в качестве армирующего компонента используются асбестовые волокна (асбоволокнит), бумаги (асбогетинакс) и ткани (асботекстолит). Связующими в асбопластиках служат обычно термореактивные смолы — фенольные, меламино-формальдегидные и др., а также термопласты.

Из термореактивных асбопластиков изготавливают различные детали или изделия, в том числе электроизоляционные детали и изделия для низковольтной аппаратуры, фрикционные изделия (тормозные накладки и колодки), детали химического оборудования (например роторы насосов) и другие. Асбоволокнит (фаолит) используется для футеровки хемостойкой аппаратуры. Асботекстолиты применяются, в основном, в изделиях электротехники. Эти материалы в настоящее время теряют свое значение и заменяются стекло- или углепластиками.

Широко известным материалом является листовой паронит на основе волокон асбеста, других наполнителей и каучуков, применяемый для уплотнительных прокладок. Он сегодня с успехом заменяется материалами, содержащими углеродные и алюминийоксидные волокна.

Фрикционные материалы традиционно  изготавливаются на основе асбеста  с использованием термостойких связующих  — фенольных, модифицированных фенольных  с содержанием каучуков и других ингредиентов.

К фрикционным материалам предъявляются очень высокие  требования, и их сегодня нелегко  подбирать. Они должны обладать стабильным коэффициентом трения (от 0,25 до 0,5), высокой  износостойкостью, термостойкостью. Контртело при трении должно иметь минимальный износ. Температура на поверхности трения достигает 400–500оС, а иногда до 600оС и в объеме материала 200–250оС.

Сегодня изготовление тормозных  накладок и колодок, дисков и муфт сцепления для средств наземного  транспорта, прессового оборудования, швейных машин и других устройств  и механизмов, требующего быстрой  и надежной остановки или плавного запуска в действие, осуществляется с применением углеродных, арамидных, стеклянных, базальтовых высокомодульных волокон. Таким образом, в настоящее время замена асбеста во фрикционных материалах решена.

Асбоцементные изделия и  трубы из него являются важными широко применяемыми материалами в строительстве, электротехнике и некоторых других областях. Сегодня его замена на более дешевые маатериалы решается с применением стеклянных и базальтовых волокон. Готовый материал и изделия безопасны. Дешевизна и доступность асбоцемента затрудняет его замену. Однако, например, в электротехнике он успешно заменяется стеклотекстолитом и другими пластиками.

Заканчивая, следует еще  раз остановиться на проблеме токсичности  асбеста. Сам асбест, уже входящий в состав различных материалов, не обладает вредными свойствами.

Однако асбестовая пыль, как уже говорилось, весьма опасна для здоровья человека. Она выделяется в больших количествах при  добыче и сортировке асбеста, его  переработке и при износе фрикционных  устройств. Именно поэтому применение асбеста во многих странах законодательно запрещено, а в России и странах  СНГ систематически проводятся работы по замене асбеста. Важной проблемой  является замена асбестсодержащих фрикционных  накладок. Образуя асбестовую пыль при износе, такие материалы вредны для людей. Поэтому, например, ввоз автомашин  с фрикционными деталями на основе асбеста в ряде стран запрещен. То же относится к применению фрикционных  материалов в промышленном оборудовании.

Важной экологической  проблемой является использование  вторичных, отработанных асбестосодержащих  материалов. Их измельчение для повторного использования с выделением пыли также может быть опасным для  людей, хотя в виде кусков не представляет заметной опасности.

Итак, на сегодня проблема замены асбеста другими видами волокнистых  материалов решена. Дело за тем, чтобы  свести к минимуму, а затем и  полностью исключить применение асбестсодержащих материалов, заменив  их более прогрессивными и безопасными  для людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3

Запасы и  добыча

Месторождения хризотил-асбеста сосредоточены в трех федеральных округах - Приволжском, Уральском и Сибирском, на долю которых приходится 15, 9, 59, 1 и 25, 0 % разведанных запасов хризотил-асбеста соответственно и 32, 8, 66, 5 и 0, 7 % добычи по России.

Россия обладает самой  мощной сырьевой базой хризотил-асбеста. Добычу и переработку хризотил-асбестовых руд ведут три горнодобывающих предприятия: ОАО "Ураласбест", ОАО "Оренбургские минералы" и ГОК "Туваасбест".

 

В городе Асбест есть огромный карьер, в котором добывают минерал, давший название городу.Производство асбеста расширялось и в 1897 году была открыта первая в России асбестообогатительная фабрика. Если посмотреть на карту Асбеста, то отлично видно, что карьеры и отвалы занимают площадь даже большую, чем сам город.

Карьер, из которого уже более века добывают асбест, достигает в длину 11 километров, а ширину – 2,5 километра. Глубина  карьера – до 350 метров.

Раньше здесь  было два карьера – Центральный  и Южный. По перемычке между ними ходил общественный транспорт. Постепенно карьеры росли и вскоре соединились  в один огромный.

 

Общие мировые  запасы асбеста оценивается в 260 млн. т, большая часть которых  размещается в СНГ. Первое в СНГ  асбестовое месторождение было открыто  на Урале в 1720 г. крестьянином Софроном Сегрой, а в 1885 г. там же было выявлено крупнейшее в мире Баженовское месторождение хризотил-асбеста (разрабатывается с 1889 г.). Сейчас на Урале известно много месторождений, объединяемых во всемирно известный уникальный по своим запасам и значению Баже- новский асбестоносный район, на базе которого в г. Асбесте действует крупнейший в мире горнообогатительный комбинат «Ураласбест» (на котором вырабатывается две из каждых пяти тонн производимого в мире асбеста). В Оренбургской области размещается Киембаевское месторождение. 
 
Здесь вблизи железнодорожной станции Горный Лен возведен один из крупнейших совместных объектов стран-членов СЭВ — Киембаевский асбестовый горнообогатительный комбинат (мощность до 550 тыс. т в год). 
 
На Джетыгаринском месторождении в Кустанайской области с 1965 г. действует Кустанайский горнообогатительный комбинат (мощность до 600 тыс. т асбеста). С 1963 г. разрабатывается крупное Актавракское месторождение в Тувинской АССР. В Бурятской АССР в районе трассы Байкало- Амурской магистрали размещается месторождение Молодежное, в котором запасы асбеста только уникального (по длине волокна) качества превышают 10 млн. т (длина лучших волокон здесь достигает 20 см). Это месторождение справедливо считается самым богатым текстильными сортами на всей планете. 
 
Промышленные месторождения асбеста имеются в КНР (месторождение Шимян, запасы 10 млн. т волокна) и Югославии. 
 
Запасы асбестового волокна размещаются в 24 капиталистических странах, по данным 1987 г., содержат почти 100 млн. т (а выявленные ресурсы 170 млн. т), из них подтвержденные 75 млн. т. В этом сырье более 90% составляет хризотил-асбест. Почти все запасы сосредоточены в недрах Канады (50 млн. т), а также в ЮАР (8,5 млн. т), США (8 млн. т), Зимбабве (7 млн. т), Италии, Бразилии и Греции (по 5 млн. т). 
 
Месторождения асбеста в СНГ имеют раннепалеозойский (Восточный Саян, Забайкалье) и позднепалеозойский (Урал, Казахстан) возраст. За рубежом преобладают месторождения раннего палеозоя (Канада) и докембрия (Южная Африка). 
 
В этих странах производится более 1,4 млн. т асбеста, из них в Канаде 0,7 млн. т, ЮАР, Зимбабве, Бразилии и Италии (примерно поровну) в сумме 0,6 млн. т. На капиталистическом рынке цена на все виды асбестового волокна составляла в 1985 г. 300—500 дол. за 1 т, цена на лучшие сорта почти в 10 раз выше.

 

 

Глава 4

Геохимия  и минералогия

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%.

По химическому составу асбестовые минералы относятся к классу водных силикатов магния, железа, отчасти кальция и натрия. По минералогии, признакам и кристаллической структуре подразделяются на хризотил-асбест и амфибол-асбест.

Хризотил-асбест 

Наибольшее  распространение в природе и  практическое использование (95% производства) имеет хризотил-асбест — минерал  группы серпентина. Под электронным микроскопом поперечные срезы элементарных волокон имеют трубчатое строение с внешним диаметром 26 нм, внутренним 13 нм и толщиной стенок 6,5 нм. Цвет золотисто-жёлтый, зелёный до чёрного, в распушённом состоянии белый. Твердость по минералогической шкале 2-2,5. Плотность 2500 кг/м³; t плавления около 1500°С. Плохо проводит тепло и электричество, в кислотах растворяется. Прочность недеформированных волокон 3-3,3 ГПа, длина от долей миллиметра до 50 мм, иногда больше Продолжает использоваться в России и некоторых странах третьего мира для производства огнеупорных тканей (в том числе для пошива костюмов для пожарных), фильтров, теплоизоляции, огнестойких красок, наполнителей для пластмасс,в строительстве в составе асбестоцементных смесей для производства труб и шифера. Выделяют длинноволокнистые и коротковолокнистые хризотил-асбесты.

Гидросиликат магния, структурно относится к слоистым силикатам. Из-за несоразмерности тетраэдрического и октаэдрического слоев в структуре серпентина возникают напряжения, которые компенсируются за счет изгиба Т-О пакетов, что обычно приводит к их «гофрировке», однако в случае хризотила направленность изгиба сохраняется и такие слои закручиваются в трубочки с внешним диаметром около 200 ангстрем (20 нм). Хризотил-асбест стоек к щелочным средам, разлагается в кислотах с образованием аморфного кремнезёма, что ограничивает возможности его применения. Основной на сегодня вид асбеста, применяемый в промышленности стран третьего Мира (стран, где асбест разрешен к применению до сих пор).^[1]

 

 

Амфибол-асбест

— собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты, состоящие из тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении.

Общее название тонковолокнистых минералов группы амфиболов, которые способны выдерживать, не изменяясь, высокие температуры. B отличие от Хризотил-асбеста -нерастворимы или трудно-растворимы в кислотах.