Асбест

Амфиболовые асбесты имеют  худшие эксплуатационные характеристики по сравнению с хризотил-асбестом, поэтому применяются значительно реже и там где требуется устойчивость к кислотам.

Амфиболы имеют прямые иглообразные волокна — из-за хрупкости этих структур они образуют частицы, вдыхание которых является канцерогенным фактором.

 

Hаибольшее значение имеют крокидолит, амозит, антофиллит, режикит, родусит, меньшее - актинолит и тремолит.

1) Kрокидолит-асбест по характерному синему цвету называют также синим асбестом. Oн представляет собой параллельно-волокнистую разность рибекита, Na₂Fe₃²⁺Fe₂³⁺(Si₈O₂₂)(OH, F)₂. Oбычная длина волокна 2-30 мм (максимальная - 75 мм). Пo механической прочности не уступает хризотил-асбесту, но теряет конституционную воду при 200-500°C., при этом прочность его понижается.

2) Aмозит-асбест - тонковолокнистая разность жедрита (Mg, Fe²⁺)₆(Al, Fe³⁺) ((Si, Al)₈O₂₂)(OH)₂. Цвет его обычно серовато-белый, реже белый и коричневый. Xарактерна большая длина волокна (в cpеднем 100-175 мм). При деформации и особенно при нагревании она резко снижается. Температура плавления 1100-1200°С. Прочность недеформированных волокон около 3 ГПа, длина волокон 100-175 мм.

3)Aнтофиллит-асбест - разность антофиллита (Mg, Fe²⁺)₇(Si₈O₂₂)(OH)₂. Oбычно встречается в виде радиально-лучистых и пучковатых агрегатов. Цвет желтовато-серый или коричневато-серый, зелёный, серовато-белый. Волокна обычно короткие. Он наиболее кислотостоек и сохраняет это свойство даже при 900C. Устойчив антофиллит-асбест и по отношению к щелочам.

4)Режикит-асбест (магне- зиоарфведсонит), Na₃Mg₄Al(Si₈O₂₂)(OH, F)₂, и родусит-асбест (кроссит), Na₂(Mg, Fe²⁺)₃ (Al, Fe³⁺)₂(Si₈O₂₂)(OH, F)₂, часто называются голубыми. Длина волокон режикит-асбеста 20-30 мм, иногда 300 мм, родусит-асбеста - ок. 2- 7 мм. Cpедняя прочность на разрыв недеформированного волокна y режикит-асбеста 3,4 ГПa. У родусит-асбеста 1,7 ГПa. Oбладают высокой кислотоупорностью и большой сорбционной способностью.Гидротермальные минералы, образуются при средних, отчасти при низких (родусит-асбест) применяют в химической, бумажной, пищевой и других отраслях промышленности в качестве жаростойких, щёлочеупорных, фильтрующих и стойких к действию морской воды материалов.  Температура плавления 1100-1200°С. Длина волокон режикита 2-3 см, иногда 30 см, родусита 2-7 мм.

(см так же табл №3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 5

Типы руд  и кондиции

АСБЕСТОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ (а.asbestos industry; н. Asbestindustrie; ф. Industrie d'asbeste, industrie d'amiante; и. industrie del asbesto) — подотрасль промышленности строительных материалов в CCCP, занимающаяся добычей и обогащением асбестовых руд и производством товарного асбеста. Зарождение асбестовой промышленности относится к концу 19 — началу 20 века, когда в связи с бурным развитием техники расширились промышленное использование асбеста и выпуск асбестоцементных изделий. Основными центрами развивающейся асбестовой промышленности в то время были Италия и Канада.

В дореволюционной России разработка асбестовых руд велась небольшими карьерами, где преобладали ручной труд и гужевой транспорт. После Октябрьской революции 1917 на карьерах по добыче асбеста внедряются пневматическое оборудование для бурения шпуров (Баженовское месторождение), паровозный железнодорожный транспорт, кабельные краны, наклонные подъёмники, паровые экскаваторы и др. С 30-х гг. совершенствуется горнотранспортное оборудование (станки ударно-канатного бурения и др.), разрабатываются схемы вскрытия месторождений наклонными съездами по бортам карьеров. В 1935 на Баженовском месторождении применён метод сухого гравитационного обогащения руд, основанный на различии аэродинамических свойств вскрытого и распушённого при дроблении асбестового волокна.

Эта технология предусматривала  отсасывание волокна с плоскокачающихся грохотов после многократного дробления, а также последующее его обеспыливание и классификацию по длине. Создание и совершенствование технологии открытых горных работ и обогащения асбестовых руд — наиболее характерные черты предвоенного этапа развития асбестовой промышленности. В период Великой Отечественной войны 1941-45 впервые в мире на асбестовых карьерах стал применяться экскаваторный способ отвалообразования (с 1943). Во 2-й половине 40-х — 60-е гг. построены новые комбинаты, наметилась отработка месторождений глубокими карьерами (до глубины 680 м). Высота рабочих уступов на карьерах увеличилась до 15 м. Железнодорожный транспорт был переведён на электровозную тягу и колею 1524 мм. Началось применение автомобильного транспорта, экскаваторов с ковшом вместимостью 4,6 и 8 м³, станковвращательного бурения взрывных скважин, осуществлялась комплексная механизация взрывных работ. В 1965 основан крупнейший в мире комбинат "Ураласбест" (на базе Баженовского месторождения). В 60-х годах вступили в действие комбинаты "Туваасбест" (на базе Актовракского месторождения) и "Кустанайасбест" (на базе Джетыгаринского месторождения), в 1979 — комбинат "Оренбургасбест" (Киембайское месторождение). Карьеры этих горнодобывающих предприятий производительностью от 15 до 180 млн. т горной массы в год и глубиной 60-250 м обеспечены высокопроизводительной горнотранспортной техникой.

Асбестообогатительные фабрики  — высокомеханизированные и автоматизированные предприятия, оснащённые эффективным  обогатительным оборудованием и  установками пылеподавления и очистки  воздуха от пыли досанитарных норм. Средняя мощность обогатительных фабрик по производству асбеста 330 тысяч т. В CCCP запасы асбеста разведаны по 28 месторождениям, в основном на Среднем и Южном Урале и на юго-востоке Сибири.

Более короткое волокно, содержащееся в асбестовых рудах, при их обогащении частично вовлекается в продукцию  и участвует в формировании товарных сортов и марок асбеста. Вследствие этого объём товарного асбеста  в 1,6-1,7 раза (в зависимости от технологических  схем обогатительных фабрик и сортамента получаемого асбеста) превышает  количество волокна, учитываемого в  добытых и переработанных рудах. Отечественная асбестовая промышленность выпускает асбест 44 марок, объединённых в 8 сортов (0-VII) в зависимости от фракционного состава, содержания пылевидных частиц, других технологических характеристик (регламентируются ГОСТом 12871-67). В CCCP в основном добывается хризотил-асбест. По производству асбеста CCCP с 1958 занимает 1-е место в мире (табл. 1); продукция экспортируется в 49 стран мира.

Сырьевая база обеспечивает работу асбестовых комбинатов на длительный срок и значительное расширение их мощностей. Уровень механизации  в основном производстве составляет 100%, вспомогательные и ремонтные  работы механизированы на 72,4%. Внедряются автоматизированные системы управления режимами технологии обогащения, качеством  добытой и подаваемой на фабрики  руды (комбинат "Кустанайасбест"), а также всем производством (комбинат "Ураласбест"). Выпускаемый асбест — сырьё для изделий свыше 3 тысяч наименований. Основная область его применения — производство асбестоцементных труб и шифера. Асбестоцементная промышленность CCCP использует около 65% производимого асбеста. Крупный потребитель асбеста (в основном длинноволокнистого) — асбестотехническая промышленность, выпускающая изделия текстиля (ткани, шнуры, ленты), а также из пластмасс и резины с асбестом в качестве наполнителя (тормозные колодки, фрикционные кольца, электроизоляционные материалы и др.). Асбест используется также в производстве специальной бумаги и картона, фильтров.

Мировое производство асбеста (без CCCP) 2,4 млн. т (1978). Крупнейшие продуценты асбеста среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран — Канада (62,2%), ЮАР, Зимбабве, Италия, Австралия и США(табл. 2).

Значительное количество асбеста добывается в Китае (203,8 тысяч т волокна в 1979). Собственное потребление асбеста крупнейшими странами-производителями, как правило, незначительно; основная масса сырья экспортируется. Главные импортёры продукции — США, Япония, ФРГ, Франция, Великобритания. Техника и технология добычи и обогащения асбестовых руд за рубежом и в CCCP практически одинаковы. Добыча в основном открытым способом, в ЮАР, Зимбабве и Канаде в небольших объёмах — подземным. Основные компании по добыче асбестовых руд и производству асбеста: "Calaveras Asbestos Соrp.", "Atlas Asbestos Соrp.", "Union Carbide Соrp." (США), "Johns Menvilie Canada Inc.", "Cassiar Asbestos Соrp.", "L'Association des Mines d'Amiante du Quebec", "AMAQ" (Канада), "Cape Industries, Ltd." (ЮАР), "Woodsreef Mines Ltd." (Австралия). Крупнейшие асбестодобывающие предприятия — "Джефри", "Кэрри Канейдиан" (2 карьера производственной мощностью 2,5 млн. т руды в год и обогатительная фабрика мощностью 230 тысяч т асбеста в год).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 6

Типы промышленных месторождений

В настоящее время ясно выделяются четыре главнейших геолого-промышленных типа месторождений асбеста. 

1. Линзо-  и трубообразные залежи и жилы  с хризотиловой минерализацией  в серпентинизированных альпинотипных  и стратиформных ультрамафитах  дунит-гарцбургитовой (Россия, Канада, Казахстан, КНР и др.) и габбро-пироксенит-перидотитовой  (ЮАР. Зимбабве) формаций (на первые  из них приходится 92-93 % мировых  запасов асбестов и 90% добычи, на вторые - 2-3 % и 8 % соответственно).  
2. Пластовые и жилообразные зоны серпентинизации с хризотиловой минерализацией в апокарбонатных магнезиальных породах - скарноидах (США, Россия, КНР).  
3. Пластовые жилы с крокидолитом и амозитом в железо-кремнистых породах типа железистых кварцитов и яшм близ контактов с доломитами (ЮАР и др.), включающие до 1,5 % мировых запасов асбестов и около 1,5 % добычи.  
4. Гнездо-, линзо- и штокообразные тела с антофиллит-асбестовой минерализацией в апоультрамафитах амфиболито-гнейсовых комплексов (Мозамбик, Индия, Казахстан, Россия и др.), на которые приходится 1,5% мировых запасов и 1,5% добычи асбестов.  
Среди месторождений хризотил-асбеста наиболее крупные промышленные образования принадлежат первому типу, в составе которого по характеру жилкования (строению жил асбеста и их взаимному расположению) иногда выделяют баженовский, лабинский и карачаевский подтипы.  
Асбестоносные залежи баженовского подтипа представляют собой крупные (до 600 м) крутопадающие тела, вытянутые на значительные (до 4500 м) расстояния; они, как правило, характеризуются концентрически-зональным строением, обусловленным различными типами асбестоносности: просечек, мелкопрожила, мелкой и крупной сеток, простых и сложных отороченных жил  
Простые отороченные жилы находятся в слабо серпентинизированных ультрамафитах, окаймляясь с обеих сторон полосами плотного массивного серпентинита; мощность такой серпентинитовой оторочки в 4-6 раз превышает мощность самой жилы, достигая 5-10, а иногда и 20 см. Для простых отороченных жил характерен наиболее длинноволокнистый асбест (8-25 мм, реже 50-60 мм), а содержание волокна в породе составляет 0,5-2% (реже более).  
Сложные отороченные жилы в отличие от простых состоят из серии параллельных прожилков в серпентинитовой массе, причем наиболее мощные из них располагаются по краям таких серий, а к центру их мощность постепенно уменьшается. Такой тип асбестоносности дает более высокий выход волокна из горной массы (от 2 до 10-15%), но содержит меньше длинноволокнистого (текстильного) хризотил-асбеста по сравнению с простыми отороченными жилами.  
Если разноориентированные простые отороченные жилы располагаются поблизости, так что их серпентинитовые оторочки сливаются, образуется асбестоносность типа крупной сетки. В ячейках последней размером 0,3-0,6 м иногда сохраняются ядра несерпентинизированных ультрамафитов. В таком типе руд содержится 3-10% волокна, длина которого не превышает 10-20 мм.  
В отличие от крупной сетки асбестоносность типа мелкой сетки проявляется в нацело серпентинизированных ультрамафитах, а размер ячейки чаще всего составляет 10-20 см. Средняя длина волокна - 4-10 мм, его содержание в горной массе 8-10% (изредка достигая 20-25%).  
Системы параллельных прожилков хризотил-асбеста в сплошном серпентините соответствует типу асбестоносности, называемому мелкопрожил. Руда этого типа характеризуется самым коротким промышленным волокном (1-3 мм), при его содержании в 5-10% (редко до 30%).  
Если массивные серпентиниты содержат тончайшие (0,5-1,0 мм) прожилки хризотил-асбеста, то такой тип асбестоносности называется просечками.  
В контурах промышленной асбестоносности обычно преобладают мелкосетчатые руды, реже - крупносетчатые и отороченных жил. Наиболее длинное волокно (1,2,3 сортов) содержится в рудах отороченных жил и крупной сетки, однако его содержание невелико (до 8%). В мелкосетчатых и мелкопрожильных рудах количество асбеста иногда может достигать 20-30%, но по длине волокна - это низкие сорта (5,6,7). К рассматриваемому подтипу относятся все крупные месторождения Урала (Баженовское, Киембаевское) и Мугоджар (Джетыгаринское в Казахстане), многие месторождения Сибири (Молодежное, Актовракское, Саянское, Ильчирское и др.), а также месторождения Канады (Блэк-Лейк, Джеффри, Байе-Верте, Кассиар, Клинтон-Крик и др.), Зимбабве (Шабани, Машаба) и других стран.  
Рудные тела лабинского подтипа представлены простыми или сложными жилами поперечно-волокнистого асбеста, залегающими вдоль контактов серпентинитов и даек различного состава и прослеживающимися на десятки и сотни метров по простиранию, от нескольких сантиметров до 3-4 метров по мощности. Это месторождения Лабинское на Северном Кавказе, Хавелок в Свазиленде, Нью-Амиантус в ЮАР и др.  
Особенностью месторождений карачаевского подтипа является продольно-волокнистое жилкование по плоскостям трещин скольжения в серпентинитах. Представителями подтипа помимо Карачаевского месторождения на Северном Кавказе, являются Ешкеульмесское (Казахстан), Бунайское (Памир), Ист-Броутон (Канада), месторождения штата Вермонт (США) и др. Образование хризотил-асбеста в серпентинизированных и стратиформных массивах ультрамафитов связано с гидротермальными растворами, природа которых дискуссионна. По мнению одних исследователей процессы серпентинизации и асбестообразования обусловлены воздействием гидротермальных растворов собственно ультраосновной магмы, то есть автометаморфическими. Другие полагают, что серпентинизация и сопровождающая ее хризотил-асбестовая минерализация являются продуктом более молодых гидротерм, дериватов гранитоидных интрузий, наложившихся на уже частично серпентинизированные при автометаморфизме тела ультрамафитов.  
Процесс серпентинизации ультраосновных пород под действием кремнекислых либо углекислых гидротерм можно представить в следующем виде: 

3(Mg,Fe)2SiO4	+ 4Н2О	+ SiO2 →	2H4(Мg,Fe)3Si2O9;
оливин	вода	кремнезем	серпентин

2(Mg,Fe)2SiO4	+ 2Н2О	+ СО2 →	(Мg,Fe)3SiO9	+ (Мg,Fe)СО3
оливин	вода	углекислота	серпентин	брейнерит

При разложении оливина заключающееся  в нем железо может частично связываться  в виде свободных окислов, образуя  цепочки мелких кристалликов магнетита  в жилках хризотила. В случае медленного проникновения и циркуляции гидротермальных  растворов образуется антигоритовый  серпентинит, практически не содержащий хризотила; в условиях быстрого прохождения  этих растворов по многочисленным тектоническим  и контракционным трещинам в серпентините развивается хризотиловая минерализация.  
Месторождения хризотил-асбеста второго типа, связанные с зонами серпентинизации в доломитовых известняках и доломитах, встречаются значительно реже и по масштабу промышленной минерализации невелики. Иногда этот тип месторождений называют аспогашским или аризонским. Для них наиболее характерны единичные жилы (Аспогашское месторождение в России, месторождения Аризоны в США, месторождения Цзиньчжоу и Чаоян в Ляонине и Лайюань в Хебэйе, КНР). Но иногда встречаются и другие типы минерализации: сетчатые жилы, мелкопрожил, просечки (Вангырское месторождение на Полярном Урале). К этому типу относятся также небольшие месторождения в КНР (Пао-Чоу, Лай-Юань), КНДР (Пчогори, Кине), ЮАР. Все месторождения этого типа считаются контактово-метасоматическими, локализованными в существенно магнезиальных карбонатных породах близ контактов с основными или кислыми изверженными породами. Карбонатные породы близ этого контакта перекристаллизованы и содержат типичные минералы скарнов: форстерит, диопсид, тремолит, гранат и др. Серпентинизация и асбестообразование происходили в гидротермальную стадию контактового метасоматоза по доломитам в условиях привноса кремнекислоты: 

3СаMg(CO3)2	+ 2Н2О	+ SiO2 →	H4Mg3Si2O9	+ 3CaСО3	+ 3CO2
доломит	вода	кремнезем	серпентин	кальцит	углекислота

По трещинам, возникавшим вдоль  плоскостей напластования, циркулировали  растворы, из которых кристаллизовался обычно поперечно-волокнистый хризотил-асбест; вблизи трещин порода нацело преобразовывалась  в серпентинит, а на некотором  расстоянии от них происходило лишь частичное замещение с образованием офикальцита (смесь серпентина и  кальцита).  
Достоинством асбестового волокна месторождений этого типа является исключительно низкая железистость, что предопределяет его использование в электротехнической промышленности.  
Месторождения третьего типа, представленные согласными пластовыми жилами поперечно-волокнистого крокидолита или амозита в железо-кремнистых породах, известны в Южной Африке (Трансвааль и Капская провинция, ЮАР) и в Западной Австралии (крокидолит). В разрезе вмещающих пород непременным членом являются доломитовые образования. Формирование этих месторождений связывают с гидротермально-метаморфическими растворами контактового или регионального метаморфизма, привносившими из подстилающих доломитов магнезию и циркулировавшими по межпластовым трещинам в слоях железистых кварцитов, обогащенных натрием. Присутствие здесь графита обуславливало наличие в растворах восстановленных форм железа. При недостатке натрия в замещаемых породах вместо крокидолита кристаллизовался амозит.  
Для месторождений антофиллит-асбеста (четвертый тип) характерна связь с метаморфизованными ультраосновными породами и серпентинитами, представленными оливин-пироксеновыми, тальк-брейнеритовыми и другими образованиями в составе амфиболито-гнейсовых комплексов регионального метаморфизма. Их типичными представителями являются месторождения Среднего Урала (Сысертское и др.) и Мугоджар (Бугетысайское и др.) в России и Казахстане, месторождения Финляндии, США, Египта, Сьерра-Леоне и других стран.  
Метаморфизованные асбестоносные апоультрамафитовые тела имеют небольшие размеры (десятки-сотни метров), уплощенную вытянутую форму в направлении общего простирания вмещающих гнейсов и амфиболитов, зональное строение. Последнее имеет метаморфическую и контактово-метасоматическую природу. Метаморфическая зональность выражена ядром вторичных крупнокристаллических оливин-пироксеновых и пироксеновых пород, промежуточной зоной существенно антофиллитовых пород и внешней зоной тальксодержащих и актинолитовых пород. Контактово-метасоматическая зональность, как продукт биметасоматоза на контакте апоультрамафитов и алюмосиликатных пород, выражены актинолитовой и тальковой зонами по апоультрамафитам, хлоритовой и слюдитовой - по алюмосиликатным образованиям.  
Промышленная асбестоносность целиком включает промежуточную метаморфическую зону, захватывая периферию ядра и внутреннюю часть внешней зоны. Образование антофиллит-асбеста происходило в конце главных этапов метаморфизма на фоне уже обозначившейся метаморфической зональности за счет ранее сформированных антофиллита, ортопироксена и оливина, но предшествовало контактово-метасоматическим процессам, реакционные зоны которых частично замещали рудные тела.