Вещественный состав горных пород и руд

Важная особенность неметаллического сырья - его взаимозаменяемость, в силу тождественности тех или иных свойств: для одной и той же цели используются различные виды сырья. Так, в качестве электроизоляторов могут выступать не только слюды, но и мрамор и тальковый камень, а в качестве смазочных веществ наряду с графитом могут применяться тальк и слюдяной порошок.

С другой стороны, один и тот же вид неметаллического сырья по сравнению с металлическим характеризуется значительно большим разнообразием своего использования. В частности, барит нашел свое применение и как утяжелитель буровых растворов, и как наполнитель бумаги, и как сырье для производства белил, и как компонент для экранирования помещений от радиоактивного излучения.

Общее распределение неметаллических полезных ископаемых по характеру использования в промышленности намечается следующим:

1. Химическое и агрономическое сырье: галолиты (соли), апатиты, фосфориты, сера самородная, мышьяковые руды, пирит, барит, флюорит, бораты, датолит, глауконит и др.

2. Металлургическое и теплоизоляционное сырье (флюсы, огнеупоры и теплоизоляторы): доломиты, известняки, тальковый камень, магнезит, кварциты, плавиковый шпат, кианит, огнеупорные глины, графит, бокситы, хромиты, хризотил-асбест, вермикулит и др.

3. Техническое сырье (диэлектрики, абразивы и др.): мусковит, флогопит, алмаз, корунд, топаз, гранаты, тальк, барит и др.

4. Пьезооптическое сырье: пьезокварц, турмалин, оптический флюорит, исландский шпат, оптический кварц, барит.

5. Цветные драгоценные и поделочные камни: алмаз, изумруд, александрит, рубин, сапфир, топаз, аметист, агат, опал, обсидиан, яшма, родонит, лазурит, нефрит, жадеит, ангидрит и др.

6. Строительные материалы (строительные и облицовочные камни, наполнители, гидравлические добавки, минеральные краски и др.): гравий, песок, изверженные породы, мраморы, известняки, песчаники, пемза, мел, охры и др.; а также искусственные легкие наполнители бетонов: керамзит, шунгизит, вспученный перлит и другие, полученные путем термической обработки соответствующих горных пород и минералов.

7. Стекольно-керамическое сырье: стекольные пески, полевые шпаты, пегматиты, каолиниты, кварц, глины, фарфоровые камни и др.

8. Цементное сырье (вяжущие материалы): известняки, мергели, глины, трассы, туфы, пуццоланы, гипс, ангидрит, опоки и др.

9. Сырье для новых отраслей промышленности (получение искусственных волокна и слюды, минеральной ваты, каменного литья и др.): диабазы, базальты, бокситы, глины, кварцевые пески и др.

По своему химическому и минеральному составу неметаллические полезные ископаемые существенно отличаются от металлических. Руды металлов сложены сульфидами, сульфосолями, оксидами и самородными элементами, тогда как неметаллические полезные ископаемые - это преимущественно силикаты, фосфаты, карбонаты, сульфаты, соли кислородных кислот, галоиды.

У неметаллических полезных ископаемых, как правило, нет характерных признаков металлических: непрозрачности, большой плотности, металлического блеска и др.

В меньшей степени - это минералы, а чаще горные породы, образующие пласты, линзы, толщи, пачки, штоки, дайки, массивы, зоны и т.д. (гипс, известняки, доломиты, изверженные породы, фосфориты, песчано-гравийные смеси и др.).

Неметаллические полезные ископаемые играют значительную роль в экономике всех стран, определяемую широкомасштабным многоцелевым использованием в производстве промышленной и сельскохозяйственной продукции, при создании наукоемких технологий и получении конструкционных материалов, композитов, специальной керамики. Их отдельные виды относятся к стратегическому сырью.

Особую значимость неметаллическим полезным ископаемым придают задачи, связанные с производством минеральных удобрений, бурным ростом строительства (стройматериалы), ускорением научно-технического прогресса (новые виды стройматериалов, новые марки цементов, новые виды керамики и стекол как конструкционные материалы и др.) и охраной окружающей среды (материалы для очистки вод и атмосферы от загрязнения, утилизация отходов горнорудных, металлургических и топливно-энергетических предприятий как новый источник неметаллического сырья, глубокая, комплексная переработка всех видов полезных ископаемых и внедрение безотходных технологий). Наиболее активно эти задачи решаются в США, Канаде, Великобритании, Китае, Индии, ЮАР и в других странах.

Главные представители драгоценных и поделочных камней

Драгоценные и поделочные камни - это разнородная по минералогическому составу группа минеральных тел, которая делится на собственно драгоценные (самоцветы) и поделочные камни.

К драгоценным камням относятся минералы (преимущественно кристаллы), бесцветные или обладающие красивой окраской, ярким блеском, большей или меньшей прозрачностью, высокой твёрдостью (от 5 до 10 по минералогической шкале), устойчивостью к изнашиваемости, высоким светорассеянием, чистотой тона окраски, однородностью цвета.

Все они идут главным образом для огранки. Блеск драгоценных камней определяется присущим этим минералам оптическим свойством -- высоким коэффициентом преломления. Блеск и игра отражённых лучей усиливаются специальной огранкой.

Из оптических свойств ценятся также эффекты опалесценции и иризации, дающие яркие переливы красок (например, опал), астеризм (световой отблеск в виде 6-лучевой звезды, например астросапфир), изменение цвета при различном освещении (например, александрит), полихроизм (различие в окраске при прохождении света по разным направлениям в кристалле).

Твёрдость определяет устойчивость к изнашиванию, способность сохранять полировку, острые углы и рёбра огранки.

Ценность драгоценных камней определяется их редкостью -- затратой большого количества труда на поиски и добычу, высокой стоимостью огранки, а также индивидуальными качествами камней -- величиной, однородностью, красотой цвета и т.д. Расценка с учётом индивидуальных особенностей камня производится по каратам (1 карат = 200 мг); для жемчуга за единицу расценки принят гран = 0,25 карата.

К поделочным камням относятся полупросвечивающие, часто непрозрачные минеральные агрегаты, горные породы и др. минеральные тела с цветными включениями или рисунком. Они используются для крупных художественно-декоративных поделок (столешницы, вазы, стенные панно, флорентинская мозаика и прочее), для мелких вставок, орнамента, а также для технических целей (например, яшма, нефрит, малахит, агаты, флюорит и др.).

По физико-механическим свойствам, поделочные камни делятся на твёрдые (5 и выше по минералогической шкале, например нефрит, яшма, агат и др.) и мягкие (твёрдость 4 и ниже, например малахит, мраморный оникс, стеатит, флюорит и др.).

Ценность поделочных камней определяется также редкостью нахождения, индивидуальными свойствами (красота цвета, рисунки), а также трудом, затрачиваемым на их обработку. Расценка сырья с учётом индивидуальных свойств камня производится по килограммам, центнерам.

Согласно классификации А. Е. Ферсмана и М. Бауэра, указанные 2 главные группы драгоценных и поделочных камней подразделяются на порядки или классы (I, II, III) в зависимости от относительной ценности объединяемых в них камней.

Драгоценные камни (самоцветы) I порядка: алмаз, сапфир, рубин, изумруд, александрит, хризоберилл, благородная шпинель, эвклаз. К ним же относят жемчуг -- драгоценный камень органического происхождения.

Высоко ценятся чистые, прозрачные, ровного густого тона камни. Плохо окрашенные, мутные, с трещинами и другими недостатками камни этого порядка могут цениться ниже драгоценных камней II порядка.

Вот один из представителей драгоценных камней I порядка: Сапфир

Драгоценные камни II порядка: топаз, берилл (аквамарин, воробьевит, гелиодор), розовый турмалин (рубеллит), фенакит, демантоид (уральский хризолит), аметист, альмандин, пироп, уваровит, хромдиопсид, циркон (гиацинт, жёлтый и зелёный циркон), благородный опал.

При исключительной красоте тона, прозрачности и величине перечисленные камни иногда ценятся наряду с драгоценными камнями I порядка.

Драгоценные камни III порядка: бирюза, турмалины зелёные и полихромные, кордиерит, сподумен (кунцит), диоптаз, эпидот, горный хрусталь, дымчатый кварц (раухтопаз), светлый аметист, сердолик, гелиотроп, хризопраз, полуопал, агат, полевые шпаты (солнечный камень, лунный камень), содалит, пренит, андалузит, диопсид, гематит (кровавик), пирит, рутил, янтарь, гагат.

Только редкие виды и экземпляры имеют высокую стоимость. Многие из них по применению и ценности являются так называемыми полудрагоценными.

Поделочные камни I порядка: нефрит, жадеит, лазурит, содалит, главколит, амазонит, лабрадор, орлец (родонит), малахит, авантюрин, кварцит (белоречит), кварц дымчатый и розовый, халцедон (перелифт, празем), агаты, яшмы, везувиан (калифорнит), письменный гранит (пегматит).

Поделочные камни II порядка: серпентин (змеевик), агальматолит, стеатит, селенит, ангидрит, обсидиан, мраморный оникс (восточный оникс), флюорит, каменная соль, морская пенка.

Поделочные камни III порядка: гипс, алебастр, мрамор, порфиры, брекчии, кварцит и др. породы. Они уже относятся больше к так называемым облицовочным материалам (декоративным камням), употребляемым в архитектурно-художественном деле.

Для придания более яркого цвета драгоценные и поделочные камни окрашивают различными химическими красителями (например, красные, чёрные и синие агаты, сердолик и др.). Цвет некоторых драгоценных камней перед огранкой может искусственно изменяться в желательном направлении путём нагревания или воздействия на минерал радиоактивным излучением, рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами (например, при облучении радием бесцветный алмаз становится зелёным).

Искусственные и синтетические драгоценные камни представляют особую группу. Среди синтетических драгоценных камней известны алмаз, изумруд, корунд (сапфир, рубин), шпинель, бесцветный рутил (имитирующий по блеску алмаз). Окрашивая синтетический корунд и шпинель введением примесей (Cr, Ti, V, Fe и др.), на их основе получают «аметисты», «александриты», «аквамарины» и другие. Синтетическим путём получают для огранки также все разновидности кристаллического кварца (горный хрусталь, аметист и др.).

Существуют многочисленные имитации драгоценных камней. Необходимо различать имитации (искусственные) и синтетические камни, идентичные или близкие к естественным драгоценным камням. Имитации делаются из страза, стекла, шлака, окрашенных различными примесями, и пластмассы (особенно для имитации янтаря).

Список использованной литературы

1. Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. - М.: Химия, 1989.

2. Сиротин Ю.М. Шаскольская М.П. Основы кристаллографии. М. Мир. 1979.

3. Годовиков А.А. Краткий очерк по истории минералогии. М., РАН, 1998.

4. Основы геологии Авторы: Н.В.Короновский, А.Ф.Якушова

5. Мишкевич Г. И. Его величество Алмаз. Л., 1972

6. Орлов Ю. Л. Минералогия алмаза. М., 1973

7. Пыляев М. И. Драгоценные камни, их свойства и употребление. СПб., 1887

8. Ферсман А. Е. Очерки по истории камня. М., 1954

9. Соболев B. С., Введение в минералогию силикатов, Львов, 1949;

10. Романович И.Ф., Месторождения неметаллических полезных ископаемых, М., 1986. И. Ф. Романович.

11. А. Смит “Драгоценные камни”

12. Андерсон Б. Определение драгоценных камней: Пер. с англ. -М.: мир, 1983.

Страницы: 1, 2, 3