Основные и косвенные виды агрохимического сырья

Известковый торф также может быть использован для снижения кислотности почвы. По существующим требованиям для этих целей можно применять торф с содержанием окиси кальция более 10% (18% СаСОз), многие залежи торфа вполне пригодны по этому признаку. С учетом дополнительного содержания Р2О5 и других полезных компонентов эти породы комплексно воздействуют на почву. Например, при внесении 40 т/га торфяно-карбонатно-фосфатной породы при влажности 60% и содержании СаСО3--50%, Р2О5-- 1% в почву поступит 160 кг окиси фосфора, 10 т карбоната кальция и 5,4 т органического вещества.

Запасы известняков и другого карбонатного сырья очень велики и обеспечивают все потребности промышленности и сельского хозяйства. Для (известкования кислых почв требуется около 60 млн т карбонатов ежегодно. Крупные месторождения известняков разрабатываются в Московской, Тульской, Рязанской, Челябинской, Ленинградской, Новосибирской, Екатеринбургской, Кемеровской областях, Красноярском крае.. Для этих же целей могут использоваться и месторождения мела, многочисленные в европейской России. Крупные залежи мергеля (используется в основном в цементной промышленности) также очень распространены и обычно имеют крупные размеры. Они есть в районе Новороссийска, Воронежской, Московской, Челябинской и других областях, а также в Сибири и на Дальнем Востоке.

Месторождения морских известняков (а также мела и мергеля) требуют использования специальной техники при разработке и приготовлении известковой муки. В то же время во многих районах известны небольшие залежи пресноводных известняков с запасами от нескольких сотен до нескольких миллионов кубических метров. Такие мелкие (по сравнению с морскими известняками) месторождения весьма многочисленны в районах с благоприятным геологическим строением и климатом. В частности, в центре европейской России, где около 77% почв нуждается в известковании, выявлено более 1200 месторождений с суммарными запасами свыше 85 млн м3. На эти породы сейчас приходится около 14% общего количества используемых известковых удобрений.

Вероятные запасы торфяно-карбонатных и торфяно-карбонатно-фосфатных пород в Западной Сибири оцениваются в сотни миллионов тонн. Но большинство месторождений приурочены к охранным зонам Иртыша, Оби и их притоков. Как и для других видов минерального сырья, главный вопрос-- это организация добычи экологически приемлемыми методами.

Мраморы и карбонатиты. Породы метаморфического (мраморы) и магматического (карбонатиты) происхождения как источники кальцита практически не применяются в промышленности и сельском хозяйстве. Мрамор -- ценный поделочный материал. С карбонатитами связаны месторождения тантала, ниобия, редких земель, железной руды, титана, фосфатов, меди, цинка, свинца и т. д.

Отходы, образующиеся при разработке этих пород, могут использоваться как источники кальцита, в том числе для получения известняковой муки и извести в сельскохозяйственных целях.

Меньшая растворимость кристаллического кальцита эндогенного происхождения по сравнению с экзогенным вызывает применение несколько большего количества такой известковой муки. Повышенная крепость этих пород требует также дополнительных затрат по измельчению мраморов и карбонатитов, при использовании последних следует учитывать повышенную концентрацию в них многих токсичных элементов.

· Какие породы относятся к известковым агрорудам ?

· Какое происхождение имеют известняки?

· С какой целью производится известкование почв ?

· Что представляет собой мергель?

· В каких регионах России имеются запасы известкового сырья ?

7. Гипс и гипсовые агроруды

Гипс CaSО4 · 2Н2О (gypsos- мел, известь) и ангидрит CaSО4 (hydratos- водный и отрицательная частица а), являются такими же древними минеральными удобрениями, как мергели и известняки. Их положительный эффект связан с большим содержанием кальция и серы (в гипсе 32,6% СаО и 46,5% SО3). Особенно благоприятно действие этих минералов сказывается на бобовых культурах и на клевере. В отличие от известкования, гипсование почв осуществляется путем разбрасывания молотого гипса по уже развившимся до некоторой степени растениям.

Главная цель применения гипса в земледелии -- это мелиорация солонцов и засоленных почв, для которых характерно высокое содержание в поглощенном комплексе натрия и соответственно щелочная реакция среды.

Избыточная щелочность, как и повышенная кислотность, неблагоприятна для большинства культурных растений и почвенных микроорганизмов. При внесении гипса происходит вытеснение натрия ионом кальция. Образующийся при этом легкорастворимый сульфат натрия удаляется поливом и промывкой почвы,

Солонцовые почвы, требующие гипсования, широко распространены в южных районах нашей страны, только в европейской части их более 13 млн га. В зависимости от степени их засоления при гипсовании почв вносят от 3...8 до 15...20 т/га. Солонцы превращаются в культурную почву через 8... 10 лет в неорошаемых условиях и через 5...6 лет -- в орошаемых.

Основные месторождения сульфата кальция имеют хемогенное осадочное происхождение. Гипс выпадает в осадок при температуре 63,5°С, а в воде насыщенной NaCl, -- при температуре 30° С. Если в усыхающих морских заливах и соленых озерах повышение солености значительное, то вместо гипса осаждается ангидрит. Он может возникать и при дегидратации гипса (соответственно гипс может образоваться при гидратации ангидрита).

Второй способ формирования месторождений гипса связан с растворением и переотложением поверхностными или подземными водами гипса, содержащегося в рассеянном виде в осадочных породах--песках, глинах и др. В растворенном виде сульфат кальция переносится на какое-то расстояние и откладывается в новом месте. Так образуются осадочные горные породы, состоящие из смеси гипса с песчаноглинистым или известково-глинистым материалом. Эти породы получили различные местные названия -- землистый гипс, глиногипс, гипсовая гажа, ганч, ганджа. Залежи гипсоносных пород этого типа образуются на небольшой глубине или непосредственно на поверхности, как правило, они имеют небольшую мощность, запасы недостаточны для организации крупных горнодобывающих предприятий, но они легкодоступны и удобны для местной разработки.

Мощности осадочных пород, состоящих из гипса и ангидрита, достигают нескольких десятков метров, они встречаются в отложениях разного возраста.

В нашей стране разведаны более 150 месторождений с запасами свыше 4,2 млрд т. Эксплуатируются 42 месторождения гипса и ангидрита и 6 месторождений гипсоносных пород с ежегодной добычей около 14 млн т. Из этого количества для нужд сельского хозяйства (производство сульфата аммония и гипсования почв) используется около 2,5%.

· Для какой цели используются гипсовые агроруды?

· Какое происхождение имеют гипсовые агроруды?

· Какими запасами гипсоносных пород располагает Россия?

8. Магнезиальное сырье

Магний также необходим для развития культурных растений, как и рассмотренная выше триада химических элементов -- фосфор, калий, азот. Магний входит в состав хлорофилла и непосредственно участвует в фотосинтезе. В семенах масличных растений (подсолнечник, хлопок, рапс), а также кукурузы, клевера, льна и фасоли содержание MgO составляет 7--20%. С 1 га пахотных земель каждый урожай зерновых уносит 10--15 кг окиси магния, а урожай картофеля, свёклы и ржи -- 30--70 кг. Магний содержится в калийно-магнезиальных солях (минералы -- лангбейнит, полигалит, каинит, кизерит и эпсомит); доломиты-карбонаты магния и кальция, (содержание в них MgO -- 19--22%) и глубинные магматические породы -- дуниты и серпентиниты. В них содержание MgO достигает 48%. Молотый серпентинит существенно повышает урожайность и качество сахарной свёклы, табака, цикория и некоторых других культур. Он широко применяется в качестве удобрений во многих странах мира, в частности в Новой Зеландии. Особенно высокий эффект достигается при смешивании молотого дунита или серпентинита с суперфосфатом. В результате растения лучше усваивают фосфор и быстрее развиваются.

Найти качественные дуниты, не содержащие вредных примесей, достаточно сложно. Большое их количество добывается попутно при разработке месторождений других полезных ископаемых, которые залегают в карбонатных толщах. К ним относятся месторождения в горах Каратау (Казахстан), Ирландии, долине Миссисипи (США).

Требования к дунитам и серпентинитам достаточно жёсткие. Лучше всего, когда породы состоят на 95--97% из минерала оливина -- (Mg, Fe)2(SiО4), ибо любая примесь понижает их агрохимические свойства. Таких месторождений очень мало в России. Из наиболее известных и крупных месторождений можно отметить Нижнетагильский дунитовый массив на Среднем Урале.

В большинстве случаев дуниты и серпентиниты получают в качестве побочного продукта при разработке месторождений асбеста, хромита и медно-никелевых и платиновых руд.

Широко используются дуниты за рубежом. Ежегодно в США получают 40--45 млн т дунитов из 136 месторождений, расположенных более чем в половине штатов страны. Только часть используется в сельском хозяйстве. Основная же масса дунитов используется в керамической, химической, металлургической промышленности и для изготовления огнеупоров. Из добываемых в мире 5 млн т дунитов почти все сырьё потребляется для изготовления абразивов и в металлургическом производстве. Только небольшая часть идёт на удобрение.

Доломит. Термин «доломит» имеет два значения -- это минерал из класса карбонатов CaMg[CO3]2 и осадочная горная порода, состоящая из этого минерала. Назван в честь французкого инженера и минеролога Доломье (1750-1801), впервые описавшего доломитовые отложения.

В сельском хозяйстве используют доломитовую муку -- тонкоразмолотую горную породу.

Чистый минерал содержит 30,4% СаО; 21,8% MgO и 46,8% СО2. В качестве изоморфной примеси может присутствовать железо и марганец (до нескольких процентов), иногда цинк (до 8,7% ZnO), свинец (до 5% РЬО), кобальт (до 5,5% СоО).

В горной породе, кроме породообразующего минерала доломита, могут быть кальцит, ангидрит, а также глинистые минералы и обломочный материал. Поэтому доломит связан постепенным переходом с известняками, глинами, песчаниками и алевролитами. Как и в известняках, присутствие глинистой или обломочной примеси является нежелательной, поскольку затрудняет измельчение и снижает качество доломитовой муки.

Доломит, как и кальцит, используют для снижения кислотности почвы. Одновременно он является источником магния для растений. Недостаток этого элемента особенно заметен на кислых почвах, где растворимость доломита максимальна. Чем больше кислотность почвы, тем эффективнее использование доломитовой муки как магнезиального удобрения и мелиоративного средства. На нейтральных и известковых почвах потребность растений в магнии обычно удовлетворяется попутно за счет калийных удобрений, практически всегда содержащих примеси хлоридов и сульфатов магния.

Доломит -- осадочная горная порода, биогенная или хемогенная. В гумидной зоне природные воды недонасыщены доломитом, а организмы используют карбонат магния в ограниченном размере -- не более 3...7% массы минеральной части скелета. В таких условиях формируются лишь незначительные прослои и линзы доломита в известковых толщах.

В аридном климате может происходить интенсивное химическое осаждение с образованием мощных слоев пелитоморфных доломитов. Такие условия существовали на Русской равнине в позднем палеозое и в отложениях этого времени среднее содержание доломитов среди карбонатных горизонтов достигает 55...60%, а мощности отдельных пластов-- десятков и даже сотен метров.

Кроме того, доломиты могут образовываться при замещении кальцита известняков минералом доломитом под действием магнезиальных растворов. Частично перекристаллизованную породу называют доломитизированным известняком.

В результате выщелачивания подземными водами и выветривания доломиты могут терять свою крепость и превращаться в рыхлую породу (природную доломитовую муку) с размерами частиц до 0,05...0,005 мм.

Месторождения доломита расположены практически во всех регионах страны, в том числе и в центральных районах. Разведано около 100 месторождений с суммарными запасами около 5 млрд т. Ежегодная добыча доломита для различных целей (флюс в металлургии, производство огнеупоров, строительных материалов, стекольная промышленность и т. д.) составляет около 25 млн т, в сельском хозяйстве используется примерно 1% этого количества.

Дунит -- мономинеральная ультраосновная глубинная магматическая порода, состоящая из оливина (Mg, Fe)2[SiО4]. Содержание окиси магния в ней -- 44...52% (в доломите -- 17...22%). При воздействии послемагматических гидротермальных растворов дунит превращается в горную породу серпентинит (змеевик). В породообразующем минерале серпентине Mg6(OH)8[Si4O10] окиси магния -- 43%.

В экспериментах по использованию дунитов и серпентинитов для известкования почв было установлено, что они довольно быстро разлагаются (тем лучше, чем более кислая почва), снижают кислотность почвы, увеличивая содержание в ней подвижного магния. В первый год эти породы действуют слабее соответствующих доз известковой и доломитовой муки, но затем результаты оказываются примерно равными. При дозе внесения 6 ц/га урожай картофеля возрастает на 22...32%, кукурузы -- на 21%, сена -- на 21...63%. На Северном Кавказе серпентиниты использовали под сахарную свеклу -- прибавка составила 20...25 ц/га и на 0,5...0,7% увеличилась сахаристость. Дуниты и серпентиниты встречаются в горных областях в виде интрузивных массивов протяженностью в десятки, а иногда и сотни километров и мощностью до 10 км, т. е. запасы этих горных пород практически не ограничены. Такие массивы распространены на Урале, на Северном Кавказе, в Закавказье (Армения), Сибири и Казахстане.

С дунитами и серпентинитами связаны месторождения разных полезных ископаемых (кобальт, никель, хром, платина, асбест, тальк), поэтому кроме специальной разработки «безрудных» массивов ультраосновных пород для сельского хозяйства могут быть использованы отвалы и отходы горнодобывающей промышленности. Но при этом следует учитывать и экологический фактор, в связи с чем серпентиниты асбестовых рудников вряд ли целесообразно использовать в сельском хозяйстве, принимая во внимание высокую канцерогенность минерала асбеста.

· 

· Какие породы относят к магнезиальному сырью ?

· Для каких целей используется доломит ?

· Для каких целей можно использовать дуниты и серпентиниты?

· На каких почвах эффективно использование доломитовой муки ?

Размещено на Allbest.ru