Белгородский мел

Какие добрые и близкие с детства слова. Воспитание желания ребят с детства любить, дорожить своим краем. Узнать, чем богат родной край и чем знаменит. Одно из богатств Белогорья - мел.

Тема мела – одна из разделов окружающего мира.

Представленная работа дает возможность глубже и шире изучить это полезное ископаемое. Изучение свойств мела и его значимости в жизни человека и явилось гипотезой исследовательской работы.

В ходе работы представлены опыты исследования свойств мела, сделаны выводы о значимости мела в промышленности, медицине. Все эти исследования дают возможность сделать вывод, что мел необходим человеку повседневно.

В работе приведены интересные сообщения из краеведческого материала – о Холковских пещерах. Интересны сведения о том , почему монахи выбрали меловые горы, а не глиняные или песчаные.

Выбранная тема интересна. Описанные опыты, проводимые в работе, позволяют разнообразить формы работы с учебным материалом, как на уроке, так и во внеклассной работе.

Наших детей уже не устраивает роль пассивных слушателей, поэтому они ищут формы работы, в которых могут воплотить свою активность, тягу к поиску действий.

Велика Россия, но для каждого из нас она начинается с родного края. Белгородская область расположена в Центральной части Русской равнины в пределах Центральной Черноземной зоны. Природа нашей области очень живописна. Вдоль широких речных долин тянутся обрывистые берега, покрытые кустарниками и лесами, меловые скалы образуют сказочные «Белогорья». Вдоль русел рек желтеют песчаные косы.

Чтобы понять и полюбить эту природу, нужно её хорошо знать. Это необходимо каждому из нас.

Часто, путешествуя с родителями по нашей Белгородской области, я обращал внимание на эти красивые белые горы, их у нас очень много.

Даже в оврагах можно встретить места, состоящие из чистого мела. Мне всегда было интересно, что такое мел и почему его так много в Белгородской области, для чего он нужен или где его используют? Ведь не только для того чтобы писать на доске и белить бордюры. В ноябре 2008г. я с родителями побывал в Холковском пещерном монастыре. Эти пещеры вырыты в меловой горе. После этого я решил свою работу посвятить изучению белгородского мела, его свойствам и применению.

Целью работы является изучение физических свойств мела и его применение в народном хозяйстве.

Для достижения цели мы поставили следующие задачи: изучить литературу по данной теме; рассмотреть физические свойства мела; выяснить значимость мела в жизни человека.

Актуальность данной темы состоит в том, что каждый из нас должен знать как можно больше о родном крае и его полезном ископаемом – меле.

В ходе исследования была выдвинута гипотеза :

Белгородский мел – ценное полезное ископаемое, имеющее широкое применение в народном хозяйстве.

I. Теоретическая часть.

Посетив Белгородскую универсальную научную библиотеку (отдел краеведения), изучив литературу по интересующей нас теме, т. ч. «Геологическое строение и полезные ископаемые Белгородской области» Хрисанов В. А мы узнали и изучили следующую информацию.

Мел - карбонатная порода (разновидность известняка), мягкая и рассыпчатая, состоит почти исключительно из мельчайших зёрен скрытокристаллического минерала кальцита (природного карбоната кальция), составляющего до 99 % от общей массы. Внешне это белая слабо цементированная, тонкозернистая, пачкающаяся порода, именуемая «белый писчий мел».

Карбонатная часть мела состоит из трех групп компонентов: органических остатков (органические остатки слагают обычно большую часть породы (до 75 %). В главной массе они представлены скелетными оболочками планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также фораминифер ); кристалликов кальция с четко выраженными гранями; порошкового кальцита.

Некарбонатная часть чаще всего в меле представлена кварцем, полевыми шпатами, опалом, халцедоном и др. Содержание некарбонатных пород невелико, но они значительно усложняют технологию получения высококачественного мелового порошка.

В меловых толщах наблюдается развитие крупных выдержанных трещин – пластовых и вертикальных, заполненных меловой мукой. На поверхностных выходах сеть трещин сильно сгущается.

Было установлено, что мел относится к жестким полускальным породам. Его прочность во многом зависит от влажности.

Возможности промышленного использования мела определяются как составом слагающих его компонентов, так и их структурными особенностями, от которых в основном зависят физико-механические свойства породы.

Процентное содержание в меле карбонатов характеризует его качества, определяет технологию производства и пригодности меловой продукции для различных отраслей народного хозяйства.

По химическому составу меловые породы более однородны на месторождении и отличаются по основным составляющим элементам в незначительных пределах. Однако при длительной эксплуатации месторождения и особенно при переходе мелового предприятия на выпуск более качественной меловой продукции было установлено, что на различных участках (горизонтах) мел отличается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам. В этой связи на некоторых месторождениях мела проводится геолого-технологическое картирование, при котором обозначаются участки качественного мела.

II. Исследование физических свойств мела.

Свойство №1 Мел не растворяется в воде.

Для проведения этого опыта берем воду и измельченный мел. Мел добавляю в воду и размешиваю. Что мы видим? Мел превращает воду в мутный раствор.

Теперь наблюдаем дальше. Через некоторое время мы видим, что раствор расслоился. Мел осел на дно стакана.

Этим опытом мы подтвердили : мел не растворяется в воде.

Свойство №2 Обладает свойствами вязкости и эластичности.

Для данного опыта, берем измельченный мел и смешиваю с небольшим количеством воды, т. е. увеличиваем влажность мела. Видим, что мел теперь образует однородную вязкую массу.

Проявление вязкопластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям при его добыче и переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер). Наблюдается залипание валковых зубчатых дробилок. Это приводит в некоторых случаях к отказу добычи мела с нижних обводненных горизонтов, хотя по качеству мел нижних горизонта относится к качественному мелу.

Возьмем молоток для отбивания мяса и кусочек увлажненного мела.

Попробуем измельчить кусочек мела с помощью молотка.

Мы видим, что при повышенной влажности мела, происходит налипание на молоток. Это приводит к затруднениям при измельчении мела.

Этими опытами мы подтвердили: Мел при определенной влажности обладает свойствами вязкости и эластичности.

Из книги «Геологическое строение и полезные ископаемые Белгородской области» Хрисанов В. А мы узнали, что мел обладает еще двумя свойствами, это:

Свойство №3 Прочность мела зависит от влажности

При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность на сжатие увеличивается в 2-3 раза

Свойство №4 Морозостойкость.

Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм. Это явление в некоторых случаях является положительным фактором.

Так, например, при использовании мела в качестве мелиоранта для раскисления почвы не обязательно его измельчать, а можно вносить в почву дробленый мел до – 10 мм. При замораживании и размораживании с ежегодным перепахиванием почвы кусочки мела разрушаются и его действия по нейтрализации почвы сохраняются длительное время.

Изучив свойства мела и проверив некоторые из их, на опытах, можно сделать вывод:

Природный мел- это карбонатная порода (разновидность известняка). Мел не растворяется в воде, не обладает морозостойкостью, при определенной влажности обладает свойствами вязкости и эластичности. Прочность мела зависит от влажности.

Работая над этой темой хочется рассказать еще об одной особенности Белгородской области. О меловых пещерах, которые рыли монахи и основывали в них монастыри. В ноябре 2008г. мы посетили с экскурсией Холковские пещеры. Почему же монахи еще в 17 веке выбирали именно меловые горы для основания пещерных монастырей на Белгородчине?

В ходе экскурсии и изучив дополнительно литературу мы узнали, что в настоящее время в обитель приезжают не только паломники, прихожане и туристы, но и больные люди. При научных исследованиях в воздухе пещер монастыря были обнаружены в высокой концентрации такие химические вещества как озон, йод и кислород. Они выделяются из толщи меловой породы под действием химических реакций и целебно действуют на больных с заболеваниями щитовидной железы, дыхательной системы и туберкулеза.

Температура в пещерах сохраняется постоянной в любое время года и находится в пределах +8 градусов, не больше, нормальная влажность, нет сырости, нет запахов. Определенный состав воздуха и достаточно стабильная температура очень благоприятно действуют на сохранность продуктов питания, живых растений, цветов – которые в условиях пещер без воды сохраняются в хорошем виде около двух месяцев.

Уникальна по своей простате и устройству система вентиляции пещер, предотвращающая появление угарного газа от горения лампад, факелов, лучин.

По заключению специалистов меловая порода является очень хорошим материалом для создания пещер. Этим и объясняется хорошая сохранность келий, храма и тоннелей.

III. Месторождения мела.

Как это не странно, но основной запас мела в России лежит недалеко от Белгородской области или в ней самой. Получилось так, что стечением обстоятельств, Белгородская область и ее окраины буквально напичканы различного рода карьерами, которые вырабатывают в огромных объемах мел различных сортов и видов, чем могут снабдить страну по всем ее отраслям ближайшие лет на пятьсот.

В Белгородской области разведано свыше 29 месторождений мела с утвержденными запасами 1,0 млрд. т. Прогнозные запасы мела практически не ограничены. К наиболее крупным разведанным месторождениям мела относятся Лебединское и Стойленское, где мел добывается как вскрышная порода. По оценке института «Центрогипроруда» добыча мело-мергельных пород на этих карьерах на период до 2009 года составит порядка 25 млн. т. ежегодно. Из всего попутно добываемого мело-маргельного сырья только 5,0 млн. т. ежегодно потребляется Оскольским цементным заводом.

Другим крупным месторождением качественного мела является Шебекинское, Белгородской области. Запасы мела составляют 23,5 млн. т. , что при производственной мощности завода по переработке мела 350 тыс. т. составляет обеспеченность около 70 лет.

Верхний горизонт «сухого» мела с естественной влажностью около 20% до абсолютной отметки 145-150м. меловой толщи характеризуется содержанием до 96-97,5% и нерастворимым остатком 1,5-2,5%. Нижний горизонт «влажного» мела с влажностью более 20%. до абсолютной отметки 109 м. содержит 97,5-99% и 0,7-1,9% нерастворимого остатка.

Модернизация производства на крупнейшем в России предприятии по производству мела ЗАО «Шебекинский меловой завод» позволяет добиваться выпуска высококачественных марок мела и значительно увеличить их ассортимент.

Белизна, гранулированный состав, содержание кальция позволяет применять шебекинский мел в лакокрасочном производстве, в строительно-отделочных материалах, в кабельной, оптической, медицинской и бумажной промышленностях. Здесь налажено единственное производство в России гидрофобного мела. Белгородский мел выбран крупнейшим немецким концерном «Caparol» для лицензионного производства красок «Alpina», В Белгороде нашелся поставщик мела, превосходящего по качеству французское, чешское и австрийское сырье. Прежде без поставок из этих стран подобное производство было попросту невозможно.

Одним из старейших месторождений мела, эксплуатируемых уже несколько десятилетий, является Белгородское, расположенное практически в черте города. В геологическом строении месторождения принимают участие, кроме верхней толщи мела, третичные и четвертичные отложения. На базе этого месторождения работает Белгородский комбинат строительных материалов (БКСМ), который производит известь, силикатный кирпич и порошковый мел. По своим химическим свойствам мел этого месторождения можно отнести к качественному, но он имеет более плотную структуру и при измельчении без классификации получить кондиционный продукт не представляется возможным.

Из других разведанных месторождений Белгородской области с высоким качеством мела можно отметить Волоконовское, Чернянское, Фироновское, Чураевское.

IV. Применение мела.

Мел в современной мировой индустрии является широко используемым материалом. Развитие отраслей резинотехнической и электротехнической, полимерной, лакокрасочной и др. промышленностей требует увеличения выпуска качественных наполнителей, к которым в первую очередь относится мел. Ежегодное потребление природного мела в кусковом, дробленом и измельченном виде в развитых странах превышает 150 млн. т.

Наиболее важными требованиями к продуктам из мела (кроме содержания карбонатов) является его крупность – тонина помола, выражаемая остатком на ситах, определенных размеров, или процентное содержание частиц заданного размера (например 90% частиц размером 2,0 мкр. ). различные марки мела и их назначения, выпускаемые в России и странах СНГ.

Марки мела выпускаемые в России и их назначение

Марка мела Потребление мела

Мел комковый Для производства извести, в стекольной, керамической и других отраслях промышленности

Мел молотый животной подкормки В сельском хозяйстве для подкормки животных

Мел молотый очищенный В резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности

Мел молотый сепарированный В кабельной, лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и других отраслях промышленности

Мел молотый для химической промышленности Химическая промышленность

Мел молотый химически очищенный В парфюмерной, косметической, резинотехнической, медицинской, пищевой и др. отраслях промышленности

Мел, как широко доступный наполнитель, приобретает исключительно важное значение, для многих производств. Отличительная особенность этого природного материала связана с тем, что он легко добывается и перерабатывается при относительно небольших затратах. Добыча и переработка мела не вызывает серьезных экологических нарушений. Общие балансовые запасы мела в России оцениваются в 3300 млн. т. при неограниченных прогнозных запасах.

Мы подтвердили выдвинутую нами гипотезу: Белгородский мел – ценное полезное ископаемое, имеющее широкое применение в народном хозяйстве.

Заключение

Каждый живущий на Белгородчине, знает о меловых горах, но очень не многие знают о том, что такое мел, какими свойствами обладает и где применяется.

В ходе работы над этой темой мы узнали, что такое мел, какими физическими свойствами обладает. Некоторые свойства мела мы подтвердили опытами. Особый интерес вызвала информация о применении мела в резиновой, стекольной, бумажной и косметической промышленности.

Чувство гордости за Родной край переполняет, когда узнаешь о том, какими огромными запасами мела обладает Белгородская область, о том, что белгородский мел конкурентоспособен не только в России, но и за рубежом.

А Белгородские меловые пещеры просто чудо, дошедшее до нас из глубины веков.

Хотелось бы всем пожелать больше узнавать о своем родном крае. Тема мела очень интересна. Надеемся в будущем продолжить исследования уже с химическими утверждениями.