Использование полезных ископаемых Кольского полуострова

д.х.н. Н.Н. Гришин, д.т.н. О.Н. Крашенинников, к.т.н. О.В. Суворова, д.т.н. Л.Г.Герасимова

ИХТРЭМС Кольского научного центра РАН, Апатиты

Доклад на семинаре «Индустрия строительных материалов на Мурмане: Использование полезных ископаемых Кольского полуострова»
в рамках выставки «Экспо Дом 2009» в Мурманске (14-16 мая 2009 г.)

Мурманская область, занимая по площади всего 0.85% территории РФ, является богатейшей кладовой многих необходимых полезных ископаемых, где осуществляется разработка уникальных месторождений апатитонефелинового и вермикулитслюдяного, железорудного, медно-никелевого и кварцсодержащего сырья, разведан ряд месторождений строительного и облицовочного камня, глин, выявлены крупные залежи огнеупорного сырья и вспучивающихся сланцев.

В результате производственной деятельности предприятий горнопромышленного комплекса в регионе ухудшается состояние окружающей среды; общее количество только заскладированных горнопромышленных отходов превысило 6.5 млрд т, при этом этими предприятиями в среднем утилизируется 3-4% текущего выхода этих отходов.

Как показано работами Отдела технологии строительных материалов (ОТСМ) ИХТРЭМС КНЦ РАН ряд техногенных продуктов (вскрышные породы и хвосты обогащения ГОКов, шлаки и золоотходы, отходы камнедобычи и камнеобработки, технологические пыли уноса) могут быть использованы для получения строительных материалов, необходимых для развития строительной отрасли региона. Хотелось бы подчеркнуть, что именно благодаря научным разработкам ОТСМ, удалось внедрить технологии силикатного кирпича на основе хвостов обогащения Оленегорского ГОКа и некондиционных местных карбонатитов Ено-Ковдорского месторождения в г.Оленегорске, шлаковатных изделий из огненно-жидких шлаков комбината «Североникель» в г.Мончегорске, смесей для закладки подземных выработанных пространств с использованием граншлаков комбината «Печенганикель», утилизировать пыли уноса известкового и шунгизитового производств для получения кирпича и легкобетонных камней.

Позвольте теперь кратко остановиться на возможностях использования местного минерального сырья (природного и техногенного) для получения различных видов строительных материалов. Следует отметить, что наши разработки и предложения в этом направлении связаны с необходимостью выполнения принятой Правительством Мурманской области в 2005 г. «Стратегии развития строительного комплекса Мурманской области до 2015 года» [1]. В определенной мере эти предложения должны способствовать и реализации национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России» и федеральной программы дорожного строительства.

1. Каменное сырье

В Кольском регионе разведаны многие месторождения горных пород, пригодных для получения щебня и строительного песка, изделий из облицовочного камня, декоративных заполнителей. На 1 января 2007 г. общие запасы только по разведанным месторождениям каменного сырья Мурманской области согласно отчетным балансам запасов строительного и облицовочного камня, песчано-гравийного материала и строительных песков составляют 316 млн м³ (по кат. А+В+С1) и 282 млн м³ (по кат. С2). В табл. 1 приведены запасы каменного сырья по состоянию на 01.01.2007 г., а на рис. 1 в виде диаграммы представлено распределение запасов сырья по основным их категориям.

2. Золоотходы

Одним из техногенных продуктов Мурманской области, загрязняющих окружающую среду, являются тонкодисперсные золоотходы, образующиеся на теплоэлектростанциях при сжигании угля. Наиболее крупная в регионе Апатитская ТЭЦ ежегодно сливает более 200 тыс. т золошлаковых смесей (ЗШС); в отработанном золотвале №1 ТЭЦ накоплено более 7 млн т ЗШС. Выполненными в ОТСМ исследованиями показана возможность использования этих золоотходов как минеральной добавки для получения тяжелых, легких и ячеистых бетонов; при этом, в зависимости от вида и марки бетона снижение расхода цемента может составить от 10 до 25% [11]. Особенно эффективно применение этих отходов, удельная поверхность которых в среднем составляет 250-300 м²/кг, для получения газозолобетонных изделий, где содержание ЗШС достигает 50-60% [12].

3. Неорганические вяжущие из местного сырья

3.1. Вяжущие на основе портландцементного клинкера

Основным вяжущим материалом, обеспечивающим прогресс в строительстве, служит портландцемент, для производства которого на Кольском полуострове отсутствует кондиционное сырье. Для обеспечения области цементом его приходится завозить с заводов, расположенных на расстоянии более 1000 км.

Читать полностью

4. Глинистое сырье

В результате геологических работ в регионе выявлено более сорока проявлений глинистого сырья [15], 7 из которых являются месторождениями с утвержденными запасами [16]. Балансовые запасы глинистого сырья по Мурманской области по категориям А+В+С1 составляют 16858 тыс. м³ (по состоянию на 01.01.2005 г.). Запасы глин по отдельным месторождениям приведены в табл. 5.

5. Вспучивающиеся сланцы

В результате геологоразведочных работ в ряде районов Кольского полуострова обнаружены залежи глинистых сланцев, вспучивающихся при нагревании. Крупные проявления таких сланцев выявлены в последние 10 лет на полуостровах Средний и Рыбачий. Из известных, наибольшими прогнозными ресурсами располагает проявление Цыпнаволок - восточная оконечность Рыбачьего (384 млн м³ по кат. Р1+Р2) [17].

6. Вермикулит

На территории Мурманской области залегает крупнейшее по запасам на Евразийском континенте Ковдорское вермикулитовое месторождение. Балансовые запасы по кат. В+С1 в настоящее время составляют около 20 млн т, обеспечивая 80% добычи вермикулита по РФ. ОАО «Ковдорслюда», разрабатывающее месторождение, осуществляет обогащение исходной руды и выпуск вермикулитового концентрата различных фракций, часть которого используется для получения на месте вспученного вермикулита (ВВ).

Читать полностью

7. Термостойкие огнеупоры из сырья Кольского полуострова

На Кольском полуострове расположено несколько крупных месторождений цирконийсодержащего, магнийсиликатного, алюмосиликатного и хромитового сырья для производства огнеупоров [23].

8. Стекла и стеклокристаллические материалы из горнопромышленных отходов и побочных продуктов горнопромышленного комплекса

На основании проведенных исследований в ОТСМ разработаны составы и способы получения стекол, характеризующихся повышенной химической стойкостью, термостойкостью, а в ряде случаев и обладающие декоративным эффектом [29-31]. Сырьем для производства стекол и стеклокристаллических материалов послужили различные горнопромышленные отходы, вскрышные породы, а также побочные продукты горнопромышленного комплекса и стеклоотходы.

9. Пеностекольный теплоизоляционный материал из техногенных продуктов

В связи с введением в действие энергосберегающих норм по тепловому сопротивлению ограждающих конструкций современная строительная индустрия испытывает острый дефицит в эффективных теплоизоляционных материалах. В ОТСМ разработан новый эффективный теплоизоляционный материал, который может быть использован как при новом строительстве промышленных и гражданских зданий, так и при реконструкции старых [32, 33].

10. Пигменты и наполнители из природного и техногенного сырья Кольского региона

Кольский регион относится к числу богатейших по запасам минерального сырья, пригодного для получения пигментов (Пг) и наполнителей (Н) различных лакокрасочных материалов строительного назначения. Источниками для получения Пг и Н могут служить многие виды природного сырья Кольского полуострова: перовскит, ильменит, сфен, титаномагнетит, лопарит, флогопит, мусковит, вермикулит и др., а также побочные продукты горно-обогатительных комбинатов области: ОАО «Апатит», «Североникель», «Ковдорслюда». Подробная информация по этой проблеме приведена в работе [34].

Кольский испытательный центр строительных материалов и изделий (КИЦСМИ)

На базе ОТСМ функционирует КИЦСМИ, оказывающий помощь строительным организациям и промышленным предприятиям Мурманской области в оценке качества исходных видов сырья и строительных материалов, а также в обследовании технического состояния зданий и сооружений (бетонные и кирпичные конструкции). Подробная информация о КИЦСМИ приведена ниже.

Сведения об авторах:

- Гришин Николай Никитович, доктор химических наук, зав. Отделом технологии строительных материалов, разд. 4, 7; тел. (81555)79-596

- Крашенинников Олег Николаевич, доктор технических наук, зав. лабораторией бетонов (№28), введение, разд. 1-3, 5, 6; тел. (81555)79-162

- Суворова Ольга Васильевна, кандидат технических наук, зав. лабораторией минерального сырья и силикатного синтеза (№30), разд. 8, 9; тел. (81555)79-752

- Герасимова Лидия Георгиевна, доктор химических наук, зав. сектором функциональных материалов из природного сырья и техногенных отходов (лаборатория № 22), разд. 10; тел. (81555)79-100

Выявлены крупные залежи огнеупорного сырья и вспучивающихся сланцев