Черный песок состав - Современная усадьба

Содержание

Определение свойств песка
Черные пески — радиоактивные пески (монациты) на пляжах Таманского полуострова — mud volcanoes
Черные пески — радиоактивные пески (монациты) на пляжах Таманского полуострова
Анализ состава россыпей «черных песков» на побережье Азовского моря Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»
Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кармаза В. С., Рязанцев Г. Б.
Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кармаза В. С., Рязанцев Г. Б.
Текст научной работы на тему «Анализ состава россыпей «черных песков» на побережье Азовского моря»
Общепринятое происхождение глины и песка
18 ВИДОВ ЧЕРНЫХ ГРУНТОВ. TYPES OF BLACK SOILS
Черный шлих. Описание и извлечение золота.
Что такое песок и каков его химический состав?
Породы — главные источники песка
Виды природного песка
- По условиям накопления
- По цвету
  - Похожие статьи

Определение свойств песка

Марганец 1,365 0,84 0,4

Черные пески — радиоактивные пески (монациты) на пляжах Таманского полуострова — mud volcanoes

Черные пески — радиоактивные пески (монациты) на пляжах Таманского полуострова

Исследования

В результате детальных исследований последних лет «черные пески» стали фигурировать как опасный природный фактор побережий Черного и Азовского морей, – источник существенных радиационных загрязнений прибрежной зоны. Монацит – минерал, фосфат редкоземельных элементов, которые замещаются торием и ураном. Монациты встречаются в виде черных полос и пятен. Имеют площади от единиц до сотен квадратных метров.

Формирование «чёрных песков» Азовского и Черного морей – естественный геологический процесс. Начался он после окончания ледникового периода и продолжается до сих пор. «Черные пески» образовались в результате разрушения и перемывания осадочных горных пород. Накопление морских россыпей происходило в две стадии. Сначала обломочный материал выносился реками на прибрежные равнины и отлагался, часто не достигая берега моря.

При поднятии равнинной зоны шла эрозия осадками, а уже после нового медленного опускания берега происходила переработка осадков волнением и приливно-отливными движениями морских вод. Наиболее значительные морские россыпи образовались в условиях стабильной береговой линии. Легкие минералы выносились волнением моря на глубокие участки дна, а тяжелые накапливались в пляжных песках. Морфологически россыпи «черных песков», чаще всего, располагаются в прибрежной зоне на береговых валах или косах, в береговых дюнах.

В зонах накопления радионуклидов ионизирующее излучение может превышать нормальный фон в десятки и даже сотни раз. Уровень радиоактивного излучения в местах скопления «черных песков» составляет, в среднем, 30-500 мкР/час. Но в некоторых местах и в разные годы может доходить до 900-10000 мкР/час. Крупные месторождения «черных песков» зафиксированы на юге Донецкой области (на северо-западном побережье Таганрогского залива) и, по некоторым данным, в Крыму. В результате природных процессов и естественной флотации за осенне-зимне-весенний период в разных местах побережья скапливается значительное количество «черного песка». Иногда, после шторма, пляжи в буквальном смысле засыпает радиоактивными песками. Местоположение «черных песков» носит мигрирующий характер.

На рисунке ниже показаны места на карте, где в разное время они были обнаружены.

Радиологические исследования пляжей Азово-Черноморского региона в 2023 году производились на Таманском полуострове от поселка Голубицкий до поселка Веселовка. «Черные пески» были обнаружены в районе поселка Пересыпь, а также встречались вдоль береговой линии от поселка Веселовка до мыса Железный рог.

Источниками радиоактивного излучения монацитов являются продукты распада изотопов тория ( 232 Th) и урана ( 238 U). Гамма-спектры проб песка, отобранного в разных местах акватории Черного и Азовского морей, дали содержание тория от 5-7% до 60-65% относительно содержания урана. Согласно схем радиоактивных превращений в семействах 232 Th и 238 U при распаде цепочек изотопов происходит, в основном, альфа-бета -излучение. По этой причине главную опасность представляют радионуклиды, которые попадают в легкие в виде вдыхаемого газа и мелких пылевидных частиц, разносимых ветром.

В минералогический состав монацитовых песков Азово-Черноморского бассейна входят: кремний, железо, титан, марганец, магний, цинк, хром, кальций, калий, натрий, редкоземельные элементы, торий, уран, цирконий. Визуально отмечено, что основным компонентом крупных фракций (0,3-0,6 мм) «черных песков» является слабо окрашенный минерал. Темные минералы представлены более мелкими частицами (0,05-0,2 мм). Более 70% исследованного материала состоит из кварца, граната, циркона и сосредоточено во фракции 0,2-0,315 мм. Ракушечник и обломочный материал составляет 3-13%. Во фракцию тяжелых металлов (0,05-0,2 мм) входят минералы черного цвета: ильменит и магнетит.

Их – 10-13% от исходного материала. Они окрашивают песок в черный цвет. Так выглядит «монацитовый песок» под микроскопом с разным увеличением.

Анализ состава россыпей «черных песков» на побережье Азовского моря Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кармаза В. С., Рязанцев Г. Б.

Приведены результаты химического, минералогического и гранулометрического анализов в ильменит-циркон-монацитовых песках северного Приазовья, выполненных в ПГТУ, МГУ им. Ломоносова, Крымском филиале УкрГИГРа и Донецком химико-металлургическом заводе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ состава россыпей «черных песков» на побережье Азовского моря»

ВК НИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УШВЕРСИТЕТУ 2003р. Вип. №13

Кармаза B.C. , Рязанцев Г.Б.

АНАЛИЗ СОСТАВА РОССЫПЕЙ «ЧЕРНЫХ ПЕСКОВ» НА ПОБЕРЕЖЬЕ

Приведены результаты химического, минералогического и гранулометрического анализов в илъменит-цпркон-монацптоеых песках северного Приазовья, выполненных в ПГТУ, МГУ им. Ломоносова, Крымском филиале УкрГИГРа и Донецком химико-металлургическом заводе

Общепринятое происхождение глины и песка

На побережье Азовского моря в границах Донецкой и Запорожской областей регулярно выбрасываются скопления (несколько тыс. тонн) радиоактивных, так называемых «черных песков» (см. рис.1). Они представляют определенную, в частности, онкологическую опасность для населения региона.

Рис 1 — Россыпь «черных песков» с масштабной линейкой

Предложенный метод промышленной переработки этих песков [1], в принципе, решает проблему их дезактивации. Однако, для проработки возникающих технологических и проектно-конструкторских вопросов необходимы данные анализов рабочей среды — исходного песка и продуктов его переработки.

1. Анализы химического состава проб «черного песка» непосредственно с россыпей на побережье моря были выполнены в МГУ [2], Крымском филиале УкрГИГРа, и Донецком химико-металлургическом заводе. Данные приведены в табл. 1.

1 ПГТУ, канд. техн. наук, доц.

2 МГУ, науч. сотр.

Таблица 1 — Химический состав «черного песка»

Элемент Соде эжание элементов, % мае

МГУ УкрГИГР дхмз

Кремний 13,964 53,04 46,0 Основные

Железо 37,876 20,9 21,4 элементы

Титан 32,506 17,3 18,0

Алюминий 3,018 3,0 0,35

Марганец 1,365 0,84 0,4

Магний 0,429 0,24 1,0 Сырьё для

Цинк 0,488 0,20 0,2 ферросплавов

Кальций 2,208 1,25 1,0

Калий 0,720 0,3 — Сырье для

Натрий 0,15 — флюсов

РЗЭ Торий Уран Цирконий 6,591 0,24 1,20 0,59 Монацит Вредн. примеси

Сера 0,587 0,10 0,14

Отсюда видно, что основными химическими элементами «чёрных песков» являются кремний, железо и титан /~85 %/. Элементы, входящие в состав сырья для ферросплавов, и цирконий составляют 1,5-6 % исходного материала; элементы, входящие в флюсы — 0,5-2,0 %;

и, наконец, редкоземельные элементы — около 0,25%.

Разброс измеренных количеств химических элементов обусловлен тем, что пробы «черного песка» брались из разных россыпей, иногда удаленных друг от друга на несколько километров.

2. Минералогический состав «чёрных песков» определялся в МГУ, Крымском филиале УкрГИГРа и Вольногорском ГМК. Результаты анализов представлены в табл. 2.

Таблица 2 — Минералогический состав «чёрных песков»

Минерал Содержание минералов, % %

МГУ УкрГИГР В/горск. ГМК

18 ВИДОВ ЧЕРНЫХ ГРУНТОВ. TYPES OF BLACK SOILS

Кварц 27,57 50,9 42,5

Ильменит 30,44 33,8 32,3

Магнетит 12,34 13,3 9,8

Гранат 2,08 5,7 1,5

Циркон 0,14 1,8 0,55

Сырьё для ферросплавов 1,46 0,85 0,80

Радионуклиды 0,04 0,04 —

Рассмотрение результатов минералогического анализа подтверждает преобладание в «чёрных песках» кварца /-30-50 %/ и титано-железосодержащих силикатов /-38-42 %/. Из других минералов относительно заметное содержание /~2-5 %/ имеют гранат, циркон и мин. сырьё для получения ферросплавов. Количество РЗЭ — около 0,7 %, а радионуклидов — 0,04 % общей массы песка.

3. Гранулометрический анализ «чёрного песка» производился известным ситовым методом [3] в Приазовском государственном техническом университете, Московском государственном университете им. Ломоносова, Крымском филиале УкрГИГРа и ЗАО Цветмет»

■а. ы д (л а м со и о о о о о о о о о о о о

Ы Ы № О) Ч СО (А О

о. о о о о о о о о о о

«мм^аймооио о о о о о о о о о о о

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а и о ш р а а а

Рис. 2 — Гранулометрический состав «черных песков», выполнений в: а) МГУ, ПГТУ 1999 г., масса пробы — 1,94 кг; б) УкрГИГР 2023 г., масса пробы — 7,0 кг; в) ЗАО «Цветмет» 1999 г.,

масса пробы — 1,57 кг

Из приведенных результатов следует:

1) Основная масса исходного материала / «чёрный песок», взятый непосредственно на побережье моря/ состоящая из кварца, граната и циркона /более 70 % общего количества/ сосредоточена во фракции -0,315+0,200 мм.

2) Более крупная фракция — 0,600+0,315 мм. — это, в основном, ракушечник и обломочный материал прибрежной гальки (3-13 %).

3) Во фракции тяжёлых металлов — 0,160 + 0,100 мм содержится 10-23 % исходного материала. Она включает в себя минералы черного цвета, главным образом, ильменит и магнетит.

4)Незначительная по объёму фракция — 0,100 мм не исследовалась. Для этого необходимо проведение более тонкого седиментационного анализа, что предполагается сделать в будущем.

Прове^ддае иссд^^арания gbJJp ncnqgigqp^aHbi при разработке технологии дсйдШФгвации россыпей «чёрных песков» на побережье Азовского моря и проектировании Модульной передвижной дезактивационно-обогатительной установки.

1. «Чёрные пески» северного побережья Азовского моря представляют собой механическую смесь кварца и минералов тяжёлых металлов. Это дает возможность применить гравитационный метод разделения.

2. Основными химическими элементами «чёрных песков» являются кремний, железо и титан, представленные минералами кварц, ильменит и магнетит.

3. В «чёрных песках» содержатся также мелкодисперсный гранат, циркон, сырьё для ферросплавов и РЗЭ в количествах, представляющих производственный интерес.

4. Монацит, содержащий, главным образом, радиоактивный торий, и РЗЭ может быть извлечен из «чёрного песка» известными методами электромагнитной сепарации [4].

1. Кармаза B.C. Технологическое решение проблемы очистки побережья Азовского моря от россыпей радиоактивных монацитовых песков. /B.C. Кармаза/У Экологические и экономико-правовые механизмы управления приморскими регионами и морскими экосистемами: Междунар. науч.- практ. конф. — Мариуполь, 2001. — С. 27-29.

Черный шлих. Описание и извлечение золота.

2. Радионуклидный, химический, минералогический и гранулометрический состав радиоактивных песков северного Приазовья/ Г.Б. Рязанцев, A.B. Хасков, И.М. Лазаренко и др.// Экологические и экономико-правовые механизмы управления приморскими регионами и морскими экосистемами: Междунар. науч.- практ. конф. — Мариуполь, 2001. — С. 53-54.

3. Коузов П.А. Основы анализа дисперсионного состава промышленных пылей и измельчённых материалов / П.А. Коузов. — М.: Химия, 1974,- 250с.

4. Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения /В.И. Карамзин., В.В. Кармазин. — М.: Недра.-1978. — 255с.

Статья поступила 20 Декабря 2002

Что такое песок и каков его химический состав?

Природный песок — рыхлая осадочная горная порода, которая формируется миллионы лет в процессе выветривания.

Ветер, дождь, снег, стекающая с гор вода, солнце, мороз, подвижки земной коры разрушают горы. Маленькие трещины превращаются в большие, делают непрочным камень, от него отваливаются куски, которые дробятся дальше, пока не превратятся в крошечные зёрна — песчинки — диаметром от 0,16 мм до 5 мм.

Ветер и воды несут песчинки, собирают их вместе, постепенно образуя большие рыхлые скопления — пески. Песчинки настолько малы, что в 1 куб. метре их насчитывается примерно 2 000 000 000 штук!

Породы — главные источники песка

Геологами установлено, что прародители песка — массивные породы песчаник, гнейс, гранит. При выветривании отдельные их элементы рассеиваются, растворяются, остаются только самые прочные, в основном — кварц, или окисел кремния. Он относится к чрезвычайно устойчивым соединениям на земной поверхности и составляет основу песков — 99,9 % от всего их объёма на Земле.

В значительно меньшем объёме пески содержат полевой шпат, слюду, прочие минералы. В некоторых песчаных скоплениях можно найти крошечные раковины моллюсков, окаменелые останки животных, растений, которые существовали миллионы лет назад. Раковины состоят из карбоната кальция — всем знакомого мела.

Виды природного песка

По условиям накопления

В зависимости от того, как скапливались песчинки в огромные массы, пески делят на:

– аллювиальные — отложения, образованные постоянным током рек и ручьёв;

– делювиальные — отложения у подножия возвышенностей (скал, гор, холмов);

– озёрные — линзовидные отложения на дне озёр;

– эоловые — отложения, нанесённые ветром;

– морские.

По цвету

Оттенок песка зависит от его состава. Например, песок на Pfeiffer Beach в Калифорнии (США) имеет фиолетовый, даже сиреневый оттенок, потому что в местном песочном кварце много минерала спессартина с содержанием свинца и марганца. Преломляясь в микроскопических частицах спессартина, солнечные лучи создают зрительную «фиолетовую иллюзию».

Название пустыни Кызыл-Кум переводится как «красные пески». Песок там действительно местами окрашен в кирпично-красный, ярко-рыжий или красновато-рыжий цвет. Это вызвано разрушением краснозёмных почв, которые, разрушаясь, раскрасили песчаные скопления.

А вот пустыня Кара-Кумы — это «чёрные пески» (дословный перевод). Песчинки там, правда, не чёрные, а тёмно-серые. Причина — относительная молодость песков, которые не подверглись многократному перевеванию и обесцвечиванию. Сказывается и богатый минеральный состав: в кара-кумских песках — 42 вида минералов!

Среди них — турмалины, гранаты, слюда, кварц, зеленоватые и розовые зёрна полевого шпата.

Действительно чёрный песок можно увидеть на гавайском пляже Punaluu Beach. Цвет ему придаёт базальтовая крошка, в которую превращается лава, вытекшая когда-то из расположенных поблизости вулканов. Оттенок пляжа настолько насыщенный, что место объявлено заповедным и даже горсть песка с него нельзя вынести. В составе чёрных песков, которые встречаются и в других регионах Земли, — более 50 видов минералов.

Основу же составляют магнетит, ильменит, гематит.

Фантастически белый песок — на пляже Hyams Beach в 300 км от Сиднея, в бухте Джарвис. Он настолько бел, что даже занесён по этому показателю в Книгу рекордов Гиннеса. Кажется, что по берегу рассыпали мельчайшую соль или снег. Словно снег, этот песок опасен для глаз — ослепляет. Потому все на пляже только в солнцезащитных очках.

Природу белоснежного песка учёные пока не открыли — состав зёрен его самый обыкновенный.