Чтобы понять, что такое известняк, необходимо узнать о его происхождении и местах залегания. Забегая вперед, скажем, что эта горная порода очень востребована в строительстве как натуральный природный камень, а также как вяжущий элемент при изготовлении извести и цемента.

Известняк также используют в пищевой и химической промышленностях и в качестве флюса (примеси) в металлургии. Такое массовое применение и популярность материала объясняет его добычу в огромных масштабах во многих уголках мира.

Как зарождается известняк?

Живые морские организмы, большие и малые, имеют очень важное значение в зарождении известняка. Развиваясь на глубине моря в огромных количествах, эти морские обитатели невероятно быстро размножаются, но также быстро и погибают.

Микроорганизмы успевают за время своего существования извлечь из воды достаточное количество извести, чтобы обустроить на своем теле надежную защиту в виде панцирей или разнообразных ракушек. Впоследствии скелеты умерших микроорганизмов залегают на морском дне целыми пластами.

С течением времени эти пласты прессуются водной массой, становятся прочными и в итоге превращаются в камень, главной составляющей которого является кальцит. В итоге, количество карбоната кальция составляет 60% от общей массы известняка. Остальную часть составляют углекислый газ и незначительные глинистые примеси. Именно примеси окрашивают известняк в разные цвета.

Виды известняка

Природный камень характеризуется по следующим параметрам:

• происхождению;
• структуре;
• химическому составу;
• строению.

Видео: Известняк-ракушечник

Происхождение камня

• Органогенные. Образованы из различных остатков органического происхождения, к которым относятся: известняк шламовый и рифовый, а также ракушечник.
• Хемогенные. Возникают в процессе осаждения кальция.
• Обломочные. Являются результатом разрушительной деятельности самых старейших известняков.

Структура известняка

Химический состав

• Доломитизированные. В состав данных известняков входит до 17% магния. При увеличении данной цифры доломитизированные известняки переходят в группу доломитов, пройдя перед этим через ряд промежуточных процессов.
• Мраморизированные известняки — это переходные варианты образований, приводящие в результате к превращению в мрамор.
• Мергели. Камни, в состав которых входит до 50% глинистых частиц.

Строение

• Известняки различаются между собой по степени зернистости:
• Оолитовые. Имеют зернистую структуру. Зерна-оолиты плотно скреплены между собой. Размер зерен не превышает 1 мм. Оолиты обладают способностью растворяться. Тогда на их месте образуются пустоты.
• Позолитовые. Структура данных известняков состоит из более крупных зерен, размер которых превышает 1 мм.

Цвет природного камня

Стандартный цвет породы — белый, серый, желтоватый. Примеси, входящие в состав камня, могут придавать ему различные оттенки: частички глины — коричневые тона, водоросли — зеленоватые, железо и марганец — красноватые отблески. Присутствие примесей в известняковой породе дает красивые результаты.

Где и как добывают известняк?

Известняки имеют способность зарождаться в любых водоемах: морских, пресноводных. Но основная масса этой породы имеет все-таки морское происхождение.

Кроме Австралии залежи горной породы встречаются практически на всех материках. Большие запасы известняка находятся в Америке. Центральная часть территории России богата месторождениями камня. Его добыча успешно ведется в следующих регионах РФ: в Московской области, а также в Воронежской, Архангельской и Тульской областях.

В Краснодарском крае, в Ленинградской области, Белгородской и Вологодской областях также организовываются карьеры по добыче известняка. Месторождения горной породы на Урале и в Сибири можно назвать штучными. Альпы, горные хребты которых состоят в основном из известняка, служат доказательством того, что горный массив был когда-то составной частью морского дна.

Видео: Как изготавливают известняковые плиты для отделки

Добыча этой горной породы осуществляется методом открытых разработок. Сначала удаляются верхние некондиционные слои известняка, глины и земли. Затем по всему периметру добычи закладывается взрывчатка. Взрывы направленного действия разламывают породу на огромные куски, которые в свою очередь грузятся с помощью экскаваторов на самосвалы и доставляются к месту обработки.

Где применяется известняк

Порода отличается многообразием применения в различных областях:

Материал используется в разных видах:

• в виде щебня;
• бутового камня, штучного или кускового;
• минерального порошка или крошки;
• песка;
• облицовочных плит;
• известняковой муки;
• минеральной ваты.

В гидросооружениях известняк пористый используют в качестве фильтра для воды. Данная порода очень востребована при обустройстве фундаментов зданий. Составными обычного известняка являются известь и бетон.

Измельченный камень входит в состав автодорожного покрытия трасс, не подвергающихся частым нагрузкам. Известняк применяется для производства соды, а также является основой многочисленных минеральных удобрений.

Известняк хорошо раскалывается, режется и пилится, обрабатывается в любом направлении. Высокие теплоизоляционные свойства породы и ее долговечность позволяют создавать большое разнообразие качественных строительных материалов.

Плитка из известняка

Данный облицовочный материал применяется для отделки разных поверхностей. Внешняя облицовка строения плиткой из известняка облагородит внешний вид здания и обеспечит ему длительный срок эксплуатации. В загородном доме найдутся и другие места, где можно применить облицовочную плитку: лестницы, бассейны, элементы ландшафтного дизайна.

Плитка из известняка также активно применяется для отделки внутренних поверхностей зданий: стен, полов, подоконников. Красивые, хорошо сочетаемые цвета натурального материала позволяют создавать воистину неповторимые дизайны барных стоек, кухонных столешниц, арок, каминов.

Воздействия климатических условий на свойства известняка

Горная порода ценится как строительный материал за свою невысокую плотность, податливость пилящим и режущим инструментам, отличные адгезийные свойства и разнообразие внешних достоинств.

Влажные климатические условия заметно снижают прочность известняка. Причем камень отличается неоднородностью породы, поэтому и плотность здесь присутствует разная. На этот важный момент необходимо обратить особое внимание.

На прочность материала и длительность его эксплуатации влияет его морозостойкость. Данный параметр намного выше у кристаллических известняков, но при отсутствии пор и трещин в материале.

Чтобы предотвратить разрушение природного материала при его применении, необходимо обязательно учитывать упомянутые выше свойства известняка.

Из известняка сложены все здания Мальты. Это государство расположено на островах в Средиземном море. Известняк образуется именно в морях, поэтому земли страны им богаты. Основу породу составляют остатки раковин моллюсков, , водорослей и прочих обитателей соленых вод.

Под их давлением частицы и цементируются. Их также скрепляют морские растворы, просачивающиеся сквозь дно, к примеру, газовые потоки, несущие множество минералов, элементов.

Физические и химические свойства известняка

Скелеты обитателей морей, раковины, слагающие основу известняка, состоят из . В связи с этим, и сам известняк близок к нему по химической формуле. CaO в породе около 60-ти процентов.

Остальную массу составляет CO 2 и незначительные примеси. В зависимости от них, породу делят на подвиды. В доломитовых известняках присутствует оксид .

В мергелистых известняках примешен оксид . , , – отличительная особенность песчанистой породы. Мергелием называют известняк с солидной примесью .

От химической формулы зависят физические свойства . Объемные примеси , делают известняк крепким и плотным. Максимальная плотность – 3 000 килограммов на кубический метр. Минимальный показатель 2 500 килограммов на тот же метр кубический.

Пористые частицы органики, скелетов в известняке пористые, поэтому порода неустойчива к влаге. Известняк камень быстро вбирает воду, становясь при этом хрупким, непрочным. Морозостойкость известняков тоже зависит от состава.

Примеси кварца и иных минералов придают кристаллическую структуру и устойчивость к отрицательным температурам. Порода, в которой мало минералов и много, к примеру, ракушек, менее морозоустойчива и структура у нее зернистая или обломочная.

Известняк довольно мягок. Недостаточная твердость имеет и преимущества. Камень легко обрабатывается. Известняк купить стремятся для вырезки барельефов, орнаментов и иных объемных композиций.

Окраска и цвет известняка

Белый известняк , камень всех оттенков серого и желтого – стандартные варианты. Примеси марганца, дают бурые и красноватые отблески в породе. Органические остатки, к примеру, водоросли, иногда приводят к зеленоватому цвету известняка, а также дают гамму коричневых тонов. Редко встречается черный известняк.

Месторождения известняка

В России большинство месторождений породы сосредоточены на западе страны. Некогда, эту территорию покрывали моря, они и оставили известняковый след. Московская, Архангельская, Воронежская, Тульская, — вот области, где ведется добыча известняка .

Карьеры также разрабатываются в Белгородской, Ленинградской, Вологодской областях и в Краснодарском крае. В Сибири месторождения штучные. То же можно сказать и об Урале.

Дефицита в известняке нет и за пределами России. Порода распространенная. Ее месторождения есть почти во всех уголках мира. В Альпах, к примеру, из известняка сложено большинство горных хребтов. Это, опять же, служит свидетельством, что когда-то Альпы были частью морского дна.

Применение известняка

Здания из известняка – достопримечательность не только Мальты. Пусть и не в таких количествах, но строения из осадочной породы есть и в других государствах. Так, в России из известняка возведены многие храмы, к примеру, Троицкий собор и Успенский собор Кремля в Москве, церковь Покрова на Нерли.

Из известняка изготавливают не только стеновые блоки, но плиты для облицовки, мощения полов и тротуаров. Порода идет на фундаменты строений. Камень измельчается и добавляется в автодорожное покрытие. Правда, в ход оно идет лишь на трассах второй категории. Так называют дороги для особых нужд, не подвергающиеся постоянным нагрузкам.

В гидросооружения встраивают фильтры воды из известняка. Для этого используют пористой, а не кристаллической структуры. Кроме того, порода является составной бетона.

Известняк нужен в стекольной промышленности. Здесь используют породу с преобладанием оксида кальция. Его должно быть не меньше 53-х процентов. Кальцит – минерал , известняк же – порода, то есть состав из множества минералов. Известняк называют мономинеральной породой. Это значит, что кальцита в ней всегда больше, чем других элементов, но это не значит, что он единственный.

Лечебные и магические свойства известняка

Не навреди. Этот девиз врачей относится и к известняку. Природный материал, в отличие от искусственного пластика, к примеру, не вызывает аллергии. К тому же, известняк является антисептиком.

Камень блокирует размножение болезнетворных микроорганизмов. Возможно, поэтому литотерапевты заявляют, что известняк облегчает протекание многих болезней. Однако тем, кто, чтобы добыть ходит на карьер, известняк таких ассоциаций не навевает.

Рабочие в больших объемах вдыхают пыль породы, что негативно влияет на их самочувствие. Конечно, в обычной жизни, вдыхать известняк в таких объемах приходится редко. Раньше это делали, когда белили помещения.

Магические свойства известняка те же, что и у его основы – кальцита. Этот минерал имеет свойство притягивать, привязывать людей к своему хозяину. Этим часто пользуются женщины в погоне за любимым.

Эзотерики говорят, что ношение кальцита делает людей способными прогнозировать, предугадывать точные последствия своих действий. Ограничений по знакам минимум. Отрицательно известняк влияет только на .

Известняком называется натуральный камень мягкой осадочной породы, имеющий органическое или органо-химическое происхождение. Основным элементом, входящим в состав известняка, является карбонат кальция (кальцит). Кроме этого, в известняке также могут содержаться примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые, а также песчаные частицы, известковые остатки скелетов микроорганизмов.

Образования известняка

Известняк формируется, главным образом, в условиях морских мелководных бассейнов. Однако, есть случаи, когда природный известняк был сформирован за пределами привычных условий - в пресноводной среде. Залежи камня представляют собой отложения и пласты. Известковые отложения иногда формируются также как соляные и гипсовые - в результате испарения воды морских лагун и озер. Но, не смотря на это, основная локализация месторождений известняка находится в морях, которым не свойственно интенсивное высыхание.

Происхождение известняка, в основном, связано с выделением живыми организмами из морской воды карбоната кальция, который необходим для формирования скелетов и раковин. Накопление этих остатков умерших организмов, главным образом, происходит на дне морей. Коралловые рифы - один из самых ярких примеров того, как извлекается и накапливается кальцит. Иногда, если разломать известняковую породу, то можно увидеть наличие отдельных раковин. Морское течение и морские волны разрушительно воздействуют на рифы, в результате чего на дне морей из воды происходит осаждение карбоната кальция, который добавляется к известковым обломкам. Кроме этого, молодые породы известняка образуются при участии кальцита, поступающего в результате разрушения древних пород.

Карбонат кальция, который входит в состав породы, способен растворяться в воде, в результате чего происходит образование карста. Также существуют случаи его разложения на основание и углекислый газ. Однако, для этого необходимы надлежащие условия, поэтому, карбонат кальция разлагается исключительно на большой глубине, в результате чего под воздействием тепла земли происходит выделение газа для минеральных вод.

В зависимости от условий формирования, известняк подразделяется на типы. Наиболее распространенным считается ракушечник. В его образовании участвуют обломки и множество раковин морских животных. Однако, кроме данного типа существуют и другие, среди которых выделяют:

• Мшанковый известняк. Основными составными его компонентами являются останки мшанков, т.е. беспозвоночных животных, которые имеют достаточно маленькие размеры и обитают колониями в морях.
• Нуммулитовый известняк. В состав данного типа камня входят вымершие одноклеточные организмы нуммулитов, которые относятся к отряду фораминифер.
• Мраморовидный известняк. Данный тип подразделяется на два подтипа: тонкослоистый и массивнослоистый. Не секрет, что метаморфизм является причиной перекристаллизации известняка, в результате чего образуется мрамор.

Таким образом, стоит сказать, что известняк - это мономинеральная порода, имеющая в своем составе, кроме основного компонента, множество разнообразных примесей. Название известняка, как правило, зависит от типа данных примесей, а также структуры, их геологического возраста и характера залегания: оолитовые известняки, железистые известняки, плитняковые известняки, триасовые известняки и т.д.

Природный известняк характеризуется светло-серым окрасом, но, не смотря на это, также может иметь черный цвет или белый. Допустимо существование известняка с голубоватым, розовым или желтым оттенком, в зависимости от примесей, находящихся в составе камня.

Месторождения известняка

Дефицита известняка в мире не существует, поскольку он относится к достаточно распространенным осадочным породам, образующимся с участием живых организмов в водной среде.

Целые альпийские цепи сформированы из известняков. Также известняки принимали участие в формирование крымских гор. Однако, это не единственные в мире места нахождения камня. Его залежи известны на территории бывшего СССР (Центральный экономический район), на территории Северного Кавказа, Поволжья, Прибалтики, Молдавской ССР, Азербайджанской ССР. Среди основных известковых месторождений можно выделить:

• Афанасьевское месторождение, расположенное в Московской области. Оно является основным источником добычи белого известняка, который применяется в производстве цемента;
• Барсуковское месторождение, которое находится на территории Тульской области. Из него добывается флюсовый известняк;
• Гурьевское (Веневское) месторождение. Оно также расположено в Тульской области и является источником добычи плотного известняка, из которого производят щебень;
• Окницкое месторождение (Молдавская ССР). Содержит в себе ракушечно-оолитовый известняк, применяемый в процессе формирования пильных стеновых блоков;
• Бадракско-Альминское месторождение. Находится в Крыму. Именно там были обнаружены залежи белого ракушечного пильного известняка, который является основным материалом для производства облицовочных и стеновых материалов;
• Шахтахтинское месторождение (Азербайджанская ССР). Является месторождением серовато-желтого и светло-коричневого пильного кавернозного травертинового известняка, из которого производят облицовочные плиты;
• Жетыбайское месторождение, расположенное на полуострове Мангишлак, содержит залежи розового, светло-серого, серо-желтого пористого ракушечного пильного известняка, который также применяется для производства облицовочных плит.

Добыча известняка

При добыче известняка применяются несколько способов его извлечения из земных недр. К таким способам относятся:

• открытый карьерный способ. Считается наиболее распространенным. При данном методе происходит снятие верхнего грунтового слоя и образование карьера, в котором могут осуществляться пиротехнические работы, путем которых порции известняка измельчаются и отсоединяются. Следующий этап данного способа заключается в транспортировке камня в места его переработки. Для данного процесса используются карьерные автомобили.
• взрывной способ. При этом происходит вскрытие залежей путем снятия с них земли бульдозерами. После этого также снимается с них глина и некондиционные известняки. В таких местах, где добывают известняк, формируются скважины, в которые закладывается взрывчатка. При правильной организации данного процесса, отламываются довольно крупные известковые пласты, которые вывозятся самосвалами на дальнейшую обработку.
• добыча фрезерным комбайном. Данный способ механически преобразует породу в крошку. Таким образом, выполняются одновременно несколько процессов - измельчение, погрузка и перевозка.

Стоит отметить, что после извлечения известняка карьер следует засыпать землей, а также засадить травами и растениями. Обычно данные действия осуществляются в местах крупных месторождений. На мелких месторождениях, в основном, известняк добывается с помощью взрывного способа. Из таких месторождений извлечение камня осуществляется в виде блоков, имеющих прямоугольную форму. Это происходит по причине создания контурных щелей.

Стоит отметить, что каждый из способов в той или иной мере экономически затратный. Однако, одним из наиболее дешевых вариантов считается добыча камня с помощью экскаватора и гидравлического разрыхлителя. Но существует самый экономичный способ, заключающийся в использовании добычного комбайна. Данный способ примерно на 7% дешевле от предыдущего.

Известняк — это осадочная порода, состоящая из карбоната кальция. Из-за нетрудоемкой добычи, большому распространению в отраслях, известняк добывают довольно часто. Порода известняк есть на всех материках, исключением, пожалуй, будет только Австралия. Наибольшее количество породы найдено в США. Залежи известняка были сформированы в разное геологическое время, поэтому и размеры пластов варьируются от 2-3 сантиметров до 100 метров.

Разновидности известняка.

Во-первых, известняк классифицируется по составу: В природе бывает чистый известняк и с примесью. Чистый известняк, как мы и говорили, имеет химическую формулу кальцита. Порода так же может быть с примесью следующих элементов:

• Кремний
• Магний
• Глинистые частицы
• Двойной кальций

По цвету известняковая порода, может быть разной. Но, как правило, известняк имеет следующие виды окрасов:

• Белый
• Серый
• Коричневый
• Черный

Так же известняк классифицируются по способу образования породы.

• Ракушечник. Образование породы произошло путем скопления раковин ракушек. Имеет неустойчивый раскрошенный характер, в быту называется мел.
• Травертин – известняк, который появился, благодаря химической реакции разложения кальцита. В случае, когда порода в этом виде имеет губчатую структуру, ее именуют туфом.
• Мергель – это комбинированная смесь карбоната калия и глины.

Способы добычи известняка .

Первый в мире способ добычи известняка был способ ломки. Называли его так, потому что породу изымали ломами, а потом молотами выбивали камни из пласта. В современном мире появилась альтернатива дедовскому методу добычи известняка.

Итак, первый способ путем взрывных работ. Порода превращается в мелкую крошку. Экскаватор собирает ее, грузит в самосвалы и они уже транспортируют известняк на завод, где он будет обработан и очищен.

Второй способ. Благодаря, разработки специального устройства для экскаватора, известняк можно добывать и без взрыва. Водитель меняет ковш на навесное устройство, для разрыхления породы и осуществляет дробление известняка в считанные секунды. Такой метод применяют в местонахождениях с высокой плотностью населения.

Третий метод – добыча фрезерным комбайном. Это самый экономически выгодный способ. Одновременно происходит сразу и добыча и измельчение и транспортировка породы.

Область применения известняка.

Известняк имеет широкий круг применения во многих отраслях. В пищевой промышленности известняк используется для переработки сахара. В черной металлургии для переработки нефелиновых руд. В животноводстве известняк используют для изготовления комбикорма и подкормки для животных и птиц. Целлюлозно – бумажная отрасль, нефтяная, коксохимическая, стекольная, резиновая, лакокрасочная – известняк так или иначе участвует в этих отраслях. Однако, наибольшую ценность известняк имеет в строительстве. Она применяется в качестве строительной извести, бетона, штукатурки и других строительных смесей. Так же ей проводят облицовочные работы.

Добыча и переработка известняка

Известняк преимущественно добывается в карьерах открытым способом. Известняк без глинистых или песчаных примесей встречается редко. Добыча известняка осуществляется преимущественно буровзрывным способом, иногда добыча производится с помощью рыхлителей и бульдозеров.

Для этого проходят скважины диаметром 100…300 мм, расположенные в один или несколько рядов в шахматном порядке, закладывают взрывчатку и осуществляют массовый взрыв. Проходку скважин ведут с помощью канатно-ударных станков, пневматических ударных или бурильных станков.

В последнее время используют мощные шарошечные буровые станки с производительностью до 30 м/ч (рисунок 1.51). Погрузку скальных пород осуществляют экскаваторами с ёмкостью ковша до 8 м 3 или погрузчиками.

После взрыва материал может содержать негабарит - крупные куски, которые не может захватить экскаватор. Разделку негабарита ведут взрывным методом с помощью накладных зарядов или мелких шпур, а также с помощью бутобоев. Бурильный станок с помощью специального навесного оборудования быстро переоборудуется в бутобой.

В некоторых случаях для удешевления добычи отказываются от взрывных работ и добычу ведут с помощью специальных рыхлителей, устанавливаемых на мощных тракторных тягачах. Их применение позволяет решить две важные задачи комплексного использования недр: организацию селективной отработки скальных пород различного качества и добычи сырья в охранных зонах, где применение взрывных работ недопустимо. Эффективность рыхления зависит от крепости породы, степени её трещиноватости, мощности двигателя рыхлительно-бульдозерного агрегата, суммарной массы и тягового усилия. За рубежом на многих предприятиях взамен взрывного метода также применяется механическое рыхление

Взорваннная руда транспортируется к дробильной установке, которая может работать в одну или две стадии. Для погрузки взорванной породы используют экскаваторы или погрузчики. При необходимости измельченная горная порода освобождается в моющих барабанах от глиняных и песчаных загрязнений. Известняк некоторых месторождений содержит только незначительное количество загрязнений, так что мойка может быть не нужна. Затем взорванный и вымытый материал классифицируется по размерам в отдельные фракции для обжига в печи и для продажи.

Из известняка производят также известковую муку, для чего производят тонкий помол при одновременном высушивании, например, применяются быстроходные молотковые мельницы.

При получении высококачественных клинкеров производят селективную добычу сырья, т.е. добывают партии сырья необходимого состава при минимальном содержании вредных примесей. При добыче более мягких горных пород (например, мел) необходимость проведения взрывных работ отпадает. Мягкие горные породы добывают с помощью тяжелых бульдозеров или роторных экскаваторов.

Взорванная руда автосамосвалами транспортируется к дробильной установке, которая может работать одноступенчато или многоступенчато.

Обжиг извести

Целью обжига извести является преобразование карбоната кальция в оксид кальция. Теоретически для этого требуются 3154 кДж/кг CaO (при 20 °C). При 900 °C парциальное давление CО 2 достигает 1 бар. Практически температура обжига извести намного выше. Ряд потребителей (например, сталеплавильные комбинаты), желают кроме низкого остаточного содержания СО 2 также и хорошую реакционую способность, которая получается только в определенных типах печей. Для этого наряду с качеством обожженного продукта (химический состав, кристаллическая структура), первым делом играет роль температура обжига, которая определяют структуру пор продукта обжига. В дальнейшем в подробностях описываются самые важные реакции и процессы для обжига извести.