Изучение
материала (20 мин)
|
|
Уголь является главным полезным
ископаемым области. На территории Кузбасса расположен Кузнецкий
каменноугольный бассейн и Западная часть Канско-Ачинского буро-угольного
бассейна.
Кузбасс — один из самых крупных по
запасам угля и объемов его добычи бассейнов России и главный, а по некоторым
позициям единственный в стране поставщик технологического сырья для
российской промышленности.
Некоксующие энергетические угли
составляют около 70% от общих запасов углей в Кузбассе.
Рассмотрим каменный уголь
по химическому составу.
По химическому составу каменный уголь
представляет собой смесь высокомолекулярных ароматических соединений с
высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими
количествами минеральных примесей. Таковые примеси при сжигании угля образуют
золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их
компонентов, что определяет их теплоту сгорания
Состав древесного угля: 80-92% С,
4,0-4,8% Н, 5-15% О. Уголь содержит также 1-3% минер. примесей, гл. обр.
карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe.
По химическому составу каменный уголь
представлет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений
(к наиболее важным ароматическим углеводородам относятся бензол С6Н6
и его гомологи: толуол С6Н5СНз, ксилол
С6Н4(СНз) 2 и др. ; нафталин C10H8,
антрацен С14Н10 и их производные) с высокой массовой
долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами
минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу.
Остальные каменные угли являются
уникальными в том плане, что, обладая способностью спекаться, могут в
зависимости от направления их обогащения служить как коксохимическим, так и
энергетическим сырьем.
Кузбасские угли уникальны по своему
качеству. Они представлены практически всеми технологическими марками и
группами от бурых до антрацитов. Но самое главное их природное преимущество
перед углями других бассейнов мира — это сочетание таких качественных
показателей как высокая теплота сгорания (6250 ккал/кг), низкое содержание
серы (0,4-0,6%), незначительное содержание влаги (7,8-10%) и средняя зольность
(15,3-23,2%).Эти показатели значительно лучше средних по угольной отрасли
России. Особое внимание заслуживают уникальные кузбасские угли, называемые
сапро-микситами, Барзаского месторождения («барзаская рогожка»), содержащие
высокое количество низкофенольной смолы (до 38%), которые являются ценным
химическим сырьем для получения бензопродуктов и асфальтобетона.
Имеются в Кемеровской области и другие
виды горючих ископаемых. Это торф (более 20 месторождений), проявление нефти
и природного газа.
Геологические условия образования и
развития региона Кемеровской области привели к тому, что большая часть
региона, а именно центральная часть, представляет собой котловину, сложенную
толщей осадочных пород, имеющих мощность порядка девяти километров. Обрамление
этой котловины представляют горные сооружения в рельефе и сложные по
глубинному строению комплексы древних осадочных, метаморфических и других
пород, богатых различными полезными ископаемыми, как рудными, так и
нерудными. Это золото, серебро, железо, алюминий, марганец, цинк, свинец,
медь, титан, хром, вольфрам, молибден, ртуть, сурьма, уран, торий.
Сконцентрированы они главным образом в районах Горной Шории и Кузнецкого
Алатау
Это золото (Золото – семьдесят девятый элемент Периодической таблицы.
Расположен в шестом периоде, IB группе. Относится к металлам. Заряд ядра
равен 79.
Золото
встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии, главным
образом в виде мелких зерен, вкрапленных в кварц или содержащихся в кварцевом
песке. В небольших количествах золото встречается в сульфидных рудах железа,
свинца и меди. Следы его открыты в морской воде. Общее содержание золота в
земной коре составляет всего 5×10-7% (масс.)
Золото
– ярко-желтый блестящий металл. Оно очень ковко и пластично; путем прокатки
из него можно получить листочки толщиной менее 0,0002 мм, а из 1 г золота
можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км. Золото – прекрасный проводник теплоты
и электрического тока, уступающий в этом отношении только серебру и меди).
Серебро (Серебро – сорок седьмой элемент Периодической таблицы. Расположен
в пятом периоде, IB группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 47.
Серебро
распространено в природе значительно меньше, чем, например, медь; содержание
его в земной коре составляет 10-5% (масс.). В некоторых местах (например, в
Канаде) серебро встречается в самородном состоянии, но большую часть серебра
из его соединений. Самой важной серебряной рудой является серебряный блеск,
или агрентит, Ag2S.
В
качестве примеси серебро присутствует почти во всех медных и особенно
свинцовых рудах. Из этих руд получают около 80% всего добываемого серебра.
Чистое
серебро – очень мягкий, тягучий металл, оно лучше всех металлов проводит
теплоту и электрический ток.
Серебро
– малоактивный металл. В атмосфере воздуха оно не окисляется ни при комнатных
температурах, ни при нагревании. Часто наблюдаемое почернение серебряных
предметов – результат образования на поверхности черного сульфида серебра
Ag2S).
Железо (элемент восьмой группы (по старой классификации — побочной
подгруппы восьмой группы) четвёртого периода периодической системы химических
элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Один из самых
распространённых в земной коре металлов: второе место после алюминия.
Простое
вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической
реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах
или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в
мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.
Собственно
железом обычно называют его сплавы с малым содержанием примесей (до 0,8 %),
которые сохраняют мягкость и пластичность чистого металла. Но на практике
чаще применяются сплавы железа с углеродом: сталь (до 2,14 вес. % углерода) и
чугун (более 2,14 вес. % углерода), а также нержавеющая (легированная) сталь
с добавками легирующих металлов (хром, марганец, никель и др.). Совокупность
специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности
для человека).
Алюминий (элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов
(по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы),
третьего периода, с атомным номером 13. Относится к группе лёгких металлов.
Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический
элемент в земной коре (после кислорода и кремния).
Простое
вещество алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета,
легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает
высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого
образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего
взаимодействия).
Марганец (элемент 7-й группы (по устаревшей классификации — побочной
подгруппы седьмой группы) четвёртого периода периодической системы химических
элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Простое вещество марганец —
металл серебристо-белого цвета. Наряду с железом и его сплавами относится к
чёрным металлам. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с
кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой).
Цинк (химический элемент 12-й группы (по устаревшей классификации —
побочной подгруппы второй группы), четвёртого периода периодической системы,
с атомным номером 30. Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий
переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь
тонким слоем оксида цинка).
Свинец (элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной
подгруппы IV группы), шестого периода периодической системы химических
элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 82 и, таким образом, содержит
магическое число протонов. Простое вещество свинец — ковкий, сравнительно
легкоплавкий тяжёлый металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом.
Плотность свинца — 11,35 г/см³. Свинец токсичен. Известен с глубокой
древности).
Медь (элемент одиннадцатой группы четвёртого периода (побочной
подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов Д. И.
Менделеева, с атомным номером 29. Простое вещество медь — это пластичный
переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии
оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком).
Титан (Титан - химический элемент с порядковым номером 22, атомный вес
47,88, легкий серебристо-белый металл. Плотность 4,51 г/см3, Tпл=1668+(-)5
°С, Tкип=3260 °С. Титан и титановые сплавы сочетают легкость, прочность,
высокую коррозионную стойкость, низкий коэффициент теплового расширения,
возможность работы в широком диапазоне температур.
Титан
широко распространен в земной коре, где его содержится около 6 %, а по
распространенности он занимает четвертое место после алю-миния, железа и
магния. Однако промышленный способ его извлечения был разработан лишь в 40-х
годах ХХ века. Благодаря прогрессу в области самолето- и ракетостроения
производство титана и его сплавов интенсивно развивалось. Это объясняется
сочетанием таких ценных свойств титана, как малая плотность, высокая удельная
прочность (s в/r × g), коррозионная стойкость, технологичность при
обработке давлением и свариваемость, хладостойкость, немагнитность и ряд
других ценных физико-механических характеристик).
Хром (Хром является элементом побочной подгруппы VI группы IV периода
в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный
номер 24 и атомную массу 51,966.
Хром
распространён в земной коре, самые известные соединения – хромит и крокоит.
Месторождения хрома находятся в ЮАР, Турции, Зимбабве, Армении, Индии и на
Среднем Урале в России.
Хром
является твёрдым металлом (часто его называют чёрным металлом), имеет
бело-голубой цвет и одну из самых высоких твёрдостей).
Вольфрам (химический элемент с атомным номером 74 в Периодической системе
химических элементов Д. И. При нормальных условиях представляет собой твёрдый
блестящий серебристо-серый переходный металл.
Вольфрам
— самый тугоплавкий из металлов. Более высокую температуру плавления имеет
только неметаллический элемент — углерод, но он существует в жидком виде
только при высоких давлениях. При стандартных условиях вольфрам химически
стоек).
Молибден (элемент шестой группы (по старой классификации — побочной
подгруппы шестой группы) пятого периода периодической системы химических
элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 42. Простое вещество молибден —
переходный металл светло-серого цвета. Главное применение находит в
металлургии).
Ртуть (восьмидесятый элемент Периодической таблицы. Расположен в
шестом периоде, IIB группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 80.
Ртуть
мало распространена в природе; содержание ее в земной коре составляет всего
около 10-6% (масс.). Изредка ртуть встречается в самородном виде, вкрапленная
в горные породы; но главным образом она находится в природе в виде
ярко-красного сульфида ртути HgS, или киновари. Этот минерал применяется для
изготовления красной краски.
Ртуть
– единственный металл, находящийся при комнатной температуре в жидком
состоянии. В виде простого вещества ртуть представляет собой серебристо-белый
металл. Очень легкоплавкий металл. Плотность 13,55 г/см 3. Температура
плавления — 38,9oС, кипения 357oС).
Уран (химический элемент с атомным номером 92 в периодической
системе, атомная масса — 238,029; относится к семейству актиноидов. Уран —
слабо радиоактивный элемент, он не имеет стабильных изотопов. Самыми
распространёнными изотопами урана являются уран-238 (имеет 146 нейтронов, в
природном уране составляет 99,3 %) и уран-235 (143 нейтрона, содержание в
природном уране 0,7204 %).
К настоящему времени в пределах Кузбасса
открыто более 90 месторождений и 20 рудопроявлений различных металлов.
Более 150 лет назад в нашем регионе
началась добыча россыпного золота в Тяжинском районе на руднике
«Центральный». Балансовые запасы золота — сотни миллионов кубических
метров при содержании металла в руде
от 153 мг. до 0,7 г. на куб.
С конца 18 века ведется добыча
свинцово-цинковых руд на северо-восточном склоне Салаирского кряжа.
В настоящее время здесь разведано 5 барит-свинцово-цинковых
месторождений, 3 медно-цинковых и одно медно-колчеданное
меторождения. Все полиметаллические руды этих месторождений
высококондиционны. Открыто и разведано месторождение самородной меди
в Горной Шории.
В области имеется богатейшее
месторождение марганца. Среди них — Усинское в Горной Шории,
Дурновское в Ленинском районе и др. При этом потребность
металлургической промышленности области в марганце обеспечивается
привозными рудами из Казахстана и Украины.
Нерудные полезные
ископаемые
В Кемеровской области создана
сырьевая база основных нерудных полезных ископаемых для металлургии: флюсовых
известняков — 5 месторождений (Тяжинского, Гурьевского,
Тисульского, Беловского и Новокузнецкого районов), кварцитов —
3 месторождения (Горная Шория и Яйский район), доломитов —
2 месторождения (Горная Шория), огнеупорных глин —
8 месторождений (Кемеровский, Новокузнецкий и Гурьевский районы)
и формовочных песков — 6 месторождений (Чебулинский и Ижморский
районы).
Среди природного сырья для строительной
индустрии особое место занимают мраморы, которые по мнению специалистов
лидируют среди мраморов в России по цвету и рисунку.
Ценным индустриальным сырьем является
флюорит, как флюс для выплавки алюминия, добываемый в Тисульском районе.
Базальты Горной Шории и Салтымаковского хребта Кузнецкого Алатау,
ценнейшее сырье для получения супертонкого искусcтвенного волокна.
Высококачественный тальк юга Кузнецкого Алатау, тремолитов Междуреченского
района как сырье для электротехнической промышленности, а также графита,
асбеста, керамзита, цеолита и других видов индустриального сырья. Ценное
химическое сырье представляют месторождения минеральных красок, баритов
и боратов комплексных руд.
Кроме перечисленных полезных ископаемых
наш край богат самоцветами: аметисты (синяя,
синевато-розовая или красно-фиолетовая разновидность кварца. Встречается
обычно в виде свободно сидящих в пустотах и жилах среди кристаллических
горных пород кристаллов и их сростков. Кристаллы образованы комбинацией
плоскостей призмы и ромбоэдра, причём из всех кварцев именно для аметиста
характерной чертой является преобладание граней ромбоэдра. Реже кристаллы
имеют длиннопризматический или скипетровидный облик. Иногда аметист заключает
в себе тонкие кристаллические пластинки гематита или игольчатые кристаллики
гётита и тогда получает название «волосистого». Обычны для кристаллов
аметиста, в особенности для крупных, жидкие и газово-жидкие включения; часто
они имеют форму тончайших трубок-канальцев с пережимами и располагаются по
радиусам от центра роста), яшмы (плотная
скрытокристаллическая горная порода, сложенная в основном кварцем, халцедоном
и пигментированными примесями других минералов (эпидот, актинолит, хлорит,
слюда, пирит, окислы и гидроокислы железа и марганца), полудрагоценный
поделочный камень), агаты (минерал, кремнезём,
скрытокристаллическая разновидность кварца, SiO₂. Представляет собой тонковолокнистый агрегат халцедона со
слоистой текстурой и полосчатым распределением окраски. Ювелиры называют агатом
также разновидности халцедона без явной слоистости, но с различными
включениями, создающими конкретный рисунок: «моховой агат», «агат звёздчатый»
и другие, однако эти названия являются только торговыми и в научной среде не
поддерживаются), сердолики (минерал, красновато-розовая,
жёлто-красная или оранжево-красная разновидность халцедона. Название минерала
связано с окраской камня, а сердолик - от греческого названия этого камня)
и другие, которые являются ценным поделочным и ювелирным сырьем.
|
Задавать вопросы для более углубленного изучения
предоставленного материала.
|
Осознание и усвоение основных понятий по теме урока.
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.