Знакомый всем с детства белый кусковой мел подарен нам древними морями мелового периода. Его состав зависит от глубины формирования пласта - мелководной или глубоководной. Несмотря на полное снижение прочности при большом увлажнении, относят к жестким полускальным породам.
Применение его настолько широко, что сложно назвать отрасль, где он не задействован в качестве сырья или вспомогательного материала.
Из чего состоит
В состав мела входят раковины моллюсков, ил, силикаты, различные подмеси, которые влияют на цвет и качество. Иногда встречаются неповрежденные древние окаменелости.
С позиции химии, мел составляют две части:
- Карбонатная основа включает около 99% карбонаты кальция и 1-2% карбоната магния, которые растворяются в уксусной и соляной кислотах.
- Некарбонатные подмеси - окислы металлов, глина, кварцевый песок и другие, не растворимые в кислотах.
Как добывают
Добыча ведется открытым способом в карьерах. Месторождения отличаются мощностью пластов и показателями содержания карбоната кальция (углекислый кальций) CaCO3 и различных примесей. Именно процентное содержание определяет экономическую целесообразность глубокого обогащения и его дальнейшее применение. Если примесей много (иногда - более 10%), мел используют в сельском хозяйстве для нейтрализации кислотности почв или производства извести. Хотя, для месторождений Западных стран, где содержание CaCO3 составляет 50-70%, является нормой.
Залегает порода достаточно близко к поверхности, толщина пластов в различных месторождениях составляет от 16 до 90 м, но физико-механические и химические свойства мела на различных горизонтах одного и того же месторождения могут значительно отличаться.
Упрощенно процесс производства выглядит следующим образом: из карьера породу доставляют на комбинат для сушки в специальных установках при температуре до 400°C, для измельчения кусков используют дробилки и мельницы. Молотый мел проходит дезинтегратор для тонкого помола и сепаратор. В результате получается сепарированный мел.
К продукту требования выдвигаются как по чистоте содержания в составе карбоната, так и по тонкости помола. Только современное оборудование комбинатов по выпуску меловой продукции может обеспечить требуемые качества.
Свойства мела
Физические
При увлажнении мел теряет свою прочность на сжатие: при влажности более 30% приобретает пластические свойства. По этой причине на упаковках должно быть обозначено: «Боится сырости».
Растворимость - свойство вещества растворяться в жидкости не образуя взвеси, как сахар или соль. В воде мел не растворяется, а образует суспензию и в дальнейшем выпадает в осадок.
Плотность молотого мела составляет 2,6 г/см3, объемная масса - 950-1200 кг/м3.
Мел совсем не морозоустойчив, процесс замораживания и оттаивания в состоянии насыщенном водой для него не применим.
Химические
Если присутствует избыток кислорода, то карбонат CaCO3 вступает в реакцию, образуя гидрокарбонат Ca(HCO3), который придает воде жесткость.
При прокаливании CaCO3 в диапазоне температур от 900 до 1200°C он разлагается на углекислый газ и воздушную известь CaO - вот чем мел отличается от извести. Негашеная известь - это продукт, полученный путем обжига мела, ракушечника или известняка.
Вопрос из школьной программы: как отличить мел от гашеной извести, если оба вещества уже находятся в виде суспензий для окраски? Вспоминаем: мел реагирует с уксусом, выделяя углекислый газ - в какой емкости пойдет характерная реакция, там он и будет.
Где используется мел
Применение мела в какой либо области промышленности обусловлено его категорий, которая зависит от процентного содержания карбонатов.
- 1 - чистый мел (ММО, МКБ-1, ММ-1, ММС-1, ММС2, ММСП, ММСГ-2);
- 2 - слабоглинистый (МК-2, ММ-2),
- 3 - сильноглинистый (МК-З, ММ-З),
- 4 - мергелеподобный (ММИП-1, ММИП-2, ММЖП, ММПК).
Согласно стандартам, буквенное обозначение марок и применение по отраслям следующее:
- МК - комковый,
- ММ - молотый,
- ИН - для известковых почв,
- ЖП - для подкормки сельскохозяйственных животных и поит,
- ПК - производство комбикормов,
- С - сепарированный,
- СГ - сепарированный гидрофобизированный,
- О - обогащенный.
По этой маркировке на упаковке или в каталоге можно определить назначение и качество материала.
Насколько серьезные требования предъявляются к отдельным маркам, как к сырью, можно увидеть по следующим примечаниям ГОСТа:
- для применения в лакокрасочной и полимерной промышленности дополнительно устанавливаются показатели коэффициента отражения;
- для использования в кабельной промышленности ограничивается доля свободной щелочи.
Где применяется в строительстве
Мел строительный продается как в чистом виде, так и в сухих смесях. Для строительства предназначен комковый марок МК-1, МК-2, МК-3.
- Самая дешевая «марающаяся» водная краска - мел для побелки, колер которому добавляли синькой для белья. С появлением клея ПВА его стали добавлять для фиксации мела в окрасочном слое - так появился прообраз водоэмульсионной краски.
- Клеевую шпаклевку для стен готовили непосредственно перед нанесением, один из ее составов: олифа, клеевой раствор, мел.
- Венские белила, основу которых составляет мел, самая известная клеевая краска.
- Добавление к мелу олифы позволило создать знаменитую замазку стекол деревянных окон.
- Тонкодисперсный мел применяется как наполнитель в пластмассы и краски для экономии основного сырья и обеспечения таких качеств, как прочность, огнестойкость, цветность, износостойкость и других.
Вреден ли мел? Пожалуй, это - один из самых самый экологически чистых и безвредных строительных материалов.
Толковый словарь Даля
МЕЛ, (мель?) муж., костр., пермяц. дрожди, дрожжи. II. МЕЛ муж. мягкий, мучнистый известняк; водная углекислая известь, белая краска. | сев. и вост. дрожди, дрозжи (или мел?), в яросл. мель жен. | Мел, у ловчих птиц, болезнь, жесткое белое… … Толковый словарь Даля
Сокр. назв. меловой системы и периода. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978. Мел … Геологическая энциклопедия
Сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? мела и мелу, чему? мелу, (вижу) что? мел, чем? мелом, о чём? о меле и в мелу 1. Мел это мягкое белое вещество, минерал. Добыча мела. 2. Мел это кусок такого вещества, а также порошок или… … Толковый словарь Дмитриева
Характеристика Длина 39 км Площадь бассейна 303 км² Бассейн Каспийское море Бассейн рек Шерна → Клязьма → Ока → Волга … Википедия
А (у), предл. о меле, в мелу; м. 1. Мягкий белый известняк. Добыча мела. // Кусок этого известняка; порошок или раствор его, употребляемые для письма, побелки, чистки и т.п. Растворить м. Белить потолок мелом. Писать на доске мелом. Весь рукав в … Энциклопедический словарь
Мел - – осадочная зоогенная горная порода землистого сложения, слабо сцементированная из микроскопических раковин, состоящая в основном из углекислого кальция с незначительной примесью песка и глины. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Мел … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Внесистемная единица высоты звука, применяется главным образом в музыкальной акустике. Нулевой высотой (0 мел) обладает звук частоты 20 Гц при уровне громкости 40 фон, а при той же громкости и частоте 1000 Гц 1000 мел. По этим данным строится… … Большой Энциклопедический словарь
мел - МЕЛ, а, м. ◊ На мел (играть). В долг. ◘ Хотя игра велась на мел, но видно было по ставкам, что у многих уменьшались наличные фонды, только одни француженки играли очертя голову. А.С.Афанасьев Чужбинский. Петербургские игроки, 1872 … Карточная терминология и жаргон XIX века
Книги
- , А.И. Мелёхин. Проблема исследования времени в психологии довольно противоречива. В свете многообразия теорий время, являются доминантой в сознании человека в плане плане систематизации, структурирования…
- Хрестоматия по исследованиям времени в психологии В трёх томах под редакцией А. И. Мелёхина , А.И. Мелёхин. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Проблема исследования времени в психологии довольно противоречива. В свете многообразия теорий…
Многим знакомо чувство непреодолимого желания съесть кусочек мела. А некоторые вообще не могут обойтись без ежедневной порции этой добавки. Чем же вызвана такая потребность организма, и какой мел можно употреблять? Для поедания идеально подходит мел пищевой, который не содержит в своем составе вредных веществ и является очищенным.
Чем вызвано желание есть мел?
Такая странность во вкусовых пристрастиях, как неожиданное желание съесть мел, чаще всего говорит о неполадках в организме. Следует понимать, что кусочек не избавит от истинной причины возникновения желания. Специалисты утверждают, что проблема может крыться в железодефицитной анемии (малокровии). Нехватка железа вызывает понижение гемоглобина. Такое состояние приводит к быстрому старению организма.
Дефицит кальция - еще одна причина поедания мела. Не получая этого микроэлемента в необходимых количествах, организм начинает подавать такие своеобразные «сигналы». Для нормализации состояния необходимо пересмотреть ежедневный рацион и начать принимать добавки, например, мел пищевой.
Еще 10-15 лет назад на доске писали кусковым мелом, который можно даже употреблять в пищу. Именно такой мел многие успели попробовать на вкус. Он не содержит никаких вредных веществ в составе, но и особой пользы для организма тоже не имеет.
Карбонат кальция - основной компонент кускового мела. Его используют для производства медикаментов, позволяющих восполнить нехватку микроэлемента в организме, улучшить состояние волос, ногтей и костной ткани.
Можно ли есть мел в период беременности?
В период вынашивания малыша женский организм испытывает огромную нагрузку. Практически каждая беременная страдает от дефицита микроэлементов и полезных веществ. Выражаться такая проблема может в непреодолимом желании погрызть кусочек мела. Беременным также может нравиться запах мыла, побелки.
Специалисты утверждают, что в небольших количествах мел (пищевой) при беременности употреблять будущей маме можно. Однако подбирать такое "лакомство" следует внимательно. Мелки для рисования содержат в составе различные добавки и совершенно не похожи по вкусу на оригинал. В пищу их лучше не употреблять.
Кусочек для беременной женщины будет являться хорошим источником кальция. Перед применением такого необычного продукта рекомендуется получить консультацию врача. Возможно, будущей маме понадобится пройти обследование для выяснения причины подобного желания.
Мел пищевой: польза и вред для организма
Согласно мнению врачей, для употребления подходит только аптечный мел, очищенный от различных вредных включений и примесей. Он принесет организму исключительно пользу: укрепит стенки сосудов, восполнит дефицит ионов кальция. Принимать такой мел необходимо согласно возрастной дозировке.
Для любителей мела наиболее вкусным является именно пищевой, очищенный продукт. Несколько небольших кусочков в день вреда организму точно не причинят. Хотя, с другой стороны, и особой пользы ждать от этого «лакомства» не стоит. На недостаток полезных веществ в организме пищевой мел никак не повлияет.
Мел пищевой: применение
Большинство мелоедов не могут прожить без любимого лакомства и дня. У каждого из них существует своя «доза». Сколько же можно употреблять мела, чтобы не навредить организму? Специалисты рекомендуют не увлекаться поеданием этого вещества.
Некоторым людям справиться с повышенной кислотностью желудка помогает мел пищевой. Для этого его растирают в порошок и употребляют по одной чайной ложке в день. Некоторые фармацевтические препараты, предназначенные для понижения уровня кислотности желудочного сока, содержат в составе карбонат кальция. Вещество обладает антацидными свойствами и может применяться при язвенной болезни.
Можно ли давать мел детям?
Неожиданные вкусовые предпочтения можно наблюдать и у детей. Для родителей это своего рода сигнал о том, что растущему организму не хватает полезных веществ. Если малыш начал есть мел, стоит задуматься о том, что рацион ребенка не сбалансирован. Дефицит кальция в период активного роста скелета представляет серьезную опасность для нормального физического развития ребенка. Микроэлемент необходим для укрепления мышечной и костной ткани, участвует в формировании крепких зубов.
Тяга к мелу может развиться у ребенка с пониженным гемоглобином. Железодефицитная является опасным недугом. Организм начинает страдать от нехватки кислорода, что приводит к быстрой утомляемости, головокружению. С такими проблемами следует обязательно обратиться к педиатру.
Отказывать ребенку в желании съесть кусочек мела не стоит. Однако следует выбрать для этой цели наиболее безопасный продукт. Школьный мел или тот, который предназначен для рисования, совершенно не подходит для применения в качестве пищевой добавки.
Безвредным считается аптечный мел. Его выпускают в виде таблеток глюконата кальция. Дозировка рассчитывается в зависимости от возраста малыша. Очищенный мел (пищевой) также можно давать грызть ребенку. Он редко встречается в аптеках. Чаще всего такое «лакомство» приобретают через интернет-магазины.
Дополнительные меры
Постоянно есть мел (пусть даже пищевой) - это не выход. Чтобы восполнить нехватку микроэлементов в организме, следует откорректировать рацион. При анемии полезно употреблять продукты, обогащенные железом. К ним относятся:
- печень (свиная и говяжья);
- гречневая крупа;
- гранат;
- чернослив;
- бананы.
При большом желании съесть несколько кусочком мела, конечно, можно. Только это должен быть обязательно качественный продукт. Следует запомнить, что употреблять можно только белый, очищенный от различных вредных веществ мел (пищевой). Фото такого продукта есть в нашей статье. Обратите внимание: кусочки мела должны иметь неправильную форму. Иногда можно найти пиленый мел в виде брусочков. На их поверхности видны бороздки от распила инструментами.
Главный компонент мела - карбонат кальция (CaCO3) - одна из форм известняка. Известняковые отложения формируются из кокколитов - панциря крошечных жгутиковых пластинок, созданных из разложившихся скелетов планктона. Для изготовления пастельных мелков за основу берется сульфат кальция (CaSO4), который добывается из - эвапоритового минерала, который формируется из солей океанской воды.
Мел и дегидрированный гипс имеют похожие свойства. Пастельные мелки также содержат глину и масла, связывающие компоненты и придающие стойкость цвету. Благодаря этому составу, мелки имеют бархатистую структуру, плавно скользят по поверхности и не крошатся. Хотя на производстве особое внимание уделяется очистке от примесей, все же некоторое их количество остается. Основные из них: кремний, алюминий, железо, фосфор и сера. В меньшем количестве присутствуют марганец, медь, титан, оксид натрия, оксид калия, фтор, мышьяк и стронций.
Процесс производства мела
Для производства мела разрабатывается известняковый карьер; обычно это открытая разработка. Затем известняк крошат и перемалывают вместе с водой в шаровой дробилке (вращающемся стальном барабане, внутри которого разбрызгивается вода). На данном этапе из известняка вымываются посторонние примеси, и остается чистый порошок.
Добыча гипса точно такая же, как и известняка. Разница в том, что гипс необходимо обезводить, чтобы получить сульфат кальция. Это происходит в специальной камере, где гипс нагревается до температуры 116-121 градус по Цельсию. При кипении выпаривается от 12 до 15 процентов его массы. Далее гипс подогревается до 204 градусов и в таком виде достается из камеры. Затем массу помещают в вибрационный грохот, где отсеиваются крупные частички. После этого порошок снова промывается, высушивается, упаковывается в мешки и отправляется производителю мела.
На фабрике по производству мелков мел или сульфат кальция снова перемалываются. Для производства школьных мелков в массу добавляют воду и доводят ее до консистенции глины. Затем массу штампуют и режут на бруски около 60 см длиной, которые помещают в специальную форму, по пять штук на каждую. Эту форму отправляют в печь, где выдерживают массу в течение четырех дней при температуре 85 градусов по Цельсию. Затем затвердевшие мелки режут на бруски длиной 80 мм. Для изготовления цветных мелков пигменты смешиваются с основой в сухом виде, и только после этого добавляется вода и начинается описанный выше цикл производства.
Сухой мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как упругое тело. Угол внутреннего трения мела равен, сцепление в условиях всестороннего сжатия достигает 700-800.
При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность на сжатие увеличивается в 2-3 раза, при этом появляются пластические свойства. Проявление вязко-пластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям в технологии при его 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.
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 до крупности - 0,25 мм (известняковая мука), 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.
Как уже отмечалось, мел состоит в основном из двух основных частей - карбонатная часть, растворимая в соляной и уксусной кислотах (карбонаты кальция, магния) и некарбонатная часть (глины, мергели, кварцевый песок, окислы металлов и др.) которые не растворяются в указанных кислотах. Карбонатная часть мела на 98-99% состоим из карбоната кальция. В небольшом количестве присутствуют карбонаты магния, которые образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита.
Наиболее приемлемой является классификация по содержанию карбонатов и маркам продуктов из мела.
Классификация мела по содержанию карбонатов и маркам продуктов из него
Химическая характеристика мела некоторых месторождений России приведена в табл.4. Первоначально считалось, что мел это горная масса, которая по химическому составу и физическим свойствам одинакова по всему месторождению. 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.
Месторождения мела Белгородской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов. В таблице 1.5 приведены запасы и химический состав наиболее крупных месторождений Белгородской области.
Карбонат кальция (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. В США и Канаде ежегодно производится свыше 7,5 млн. т. молотого мела и более 15 млн. т. в Европе.
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. Запасы мела практически неограниченны во многих Европейских странах, странах бывшего СНГ и в России.
Мощный меловой пояс простирается через весь Европейский континент, включая север Франции, южную часть Англии, Польшу, проходит через Украину, Россию и смещается в Азию - Сирию и Ливийскую пустыню.
Запасы мела распределены по территориям неравномерно: около 48 - 50 % запасов качественного мела с высоким содержанием карбоната кальция и магния, минимальным содержанием вредных примесей сосредоточены в России; около 32 - 33 % на Украине и немногим более 12 % в Белоруссии. Имеются небольшие по запасам месторождения в Казахстане, в Литве и Грузии. Общие балансовые запасы мела в России оцениваются в 3300 млн. т. при неограниченных прогнозных запасах.
Белгородская область имеет практически неограниченные прогнозные ресурсы мела. Всего в области разведано 29 месторождений мела с суммарными запасами 1000 млн. т. Наиболее крупными месторождениями мела являются Лебединское, Стойленское и Логовское. При этом на Лебединское и Стойленское месторождения приходится 75 % разведанных запасов мела Белгородской области. Эти два месторождения эксплуатируются по добыче железных руд, где мел является вскрышной породой.
Ежегодно на перечисленных месторождениях добывается и вывозится в отвалы свыше 15 млн. т. мела, где он безвозвратно теряется. Только незначительная его часть (около 5,0 млн. т.) используется для производства цемента и получения молотого мела. Помимо традиционных потребителей мела за последние годы появились новые потребители, такие как целлюлозно-бумажная промышленность, где вместо каолина начали применять высокодисперсный мел. Также мел начали применять для раскисления кислых почв, было доказано, что его активность на 30 % выше, чем у известковой муки.
Мел карбонатная порода (разновидность известняка) почти полностью сложенная кальцитом (91-98,5%). Внешне это белая слабо цементированная, тонкозернистая, пачкающаяся порода, именуемая «белый писчий мел». В составе мела различают три основных форменных элемента кальцитового состава как биогенного, так и аутогенного происхождения. Органические остатки слагают обычно большую часть породы (до 75 %). В главной массе они представлены скелетными оболочками планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также фораминифер (иногда до 40 %). Размер скелетных остатков составляет 5-10 мкм. Переменное, но иногда существенное значение (10-90%) имеет порошкообразный кальцит с частицами размером 0,5-2 мкм. Меньшее развитие принадлежит более крупным (5-10 % мкм.) хорошо Нограниченным кристаллам кальцита. Встречаются раковины иноцерамов (местами до 13 -20 %), остатки криноидей, морских ежей, кораллов. В незначительном количестве, обычно до 5, реже до 10-12 % присутствуют пелитоморфные некарбонатные примеси, в основном терригенного, реже аутогенного происхождения: кварц, полевые шпаты, глинистые минералы (глауконит, каолинит, гидрослюда, монтмориллонит), опал, халцедон, пирит и др. Местами встречаются конкрекции кремня.
В меловых толщах наблюдается развитие крупных выдержанных трещин - пластовых и вертикальных, заполненных меловой мукой. На поверхностных выходах сеть трещин сильно сгущается. При пропитке образцов мела маслом в них проявляются скрытые жильчатые структуры в виде переплетающихся мельчайших трещин, а также следы многочисленных ходов червей - илоедов.