Цеолитсодержащие породы приполярного Урала — сырье для производства фильтров и сорбентов
В первом номере «Вестника недропользователя» автором дан обзор основных результатов работ Системы управления ресурсами в части исследования твердых полезных ископаемых за период с 1992 по 1998 гг. Здесь более подробно остановимся на итогах изучения цеолитсодержащих пород Приполярного Урала как сырья для производства фильтров и сорбентов.
О наличии проявлений цеолитсодержащих пород в пределах территории Ханты-Мансийского автономного округа стало известно в 60-х годах уходящего столетия в результате проводимых здесь в то время крупномасштабных геологических съемок. Серьезного значения фактам обнаружения признаков цеолитизации геологи-съемщики тогда не придавали, так как уже были открыты цеолитоносные провинции в ближнем зарубежье и на востоке страны. Проблема изучения цеолитов Приполярного Урала стала актуальной в 90-е годы, когда стали вырисовываться последствия утраты сырьевой базы по различным видам полезных ископаемых, имевшейся в странах бывшего СССР. Одновременно с этим все острее стоит проблема обеспечения населения округа (как и всей Российской Федерации в целом) качественной питьевой водой. Поэтому автором настоящей статьи при активной поддержке геологов Костюка Б.Ф., Нефедова В.А.- участников геологических съемок на Приполярном Урале, в программу геологоразведочных работ Ханты- Мансийского автономного округа включается направление «Проведение поиска, оценки и разведки Мысовского проявления гидротермально измененных пепловых пород» (именно в этих породах, являющихся по существу туффитами, обнаружены цеолит-монтмориллонитовый состав и качества, определяющие их высокие сорбционные и фильтрационные свойства). Одновременно с подготовкой запасов названных пород проводятся научно-исследовательские работы по изучению всего комплекса свойств цеолит-монтмориллонитовых пород Мысовского месторождения и технических условий (ТУ) их применения для очистки питьевых и сточных вод. К настоящему времени выполнена тематическая работа «Исследование сорбционных свойств горных пород Урала для очистки питьевых и сточных вод», в стадии завершения находятся исследования по теме «Создание модифицированных разностей фильтров-сорбентов на основе цеолит-монтмориллонитовых пород для очистки питьевых вод», завершены работы по созданию опытно-промышленных образцов для очистки питьевых и сточных вод с использованием цеолитсодержащих сорбентов. Перечень вышеназванных работ специально приводится автором еще и потому, что сейчас Мысовское месторождение цеолит-монтмориллонитовых пород можно выставлять на конкурс (аукцион) с полной уверенностью в необходимости целенаправленного использования продуктивных пород именно для изготовления фильтров и сорбентов (и, возможно, биологически активных добавок к пище).
Ниже остановимся на краткой характеристике Мысовского месторождения как единственного участка цеолит-монтмориллонитовых пород в Ханты-Мансийском автономном округе, подготовленного для отработки открытым способом. Запасы его утверждены Территориальной комиссией по запасам (протокол № 4 от 10.06.1997 г.) и составляют 44 тыс.т по категории С1+С2. Запасы могут быть существенно приращены за счет доразведки сопредельных площадей. Прогнозные ресурсы в целом по территории Приполярного Урала весьма значительны. Месторождение включено в список объектов для очередного тендера на твердые полезные ископаемые. Пока заявок со стороны каких-либо фирм не поступало (причины, по-видимому, заключаются в сложности экономической ситуации в России и малой известности о существовании подготовленных запасов цеолитов как в РФ, так и за рубежом).
Рудный горизонт Мысовского месторождения представлен гидротермально измененными пепловыми туффитами, состоящими из клиноптилолита (50-60%) и литифицированного (кристаллического) монтмориллонита (50-40%). Первичный минеральный состав не сохранился. Посторонние примеси (полевой шпат, стекло и другие) составляют не более 1-1.5%. В дальнейшем (и в отчетах) туффиты называются цеолит-монтмориллонитовыми породами.
Цеолит-монтмориллонитовые породы тонкозернистые, плотные с равномерным распределением зерен цеолита и литифицированного (кристаллического) монтмориллонита в них. Плотность этих пород 2.29-2.31 г/см3 с объемом внутри-кристаллического пространства 0.27- 0.34 см3/см3.
Средний химический состав минерального сырья для сорбентов следующий, масс.%: SiO2 – 60.18; TiO2 - 0.14%; Al2O3- 13.9; Fe2O3 – 2.595; FeO — 2.935; MnO –0.14; MgO – 1.81; CaO – 1.93; Na2O – 1.006; K2O –1.65; H2O—5.34; H2O+ - 7.47.
Эти породы обладают высокой молекулярно-сетевой каталитической и сорбционной способностью до 4.19 мг-экв/г. Породы прошли все испытания на предмет использования их в качестве зернистых фильтров и фильтров-сорбентов для кондиционирования питьевых вод. Определены их термическая стойкость, физические характеристики (плотность, объемная масса, межзерновая пористость, показатели по истираемости, измельчаемости, рентгенографические показатели), вычислены параметры элементарной ячейки клиноптилолита, ионообменная емкость и многие другие.
Определено содержание элементов-примесей и малых элементов, а также химическая стойкость сорбентов. Вычислены фильтрационные характеристики этих пород. Разработана технологическая схема переработки породы без грануляции. Выполнены научно-исследовательские и опытно-промышленные работы по разработке различных модификаций сорбентов на основе цеолит-монтмориллонитовых пород Мысовского месторождения на действующих водоочистных сооружениях. Ведутся работы по исследованию сорбентов в качестве биологически активной добавки к пище и так далее. Получен ряд сертификатов на пригодность их использования в тех или иных областях. Ответственным исполнителем проведенных (и проводимых) геологоразведочных и научно-исследовательских исследований цеолит-монтмориллонитовых пород является В.А.Нефедов (ООО «Литос»).
Более подробно о результатах научно-исследовательских работ пород Мысовского месторождения, выполненных в рамках Территориальных программ воспроизводства минерально-сырьевой базы Ханты- Мансийского автономного округа, планируется информировать читателя в следующих выпусках «Вестника недропользователя».
Таким образом, автор ставит цель — привлечь внимание к Мысовскому месторождению цеолит-монтмориллонитовых пород как вполне подготовленному конкурсному объекту, использование пород которого в перспективе имеет достаточное научное обоснование.
