gallery/38ba990b47ed6e060f64389bab103601_196x178_-0x-0_204.14563131314x178
Шунгит - экологический щит

Карьер Шунгит Карелия

 ШУНГИЗИТ

Шунгизит легкий пористый материал в виде гранул, получаемый путем обжига шунгитоносных вулканогенно-осадочных сланцев, широко распространенных на территории Республики Карелия. Шунгизитовый гравий применяется в строительстве в качестве заполнителя легких бетонов В3,5-В7,5 различного назначения: теплоизоляционных, конструкционно-изоляционных и конструкционных. Бетоны, выполненные с применением шунгизита, отличаются высокой химической стойкостью и достаточно высоким сопротивлением истиранию, а также могут использоваться в специфических агрессивных средах.
Возраст пород – около 1,85 млрд. лет – нижний протерозой, калевийский надгоризонт, кондопожская свита. Минералогический состав сланцев: кварц, альбит, биотит, серицит, хлорит, шунгитовое вещество. Шунгитовое вещество в сланцах – органическое вещество сапропелевой природы, измененное под влиянием факторов метаморфизма (метаантрацитовая стадия карбонизации). Шунгитовое вещество состоит из углерода (97-98,5%), водорода (0,7-1,0%), азота, серы и кислорода. Порода состоит из переслаивания аргиллитов и алевролитов, мощность отдельных прослоев на разных стратиграфических уровнях колеблется от 0,5 до 50 см. Соотношение аргиллитов и алевролитов также меняется от 60:40% до 80:20%. Аргиллиты на 90-95% сложены серицит-хлоритовой массой, первично-глинистой, тонко рассеянным шунгитовым веществом, концентрация которого достигает 1,5%. Алевролиты содержат серицит-хлоритовую массу до 80%, шунгитовое вещество – до 1,0%. В аргиллитах и в алевролитах присутствует обломочный (терригенный) материал, состоящий из кварца, альбита, обломков вулканического стекла.
На территории Республики Карелии детально разведаны два месторождения сланцев (рисунок): Нигозерское (г. Кондопога) и Мягрозерское (Заонежский полуостров).
Нигозерское месторождение разрабатывается с 1972 г. Кондопожским шунгитовым заводом открытым способом (карьером). В непосредственной близости от карьера имеется дробильно-сортировочный завод и железнодорожная погрузочная площадка с выходом на Октябрьскую железную дорогу. Основные, утвержденные ГКЗ, запасы месторождения, подсчитанные по категории В+С1 на 1972 г., составляли 17301,9 тыс. м3. Кондопожский шунгитовый завод до 1992 г поставлял на 15 шунгизитовых заводов Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского и Прибалтийского регионов СССР (Петрозаводск, Мурманск, Архангельск, Рига, Ярославль, Ленинград, Москва) ежегодно не менее 300 000 м3 щебня фракции 5-10 мм и мельче. Общий объем производства шунгизита в период 1980-1989 гг. составлял 1,1 млн. м3 в год.
Верхняя часть разреза Нигозерского месторождения позволяет получать шунгизит с объемной насыпной массой 520 кг/м3 (при соблюдении оптимальной температуры обжига сланцев 1120±10°С.). Средняя марка по прочности шунгизита П75.
Средний минеральный состав пород месторождения: хлорит – 40-60%; альбит– 20-30%; кварц – 3-5%; известняк – 0-3%; шунгитовое вещество – 1,0-1,5%; лейкоксен, обломки вулканического стекла и пород разного генезиса – до 1-2%. Среднее содержание оксидов в породах месторождения указано в таблице 1.
Таблица 1.
Средний химический состав сланцев Нигозерского месторождения, вес.

SiO2       TiO2       Al2O3       Fe2O3       FeO       MgO       CaO      Na2O      K2O
40,7          2,7          16,8          3,6          16,9          6,1          4,0         2,4         0,8

Экспериментально установлено, что объемная насыпная масса шунгизита зависит от соотношения оксидов калия и натрия (Мк=К2О/Nа2О). Поскольку в нижней части разреза породы имеются Мк˂1, то шунгизит из пород этого стратиграфического уровня имеет объемную насыпную массу 600-700 кг/м3 (при оптимальной температуре обжига).
В 1985-1991 гг. экспедицией Центральных районов проведена доразведка северо-восточной части Нигозерского месторождения. Пройдено 65 скважин. В итоге подсчитанные запасы сланцев на 01.04.1991 г. составили: по категориям В 8912,1 тыс. м3 и С1 – 7231, 6 тыс. м3. Средняя объемная насыпная масса шунгизита составила 500 кг/м3 (при оптимальном температурном режиме обжига). В этой части месторождения нижние горизонты также дают относительно большую объемную насыпную массу шунгизита.
Вулканогенно-осадочные породы Нигозерского месторождения имеют низкую радиоактивность, сравнимую с изверженными породами основного ряда. Содержание естественных радиоактивных элементов в сланцах кондопожской свиты ниже, чем в типичных глинах: уран от 0,3 до 1,4 г/т, торий от 0,7 до 5,5 г/т.
Технологические особенности получения шунгизита
из сланцев Нигозерского месторождения
Образование пористой структуры шунгизита при обжиге сланцев наблюдается при переходе силикатных минералов в вязкий расплав с одновременным образованием газовой фазы из шунгитового вещества. Скорость образования расплава зависит от минерального состава пород и дисперсности минеральных фаз. В производственных условиях обжиг ведется в наклонных вращающихся печах. При нагревании породы в верхней части печи до температуры 120-150°С идет дегидратация хлоритов, при температуре 590-720°С они разлагаются, при температуре 830-1000°С идет медленное выгорание шунгитового вещества, при температуре 950-1050°С появляется пиропластическая фаза, которая за счет давления газовой фазы образует шунгизитовую гранулу.
Шунгизит с насыпной массой 600-700 и более можно получать меняя режим обжига сланцев либо вовлекая в разработку нижние горизонты Нигозерского месторождения.