Przeczytaj
Węglany
Wapień
Surowce węglanowe występują dość powszechnie w różnych formacjach geologicznych, głównie w południowej i centralnej Polsce. Blisko 60% udokumentowanych zasobów stanowią utwory wieku jurajskiego (okres jurajski trwał od do milionów lat temu). Duże znaczenie mają także wapienie dewońskie, triasowe i kredowe oraz podrzędne – kambryjskie, karbońskie i neogeńskie.
Większość zasobów znajduje się w czterech regionach: opolskim, krakowsko‑częstochowsko‑wieluńskim, świętokrzyskim i lubelskim.
Kreda
Kreda jest odmianą wapieni bez żadnych domieszek. Jej podstawowym składnikiem jest kalcyt. Zbudowana jest głównie z mikroskopowych skorupek kokolitów i otwornic.
Marmur
Marmur to skała metamorficzna, powstała z przeobrażenia wapieni lub dolomitów.
W geologii procesy przeobrażeniowe (metamorfizm) to zespół takich, które prowadzą do zmiany jednych skał w inne (poprzez zmianę ich tekstury, struktury, składu mineralnego oraz chemicznego). Takimi procesami mogą być:
oddziaływania na skały wysokiej temperatury (np. kontakt z intruzją magmową);
oddziaływania dużego ciśnienia kierunkowego, tzw. stressu (np. w wyniku ruchów górotwórczych);
impakt (np. w wyniku uderzenia meteorytu).
Występowanie marmuru na terenie Polski:
Dolomit
Dolomit jest solą podwójną , prawie zawsze zawierającą domieszki żelaza, czasem również cynku, niklu i kobaltu.
Sposoby pozyskiwania
Węglany wydobywa się metodą odkrywkową. Eksploatacja odbywa się poprzez odkrywanie kolejnych warstw surowców na powierzchni. Powszechne są metody wykorzystują środki wybuchowe. Wyjątek stanowią marmury, które wydobywa się przy użyciu różnych urządzeń tnących. Nie stosuje się materiałów wybuchowych, ponieważ prowadzą do spękania skał i uniemożliwiają wydobycie bloków na tyle dużych, by pociąć je na płyty okładzinowe lub przeznaczyć na rzeźby.
Zastosowanie
Węglany są powszechnie stosowane – używa się ich głównie w budownictwie, jako materiałów budowlanych i okładzinowych (głównie do okładzin wewnątrz budynków ze względu na łatwość wietrzenia w naszym klimacie), w przemyśle wapienniczym, cementowym, chemicznym, cukrowniczym, w hutniczym (jako topnik, do wyrobu szkła), w rolnictwie (jako nawóz) oraz w energetyce jako sorbent w procesie odsiarczania spalin. Dolomity wykorzystywane są do produkcji materiałów ogniotrwałych. Węglany są też materiałem rzeźbiarskim (np. wapienie i marmury). Kreda ma zastosowanie w przemyśle ceramicznym, chemicznym, farmaceutycznym i kosmetycznym. Marmury spękane i odpady z produkcji pełnowartościowego marmuru wykorzystuje się do produkcji lastriko lub grysu marmurowego. Marmury zbudowane z dolomitu są bazą do produkcji suplementów diety z magnezem.
Chlorki
Chlorki należą do grupy halogenków – minerałów, które obejmują sole kwasów: fluorowodorowego, chlorowodorowego (solnego), bromowodorowego i jodowodorowego. W warunkach osadowych dochodzi do znacznej koncentracji chlorków (halit, sylwin i inne), które tworzą niekiedy ogromne złoża.
Najważniejsze znaczenie pod względem wydobycia przemysłowego mają:
– halit;
– sylwin.
Halit
W Polsce największe złoża soli kamiennej są wieku cechsztyńskiego (piętro Permu) i znajdują się na Kujawach, we wschodniej Wielkopolsce (w Kłodawie) oraz na Dolnym Śląsku (w Sieroszowicach). Natomiast złoża w Małopolsce (Wieliczka, Bochnia, Barycz) wieku mioceńskiego są obecnie w większości nieeksploatowane.
Sylwin
Sylwin współcześnie powstaje w Morzu Martwym. Współwystępuje z halitem i karnalitem.
Sposoby pozyskiwania
Metodą otworową, np. w kopalni w Inowrocławiu i Ciechocinku, w złoża wprowadzono system rur, którymi z jednej strony wtłacza się słodką wodę – ta rozpuszcza sól i wypływa już jako solanka.
Metodą podziemną eksploatowane jest złoże np. w Kłodawie. Kopalnia soli w Kłodawie jest największą i najgłębszą kopalnią soli w Polsce. To głównie z niej pochodzi sól jadalna, dostępna w naszych sklepach, oraz sól drogowa. Złoże soli w tej lokalizacji ma formę tzw. wysadu solnego, czyli diapirudiapiru. Za tą wyjątkową formą stoi mała gęstość oraz plastyczność halitu, który pod naciskiem nadległych skał zachowuje się jak plastelina – wciska się od dołu w szczeliny nadkładunadkładu, rozpycha je i powoli „płynie”, docierając w strefę przypowierzchniową w postaci wysadów solnych. Diapir w Kłodawie ma około długości i szerokości.
Metodą podziemną eksploatowana była także sól w Wieliczce i Bochni.
Z krystalizacji wód morskich i słonych jezior. W rejonach, gdzie występują wody wyjątkowo zasolone (np. u wybrzeży Afryki, Francji, Hiszpanii, Chorwacji, Rosji czy Włoch) od lat prowadzi się przemysł związany z jej pozyskiwaniem, budując sieć tzw. salin (czyli płytkich stawów, na których dnie po odparowaniu wody krystalizuje się sól). Jest to metoda najprostsza i najtańsza.
Odzyskiwanie soli z wód solankowych. Do ich pozyskania potrzebne jest dostarczenie dużej ilości ciepła zewnętrznego, aby woda mogła odparować, zostawiając na swoim dnie sól. Cały proces tzw. warzenia polega na tym, że naturalną wodę solankową umieszcza się w zbiornikach, które podgrzewa się tak, aby woda parowała, pozostawiając sól.
Zastosowanie
w przemyśle spożywczym;
jako sól peklująca (z dodatkiem azotanu() sodu) dla przemysłu mięsnego;
jako dodatek do pasz dla zwierząt hodowlanych i dzikich;
do produkcji środków piorących, elektrolizy, przemysłu farmaceutycznego;
do zimowego utrzymania dróg i chodników;
solanka jest przydatna dla przemysłu chemicznego;
do produkcji środków do zmiękczania, uzdatniania i dezynfekowania wody.
Podziemne magazyny ropy naftowej i paliw rezerw narodowych (jest to jedyny tego typu obiekt w Polsce o znaczeniu strategicznym dla bezpieczeństwa energetycznego całego kraju) znajdują się około metrów pod ziemią w wyeksploatowanych kawernach solnych kopalni Góra i działają od roku. Jednym z zastosowań solanki z kopalni jest wykorzystywanie jej w procesach tłoczenia ropy naftowej i paliw do podziemnych magazynów.
Fosforany
Najpowszechniej występującym fosforanem, będącym solą wapniową kwasu ortofosforowego(), jest fosforyt. Fosforyty tworzą się obecnie poprzez nagromadzenie się szczątków zwierząt (głównie kości) i ich odchodów (tzw. guano) w klimacie suchym. Wytrącają się także z wód morskich, z kolei kopalne fosforyty powstają w wyniku masowego wymierania organizmów, np. w następstwie ruchów dna morskiego lub mieszania się ciepłych i zimnych prądów morskich.
Najważniejszymi minerałami, należącymi do tej grupy soli, są: apatyt i wiwianit.
Najważniejszy pod względem wydobycia przemysłowego jest ortofosforan() wapnia/fosforyty.
Ortofosforan() wapnia
Ortofosforan() wapnia reprezentowany jest w przyrodzie przez fosforyty, których złoża występują zazwyczaj na rozległych obszarach. Fosforyty tworzą też wkładki, przewarstwienia lub szeroko rozciągają się między pokładami węglanów.
W Polsce fosforyty datowane są na dwa okresy geologiczne – sylur i kredę. Fosforyty sylurskie występują w Górach Bardzkich, natomiast kredowe – w okolicy Annopola.
Sposoby pozyskiwania
Z dna oceanicznego fosforyty są wydobywane przy pomocy tzw. statków wydobywczych chwytakowych, mających zasięg do głębokości .
Fosforyty kopalne oraz guano wydobywa się metodami odkrywkowymi.
Tanimi i łatwo dostępnymi źródłami pozyskiwania związków fosforu stają się coraz częściej roztwory odpadowe, ścieki komunalne, bytowo‑gospodarcze, przemysłowe i rolnicze (gnojowica). Do najważniejszych odzyskiwanych soli fosforanowych zaliczyć można ortofosforany() wapnia (głównie: hydroksyapatyt ) oraz magnezu i amonu (struwit ). Chemiczne usuwanie fosforanów z roztworów odpadowych i dalsze ich wykorzystywanie nazywa się recyklingiem fosforu.
Zastosowanie
Sole fosforanowe są źródłem otrzymywania fosforu (do produkcji nawozów sztucznych, zapałek, produkcji kwasu ortofosforowego()). Kryształy o dużej czystości i przejrzystości są wykorzystywane w jubilerstwie. W formie soli uwodnionej, np. hydroksyapatytu, są wykorzystywane w stomatologii do uzupełniania ubytków zębowych.
Siarczany()
Siarczanami() nazywamy sole, które są związkami metali, takich jak: bar, ołów, wapń, magnez i inne z anionami zespolonymi , niekiedy także z dodatkowymi jonami , , . Złoża siarczanów() wapnia (gips i anhydryt) występują w Polsce w utworach mioceńskiej i cechsztyńskiej formacji ewaporatowejewaporatowej, towarzysząc osadom solnym.
Najważniejszymi pod względem wydobycia przemysłowego są:
– gips krystaliczny (siarczan() wapnia()–woda());
– anhydryt.
Gips
Gips wytrąca się w wyniku odparowania zasolonych zbiorników wodnych, uwodnienia anhydrytu, a w klimacie suchym i gorącym występuje w formie wykwitów (szczególną formą są tzw. róże pustyni). Złoża mioceńskich gipsów, o znaczeniu przemysłowym, są zlokalizowane w dolinie Nidy.
Anhydryt
Sposoby pozyskiwania
Kopalnia Gipsu i Anhydrytu Nowy Ląd w Niwnicach to jedyna głębinowa kopalnia gipsu i anhydrytu w Polsce. Zaletą kopalni głębinowych jest to, że mogą wydobywać surowiec nawet w silnie zurbanizowanych regionach, nie potrzebując zbyt wiele miejsca na powierzchni.
Metoda odkrywkowa jest jednak dużo bardziej popularna przy eksploatacji gipsów. Odspojenie kolejnych partii skał odbywa się z użyciem metody strzałowej (z zastosowaniem materiałów wybuchowych).
Zastosowanie
Gips jest powszechnie stosowany nie tylko w budownictwie – jako materiał wiążący do produkcji m.in. cementu, zapraw, gładzi, itd. – lecz także w modelarstwie, stomatologii i chirurgii. W postaci alabastru wykorzystuje się go do wyrobu elementów dekoracyjnych i rzeźb. Z powodzeniem jest używany do wyrobu nawozów, jako wypełniacz do papieru, a także w przemyśle tekstylnym. Może być również wykorzystywany do produkcji kwasu siarkowego() i siarki. Anhydryt ma mniejszą wytrzymałość, ale łatwo go szlifować, dlatego jest używany jako gładź tynkarska oraz do produkcji wylewek, potrzebnych wewnątrz pomieszczeń.
Azotany()
Najważniejsze dla przemysłu azotany() to saletra indyjska i chilijska, czyli odpowiednio sól kwasu azotowego() i sodu/potasu. Tradycyjne określenie „saletra” pochodzi z łac. sal petrae, co oznacza „sól skalną”.
Najważniejsze pod względem wydobycia przemysłowego są:
Największe złoża saletry sodowej i potasowej występują na pustyni Atakama w Chile – stąd powstała nazwa „saletra chilijska” (złoże ma około długości i kilkadziesiąt szerokości i do miąższości). Ważne złoża występują też w Boliwii, Peru, Egipcie, Indiach, Kazachstanie oraz w USA.
Sposoby pozyskiwania
Stosowana jest metoda odkrywkowa, czyli prace wydobywcze odbywają się na powierzchni – azotany() zalegają dość płytko, co wpływa na bardzo niski koszt wydobycia.
Zastosowanie
jako nawóz azotowy;
jako surowiec do produkcji azotanu() potasu i azotanu() wapnia (saletry potasowej i saletry wapniowej);
saletra potasowa używana jest w przemyśle spożywczym do konserwowania mięsa (przeciwdziała tworzeniu się jadu kiełbasianego; symbol UE – E252);
w przemyśle szklarskim;
do produkcji materiałów wybuchowych (nitrogliceryny);
do produkcji farb, emalii i leków;
są minerałami kolekcjonerskimi.
Słownik
skały przykrywające złoże kopaliny użytecznej
struktura geologiczna, powstała w wyniku uplastycznienia i migracji halitu ku powierzchni Ziemi przebijającego skały młodsze; ma postać słupa, kolumny lub grzyba
sól uwodniona, czyli posiada wodę wbudowaną w sieć krystaliczną; wbudowana w hydrat woda nazywa się wodą krystalizacyjną
skały osadowe pochodzenia chemicznego powstają wskutek wytrącania związków podczas silnego parowania wody morskiej (zatok, lagun, zamkniętych mórz) lub słonych jezior w klimacie suchym i gorącym
Bibliografia
Minerały główne skał osadowych: minerały węglanowe, online: http://home.agh.edu.pl/%7Ebartus/index.php?action=dydaktyka&subaction=geologia&item=sk_osadowe&target=weglany%3C, dostęp: 25.03.2021.
Minerały główne skał osadowych: minerały solne, online: http://home.agh.edu.pl/%7Ebartus/index.php?action=dydaktyka&subaction=geologia&item=sk_osadowe&target=sole, dostęp: 25.03.2021
Mazurkiewicz B., Wydobywanie zasobów surowcowych dna mórz i oceanów naczelnym zadaniem morskiej polityki gospodarczej państwa, „Górnictwo i Geoinżynieria” 2011, t. 35, z. 4/1, s. 267‑281, online: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-AGHM-0039-0037, dostęp: 25.03.2021.
Zestawienie Geologicznych Zasobów Bilansowych i Wydobycia Ważniejszych Kopalin w Polsce, Państwowy Instytut Geologiczny‑Państwowy Instytut Badawczy 2020., online: http://geoportal.pgi.gov.pl/css/surowce/images/2019/pdf/zasoby_i_wydobycie_kopalin_2019.pdf, dostęp: 25.03.2021.