Из чего делают мел: меловые отложения, добыча, состав и применение

• 29 Октября, 2018
• Производство
• Екатерина Рыжкова

Из чего делают мел? Что это за соединение такое? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в статье. Его можно именовать «свидетелем эпох», которые исчезли десятки миллионов лет тому назад. Это соединение имеет биологический источник, поэтому обладает физическими и химическими качествами. Из чего делают мел, выясним ниже.

Особенности возникновения

Немногие знают, из чего делают мел. Уделим внимание его возникновению в природе. Когда на Земле жили динозавры (а это было примерно 80 млн лет назад), был Меловой период. В крохотных морях того времени обитали миллионы маленьких моллюсков, которые свои скелеты и раковины строили из кальция, находящегося в воде. В донных отложениях скапливались останки существ многометровыми слоями и трансформировались в белый мел.

Структура минерала

Многие люди спрашивают: «Из чего делают мел?» В процентном соотношении выделяют такие составные части этого минерала:

• До 10 % мела находится в составе раковин крохотных моллюсков фораминифер.
• Около 10 % — обломки скелетов многоклеточных животных, простейших существ, которые накапливают кальций в тканях.
• До 50 % составляет мелкодисперсный кристаллический кальцит.
• До 3 % — кусковый мел (в виде силикатов). Он представлен в виде мусора геологического (остатков горных пород, песка), занесенного течениями и ветрами в меловые отложения.
• Во фрагментах наростов водорослей находится до 40 % солей кальция. Микроскопическая живая взвесь в морях – это кокколитофоры, создающие известковый ил.

Резинотехническая отрасль

Мел находится на первом месте среди всех наполнителей, применяемых в промышленности. Это связано в первую очередь с тем, что использование этого сырья экономически выгодно. Мел имеет сравнительно небольшую стоимость. При этом введение его в резинотехническую продукцию не наносит вреда. Второй причиной популярности сырья в отрасли выступает технологическая целесообразность. Мел существенно упрощает процесс по изготовлению резинотехнической продукции. В частности, за счет него ускоряется вулканизация, поверхность изделий становится гладкой. Широко используется порода и при производстве губчатой и пористой резины, продукции из пластмассы, кожзаменителей и проч.

Химический состав

Итак, вы уже знаете, из какого камня делают мел. Теперь рассмотрим его состав. Известно, что белый минерал содержит до 50 % оксида кальция, и примерно 2 % оксида магния. Какие субстанции придают окраску этому минералу?

Мел иногда может содержать даже 3-4 % оксида алюминия, а также немного оксидов железа. В этом случае он будет иметь розовый или красный оттенок.

Считается, что химическая формула этой горной породы идентична формуле карбоната калия — СаСО3.

В его состав входят:

• оксид алюминия – до 4 %;
• углекислый газ – до 43 %;
• окиси кальция – от 47 до 55 %;
• диоксид кремния – не более 6 %;
• окись магния – не более 2 % от общего веса тела;
• иногда железо – не более 0,5 %.

Кстати, высокое содержание кремния увеличивает плотность мела.

Интересные факты

Вы знаете, из чего делают школьный мел? Можно ли его есть? Если у человека в организме недостаточно кальция, у него возникает тяга к поеданию мела. Доктора к данному вопросу относятся неоднозначно. Когда он оказывается под влиянием желудочного сока (соляной кислоты концентрированной), он значительно меняет свои качества.

Мел проходит через большое число окислительных процессов. В итоге он лишается первичной нейтральности, превращается в химическое агрессивное соединение, похожее по свойствам на гашеную известь (гидроксид кальция).

Именно поэтому слизистая оболочка ЖКТ при контакте с окисленным минералом серьезно страдает.

Если мел употреблять в пищу в больших количествах, это спровоцирует известкование сосудов. При недостатке кальция намного безопаснее принимать особые медпрепараты, к примеру, глюконат кальция.

Доктора предупреждают пациентов о недопустимости применения в пищу аграрного кормового, канцелярского, строительного мела.

Вред и польза мела при употреблении в пищу

Все большую популярность обретает мел кусковой для еды, вред и польза данного вещества обсуждаются специалистами по сей день. Оценить однозначно осадочный минерал не представляется возможным, ведь он имеет как отрицательное, так и положительное влияние на человеческий организм.

Польза природного мела для еды заключается в следующем:

1. Укрепляет хрупкие кости и служит профилактикой против кариеса;
2. Помогает поддерживать здоровье и красоту волос, ногтей, зубов и кожи;
3. В небольших количествах помогает наладить работу пищеварительной системы;
4. Обеспечивает подвижность суставов и эластичность мышц;
5. Способствует правильной работе сердечно-сосудистой системы;
6. Участвует в обменных процессах на межклеточном уровне;
7. Влияет на свертываемость крови и на уровень гемоглобина (косвенно).

Отрицательное влияние вкусный мел для еды проявляет лишь при переизбытке его в организме.

Чрезмерное употребление кальция приводит к следующим побочным явлениям:

• Повышение свертываемости крови;
• Снижение прочности костной ткани и зубной эмали;
• Возникновение риска заболеваний эндокринной системы;
• Стенокардия;
• Снижение мышечного тонуса;
• Появление почечно-каменной болезни;
• Повышение кислотности желудочных соков, что способствует развитию болезней желудочно-кишечного тракта (гастрит и язва);
• Подагра;
• Кальциноз (отложения солей Ca в тканях внутренних органов).

Рассуждая о негативных последствиях употребления мела для еды, можно сделать вывод о том, что они вызваны количеством и качеством потребляемого минерала.

Применение и добыча

Как делают мел? В основном его получают путем карьерных открытых разработок. Добытые глыбы крошат, затем погружают в воду. При беспрестанном размешивании частички кальция всплывают на поверхность. Их высушивают и используют для разнообразных целей. Кстати, в виде кладочного сырья мел применять неразумно, так как у него малая твердость.

Камни, которые не прошли подобную переработку, отправляют на обжиг. В результате образуется известь, которую долгое время использовали для побелки потолков внутри строений. Сегодня такая сфера применения почти отсутствует, так как были созданы иные отделочные материалы.

Нынче мел добавляют в разные цементные смеси для того, чтобы придать им дополнительную мягкость. Также минерал востребован при создании стекла, пластмасс, резины, каучука, смесей композитных и лакокрасочных материалов.

В огромных количествах породу применяют в ковровой и линолеумной промышленности. С его помощью регулируют вязкие качества латексного клея, улучшают теплосберегающие свойства изделий, придают им прочность.

Кальций необходим для изготовления удобрений почвенных и комбикормов. Порошок меловой – это база для создания многих косметических средств: помады губной, пудры, кремов. Сложно представить функционирование бумажной и картонной промышленности без этого материала.

Основные свойства

Особое воздействие на качество породы оказывает влажность, которая нарушает её пластичность и прочность. Повышение влажности в результате ведёт к процессу разрушения, в то время как в сухих условиях порода может рассыпаться даже под воздействием мального давления.

Порода, в которой находится большое количество влаги, быстро прилипает на строительные инструменты. Именно по этой причине строительные работы с применением карбоната кальция проводятся преимущественно в странах с сухим климатом с высокими температурами. Хорошим примером построек из известняка в древности считается пирамида Хеопса.

При строительстве в условиях совой температуры такой рал начинает распадаться на отдельные части на несколько миллиметров.

Физико-химические характеристики

В зависимости от своеобразия месторождений, в природных свойствах мела могут быть значительные отличия. Существенно влияет на минерал влажность воздуха. Он в воде не растворяется, а формует суспензию. Карбонат кальция при впитывании влаги свою прочность теряет. Пластичность материала при этом значительно увеличивается.

Это вносит серьезные проблемы в переработку и добычу мела, он прилипает к ковшу экскаватора. Имеет незначительную морозостойкость. После размораживания он распадается на большое число мелких отдельных частиц. Данное свойство применяют в сельском хозяйстве для снижения кислотности почвы.

Принцип образования

Многие задаются вопросом, из чего сделан мел. Этот минерал является породой природного происхождения и добывается для последующего использования. В его основе лежат отложения кальция, которые были созданы остатками древних земных жителей.

При создании продукции с этим компонентом используется, как правило, обработанный мел. Природные залежи этого материала несут в себе большое количество примесей — сюда относят песок, мелкие камни, минеральные частицы газообразного состояния. Именно по этой причине мел, полученный из этих месторождений, легко ломается и растворяется в воде. Из такой смеси получается взвесь.

При этом тяжёлые примеси опускаются преимущественно на дно ёмкости, а лёгкие компоненты кальция переносятся в специальный контейнер, где после добавления к ним склеивающих компонентов хорошо высушиваются, изменяясь до состояния мела, который применяют для рисования.

Не прошедший обработку мел, добытый из карьеров, применяется в строительной промышленности для создания извести.

Чем мел отличается от извести?

Несмотря на общие корни, эти материалы отличаются по составу, свойствам. Оба считаются экологически безопасными, но известь получают путем обжига природного известняка, а в составе мела имеется углекислый газ.

Желаете собственными силами отличить известь от мела? Возьмите маленькую горсть каждого сырья, разотрите в пыль, а затем смойте тонкой струей воды. Мел тот час же исчезнет вместе с водой, а вот для того чтобы удалить известь, придется порядочно потрудиться.

От известковой побелки следов не остается. Мел же будет долгое время напоминать о себе даже после окончания ремонта. У извести обнаружены великолепные антисептические свойства, поэтому ее применяют для защиты кустарников и деревьев от поражения насекомыми.

Применение в школе

Каждый должен знать, из какого камня делают школьный мел. На первый взгляд, этот продукт имеет невзрачный вид. Он весьма актуален для учеников и учителей в учебных заведениях, его расходуют малыши, рисуя на городских тротуарах. Потребитель требует качества от любой продукции, и мел исключением не является.

Многие учителя жалуются, что он кожу разъедает, сыпется с доски, сильно руки пачкает, раздражает голосовые связки. В чем причина?

Известно, что школьный мел на 40 % состоит из карбоната кальция и на 60 % из гипса или иной любой связующей субстанции (крахмала, клея ПВА). Также в нем есть немного оксидов металлов, карбоната магния, примесей кварца, морских ископаемых организмов (фораминиферов, радиолярий).

Когда с морского дна слои породы были подняты на поверхность, они образовали меловые скалы, самые известные из которых расположены в Англии и Франции. В РФ самые большие месторождения размещены в Белгородской и Воронежской областях, а также в Ульяновской, Саратовской и Брянской.

Самый древний в России завод по изготовлению мела находится в Белгороде. В районе этого города минерал, как горную породу, добывают и сегодня. Именно из белгородских карьеров его развозят по всем предприятиям, производящим материал поштучно.

Цена на минеральную породу

Стоимость минерала будет напрямую зависеть от типа обработки и его дальнейшего использования. Выделяют несколько категорий:

1. Цветные мелки, которые применяются для рисования на поверхностях и асфальте, будут стоить не больше 400 рублей за одну пачку.
2. Мелки белого цвета без добавления красителей — около 100 рублей.
3. Фермерский материал, который заказывается в большом количестве, а также увозится с производств по несколько тонн. Цена за каждую тонну молотовой известковой породы будет колебаться от 3 до 5 тысяч.
4. Стоимость пищевого мела, который применяется для добавления в продукты, а также активно используется в медицине — от 40 до 300 рублей за сто грамм. Также в медицине применяют минерал белемнит.

Производство

Как делают мелки? В Белгороде мел изготавливали и раньше и создают теперь экструзионным методом. При этом мокрый минерал в виде тоненьких колбасок поступает из устройства, похожего на мясорубку. Колбаску укладывают на противень, режут и в печах сушат. В итоге получаются круглые мелки. Технологическое своеобразие этой продукции – ее «связывание» осуществляется за счет клея (чаще всего ПВА), что для здоровья малышей не совсем безопасно (известно, что белый мел едят ребятишки, впрочем, как и взрослые). Зато она почти не пачкает руки, мягкая, приятная на ощупь.

Мел для рисования применялся издавна. Археологи и ныне обнаруживают пещерные рисунки, сделанные этой породой. Некоторые художники рисовали эскизы своих картин. Именно тогда мел для удобства приобрел свою общепринятую форму в виде палочки.

Так как мел – это рассыпчатая и мягкая горная порода (порошок), его часто смешивают со связующими субстанциями – водой и глиной. После полученную массу помещают в формочки и сушат. Если необходим цветной материал, в смесь добавляют разнообразные примеси. Для получения черных мелков, к примеру, добавляют углерод, а для ярко-красных – оксид железа.

Некоторые производители в виде связующего вещества добавляют декстрин или гипс. И уже из этой смеси далее делают школьный мел. Для получения цветных мелков на последнем этапе иногда добавляют красители.

Гидрокарбонат натрия

Для его производства используются разные материалы, в том числе известняк или мел. Полезные свойства для организма, которыми обладает гидрокарбонат натрия, известны многим. Часто его используют при заболеваниях десен и горла, изжоге, для разжижения мокроты при кашле. В промышленности физические свойства соды и мела очень востребованы. Оба этих вещества используются в строительстве, отделке, изготовлении материалов, лакокрасочной и другой продукции. Что касается производства гидрокарбоната кальция, то применение одного только мела считается неэкономичным вариантом. Как выше было сказано, эта порода очень хорошо впитывает влагу, вследствие чего изменяются ее механические характеристики. Это, в свою очередь, негативно сказывается на ходе технологического процесса.

Базовые требования

Мы уже ответили на вопрос, из чего делают школьный мел. Состав его довольно-таки разнообразен. Базовые требования, предъявляемые к писчему материалу, такие:

• не должен сыпаться при письме на доске;
• не должен руки пачкать сильно;
• белый продукт должен быть чистым;
• отсутствие твердых вкраплений, царапающих доску.

Почти не крошится мел от ООО «Пегас» (г. Клин), так как он достаточно плотный. А вот продукция производства ООО « сильно пачкает руки. В качестве загустителя в этих образцах используют гипс, а не крахмал.

Кстати, мел кожу рук разъедать не может, так как реакция его среды нейтральна. Беспрестанная работа с этим минералом может вызывать сухость кожи рук. Поэтому чаще мойте их, смазывайте защитным кремом.

Выявление качественных залежей

Изначально считалось, что механические и химические свойства мела одинаковы на всем месторождении. Однако на практике при продолжительной эксплуатации района, особенно после перехода добывающего и перерабатывающего предприятия на выпуск более качественной продукции, выявляются различия по этим характеристикам. Поэтому на некоторых месторождениях выполняется геолого-технологическое картирование. Исследователи, изучая химические свойства мела и его механические характеристики на разных участках залежи, обозначают районы скопления качественной породы.