Průmysl stavebních a chemických surovin a jejich zdroje nerostné zdroje světa další čtení: Havelka J. (1989): Ložiska rudních a nerudních surovin. VŠB, Ostrava. http://geologie.vsb.cz/loziska/loziska/ Luke L.Y. Chang (2002): Industrial mineralogy. Materials, processes and uses. Prentice Hall. Kužvart M.: Ložiska nerud, Ložiska nerudních surovin Stavební a chemické suroviny Fertilizers and chemical industrial minerals: limestone, dolomite, lime phosphate, salt, potash, sulfur, N and N-comp., další minerály pro zemědělství a chem.prům.: fluorit, glaukonit, Construction and manufacturing industrial minerals: cement, aggregate – crushed stone, sand, gravel, dimension stone, gypsum Fillers, extenders, pigments, filters: clays, asbestos, diatomite, talc + pyrophyllite, barite, mica, zeolites, mineral pigments Abrasive and refractory minerals: diamonds, other …. graphite, kyanite, staurolite … Vápence, dolomity, vápno  vápence – CaCO3  dolomity – CaMg(CO3)2  slínovce  CCD – carb. compenzation depth, dnes pod cca 4300m se netvoří vápence  CaO – vápno, z vápenců, celková produkce má vysokou hodnotu – spotřeba velkého množství energie  použití: čištění vody, výroba oceli, odsíření, sklo, keramika, plnivo, zemědělství  vápence: výroba cementu Cement production Rank Country Capacity (Mt) 1 China 1452 2 India 301 3 USA (inc. Puerto Rico) 114 4 Turkey 82 5 Russia 80 6 Vietnam 73 7 Iran 71 8 Japan 70 9 Brazil 69 10 Pakistan 65 Above - Table 2: Top 10 global cement producing countries by installed capacity. Source: USGS Mineral Programme Report 2011. Rank Company/Group Country Capacity (Mt/yr) No. of plants 1 Lafarge France 225 166 2 Holcim Switzerland 217 149 3 CNBM China 200 69 4 Anhui Conch China 180 34 5 HeidelbergCement Germany 118 71 6 Jidong China 100 100 7 Cemex Mexico 96 61 Cement Country 1999 2000 2001 2002 2003e Total 1 600 000 1 660 000 1 730 000 1 840 000 1 950 000 1 China 573 000 597 000 661 040 725 000 813 190 2 Indiae 90 000 95 000 100 000 102 000 110 000 3 United States, including Puerto Rico7 87 777 89 510 90 450 91 266 94 329 4 Japan 80 120 81 097 76 550 71 828 71 000 5 Korea, Republic of 48 157 51 255 52 046 55 514 59 199 6 Spain, including Canary Islands 35 782 38 115 40 512 42 500 42 000 7 Russia 28 400 32 400 35 300 37 700 41 000 8 Italy 37 299 38 925 39 804 40 000 38 000 9 Brazil 40 270 39 208 38 927 38 027 37 980 10 Indonesia 23 925 27 789 31 300 34 640 35 000 34 Belgium 7 277 7 150 7 500 8 000 8 000 47 Austria 3 817 3 776 3 863 3 800 3 800 52 Czech Republic 4 241 4 093 3 550 3 500 3 500 57 Slovakia 4 718 3 045 3 123 3 100 3 100 slínek (clinker) Výroba cementu Výroba vápna Pálení vápence probíhá při teplotě 900 - 1100°C podle následující rovnice: CaCO3 -> CaO + CO2 Hašení vápna CaO + H2O -> Ca(OH)2 Tvrdnutí vápna Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O Ložiska karbonátů: v různých geologických útvarech (křída, ...), pasivní okraje kontinentů, šelfy Producenti: Německo, Belgie, Francie, ČR, ... (Holcim, HeidelbergCement Group) Fosfáty  ložiska magmatická – apatit Ca5(PO4)3(OH,F,Cl): Chibinský komplex, karbonatity s apatitem – Afrika (Evate, Mosambik) …  ložiska sedimentární – fosfority (biochemická, biogenní) pobřeží J.Afriky, Namibie zásoby: Montana, Utah – perm, Florida – miocén, severní Afrika – Maroko: 250 km dlouhé pásmo, P2O5 = 27-33 % Phosphate production Halit, draselné soli  minerály: sylvín KCl carnalit KCl . MgCl2 . 6H2O kainit KCl . MgSO4 . 3H2O  polyhalit, epsomit,  produkce: Kanada 26% těžby a téměř polovina zásob, Německo 17%, USA 6%, Izrael 4,9%, Rusko Ložiska: evapority (sedimentární chemická) Síra ložiska: infiltrační, biochemická, vulkanogenní, vznik při zpracovávání sulfidů, při úpravě zem. plynu a ropy těžba: „Frasch method“ – vtláčení páry a rozpouštění síry Hlavní producenti: země zpracovávající uhlovodíky a rudy (rafinace ropy, oxidace sulfidů) , těžba přírodních ložisek síry: Polsko, Indonesie, Texas Texas – infiltrační ložiska síry Indonesie, Jawa Kawah Ijen - síra Fluorit – CaF2 zdroje: hydrotermální ložiska (Čína, Mongolsko, …, ČR použití: metalurgie, HF, UF6 (obohacování uranu) Drcené kamenivo, štěrk, písek typická lokální surovina tvar zrna důležitý, vyrábí se různé zrnitostní frakce: 0-4, 4-16, ... Těžba, třídění National aggregates production in the United States with projections to 2020, based on growth rate of 1.0% for stone and 0.5% for sand and gravel. Credit: U.S. Geological Survey úprava na ložisku Aerial view of the Suzio York Hill crushed stone quarry located near Meriden, Conn. Credit: U.S. Geological Survey Stavební kámen dimension stone - vlastnosti: nezvětralé horniny, nízká nasákavost, leštitelnost, pevnost - normy Produkce Sádrovec Hlavní producenti (rok 1998): USA 18,3 % Írán 9,6 % Thajsko 9,2 % Kanada 9,2 % Španělsko 8,9 % Čína 7,9 %zdroje: 1) evapority 2) odsíření elektráren Odsíření – zdroj sádrovce Jíly jíly – žáruvzdorné (vysoký obsah kaolinitu), keramické montmorillonitové jíly (bentonit) kaolín – reziduální ložiska „kaolínové pásmo“: Georgia, Alabama Anglie: Cornwall, Devon sedimentární a reziduální ložiska Asbesty Mg3(Si2O5)(OH)4 Chrysotile and asbestos amphiboles : two different fibre types Chrysotile comes from the serpentine group, whereas the other fibre types, tremolite, amosite, crocidolite, actinolite and anthophyllite, are part of the amphiboles group. All these fibres are non-flammable. The major difference between chrysotile and amphiboles is related to its chemical composition, its acid-resistant properties and its effects on health. In contrast with amphiboles, Chrysotile does not persist in the lungs after inhalation; it is quickly eliminated by the body. A prolonged exposure to high concentrations of chrysotile fibres is required for a clinical manifestation of pulmonary damage to appear. In the past, such high exposures were frequent; it is no longer the case today. On the other hand, because of their toxicity and their high biopersistence, amphiboles are mainly responsible for mesothelioma and pulmonary deceases even caused after a short or moderate exposure. Today, chrysotile is the only asbestos fibre commercialized. tremolit Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2 chrysotil Asbest - produkce World production Estimated production (tonnes) for 1999 Russia 870 000 China 360 000 Canada 220 000 Brazil 210 000 Kazakhstan 200 000 Zimbabwe 170 000 Other 50 000 Total 2 080 000 Sources: Natural Resources Canada, U.S. Geological Survey, The Chrysotile Institute World consumption Estimated consumption (tonnes) for 2003 Far East 880 000 Russia and Central Asia 530 000 Middle East and Indian sub-continent 320 000 Africa 80 000 Central and South America 180 000 NorthAmerica 50 000 Europe 40 000 Total 2 080 000 Source: The Chrysotile Institute Těžba v Brazílii Cana Brava - Brazílie Kanada LAB Chrysotile Inc. - Canada Diatomit Monterey Formation diatomite A scanning electron microscope image of diatom skeletons clearly showing their porous nature (image by Dr. Rick Behl). Diatomit - použití USES Oil, water and chemical absorbent Pet litter Fertiliser (anti-caking) agent Pesticide manufacturing Horticultural potting mix and soil conditioner Hydroponic medium Agricultural chemical carrier Dessicant Filtration for food and beverage manufacturing Swimming pool filtration Filler for paint/rubber/plastics Lightweight building material Cement and concrete additive Refractory Mild abrasive Ca(OH)2 + H4SiO4 → Ca2+ + H2SiO4 2- + 2 H2O → CaH2SiO4 · 2 H2O puzzolanic reactions kys.ortokřemičitá, zastupuje koloidní roztok Country 1999 2000 2001 2002 2003e Algeria 3 3 e 3 3 3 Argentina 34 r 18 r 28 r 23 r 20 Australiae 20 20 20 20 20 Brazil, marketablee 13 r 13 r 13 r 13 r 13 Chile 14 13 23 30 r 30 Chinae 340 350 350 370 380 Colombiae 4 4 4 4 4 Commonwealth of Independent Statese, 3 80 80 80 80 80 Costa Rica 18 35 26 26 25 Czech Republic 37 34 83 r 28 r 30 Denmarke, 4 185 234 r 231 r 231 r 232 Francee 80 75 75 75 75 Iceland 28 28 30 r 31 r, e 30 Irane, 5 4 6 5 5 5 5 Italye 25 25 25 25 25 Japane 190 190 180 r 180 r 180 Kenya 1 r (7) r (7) r 1 r 1 Korea, Republic of 30 34 28 21 r 21 Macedoniae 5 r 5 5 5 5 Mexico 65 96 69 62 r 60 Perue 35 35 35 35 35 Poland 1 1 1 1 1 Portugale 2 2 2 2 2 Romania 12 9 10 r 20 r 20 Spaine, 8 36 35 35 35 35 Thailand 2 (7) 1 r 1 r 1 United States9 747 677 644 624 620 6 Total 2 010 r 2 020 r 2 010 r 1 950 r 1 950 7 Less than 1/2 unit. 8 Includes tripoli. 9 Sold or used by producers. DIATOMITE: WORLD PRODUCTION, BY COUNTRY 1, 2 (Thousand metric tons) 3 Information is inadequate for formulation of reliable estimates for individual countries. 4 Data represent "extracted moler" (reported cubic meters times 1.5). Contains about 30% clay. 5 Data are for Iranian years beginning March 21 of that stated. 6 Reported figure. e Estimated. r Revised. 1 World totals, U.S. data, and estimated data are rounded to no more than three significant digits; may not add to totals shown. Purity and moisture content are generally not reported or estimated. 2 Table includes data available through April 4, 2004. Diatomit Mastek a pyrofylit Mg3Si4O10(OH)2 pyrofylit - Al2Si4O10(OH)2 Mastek, pyrofylit - použití Uses Ground talc is used as an ingredient in ceramics, paper, paint, roofing, plastics, cosmetics, talcum and baby powders, and a variety of other assorted uses such as making rubber and plastics. Ground pyrophyllite is used in the production of ceramics, heat-resistant products called fractories, and paint. Soapstone was once used to make chemical-resistant sinks and countertops for laboratories. Before the days of furnaces, blocks of soapstone were heated on stoves and used as bed warmers. plniva (fillers) zdroje: metasomatická přeměna magnezitu, dolomitu, metamorfně-hydrotermální žíly v ultra- a bazických horninách USA, Indie (velmi čistý), Čína, Rusko, Evropa Baryt BaSO4 zdroje: hydrotermální ložiska Baryt Country 1999 2000 2001 2002 2003e Chinae 3 500 000 3 500 000 3 600 000 3 100 000 3 500 000 India 360 000 840 000 850 000 600 000 700 000 United States8 434 000 392 000 400 000 420 000 468 000 Morocco 328 945 343 557 471 102 469 934 356 394 Mexico 157 953 127 420 142 017 163 620 255 961 Iran3 183 850 185 000 195 539 179 652 150 000 Thailand 76 092 56 180 23 559 137 469 130 000 Germany, marketable Ba2SO4 e 120 000 120 000 120 000 120 000 120 000 Turkey, run of mine 150 058 120 893 53 373 106 843 110 000 Bulgariae, 6 120 000 120 000 100 000 90 000 75 000 France 75 000 75 000 75 000 75 000 75 000 Korea, Northe 70 000 70 000 70 000 70 000 70 000 Russiae 60 000 60 000 60 000 60 000 60 000 United Kingdom 59 000 55 000 60 000 60 000 60 000 Brazil, beneficiated 44 906 53 741 54 790 54 895 55 000 Algeria 50 150 51 925 43 020 51 733 49 995 Kazakhstan5 13 300 14 000 45 000 46 000 40 000 Belgiume 30 000 30 000 30 000 30 000 30 000 Spain, marketable Ba2SO4 26 000 26 000 26 000 26 000 26 000 Italye 25 000 25 000 25 000 25 000 25 000 Pakistan 20 505 21 234 22 000 25 000 25 000 Canada 123 000 67 000 23 000 19 000 23 000 Australiae 18 000 20 000 20 000 -- 20 000 Burma 24 651 30 370 -- 18 000 20 000 Georgiae 15 000 15 000 15 000 15 000 15 000 Slovakia, concentrate 16 000 14 000 14 000 11 000 14 000 Total world 6 160 000 6 490 000 6 590 000 6 020 000 6 520 000 produkce ve světě v tunách Zeolity natrolit – Na2Al2Si3O10-2H2O chabazit stilbit klinoptylolit phillipsit KCaAl3Si5O16 - 6H2O zdroje: hydrotermální přeměna vulk.skel, sedimentární a diagenetické procesy, John Day Formation (Oregon) - USA, Maďarsko, Japonsko, Kuba, Itálie Struktury zeolitů Zeolity - využití The shape of para-xylene means that it can diffuse freely in the channels of silicalite Adsorption and Separation The shape-selective properties of zeolites are also the basis for their use in molecular adsorption. The ability preferentially to adsorb certain molecules, while excluding others, has opened up a wide range of molecular sieving applications. Sometimes it is simply a matter of the size and shape of pores controlling access into the zeolite. In other cases different types of molecule enter the zeolite, but some diffuse through the channels more quickly, leaving others stuck behind, as in the purification of paraxylene by silicalite. Sodium Zeolite A, used as a water softener in detergent powder Ion Exchange The loosely-bound nature of extra-framework metal ions (such as in zeolite NaA, right) means that they are often readily exchanged for other types of metal when in aqueous solution. This is exploited in a major way in water softening, where alkali metals such as sodium or potassium prefer to exchange out of the zeolite, being replaced by the "hard" calcium and magnesium ions from the water. Many commercial washing powders thus contain substantial amounts of zeolite. Commercial waste water containing heavy metals, and nuclear effluents containing radioactive isotopes can also be cleaned up using such zeolites. Abrazíva  „high grade“: diamant, korund, granát,  silikátová (kvarcity, silicity, křemen, diatomit, pemza)  ostatní (bauxit, magnezit, živec, křída, kaolín, mastek, SiC, Green Silicon Carbide Diamanty Nejhlubší povrchový důl na diamanty Big Hole v Kimberly nejproduktivnější ložisko Argyle, Austrálie Diamantonosné terény Mapa distribuce ložisek diamantů (Levinson et al., 1992). Těžba diamantů Země Karáty (vtisících) Cena ($ m) Angola 5871 803 Austrálie 26070 294 Botswana 26416 2194 Brazílie 550 22 Čína 150 15 Ghana 450 11 Guinea 754 128 Jižní Afrika 11301 1145 Kanada 3685 531 Kongo 19637 496 Namíbie 1502 322 Rusko 20500 165 Sierra Leone 375 68 Tanzánie 191 28 Venezuela 325 41 Celkově 110176 7253 Argyle, Austrálie mine de Jwaneng (kimberlite; Botswana) Diamanty – ložiska ve světě