Новый вид минерального сырья – «Карбосил»

НПФ «Геос», начиная с 1994 года, ведет разработку Хворостянского месторождения, находящегося в 30 км от г. Губкина Белгородской области. Установлено, что этот участок представляет собой кору выветривания на мергельно-меловых породах сантонского яруса, образовавшуюся в неогеновое время. По результатам поисково-оценочных пород выявлено, что в толще пород снизу вверх происходит увеличение кремнезема общего, в том числе аморфного, с одновременным уменьшением содержания CaO. Что обуславливает для отложений сантонского яруса характерный постепенный переход мергеля мелоподобного в мергель натуральный и далее в прослои известковистых опок и мергеля опоковидного. Эта толща пород относится к остаточным образованиям по первичным морским биогенным осадкам пород, в последующем претерпевшим эпигенные метасоматические преобразования [1, 2].

Данные природные химические процессы способствовали образованию сотовой структуры массива, в которой остаточный карбонат кальция в большей степени пропитан аморфным кремнеземом и вновь образованными минералами – цеолитом и монтмориллонитом. В количественном отношении доля цеолита в материале составляет 20–25 %, бентонита – 15–20 %, опала – 10–15 % и карбоната кальция – 45–50 %. Особенностью перечисленных минералов является дефектность их кристаллической решетки, которая и предопределяет их высокую сорбционную и биологическую активность.

Цеолиты, используемые в медицинской практике, относятся к подклассу трехмерных каркасных © Поддубный А. П., Чигарев А. Г., 2008 алюмосиликатов. Их кристаллическая решетка построена из четырех, пяти и более многочисленных колец, образованных кремнекислородными тетраэдрами. В части этих тетраэдров атом кремния замещен алюминием. Возникшие при этом отрицательные электрические заряды каркаса кристаллической решетки компенсируются, в основном, катионами натрия, кальция и калия. В результате такого строения во внутрикристаллическом пространстве цеолитов образуется система соединенных между собой микрополостей, в которых располагаются обменные катионы и молекулы воды.

Пористая открытая микротекстура цеолитов определяет их полезные свойства: адсорбционные, молекулярно-ситовые, ионообменные и каталитические. В водной среде цеолиты легко обменивают свои катионы на другие, находящиеся в растворе. При адсорбции или ионном обмене цеолиты избирательно извлекают определенные молекулы или ионы и отдают другие. При этом реакционная способность многих адсорбированных цеолитами молекул резко и избирательно увеличивается, в результате чего цеолиты проявляют каталитическую активность во многих реакциях при синтезе различных продуктов.