Сравнительная характеристика некоторых минеральных соединений Восточного Казахстана

Создание новых экологически чистых и эффективных препаратов на основе природных минеральных соединений для лечения и профилактики болезней животных является одной из важных задач современной ветеринарной науки. Значимым направлением для этих целей является использование цеолитов и бентонитов.

В Восточном Казахстане имеются несколько месторождений цеолитов и бентонитовых глин.

Цеолит - минерал, относящийся к группе алюмосиликатов. Действует положительно на рост и развитие молодняка сельскохозяйственных животных, обладает высокой сорбционной активностью в отношении токсинов, солей тяжелых металлов, патогенной микрофлоры, интенсифицирует обменные процессы в организме. Цеолит повышает продуктивность и сохранность животных, снижает число мертворожденных и гипотрофиков, заболеваемость болезнями неонатального (молозивного) периода. Механизм действия цеолитов связан с нормализацией содержания и соотношения микро- и макроэлементов, поддержания взаимодействия всех систем организма и процессов метаболизма [1, 2, 3, 4].

Несмотря на значительное количество работ о полезном действии цеолитов в животноводстве в странах ближнего и дальнего зарубежья, исследования в Казахстане проводятся недостаточно. Хотя только в Восточном Казахстане имеются два крупных месторождения цеолитов - «Тайжузгенское» и «Багратион», каждое объемом в несколько миллионов тонн.

Таганское месторождение бентонитовых глин расположено в Зайсанской котловине в Восточном Казахстане. Бентонитовые глины представляют собой тонкодисперсные глины, состоящие преимущественно из минералов группы монтмориллонитов. Данные природные соединения обладают высокой связывающей способностью, адсорбционной, каталитической и антимикробной активностью.

На основе бентонитовых глин в медицине получают гели – высоковяжущие жидкости, способные образовывать на поверхности кожи или слизистых оболочек ровную, несползающую сплошную пленку. Среди глинистых минералов бентониты обладают наибольшими набухающими гелеобразующими свойствами [5, 6].

Установлено положительное действие бентонитов при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных и птицы. Минеральное соединение при добавлении в рацион улучшает белковый и минеральный обмен, повышает привесы и сохранность поголовья [7, 8].

Целью исследований явилось изучение химического состава и структуры цеолитов месторождения «Багратион» и бентонитов Таганского месторождения.

Материалы и методы

Объектом исследования служили пробы цеолитов и бентонитов указанных месторождений. Работа выполнялась в лаборатории инженерного профиля «Ipretaс» Восточно-Казахстанского государственного технического университета им. Д. Серикбаева совместно с инженерами-исследователями С.Н. Полежаевым и А.Б. Садибековым.

Химический состав цеолитов и бентонитов изучали на масс-спектрометре с индуктивно-связной плазмой ICP-MS Agilent 7500 CX. Структурный анализ соединений определяли на растровом электронном микроскопе ISM-6390-LV с системой энерго-дисперсионного микроанализа.

Бентонит высушивали в сушильном шкафу при температуре 180–200°С в течение 1 часа и измельчали на вибромельнице до состояния тонкодисперсионного порошка. Последний наиболее применим для создания бентонитовых гидрогелей.

Результаты исследований

Результаты исследований показали, что цеолиты месторождения «Багратион» представляют собой мелкодисперсный порошок светло-серого цвета, без вкуса и запаха. При изучении химического состава выявлено, что данный минерал содержит оксид кремния (56,4%), оксид алюминия (24,6%), оксид железа (3,65%). Оксиды остальных химических элементов содержатся в меньшем количестве (таблица).

Основную часть в бентонитовых глинах составляют оксид кремния (62,20%) и оксид алюминия (25,30%). Содержание оксидов железа, кальция, магния, серы, натрия, калия, фосфора, марганца и титана незначительно.

Химический состав цеолитов и бентонитов

Химические соединения	Содержание в цеолитах, %	Содержание в бентонитах, %
SiO 2 – оксид кремния (IV)	56,40	62,20
Al 2 O 3 – оксид алюминия	24,60	25,30
Fe 2 O 3 – оксид железа (III)	3,60	1,90
CaO – оксид кальция	1,60	0,60
MgO – оксид магния	1,90	1,80
SO 3 – оксид серы (VI)	0,12	0,11
Na 2 O – оксид натрия	1,70	2,10
K 2 O – оксид калия	3,90	0,70
P 2 O 5 – оксид фосфора (V)	0,12	0,17
MnO – оксид марганца (II)	0,10	0,21
TiO 2 – оксид титана (IV)	4,90	0,60

Важнейшей особенностью изучаемых минеральных соединений является их дисперсность – определяющий фактор технологичности и применения.

При электронно-микроскопическом исследовании цеолита (х3000) установлено, что частицы минерала имеют размеры преимущественно от 2 до 5 мкм, слегка уплощенной формы, толщиной 1–2 мкм (рис. 1).

Рис. 1 . Цеолиты месторождения «Багратион»

Электронно-микроскопическое исследование измельченного бентонита показало, что минерал состоит из частиц размером от 2 до 10 мкм различной формы. У некоторых крупных частиц рыхлая структура (рис. 2).

Рис. 2. Бентонит Таганского месторождения

Заключение

Полученные результаты показали, что основным элементом цеолитов и бентонитов является оксид кремния. Данное соединение играет важную роль в построении соединительных тканей организма, костей, хрящей и кровеносных сосудов, необходимо для образования коллагена и кератина, клеток кожи и волос. Исходя из этого, цеолиты и бентониты являются эффективными средствами профилактики микроэлементозов у животных.

Кроме того, в структуре бентонитов слои со слабой связью между ними, что облегчает проникновение воды и лечебных компонентов. Вследствие этого бентониты обладают выраженными эмульгирующими свойствами и хорошо смешиваются с любыми добавками, что значительно расширяет биологический потенциал использования данной группы минералов.

Цеолиты и бентониты месторождений Восточного Казахстана имеют сходные химический состав и физическую структуру. Минеральные соединения являются приемлемыми для использования в качестве минеральных кормовых добавок и основ при создании ветеринарных лечебно-профилактических препаратов.