Руды и минералы цветных металлов
Основным сырьем для получения цветных металлов являются руды. Рудой называется такая горнаяпорода , из которой данный металл может быть извлечен с экономической выгодой при определенной его концентрации в этой горной породе. Минимальное содержание металла в руде не остается постоянным, а зависит от уровня развития техники в данной отрасли металлургии. Так, до недавнего времени считалось, что минимальное содержание меди в руде должно быть выше 1 %. Однако с развитием методов обогащения этот минимум в настоящее время снижен до 0,5-0,8 %..
При формировании земной коры металлы распределились неравномерно - они скопились в некоторых ее участках и образовали рудные месторождения. Средние содержания металлов (кларки ) в земной коре, взятой до глубины 16 км, весьма невелики. Сравнивая, например, среднее содержание меди в рудах (около 1 %) с кларком меди (0,01 %), легко убедиться, что рудные месторождения встречаются нечасто.
Горные породы и руды состоят из минералов. Минерал - природное химическое соединение, представленное приблизительно однородным по составу и физическим свойствам телом, или минерал- это физически и химически индивидуализированная составная часть земной коры. Минералы в большинстве своем - твердые кристаллические вещества, они различаются по составу, цвету, блеску, плотности, твердости и иным признакам. Известно около 3000 минеральных видов: наиболее распространены силикаты, фосфаты и их аналоги, сульфиды и их аналоги, оксиды и гидроксиды. Минералы, содержащие ценные элементы, извлекаемые при комплексной переработке, считают рудными, а остальные - пустой породой .
По химическому составу руды подразделяют на следующие виды:
1) самородные, в которых основной металл присутствует к свободном состоянии (Au, Cu, Pt, Hg );
2) окисленные , в которых основной металл находится в виде кислородного соединения, карбоната, гидрата;
3) сульфидные , в которых основной металл находится в виде сульфидного соединения.
Руды называют по извлекаемым из них металлам, например, медная, свинцовая, никелевая руда и дополнительно - по преобладающему типу минералов: сульфидная, окисленная, самородная. Руды, служащие сырьем для получения нескольких металлов, называют комплексными или полиметаллическими .
К типичным представителям самородныхруд относятся золотосодержащие, а также содержащие самородную медь, платину (обычно в виде сплавов), серу.
Окисленные руды состоят главным образом из оксидов. В них мало серы, в большом количестве содержится кварц(породообразующий и жильный минерал, диоксид кремния SiO 2 ), а также присутствуют различные силикаты (соли кремниевой кислоты H 2 SiO 3 ). Окисленные руды широко используют в производстве никеля, алюминия, титана, вольфрама, урана, ниобия, тантала и др.
Познакомимся с рудами и минералами основных цветных металлов.
Медь . В природе встречается в виде соединений с серой или кислородом, изредка в виде самородной меди. Обычное содержание меди в рудах от 0,7 до 3 %, более богатые встречаются редко. Главные минералы халькопиритCuFeS 2 (медный колчедан), халькозинCu 2 S (медный блеск), борнитCu 5 FeS 4 . Сульфидные медные руды обогащают флотацией, получая концентраты, содержащие 11-35 (иногда до 55) % меди. В медных сульфидных рудах, наряду с медными минералами, присутствуют минералы цинка (сфалеритZnS ), свинца (галенитPbS ) и благородные металлы (2-5 г/т Au, 10-60 г/т Ag ). В медно-никелевых рудах, кроме меди и никеля, присутствуют в промышленных количествах минералы кобальта и платиноидов.
Никель . В природе встречается в виде сульфидных медно-никелевых руд (минералпентландит(Fe,Ni) 9 S 8) и окисленных руд (минерал гарниеритNi 4 Si 4 O 10 (OH) 4H 2 O). На окисленные руды приходится около 80 % мировых запасов никеля, однако более 60 % от его мирового производства получают из сульфидных руд. Содержание никеля в сульфидных рудах колеблется в пределах 0,3-5,5 %, меди 0,6-10 %, кобальта до 0,2 %. В окисленных никелевых рудах медь иногда присутствует, но в очень незначительных количествах. Ценность этих руд определяется не только содержанием в них никеля, но и кобальта.. По химическому составу минералов пустой породы окисленные никелевые руды подразделяются на железистые и магнезиальные. В них содержится 0,7-4 % никеля, кобальта - на порядок меньше.
Свинец . В рудах встречается в виде множества различных минералов, важнейший из которых - галенитPbS (свинцовый блеск ). Перерабатывают и руды окисленных минералов свинца - церуссита PbCO 3 и англезита PbSO 4 , однако преобладающее количество металла получают из сульфидных руд: свинцово-цинковых или медно-свинцовых. В свинцовых сульфидных рудах цинкнаходится в виде минералов сфалерита и вюрцита ZnS, называемых также цинковой обманкой , железо- в виде пирита, реже - пирротина, а серебропредставлено преимущественно аргентитом Ag 2 S . В окисленных рудах цинк находится в виде смитсонита ZnCO 3 , серебро - в виде металла или AgCl, медь - в малахите Cu 2 CО 3 (OH) 2 или азурите Cu 3 (CO 3) 2 (OH) 2 . В полиметаллических свинцовых рудах обычно встречаются золото, серебро, висмут, сурьма, мышьяк, кадмий, олово, галлий, таллий, индий, германий, селени теллур. Непосредственно из руд свинецтеперь не выплавляют, а используют концентраты., полученные флотационным обогащением сульфидных руд. Более трети металла выплавляют из вторичного свинца: отходов листового свинца и сплавов, аккумуляторного и кабельного лома и др.
Цинк . В природе широко распространен: важнейший минералсульфидных руд - сфалерит. Богатую железом (до 26 %) разновидность сфалерита называют марматитом . Кроме того, сфалериты содержат в небольших количествах кадмий, золото, серебро. Свинец, медь и железонаходятся в сульфидных цинковых рудах также в виде соединений с серой: галенита, халькопирита и пирита. Флотационным обогащением из комплексной руды последовательно выделяют свинцовый, медный, цинковый и пиритный концентраты. При обогащении окисленных руд получают концентраты, содержащие цинкпреимущественно в виде смитсонита и каламина (силикат состава Zn 2 SiO 4 H 2 O ).
Олово . Из минералов олова промышленное значение имеют касситерит (оловянный камень ) SnO 2 и в меньшей степени - станнин , минералкласса сульфидов Cu 2 FeSnS 4 . В оловянных рудах содержится от 0,1 до 5 % Sn . В результате обогащения получают концентраты, содержание олова в которых составляет от 15 до 60 % в зависимости от состава исходной руды.
Алюминий . По распространенности в природе занимает первое место среди металлов. Основным сырьем являются бокситы : горная порода, состоящая в основном из гидроксидов алюминия (минералы гиббсит(гидраргиллит) Al 2 O 3 3H 2 O , бемитAl 2 O 3 H 2 O , диаспорAl 2 O 3 H 2 O) и различных примесей: оксидов и гидроксидов железа, титана, карбонатов, минералов кремнезема (кварци др.), глинистых минералов и пр. Нередко в бокситах отмечается повышенное содержание редких элементов (ванадия, галлия и др.). Бокситы подразделяют на марки по содержанию глинозема (от 28 до 52 % и выше) и кремниевому модулю . Последний - отношение Al 2 O 3 к SiO 2 (по массе) - изменяется от 2,1 до 12. Качество (сортность) бокситов (при равном содержании глинозема) тем выше, чем выше кремниевый модуль. Кроме бокситов, для производства алюминия используют нефелино- и алунитсодержащие породы, в которых алюминийнаходится в минералах нефелине (Na,K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 и алуните (Na,K) 2 SO 4 Al 2 SO 4 4Al(OH) 3 . К рудам алюминия относятся также бесщелочные алюмосиликаты: кианиты, каолины и глины.
Магний. В природе широко распространен, кларкего 2,35 %. Существенная доля запасов магния (1,8510 15 т) находится в воде морей и океанов, содержащей в среднем, %: 0,3 MgCl 2 ; 0,04 MgBr 2 ; 0,18 MgSО 4 . Однако из-за малой концентрации добыча магния из морской воды обходится дорого. К основным видам ископаемого сырья, пригодного для производства магния, относятся карналлитMgCl 2 KCl 6H 2 O , карбонаты магния - магнезитMgCO 3 и доломит, а также бишофитMgCl 2 6H 2 О. Карналлит - гигроскопическая ископаемая соль, содержащая в виде примесей хлориды калия и натрия, бромиды и пр. (карналлитовая породаили естественный карналлит содержит, например, %: 19 KСl ; 24 MgCl 2 ; 24 NaС1, 30 H 2 O и 2,4 нерастворимого остатка). Электролизом расплавленного обезвоженного карналлита получают основное количество магния. Термическим способом получают магнийиз магнезита и доломита. Для производства магния используют каустический магнезит, представляющий собой оксид магния MgO, который получают путем обжига природного магнезита при 700--900 0 С. Доломит содержит примеси кварца, кальцита, гипса CaSO 4 2H 2 O и др. При получении магния его, как и магнезит, предварительно обжигают, в результате чего образуется смесь оксидов MgO и СаО . Бишофит является перспективным сырьем для получения магния.
Титан. Среди конструкционных металлов по распространенности в земной коре занимает четвертое место, уступая железу, алюминию и магнию. Его важнейшие минералы - рутил (одна из кристаллических модификаций диоксида титана TiO 2 ) и ильменит (титанистый железняк FeTiO 3 ). Природный рутил содержит до 10 % примесей оксидов железа и других металлов, которыми он окрашен в бурый, красный или синеватый цвет. Содержание титана в рутиле выше, чем в ильмените, но промышленное значение рутила ниже, так как он более рассеян в других породах, чем ильменит. Ильменит находится в рудах двух типов: коренных ильменит-титано-магнетитовых (Кусинское месторождение) и рассеянных рутил-ильменит-цирконовых (Самотканское месторождение). В результате обогащения последних получают три вида концентратов: рутиловый, ильменитовый и цирконовый.
Вольфрам. В природе встречается главным образом в виде минералов вольфрамита (Fe,Mn)WO 4 и шеелита СаWO 4 . При преимущественном содержании в вольфрамите железа минералназывают ферберитом , марганца - гюбнеритом. Вольфрамовые руды содержат до 1-1,5 %, чаще 0,3-0,5 % WО 3 . Вольфрам в рудах часто ассоциируется с оловом (в виде касситерита), а также с минералами молибдена, висмута, мышьяка и меди. Главная масса пустой породы состоит из кварца. Вольфрамитовые руды обогащают гравитационным и магнитным способами, а шеелитовые - флотацией. В концентратах содержится 60-65 % WO 3 .
Молибден. Из известных минералов молибдена главное промышленное значение имеет молибденит (молибденовый блеск ) МоS 2 : около 99 % молибдена получают из молибденитовых руд, в том числе медно-молибденовых. Молибдену в рудах часто сопутствуют олово, вольфрам, мышьяк, медь и висмут; в медно-молибденовых рудах молибден- спутник меди. Пустая породамолибденовых руд представлена в основном кварцем, серицитом KAl 2 (OH) 2 и флюоритом (плавиковый шпат СаF 2 ). Руды обычно содержат 0,1-0,2 % Мо , а медно-молибденовые - 0,03-0,05 % Мо и до 2 % Сu . Медно-молибденовые и особенно молибденитовые руды хорошо флотируются: из медно-молибденовых руд извлечениемолибдена в концентрат составляет 50-70 %, из молибденитовых - достигает 90 %. Содержание молибдена в концентратах обычно составляет 47-50 %.
В молибдените часто присутствует изоморфная примесь рения. Хотя содержание рения достигает лишь 0,0004-0,02 %, тем не менее молибденитовые руды - главный вид сырья для извлечения этого рассеянного металла.
Ниобий и тантал . В эксплуатируемых рудах тантала и ниобия содержание суммы Ta 2 O 5 +Nb 2 O 5 составляет 0,003-0,2 %. Общее содержание тантала в земной коре в 8 раз меньше, чем ниобия. Основные минералы - танталоколумбит(Fe,Mn)[(Ta,Nb) 2 O 3 ] 2 , пирохлор(Na,Ca)(Nb,Ta) 2 O 6 (F, OH), лопарит(Na,Ca,Ce) 2 (Ta,Nb) 2 O 6 . В результате обогащения таких руд получают концентраты тантала, содержащие 40-65 % Ta 2 O 5 , и ниобия, содержащие 50-60 % Nb 2 O 5 .
Алюминий.
Алюминий.
Главное сырье алюминиевой промышленности это бокситы. Бокситы перерабатываются на глинозем. Затем из криолит-глиноземного расплава получают алюминий. Преимущественно бокситы распространены во влажных тропиках и субтропиках. Где протекают процессы глубокого химического выветривания горных пород.
Сорок два процента мирового запаса бокситов располагает Гвинея. Затем идёт Австралия - 18,5%, Бразилия - 6,3%, Ямайка - 4,7%, Камерун -3,8% и Индия - 2,8%. Первое место занимает Австралия по масштабам добычи - 42,6 млн. т в 1995г. Основные добывающие районы - Западная Австралия, север Квинсленда и Северная территория.
В России бокситы добываются в Ленинградской области, на Урале, Тиммане.
Добыча бокситов, в США в ведется открытым способом в Алабаме, Арканзасе и Джорджии. Суммарный объем составляет 35 тыс.т в год.
Магний.
Сравнительно недавно в промышленности стал применяться магний. Значительная часть получаемого магния во время второй мировой войны шла на изготовление зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет и других боеприпасов. Главная область его применения в мирное время - производство легких сплавов на основе магния и алюминия (магналин, дуралюмин). По своим физическим свойствам магнийалюминиевые сплавы - литейные (4-13% магния) и деформируемые (1-7% магния) прекрасно подходят для получения кованых деталей и фасонных отливок в разных отраслях машиностроения и приборостроения.
В 1935г. мировое производство магния составило 1,8 тыс.т. В 1943 - 238 тыс.т, в 1988 - 364 тыс.т. . Кроме того, в 1995г. было произведено около пяти млн.т соединений магния. Практически неограниченны и приурочены ко многим районам земного шара запасы сырья, пригодного для получения магния и его многочисленных соединений. Широко распространены в природе содержащие магний доломит и эвапориты (карналлит, бишофит, каинит и др.). Установленные мировые запасы магнезита оцениваются в двенадцать миллиардов тонн. Брусита - в несколько миллионов тонн. Соединения магния в природных рассолах могут содержать миллиарды тонн этого металла.
В 1995 г. около сорока одного процента мирового производства металлического магния и двенадцати процентов его соединений приходится на долю США. Турция и КНДР крупные производители металлического магния. Крупные производители соединений магния - Россия, Китай, КНДР, Австрия, Турция и Греция.
В США металлический магний производится в штатах Техас, Юта и Вашингтон. Оксид магния и другие его соединения получают из морской воды в Калифорнии, Флориде, Делавэре, и Техасе. Из подземных рассолов в Мичигане. Также путем переработки оливина в Северной Каролине и Вашингтоне. Неисчерпаемые запасы магнезиальных солей заключены в рапе залива Кара-Богаз-Гол.
Медь
Один из самых распространенных и наиболее ценный цветных металлов и наиболее ценный это медь. Электротехническая промышленность является крупнейшим потребителем меди. Она использует медь для силовых кабелей, телеграфных и телефонных и проводов, а также в генераторах, электродвигателях и коммутаторах. Применяется медь ещё в автомобилестроении и строительстве. Она расходуется на производство бронзы, латуни и медно-никелевых сплавов.
Для получения меди наиболее важным сырьем является халькопирит и борнит (сульфиды меди и железа), халькозин (сульфид меди). Также самородная медь. В первую очередь окисленные медные руды состоят из малахита (карбоната меди). Часто обогащается на месте добытая медная руда. Затем рудный концентрат направляется на медеплавильный завод. Далее - на рафинирование для получения чистой красной меди. Распространенный и дешевый способ переработки многих медных руд - гидрометаллургический: жидкостная экстракция и электролитическое рафинирование черновой меди.
В пяти регионах мира преимущественно распространены медные месторождения. Они находятся: в Скалистых горах США; докембрийском (Канадском) щите в пределах штата Мичиган (США) и провинций, Онтарио, Квебек и Манитоба (Канада); на западных склонах Анд, особенно в Перу и; Чили на Центрально-Африканском плато - в медном поясе Замбии и Демократической Республики Конго. Также в России, Узбекистане, Казахстане и Армении. В 1995г основные производители меди: Чили - 2,5 млн. т, США - 1,89 млн. т, Канада -730 тыс. т, Индонезия -460 тыс. т, Перу 405 тыс. т, Австралия 394 тыс. т, Польша - 384 тыс. т, Замбия - 342 тыс. т, Россия - 330 тыс. т.
Медные руды в США добываются в основном в Аризоне, Нью-Мексико, Мичигане, Юте и Монтане. Добывается и перерабатывается 77 тыс. т медной руды в сутки на крупнейшем руднике Бингем-Каньон штата Юта.
Главная отрасль горнодобывающей промышленности Чили это добыча меди. Там сосредоточено примерно двадцать два процента ее мировых запасов. На месторождении Чукикамата добывают больше всего медной руды. В пустыне Атакама на севере страны открыто в 1981г самое крупное в мире неразрабатываемое меднорудное тело Эскондида (с запасами руды 1,8 млрд. т при содержании меди 1,59%).
Свинец
При изготовлении автомобильных аккумуляторов и присадок тетраэтилата свинца к бензину главным образом используется свинец. В последнее время применение токсичных свинцовых присадок сокращается. В связи с ограничениями на использование этилированного бензина. Около четверти добываемого свинца расходуется на нужды связи, строительства, электронной и электротехнической промышленности, на изготовление боеприпасов, красителей (свинцовых белил, сурика и др.), хрусталя и свинцового стекла и керамических глазурей. Свинец применяется в антифрикционных сплавах, в качестве балластных грузов или гирь, в керамическом производстве, для изготовления типографских шрифтов. Из него делают трубы и контейнеры для радиоактивных материалов. Для защиты от ионизирующего излучения свинец является основным материалом. Повторному использованию подлежит большая часть свинца. Исключение составляют стеклянные и керамические изделия, химикаты и пигменты. Могут покрываться в значительной степени за счет переработки металлолома потребности в свинце.
Галенит (свинцовый блеск), представляющий собой сульфид свинца - главный рудный минерал свинца. Он часто содержит также примесь серебра, которое извлекается попутно. Образуя полиметаллические руды галенит обычно ассоциирует со сфалеритом - рудным минералом цинка и нередко с халькопиритом - рудным минералом меди.
В сорока восьми странах ведётся добыча свинца. В 1995г ведущие производители мировой добычи являются Австралия - 16% , Китай - 16%, США - 15%, Перу - 9% и Канада 8%. Добыча ведется в значительных объёмах также в Казахстане, России, Швеции, Мексике, ЮАР и Марокко. В США, в 1995г, основной производитель свинцовой руды - штат Миссури. Где в долине реки Миссисипи восемь рудников дают 89% общей добычи свинца в стране. Другие районы добычи - штаты Колорадо, Монтана и Айдахо. Запасы свинца на Аляске связаны с серебряными, цинковыми и медными рудами. В Канаде большая часть разрабатываемых месторождений свинца находится в провинции Британская Колумбия.
Свинец всегда ассоциирует с цинком в Австралии. Основные месторождения находятся - Брокен-Хилл (Новый Южный Уэльс) и Маунт-Айза (Квинсленд).
В Казахстане имеются крупные свинцово-цинковые месторождения. Это Рудный Алтай, Казахский мелкосопочник. Также имеются в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане. Основные месторождения свинца в России сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Якутии, Приморье, на Северном Кавказе и Енисее.
Цинк
Цинк известен с древности, синевато - белый металл. Он широко применяется для производства латуни и других сплавов. Также цинк применяется для цинкования - нанесения гальванических покрытий, предохраняющих от ржавления поверхности стальных и железных листов, труб, проводов, металлических сеток, фасонных соединительных деталей трубопроводов. Его соединения служат пигментами, люминофорами и т.д. Основной минерал цинковых руд является сфалерит (сульфид цинка). Он часто ассоциирует с галенитом или халькопиритом.
Канада занимает первое место в мире по добычи и запасам цинка. В 1995г это составило 16,5% мировой добычи, 1113 тыс. т. Значительные запасы цинка сосредоточены: в Китае - 13,5%, Австралии - 13%, США- 10%, Перу -10% и Ирландии около трёх процентов. В пятидесяти странах ведётся добыча цинка.
Цинк извлекается в России из медноколчеданных месторождений Урала. Также из полиметаллических месторождений в горах Южной Сибири и Приморья. Крупные запасы цинка сосредоточены в Рудном Алтае (Восточный Казахстан - Лениногорск и др.), на долю которого приходится более пятидесяти процентов добычи цинка в странах СНГ. Также в Азербайджане, Узбекистане (месторождение Алмалык) и Таджикистане добывают цинк. В США штат Теннеси занимает ведущее место по добычи цинка - 55%. За ним следуют штаты Нью-Йорк и Миссури. Другие значительные производители цинка являются Монтана, Колорадо, Айдахо и Аляска. Важнейшие цинковые рудники в Канаде находятся в Британской Колумбии, Квебеке, Онтарио, Манитобе и Северо-Западных Территориях.
Никель
Для получения никелевой стали используется около 64% всего производимого в мире никеля. Из никелевой стали станки, инструменты, броневые листы и плиты, посуду из нержавеющей стали и другие изделия. Шестнадцать процентов никеля расходуется на гальванические покрытия (никелирование) стали, латуни, меди и цинка. Девять процентов - на суперсплавы для турбин, авиационных креплений, турбокомпрессоров и т.п. Никель применяется при чеканке монет. Например, американская пятицентовая монета содержит двадцать пять процента никеля и семьдесят пять меди. В соединениях с серой и мышьяком никель присутствует в первичных рудах. Во вторичных месторождениях (корах выветривания, латеритах) образует рассеянную вкрапленность водных никелевых силикатов.
На долю России и Канады приходится половина мировой добычи никеля. Крупномасштабная добыча ведется также в Австралии, Новой Каледонии, Индонезии, ЮАР, в Китае, на Кубе, Доминиканской Республике и Колумбии.
Занимающей первое место по добыче никелевых руд (22% мировой добычи) в России, основная часть руды извлекается из медно-никелевых сульфидных месторождений района Норильска (Таймыр)и отчасти района Печенги (Кольский п-ов). Также на Урале разрабатывается силикатно-никелевое месторождение. Канада, прежде производившая восемьдесят процентов никеля в мире за счет одного крупнейшего медно-никелевого месторождения Садбери (пров.Онтарио). Ныне уступает России по объему добычи. Никелевые месторождения в Канаде также разрабатываются в Манитобе, Британской Колумбии и других районах. Месторождения никелевых руд в США отсутствуют. Никель извлекают в качестве побочного продукта на единственном заводе по рафинированию меди. Также вырабатывают из скрапа (металлолома).
Кобальт
Для промышленных и авиационных газотурбинных двигателей кобальт составляет основу сплавов исключительно высокой прочности (суперсплавы). Также для изготовления мощных постоянных магнитов. Оцениваются примерно в 10,3 млн. т. мировые запасы кобальта. Добывается большая часть в Конго (ДРК) и Замбии. Значительно меньше в Канаде, Австралии, России (на Урале), Казахстане, на Украине. Кобальт не производится, хотя его непромышленные запасы (1,4 млн. т) имеются в Миннесоте (0,9 млн. т), Айдахо, Калифорнии, Миссури, Монтане, на Аляске и Орегоне.
Олово
Для изготовления белой (луженой) жести используется олово. Эта жесть (сталь, покрытая тонкой пленкой олова) идеально подходит для хранения пищевых продуктов из-за нетоксичности. В США двадцать пять процентов олова расходуется на изготовление консервных банок. Есть ещё другие аспекты применения олова - припай, изготовление шпатлевок, бронзы, баббитов, оловянной фольги и других сплавов. Главный, до недавнего времени - единственный, рудный минерал олова - касситерит (оловянный камень). Он встречающийся главным образом в кварцевых жилах, связанных с гранитами. Также в аллювиальных россыпях.
На россыпные месторождения Юго-Восточной Азии приходится почти половина мировой добычи олова. Пояс протяженностью 1600 км и шириной до 190 км от о.Банка (Индонезия) до крайнего юго-востока Китая. Одним из крупнейших мировых производителей олова является Китай. В 1995 г составило 61 тыс. т. Далее идут Индонезия - 44 тыс. т, Малайзия -39 тыс. т, Боливия - 20 тыс. т, Бразилия - 15 тыс. т и Россия - 12 тыс. т.
Добыча ведется в значительных масштабах также в Австралии, Канаде, Конго (ДРК) и Великобритании.
Молибден
В производстве легированных сталей для станкостроения, нефтегазовой, химической и электротехнической промышленности и транспортного машиностроения применяется молибден. Он также применяется для производства броневых плит и бронебойных снарядов.
Молибденит (сульфид молибдена) главный рудный минерал молибдена. Он
мягкий черного цвета с ярким металлическим блеском. Этот минерал часто ассоциирует с сульфидами меди (халькопирит и др.) или вольфрамитом, реже - касситеритом.
По выпуску молибдена занимают США, занимает первое место в мире. Добыча в 1995г выросла до 59 тыс. т (1992 - 49 тыс. т). В Колорадо (на крупнейшем в мире руднике Хендерсон) и Айдахо добывают первичный молибден. Молибден в качестве побочного извлекают продукта в Аризоне, Монтане, Калифорнии, и Юте. По добыче делят второе место Чили и Китай - по 18 тыс. т. На третьем месте Канада - 11 тыс.т. На эти три страны приходится восемьдесят восемь процентов мирового производства молибдена. В Забайкалье, Кузнецком Алатау и на Северном Кавказе добываются в России молибденовые руды. Небольшие месторождения медно-молибденовые имеются в Армении и Казахстане.
Вольфрам
В состав сверхтвердых износостойких инструментальных сплавов, в основном в форме карбида входит вольфрам. В нитях накаливания электроламп он используется. Вольфрамит и шеелит - главные рудные металлы. В Китае сосредоточено сорок два процента мировых запасов вольфрама (в основном вольфрамит). Россия занимает второе место по производству вольфрама (в форме шеелита). В 1995г составило 4,4 тыс. т. На Кавказе, в Забайкалье и на Чукотке находятся основные месторождения. В Канаде, США, Германии, Турции, Казахстане, Узбекистане, Таджикистане. В США имеются крупные месторождения. Также действует один вольфрамовый рудник в Калифорнии.
Висмут
Для производства легкоплавких сплавов используется висмут. В ядерных реакторах жидкий висмут служит теплоносителем. В медицине, оптике, электротехнике, текстильной и других отраслях промышленности применяются соединения висмута. В основном попутно при выплавке свинца получают висмут.
Минералы висмута являются сульфид висмутин, самородный висмут, висмутовые сульфосоли. Они присутствуют в рудах меди, молибдена, серебра, никеля и кобальта, в некоторых месторождениях урана. Непосредственно из висмутовой руды добывают висмут только в Боливии. Мировые лидеры в 1995г по производству висмута являются Перу - 1000 т, Мексика - 900 т, Китай - 700 т, Япония - 175 т, Канада - 126 т. Значительные запасы висмутовой руды обнаружены в Таджикистане и Узбекистане. В значительных количествах висмут извлекают из полиметаллических руд в Австралии. Висмут в США получают только на одном заводе по рафинированию свинца в Омахе штат Небраска.
Сурьма
Сурьма блестящий серебристый хрупкий металл. Сурьма используется в полупроводниках, в химической промышленности, при изготовлении керамики и стекла. Она применяется в качестве отвердителя свинца в автомобильных аккумуляторах. Основная область применения сурьмы - антипирены (антивоспламенители) - составы (преимущественно в форме оксида Sb2O3), понижающие горючесть древесины, тканей и других материалов.
Антимонит (стибнит), сульфид сурьмы главный рудный минерал очень часто ассоциирующий с киноварью (сульфидом ртути), иногда с вольфрамитом (ферберитом).
Мировые запасы сурьмы, оцениваемые в шесть миллионов тон. Они сосредоточены главным образом в Китае (52% мировых запасов). Ттакже в Боливии, Киргизии и Таиланде (по 4,5%), ЮАР и Мексике Залежи сурьмы в США встречаются в Айдахо, Неваде, Монтане и на Аляске. Промышленные месторождения сурьмы в России известны в Республике Саха (Якутия), Красноярском крае и Забайкалье.
Ртуть
Единственный металл и минерал жидкий при обычной температуре. Он затвердевает при температуре 38,9 C. Термометры, барометры, манометры и другие приборы в которых используется ртуть. Она используют в электротехнической аппаратуре - ртутных газоразрядных источниках света: люминесцентных светильниках, ртутных лампах. Также для изготовления красителей, в стоматологии и прочее. Киноварь, сульфид ртути ярко-красного цвета, единственный рудный минерал ртути. После ее окислительного обжига в дистилляционной установке происходит конденсация паров ртути. Очень токсичны ртуть и особенно ее пары. Гидрометаллургический способ, менее вредный, применяется для получения ртути. Киноварь переводится в раствор сульфида натрия, после чего ртуть восстанавливается до металла алюминием.
Мировое производство ртути составило 3049 т в 1995г. Выявленные ресурсы ртути оценивались в 675 тыс. т. Главным образом - в Испании, Италии, Югославии, Киргизии, на Украине и в России. Крупнейший производитель ртути это Испания -1497 т. Далее Китай -550 т, Алжир -290 т и Мексика - 280 т. Получения ртути главный источник служит месторождение Альмаден на юге Испании. Оно известное уже почти две тысячи лет. Некоторое количество ртути извлекают в качестве побочного продукта при добыче золота в Юте и Неваде. В США киноварь добывается на одном руднике в Неваде. Небольшие месторождения на Чукотке, Камчатке и Алтае имеются в России. Издавна разрабатываются месторождения Хайдаркан и Чаувай в Киргизии.
Источник информации: www.grandresurs.ru
Руды легких цветных металлов
Цветные металлы делятся на две основные группы: легкие (алюминий, магний, титан) и тяжелые (медь, цинк, свинец, никель, кобальт). Среди легких цветных металлов по объемам производства и потребления резко преобладает алюминий.
Алюминий.
Исходным сырьем для производства металлического алюминия служит глинозем, который получают путем переработки таких полезных ископаемых, как бокситы и нефелиновые руды.
Прогнозные ресурсы бокситов России составляют 290 млн.т (1.5% мировых). Сосредоточены они преимущественно на территории Белгородской (40 %) и Свердловской (34 %) областей, а также Республики Коми (16 %).
По запасам бокситов Россия, значительно уступая лидирующим в этом отношении странам - Гвинее, Бразилии и Австралии занимает сейчас 9-е место в мире. Размещены отечественные запасы бокситов преимущественно на территории Республики Коми (29 %), Свердловской (27%) и Архангельской (23 %) областей.
Качество российских бокситов в основном невысокое. Их кремневый модуль, не превышает 20, поэтому они требуют значительно больших затрат энергии для переработки в глинозем. Только 48 % запасов бокситов в России могут эксплуатироваться рентабельно.
Балансовые запасы бокситов в России учитываются по месторождениям. В семи наиболее важных из них заключено около 70 % запасов, а шесть из этих месторождений обеспечивают свыше 90 % всей отечественной добычи бокситов.
Наиболее качественные из российских бокситов (кремневый модуль 10-20) находятся в Северо-Уральском районе (СУБР) в Свердловской области (месторождение Кальинское, Новокальинское, Красная Шапочка и Черемуховское).
Бокситы Вежаю-Ворыквинского месторождения на Среднем Тимане (Республика Коми) имеют гораздо более низкий модуль (около 6). Однако данное месторождение эксплуатируется открытым способом, обладает значительными запасами, и потому рентабельность добычи бокситов здесь является самой высокой в России.
Обеспеченность добывающих предприятий разведанными запасами в целом по России превышает 140 лет. Вместе с тем для конкретных рудников она заметно ниже. Так, например обеспеченность Северо-Уральского рудника - 55 лет. Средне - Тиманского -50.
Россия является единственной страной в мире, где для производства глинозема используется такое низкокачественное сырье, как нефелиновые руды и концентраты.
Разведанные запасы нефелиновых руд составляют 4,6 млрд т. Активная часть этих запасов, учтенная в семи эксплуатируемых месторождениях Мурманской и Кемеровской областях, равна 2,4 млрд т.
Более 80 % запасов нефелиновых руд находятся в месторождениях Хибинской группы в Мурманской области. Нефелин получается здесь как попутный компонент при обогащении аппатитовых руд.
Объем добычи нефелиновых руд на Кия-Шалтырском месторождении составил в 2001 году около 3,7 млн т, на месторождениях Хибинской группы - 1,0 млн т.
По выпуску глинозема (в 2001 году - 3,0 млн т) Россия занимает шестое место в мире. Весь он производится из отечественного сырья: 60 % - из бокситов на трех заводах в Свердловской и Ленинградской областях, 40 % - из нефелинового концентрата на двух заводах в Красноярском крае и в Ленинградской области.
Потребности российских алюминиевых заводов в глиноземе за счет отечественного сырья покрываются лишь на 45 %. Остальное его количество импортируется из Украины, Казахстана и стран дальнего зарубежья.
Несмотря на острый дефицит сырья, обусловленный отсутствием в России крупных месторождений высококачественных бокситов, отечественная алюминиевая промышленность успешно вышла из кризиса и стала на мировом рынке одним из лидеров. По производству первичного алюминия (в 2001 году - 3,3 млн т) Россия занимает второе место в мире. Выпускается он на 11 заводах, причем большая его часть (83 %) - в Сибирском федеральном округе, где расположены 5 заводов и где имеются дешевые источники электроэнергии (главной составляющей затрат при производстве металлического алюминия).
Россия обладает крупными запасами титановых руд. Они сосредоточены на 19 месторождениях, из них 7 россыпных. Рентабельными в современных условиях оказываются лишь 68 % разведанных запасов. Основная масса активных запасов титана заключена в Медведевеком коренном месторождении (Челябинская область) и нескольких россыпных месторождениях: Центральном (Тамбовская область), Лукояновском (Нижегородская область), Яреском (Республика Коми), Тарском (Омская область) и Ордынском (Новосибирская область). Все россыпные месторождения являются комплексными и помимо титана содержат промышленное количество циркония.
Ордынское и Тарское месторождения в Сибирском регионе, представленные горизонтальным пластом рудных песков, имеющим мощность около 4 м и залегающим на глубине 60 м (Тарское) и 140 м (Ордынское), обладают огромными запасами и еще большими перспективами по их приросту. Например, лишь на небольшом (5,9 км) разведанном участке Ордынской россыпи прирост запасов двуокиси титана на 1 января 2000 года составил 412,8 тыс. т, двуокиси циркония - 102,6 тыс. т. Главная трудность их освоения заключается в отсутствии проверенной технологии добычи рудных песков с глубины 60-140 м. Использованный здесь в опытном порядке гидроскважинный метод добычи пока не встретил единодушного одобрения специалистов.
Руды тяжелых цветных металлов
Прогнозные ресурсы меди России оцениваются в 66,5 млн т. Большая их часть находится в Уральском (32,5 %), Сибирском (21,1 %), Приволжском (17 %) и Дальневосточном (16,4 %) федеральных округах.
По запасам меди (около 9 % мировых) Россия занимает третье место в мире после Чили и США. Примерно 65 % разведанных и 85 % предварительно оцененных запасов сосредоточены в Сибирском федеральном округе. По структуре запасов меди Россия отличается от ведущих стран. Если там основным типом месторождений служит медно-порфировый, то в России - сульфидный медно-никелевый, медно-колчеданный и тип медистых песчаников.
Запасы меди учитываются в России по 124 месторождениям, но более 80 % этих запасов сконцентрированы всего лишь на 12 из них. Важнейшими являются сульфидные медно-никелевые месторождения Октябрьское, Талнах и Норильск-1 в Таймырском АО. На их долю приходится свыше 40 % отечественных запасов меди категорий А + В + d и свыше 60 % - категории С 2 .
Еще одним весьма крупным месторождением меди в России является Удоканское (Читинская область). Оно принадлежит к типу медистых песчаников и заключает в себе 22,3 % всех запасов меди категорий А + В + С\и 33,2 % - категории С 2 при среднем содержании меди 1,56 %. Данное месторождение находится пока в нераспределенном фонде недр. Его освоение сдерживается отсутствием транспортных путей (строительство железнодорожной ветки к нему должно было быть завершено в 2003 году).
Среди месторождений медно-колчеданного типа, которые распространены главным образом на Южном и Среднем Урале, наиболее значительным является Гайское (Оренбургская область). Оно существенно меньше норильских, тем не менее на его долю приходится 8 % разведанных запасов меди России.
Прирост запасов меди в ходе геологоразведочных работ последних лет компенсировал только 25 % запасов, погашенных при добыче. Вместе с тем отечественная медная промышленность обеспечена разведанными запасами в целом более чем на 90 лет. При этом богатых медно-никелевых руд Норильского района хватит примерно на 20 лет. Медные рудники Урала обеспечены запасами для подземной отработки на 34 года, для открытой - не более чем на 9 лет.
Добыча меди в товарной руде составила в России в 2001 году 693 тыс. т. Почти две трети этого объема дали предприятия Норильского района, более 30 % - предприятия Уральского медно-рудного района.
Производство металлической (рафинированной) меди, в том числе из импортных (преимущественно монгольских) концентратов, достигло в России в 2001 году 871 тыс. т. В начале 90-х годов XX века внутреннее потребление рафинированной меди в России упало более чем в 4 раза. Поэтому отечественные производители меди стали ориентироваться на внешний рынок, и с тех пор ее экспорт непрерывно рос, превысив к 1999 году 86 %.
Свинец и цинк. Прогнозные ресурсы свинца и цинка России оцениваются соответственно в 9 млн т (1 % мировых) и 32,4 млн т (2,2 % мировых). Основная доля ресурсов свинца приходится на Сибирский (62 %) и Дальневосточный (27 %) федеральные округа, а ресурсов цинка - на Сибирский (36 %), Уральский (28 %) и Приволжский (18 %).
Разведанные запасы свинца России составляют 14,0 млнт (11,5 % мировых), цинка - 45,6 млн т (15,3 % мировых). По разведанным запасам свинца Россия занимает третье место в мире, по запасам цинка - первое. Подавляющая часть изведанных запасов свинца сосредоточена в Сибирском федеральном округе - 88,5 %; запасов цинка - в Сибирском (67,1 %) и Приволжском (20,4 %) округах.
Запасы свинца учтены в России в 96 месторождениях, запасы цинка - в 126. Причем 3/4 всех разведанных запасов приходятся на долю лишь десяти наиболее крупных месторождений, таких как Горевское (Красноярский край), Озерное и Холоднинское (Республика Бурятия), Николаевское (Приморский край), Корба-лихинское (Алтайский край), Гайское, Узельгинское, Учалинское, Новоучалинское (Урал) и Кызыл-Таштыгское (Республика Тыва).
На Горсвском месторождении, эксплуатация которого уже началась, сконцентрировано 40,3 % всех отечественных запасов свинца и 2,3 % запасов цинка.
Холоднинское и Озерное месторождения, заключающие в себе 25 % российских запасов свинца и 46 % запасов цинка, пока не разрабатываются и находятся в нераспределенном фонде. Их освоению мешают как серьезные экологические проблемы (оба месторождения расположены в охранной зоне озера Байкал), так и почти полное отсутствие необходимой инфраструктуры.
В Корбалихинском месторождении сосредоточено 3,3 % запасов свинца и 5 % запасов цинка России. Месторождение передано в эксплуатацию ОАО «Сибирь - Полиметалл».
Полученный в России в 2001 году прирост запасов свинца и цинка компенсировал соответственно лишь 32 и 7,6 % объема их погашения при добыче. Похожая динамика отмечается постоянно начиная с 1991 года по свинцу и с 1996 года по цинку.
Обеспеченность действующих предприятий России запасами свинца и цинка колеблется от 8 до 80 лет. Наиболее низка она у Салаирского, Нерчинского и Садонского комбинатов. Перспективы продления срока их работы на собственном сырье весьма ограничены.
Добыча свинца и цинка в России в 2001 году составила соответственно 311 и 261 тыс. т. При этом около 85 % цинка получено на предприятиях Урала, а большая часть свинца - на предприятиях Приморского и Красноярского краев (соответственно 41 % и 34 %). Отечественное производство металлического (рафинированного) свинца и цинка в 2001 году составило соответственно 60 тыс. т (1 % мирового) и 250 тыс. т (3 % мирового). Около половины этого объема получено при переработке импортных (главным образом казахстанских) концентратов.
Россия за годы перестройки стала крупным экспортером рафинированного цинка. В 2001 году его было вывезено 110 тыс. т (это 3,1 % мирового экспорта). Напротив, свинец являлся предметом импорта. В 2001 году в Россию было ввезено 40 тыс. т рафинированного свинца и 20 тыс. т свинца в концентратах.
Никель и кобальт.
Прогнозные ресурсы никеля в России оцениваются в 22,3 млн т, из них 86 % приходятся на медно-никелевые руды сульфидного типа и 14 % - на никелевые руды силикатного типа. Наибольшая часть ресурсов находится в Мурманской области (36 %) и Таймырском АО (24 %). Основная масса запасов и прогнозных ресурсов кобальта в России связана с никелевыми месторождениями, где кобальт является попутным компонентом (50 % ресурсов кобальта категории Р г сосредоточены в Таймырском АО).
По запасам никеля Россия занимает первое место в мире, по запасам кобальта- пятое. Основная часть разведанных запасов никеля сосредоточена в Таймырском АО (69,3 %), Мурманской (19,4 %) и Оренбургской (8,0 %)областях. Причем около 90 %всех запасов приходятся на медно-никелевые руды сульфидного типа. К ним же приурочена и основная часть запасов кобальта.
Государственным балансом учтены 39 месторождений никеля и 59 - кобальта. Однако более 70 % разведанных запасов сконцентрированы в небольшой группе норильских месторождений, являющихся основой минерально-сырьевой базы кобальт-никелевой промышленности России. Руды здесь характеризуются чрезвычайно высоким качеством (содержание никеля равняется 3,1-3,6%, кобальта - до ОД %), что обеспечивает рентабельную их отработку даже в условиях Крайнего Севера.
К тому же типу, что и норильские, относятся руды Печенгского района Мурманской области. На их долю приходятся 19,4 % разведанных запасов никеля России. Правда, содержание никеля в них значительно ниже - 0,5-0,6%.
Лицензиями на эксплуатацию месторождений Норильского и Печенгского районов владеет компания «ГМК "Норильский никель"», производящая до 95 % отечественного металлического никеля и до 72 % кобальта.
Прирост отечественных запасов никеля и кобальта последние 10 лет значительно отставал от их погашения при добыче. Уровень компенсации погашенных запасов не превышает 30 %. Начиная с 1995 года разведанные запасы этих металлов ежегодно сокращаются на 1,0-1,5 %.
Обеспеченность запасами предприятий Норильского района является достаточно высокой (даже запасов богатых руд хватит на 20-25 лет). В Мурманской области она не превышает 21 года. Минерально-сырьевая база никеля на предприятиях Урала сильно истощена, обеспеченность их запасами находится на низком уровне.
По добыче никеля в рудах и по производству металлического никеля (в 2001 году - около 300 тыс. т) Россия вышла в мировые лидеры. По выпуску первичного кобальта (12,5 тыс. т) в 2001 году она находилась на втором месте в мире. На долю Норильского района приходится 75-80 % отечественной добычи никеля и кобальта, на долю Печенгского района - 11-17 %. Значительная часть выпускаемого в России никеля и кобальта идет на экспорт. Наша страна ежегодно занимает первое-второе место по экспорту никеля и входит в первую десятку экспортеров кобальта.
Вместе с тем нарастает конкуренция со стороны Австралии стран Океании и Юго-Восточной Азии, которые осваивают новые кобальт-никелевые месторождения латеритного типа. Кроме того, на 2004-2005 годы намечается начало добычи открытым способом богатых руд на крупном сульфидном медно-никелевом месторождении Войси-Бей в Канаде. Все это, если не принять эффективных мер по модернизации производства, может привести к снижению рентабельности добычи никеля и кобальта в России и ослабить ее позиции на мировом рынке этих металлов.
Руды малых металлов
К числу малых металлов можно отнести олово, вольфрам, молибден, сурьму, ртуть и висмут. Первые три из них заметно преобладают над остальными как по запасам, так и по объему производства.
Прогнозные ресурсы олова России являются значительными и оцениваются в 1 037 тыс. т. Сосредоточены они исключительно на территории Дальневосточного федерального
округа, преимущественно в Хабаровском крае - 34,2 %; Республике Саха Якутия - 29,9 % и Приморском крае - 16,9 %.
По разведанным запасам олова Россия занимает второе место в мире после Китая, но существенно уступает другим странам-производителям олова по качеству руд. Среднее содержание олова в отечественных коренных рудах составляет 0,3 %, в то время как в рудах Китая, Бразилии, Боливии - 0,7-1,5 %.Среднее содержание олова в российских россыпях равняется 0,65 кг/м 3 , в зарубежных - до 2,0 кг/м 3 .
По этой причине доля российских запасов олова, пригодных ля рентабельной отработки, оказывается весьма низкой -26 % нз них в россыпях- не более 5 %).
Более 95 %отечественных запасов олова сосредоточено в отдаленных районах Дальневосточного федерального округа, в ". м числе в Хабаровском крае - 27,0 %, Республике Саха (Якутия) - 25,9 %,Приморском крае - 16,0 %.
Запасы олова учитываются в России по 217 месторождениям - 88 коренным и 129 россыпным. В распределенном фонде недр находятся 17 месторождений.
В настоящее время рентабельной оказывается эксплуатация всего лишь двух месторождений: Чурпунньинского коренного и Тирехтяхского россыпного. Оба находятся в Республике Саха 1кутия). Небольшое по запасам месторождение Чурпунньа имеет богатые легкообогатимые касситерит-кварцевые руды. Крупная россыпь Тирехтях содержит 4,3 % всех отечественных опасов олова при довольно высоком его содержании в песках - 0,86 кг/м 3 . Лицензиями на отработку обоих месторождений владеет ОАО «Депутатсколово».
Еще несколько месторождений олова Якутии имеют богатые руды, но расположены в совершенно неосвоенных районах. Все эти месторождения -как коренные Илинтас, Алыс-Хая, Бурга-H. так и россыпь ручья Одинокий - находятся в нераспределенном фонде недр.
Те месторождения, которые находятся в районах с развитой инфраструктурой, как правило, представлены рудами среднего качества (хотя нередко и комплексными - с такими попутными компонентами, как медь, вольфрам, золото, серебро и др.). К ним относятся месторождения Фестивальное, Перевальное. Правоурмийское (Хабаровский край) (лицензиями на их отработку владеет Дальневосточная горная компания) и месторождение Искра (Приморский край) (лицензия на него выдана ЗАО «Горно-рудная компания "Хрустальная"»).
В течение последних 6-7 лет прирост запасов олова компенсировал не более 25 % их погашения при добыче. Обеспеченность отечественной промышленности разведанными запасами олова при нынешнем низком уровне добычи превышает 100 лет. Однако тех запасов, которые рентабельны для отработки в настоящее время, хватит не более чем на 35 лет. Что касается действующих предприятий, то уровень их обеспеченности запасами еще ниже: на месторождении Чурпунньа запасов осталось на 5-6 лет, на месторождении Искра - на 1,5 года.
По добыче олова Россия переместилась с четвертого места в мире в 1991 году на девятое в 2001-м. За это время добыча сократилась почти в пять раз. Основная ее часть была осуществлена в 2001 году в Республике Саха (Якутия) - 53,5 %, остальное олово получено в Хабаровском крае - 28,3 %, Приморском крае - 12,3 % и в Еврейской АО на Хинганском месторождении - 5,1 %.
Металлургический передел оловянных концентратов ведет единственное в России предприятие - Новосибирский оловянный комбинат (НОК). Его производственные мощности (20 тыс. т металла в год), которые позволяют удовлетворить любой спрос нашей промышленности на олово, загружены сейчас лишь на 25 %. Начиная с 1996 года НОК значительную часть своей продукции (олова и сплавов) экспортирует -в 2001 году ее было вывезено более трети. Производимое комбинатом олово имеет высокое качество и пользуется спросом на мировом рынке, однако его себестоимость в силу особенностей отечественной минерально-сырьевой базы существенно превышает рыночные цены.
Необходимо принимать срочные меры по поискам новых месторождений олова с богатыми рудами, а также по совершенствованию горно-обогатительной техники и технологии. В противном случае добыча олова в России может быть вскоре прекращена.
Вольфрам.
Прогнозные ресурсы вольфрама России оцениваются в 854 тыс. т (третье место в мире). Находятся они преимущественно в пределах Дальневосточного и Сибирского федеральных округов: на территории Хабаровского края-23,9 %; Приморского края - 23,4 %; Иркутской области - 12,9 %; Амурской области- 11,7 % и др.
Поразведанным запасам вольфрама Россия занимает первое место в мире. Размещаются они на территории Северного Кавказа - 46,8 %, Сибири - 29,0 % и Дальнего Востока - 21,7 %. Вольфрам входит в состав своих руд в виде двух минералов: шеелита и вольфрамита. Около двух третей запасов вольфрама представлены шселитовыми рудами, одна треть - легкообогатимыми вольфрамитовыми.
Значительная часть запасов (72 %) находится на месторождениях, которые сложены бедными рудами. Доля запасов, пригодных для рентабельной отработки, составляет всего лишь 13,5 %. Причем все эти запасы полностью сосредоточены на эксплуатируемых месторождениях.
Однако и среди тех месторождений, которые обладают богатыми рудами, конкурентоспособными оказываются в настоящее время лишь три: Восток-2, Лермонтовское (Приморский край) и Бом-Горхон (Читинская область). Среднее содержание WO 3 в них превышает 0,8 %.
Запасы вольфрама учтены в России на 94 месторождениях, из них 52 -коренные и 42 - россыпные, однако промышленный интерес среди этих месторождений представляют в настоящее аремя единицы. В первую очередь это шеелитовые месторождения Лермонтовское и Восток-2 в Приморье. Они сравнительно невелики по запасам, но обладают богатыми рудами комплексного характера, содержащими помимо вольфрама медь, золото, серебро и другие компоненты. Лицензию на разработку первого из них имеет ОАО «Лермонтовская горно-рудная компания», на разработку второго - ОАО «Приморский ГОК».
Вольфрамитовое месторождение Бом-Горхон (Читинская область) также невелико по запасам, но сложено легкообогатимыми и богатыми рудами. Лицензия на его эксплуатацию выдана ООО «СА "Кварц"».
Много лет находится в эксплуатации молибден-вольфрамовое месторождение Тырныауз в Кабардино-Балкарской Республике. На нем сосредоточено почти 40 % российских запасов вольфрама. Но к настоящему времени богатые шеелитовые руды здесь почти полностью отработаны. Среднее содержание WO 3 в руде составляет всего лишь 0,16 %.
Заслуживает внимания также крупное Агылкинское месторождение (Республика Саха (Якутия)) с богатыми шеелитовыми рудами (среднее содержание WO 3 равно 1,27 %). К сожалению, расположено оно в труднодоступном районе. Освоение его требует огромных затрат, и потому оно до сих пор находится в нераспределенном фонде недр.
Обеспеченность действующих предприятий России запасами вольфрамовых руд составляет лишь 5-15 лет даже при нынешнем уровне добычи, который по сравнению с 1991 годом упал более чем в 3 раза.
Несмотря на все это, по д о б ы ч е вольфрамовых руд Россия по-прежнему занимает второе место в мире после Китая. Наибольшая часть добычи приходится на Приморский край (64,4 %), Читинскую область (18,6 %) и Кабардино-Балкарскую Республику (12,3 %).
При всех имеющихся трудностях отечественная вольфрамовая промышленность в настоящее время полностью покрывает потребности внутреннего рынка и даже направляет часть своей продукции на экспорт (в Японию, США и Эстонию).
Молибден.
Прогнозные ресурсы молибдена России являются значительными и оцениваются в 1 580 тыс. т (примерно 7 % мировых). Они расположены на территории девяти субъектов Российской Федерации, но основная их часть находится в Читинской области (27,2 %), Кемеровской области (12,7 %) и Красноярском крае (12,7 %).
По разведанным запасам молибдена Россия занимает второе место в мире после США. Причем 83,5 % этих запасов сосредоточено в Сибирском федеральном округе, в том числе в Республике Бурятия (31,5 %), Читинской области (28,0 %) и Республике Хакасия (24,0 %).
Запасы молибдена учтены в России на 9 месторождениях: 3 из них переданы в эксплуатацию). К рентабельной отработке пригодны в настоящее время лишь около 50 % разведанных запасов. Наиболее значимым сейчас является Сорское месторождение:итокверкового типа (Республика Хакасия). В нем заключено около 12 % всех разведанных запасов молибдена России. Среднее содержание молибдена в сорских рудах сравнительно низкое - 0,058 %, но по своему составу эти руды относятся к комплексным (помимо молибдена их промышленную ценность оп-?еделяет также медь). Лицензия на отработку Сорского месторождения выдана компании ОАО «Молибден».
Жирекенское медно-молибденовое штокверковое месторождение (Читинская область) хотя и занимает в России лишь седьмое место по запасам молибдена, но возможность отработки открытым способом, высокое среднее содержание молибдена в них равно лишь (0,099 %), а также легкая обогатимость руд делают его заработку вполне рентабельной. Лицензией на его эксплуатацию владеет ОАО «Жирекенский молибден».
Тырныаузское молибден-вольфрамовое месторождение (Кабардино-Балкарская Республика), несмотря на низкое качество руд (среднее содержание молибдена в них равно лишь 0,042 %), сохраняет свое промышленное значение. На его долю приходится более 10 % разведанных запасов молибдена России. Лицензия на отработку данного месторождения выдана компании ОАО Тырныаузский вольфрам-молибденовый комбинат».
Можно ожидать в ближайшем будущем освоение еще двух крупных месторождений с богатыми рудами в Сибирском федеральном округе: Бугдаинского вольфрамово-молибденового (Читинская область) и Орекитканского молибденового (Республика Бурятия). В двух этих объектах сосредоточено более 40 % всех разведанных и свыше 70 % предварительно оцененных запасов молибдена России. Прирост запасов молибдена последние 10 лет не восполнял погашения. В результате их общее количество сократилось за период на 5 %. Тем не менее в целом обеспеченность промышленности разведанными запасами молибдена достаточно высока (свыше 100 лет). На действующих же предприятиях она значительно ниже: на Тырныаузском комбинате - 10 лет, на Жирекенском - 30.
По добыче молибдена (в 2001 году - около 7,5 тыс. т) Россия переместилась с пятого места в мире, которое занимала в 1991 году, на седьмое. Подавляющая часть (73 %) отечественного молибденового концентрата в 2001 году была произведена на Сорском месторождении, еще 24 % - на Жирекенском. Внутренний спрос на молибден, находящийся на довольно низком уровне, удовлетворяется сейчас без особых трудностей. Вместе с тем в ближайшие годы в России ожидается рост объема выплавки высококачественных сталей и, соответственно, увеличение спроса на молибден.
Минерально-сырьевая база молибдена нашей промышленности способна обеспечить прогнозируемый рост его добычи, но для этого необходимо принять меры по освоению новых, наиболее перспективных молибденовых месторождений - Бугдаинского и Орекитканского.
Руды редких металлов
В данную группу полезных ископаемых входят свыше 25 металлов, наиболее важными среди которых являются ниобий, тантал, редкие земли, а также бериллий, литий, цирконий, скандий, рений и германий. Граница между малыми и редкими металлами в значительной степени условна. Некоторые из редких металлов (например, ниобий, цирконий, литий) не отличаются существенно от малых ни количеством разведанных запасов, ни масштабами месторождений, ни объемами добычи.
Прогнозные ресурсы ниобия России оцениваются в 25 млн т (второе место в мире). Находятся они преимущественно в Сибирском федеральном округе (47 %), а также в Дальневосточном (23 %) и в Северо-Западном (28 %).
По количеству запасов ниобия Россия занимает второе место в мире (после Бразилии). Более 3/4 из них (76 %) сосредоточены в Сибирском федеральном округе, еще 21 % расположены в Северо-Западном. Запасы ниобия учтены в России по 29 месторождениям.
Особый интерес для промышленности представляют руды, в которых основной минеральной формой ниобия является пиро-хлор. На долю пирохлоровых руд приходится около 30 % всех запасов ниобия в России. Отечественные пирохлоровые руды довольно трудны для обогащения, характеризуются сложным минеральным составом и низким содержанием ниобия. Такими рудами сложены наиболее известные в России месторождения этого металла и прежде всего месторождения Ловозерской группы (Мурманская область), а также Белозиминское и Большетагнинское (Иркутская область), Катугинское (Читинская область) и Татарское (Красноярский край).
Лишь только 4,3 % российских запасов ниобиевых руд сопоставимы по качеству с бразильскими. Основная их часть находится на Томторском месторождении пирохлоровых руд (Республика Саха (Якутия)). Данное месторождение уникально по своим запасам, отличается очень высоким содержанием ниобия и суммы редких земель (15 %), но расположено в весьма неблагоприятных географических условиях и только по этой причине находится до сих пор в нераспределенном фонде недр.
Разработку месторождений ЛовозерскоЙ группы ведет ОАО «Севредмет». К эксплуатации Татарского месторождения в 2001 году приступило ОАО «Стальмаг».
Обеспеченность действующих предприятий по добыче ниобия разведанными запасами достаточно высока. Ловозерский комбинат обеспечен на 50 лет. Запасов Татарского месторождения хватит на 15 лет.
Основная часть ниобия используется в производстве низколегированных сталей, идущих главным образом на изготовление труб большого диаметра, в которых Россия остро нуждается в связи с необходимостью поддержания и развития своей магистральной трубопроводной сети.
Для того чтобы в полной мере удовлетворить растущие потребности нашей промышленности в ниобии (а эти потребности уцениваются в 2 500 т в год), необходимо скорейшее освоение наиболее перспективных его месторождений: Белозиминского, Большетагнинского и Томторского.
Прогнозные ресурсы тантала России превышают 800 тыс. т Та 2 О 5 . Подавляющая их часть располагается в Северо-Западном (57,5 %) и Сибирском (40 %) федеральных округах.
Запасы тантала в России, составляющие около половины мировых, также более чем на 90 % сконцентрированы на территории Северо-Западного и Сибирского федеральных округов.
По качеству отечественные танталовые руды значительно хуже зарубежных. Они имеют в 2-3 раза более низкое содержание основного компонента. К тому же наши руды коренные, трудные для добычи и измельчения, а зарубежные, как правило, относятся к корам выветривания и представляют собой рыхлые образования.
Важнейшими из российских месторождений тантала являются Ловозерское (Мурманская область) и Этыкинское (Читинская область). Первое представлено комплексными лопаритовыми рудами и разрабатывается ОАО «Севредмет». Второе - танталит-микролитовыми рудами с низким содержании тантала (0,0139 % Та 2 О 5), лицензией на добычу которых владеет ОАО «ТВЭЛ». Обеспеченность этих предприятий запасами равняется соответственно 50 и 20 годами.
Добыча тантала в России составляет около 110т (в пересчете на металл). Более половины ее осуществляется на Ловозерском комбинате. Несмотря на то, что тантал в России продолжает оставаться дефицитным металлом, значительная часть его выпуска экспортируется.
Редкие земли.
Запасы редкоземельных металлов России, в том числе иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария и др. (в пересчете на сумму их триоксидов), составляют 18 % мировых. Учтены они на 15 месторождениях.
К основным из этих месторождений относятся: Ловозерское (Мурманская область), Улуг-Танзекское (Республика Тыва), Бе-лозиминское (Иркутская область), Катугинское (Читинская область), Сслигдарское и Томторское (Республика Саха (Якутия)).
Подавляющая часть запасов редкоземельных металлов находится в комплексных рудах в качестве попутных компонентов.
Объем добычи таких руд определяется потребностью в основных компонентах (апатите, ниобии, тантале и т. п.). Рентабельность попутного извлечения при этом редкоземельных металлов целиком зависит от наличия эффективных технологий.
Производство редкоземельных металлов в России вполне может быть обеспечено отечественным рудным сырьем. Наиболее перспективным для этого представляется освоение Томторского и Катугинского месторождений.
Горное дело подразумевает использование недр нашей Земли. Люди добывают из нее различные полезные ископаемые, которые необходимы для использования в качестве топлива или сырья. Эта область возникла еще в глубокой древности и развивалось согласно социально-экономической ситуации на земле. Люди совершенствовали орудия, с помощью которых можно было добывать полезные ископаемые, методы обнаружения месторождений, а также придумывали все новое применение найденных материалов. Площадь исследования источников сырья постоянно увеличивалась и распространялась на разные страны. С каждым периодом люди усовершенствовали свои навыки, орудия, развивая тем самым местность, на которой они проживали, а также их социально-экономический статус.
Одним из важных и необходимых полезных ископаемых является металл, который входит в состав руд. Металлы обладают несколькими свойствами: они твердые и плотные (за исключением ртути), являются проводниками электричества и тепла, а также звука. Температура плавления и кипения твердых металлов довольно высока (от 28 до 3000 ºС и выше). Имея такой полезный набор свойств, они находят широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Их используют для изготовления электрических кабелей, ювелирных изделий, посуды, различных деталей в строительстве, а также в авиационной и автомобильной промышленности. И это не полный список сфер, где люди используют металл. Главным преимуществом таких изделий являются прочность, а также его способность принимать любую форму под воздействием давящего на него инструмента.
Строение металлов
Все металлы состоят из частиц, между которыми существует химическая связь. Количество электронов между ними очень мало и на внешних оболочках они имеют очень слабую связь с ядром. Атомы этого материала расположены в определенном порядке и образуют собой кристаллическую решетку. Если через каждый атом мысленно провести линию, то в итоге мы получим набор правильных геометрических фигур. Но что касается расстояния между ними, то оно не одинаково, и зависит это от самого металла, его температуры, а также давления.
Типы металлов
Согласно их промышленному употреблению, металлы делятся на черные и цветные. Как это видно из названия, различаются они по цвету. Но кроме цветовых оттенков они имеют другие отличительные свойства: черные металлы более твердые и плотные, цветные же пластичнее и мягки по своей структуре. К первой группе относятся железо, его сплавы, а также марганец и иногда хром. Они используются в промышленности более чем на 90%, в отличие от цветных. Из черных металлов в основном изготавливают чугун и сталь. Для их изготовления используется сплав железа и углерода, но в разных пропорциях. Сталь содержит меньше углерода, чем чугун, не более 2,14 %. Но это процентное соотношение может варьироваться. Иногда нужно произвести сталь с содержанием углерода меньше, чем 1%. В таком случае на производстве данную смесь кипятят до тех пор, пока углерод не испарится до нужного количества.
К цветным относятся все остальные нежелезные металлы. К таковым относятся медь, алюминий, никель, свинец, цинк, олово и многие другие. Кроме того, цветные металлы подразделяются на две группы: легкие и тяжелые. Производство и тех, и других подразумевает затрату энергии. На легкие ее требуется гораздо больше. К легким обычно относят магний, алюминий, титан, а к тяжелым - свинец, олово, медь, никель, цинк. Так как способ производства данных материалов различается, то и промышленность было решено поделить на тяжелую и легкую металлургию. Причем заводы первой отрасли располагаются непосредственно около источника добычи подобного сырья, а второй - находятся у источников недорогой энергии.
Месторождения руд в России
Наша страна занимает первое место по запасам железной руды. В России существует множество месторождений этого сырья. Таковыми областями являются Курская аномалия, которая является самым мощным в мире железорудным бассейном, Карельское и Костомукшское месторождения, гора Магнитная (Челябинская область), Кузбасс, Красноярский край и др. В данных районах в основном добывают ископаемые для черной металлургии. Что касается цветной, то их месторождения сосредоточены на Уральском районе, Северный Кавказ, Дальний восток, Западная и Восточная Сибирь. Как правило, базы по переработки подобного сырья расположены вблизи от каждого месторождения.
Способы добычи руд
Для изготовления металла используются различного типа руды. Для каждого вида такого сырья в природе существуют разные руды. Есть руда медно-никелевая, железная, свинцово-цинковая и другие. Кроме того, например, из железной руды добывается не только железо, но и другие металлы, так как в ней могут содержаться их примеси.
Так как металлы добываются в природе из руд, то для установления их нахождения используются несколько способов добычи: открытый(карьерный) и подземный (шахтный). Иногда можно встретить комбинированный подход - открыто-подземный. Открытые горные работы ведутся на поверхности земли под открытым небом. Прежде чем приступить к самой добыче, производится подготовка горных пород к выемке. При данном процессе происходит отделение этих пород от массивов, а затем происходит рыхление. Если добыча осуществляется из скал, то в ход идут буро-взрывные работы. Для взрыва используются грамониты, гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты и водонаполненные ВВ. Затем добытую массу грузят в транспортные средства с помощью различных подъемно-транспортных механизмов и транспортируют, а используемая земля рекультивируется.
Подземные горные работы осуществляются без нарушения поверхности земли. Они проводятся в ее недрах. Несмотря на популярность использования открытых работам, подземная добыча остается важным способом нахождения полезных ископаемых. Сначала месторождение вскрывают, затем, как и при открытых работах происходит подготовка ископаемых к выемке. После всего этого осуществляются очистные работы, которые заключаются в выемке сырья валовым способом, либо по отдельности, что называется селективной выемкой. Таким образом полезные ископаемые добываются из недр земли.
Кроме тяжелой техники в современном мире для добычи металлов используются компьютерные технологии, с помощью которых становится возможным планировать, проектировать все виды будущих работ.
Обработка металла
Когда местонахождение устанавливается, добытые руды подвергаются обогащению. Это способ разделения образований на металлы и минералы. Затем полезные ископаемые сортируются по качеству. После процесса обогащения, из руды извлекается металл при помощи электролитического и химического восстановления. Далее металлы обрабатываются и нередко шлифуются до блеска.
Все побочные мероприятия с сырьем проводятся на специальных металлургических комбинатах. Таковых предприятий в России очень много. Существуют главные комбинаты, а также их филиалы, расположенные как вблизи основного завода, так и вдалеке, в других регионах. Каждая крупная промышленность разделена на несколько цехов, в которых с металлом производят различные действия. Сначала его обрабатывают и прессуют в большие слитки. В другом цехе его прокатывают до размера меньше. После того, если металл идет, например, на изготовление проволоки, его прокатывают до такого диаметра, чтобы он соответствовал заказанным требованиям. Затем его отправляют в специальные лаборатории для исследования качества. В этих лабораториях специалисты исследует химический состав продукта с помощью спектрального оборудования. Материал проверяют на прочность, испытывают на растяжение, пластичность, разрушение, на изгиб, перегиб, осадку, оправку и многое другое. Если обнаружен брак, то металл такого рода не используется. Для деталей, проволоки, запчастей и прочего используют только качественный продукт без примесей. Далее этот материал отправляется в другие цеха на изготовление всего возможного, где он может понадобиться. Так как в России большие запасы железной руды, то обработанный материал распространяется не только по нашей стране, но и по другим странам. Этот продукт очень популярен, ведь его используют в изготовлении большинства станков, оборудований, машин и прочего.
Современная ситуация на рынке металлургии
Если обратиться к конкретным предприятиям, то можно заметить, что их работа не всегда стабильно направлена лишь в одну сторону. Многое зависит от запасов руды и от потребности людей. Так, например, в местах, где большие запасы руд исчерпаны, нередко предприятиям приходится закрываться из-за отсутствия нужды в них.
Кроме того, бывают случаи, когда какой-либо завод решают перепрофилировать. Так, например, планировали сделать с Надвоицким алюминиевым заводом. Но, из-за нестабильной ситуации на рынке алюминиевой фольги, данный проект был отложен.
Ситуация на рынке по мимо всего прочего влияет не только на объем производства продукции, но и на себестоимость изготавливаемых материалов. Примером может послужить предприятие «Березитовый рудник», расположенный в Амурской области. На данный момент заводы вынуждены снижать себестоимость золотодобычи, но, при этом им удается сохранить свою финансовую устойчивость. Кроме того, в планах данного предприятия расширение своего производства. Данная компания желает заняться резкой металла посредством лазерных оборудований.
Что касается добычи некоторых видов металлов, например, золота, то в нынешнем году, в России добыча данного сырья увеличилась в разы. Главными районами с богатым запасом желтого металла названы Красноярский край и Кемеровский регион. Данный материал был получен не только путем добычи, но и во время изготовления других металлов, посредством переработки лома и отходов.
Как правило, развивающиеся отрасли, в которых нуждается страна и весь мир в целом, не стоят на месте. Многие компании расширяют свое производство и строят новые предприятия. Одной из таких компаний на современном этапе является ОАО «Атомредметзолото» (АРМЗ), которая планирует начать добычу свинцово-цинковых руд в 2019 году. Это предприятие имеет намерение направить свои силы на арктическом архипелаге Новая Земля. Планируется также начать строительство комбината, который будет перерабатывать добытый материал.
Таким, образом, добыча металла является самой важной отраслью в нашем мире. Этот материал используется с давних времен и не прекращает быть популярным, ведь изделия из металла окружают каждого из нас. Поэтому горное дело является ведущей областью в изготовлении многих продукции.
Главное сырье алюминиевой промышленности это бокситы. Бокситы перерабатываются на глинозем. Затем из криолит-глиноземного расплава получают алюминий. Преимущественно бокситы распространены во влажных тропиках и субтропиках. Где протекают процессы глубокого химического выветривания горных пород. Сорок два процента мирового запаса бокситов располагает Гвинея. Затем идёт Австралия – 18,5%, Бразилия – 6,3%, Ямайка – 4,7%, Камерун -3,8% и Индия – 2,8%. Первое место занимает Австралия по масштабам добычи – 42,6 млн. т в 1995г. Основные добывающие районы – Западная Австралия, север Квинсленда и Северная территория. В России бокситы добываются в Ленинградской области, на Урале, Тиммане. Добыча бокситов, в США в ведется открытым способом в Алабаме, Арканзасе и Джорджии. Суммарный объем составляет 35 тыс.т в год.