Добыча руды и методы промышленного получения хрома. Методические рекомендации

Твердый и тугоплавкий металл хром очень востребован во многих сферах промышленности. Из него делают красители, устойчивые сплавы и покрытия для различных поверхностей, а также огнеупорные материалы. В природе он существует в виде многочисленных соединений в составе пород и минералов. В данной статье рассказано о хромовой руде, ее месторождениях и способах добычи.

24-й элемент

Хром - элемент шестой группы таблицы Менделеева с атомным номером 24. В качестве простого вещества он является одним из самых твердых металлов, однако это качество сильно зависит от его чистоты. С различными примесями его твердость увеличивается, но в чистом виде хром может быть довольно пластичным.

Температура плавления металла составляет выше 1800 градусов Цельсия и тоже зависит от количества примесей. Благодаря своей тугоплавкости он становится активным лишь при нагревании, а при нормальных комнатных условиях сохраняет инертность. Так, с водой он реагирует, только будучи сильно раскаленным и измельченным в порошок. В обычном состоянии он не активен с воздухом, серной и азотной кислотами. Сталкиваясь с ними, он пассивирует, образуя тонкую защитную пленку, которая не позволяет ему вступать в дальнейшую реакцию. Однако в нагретом состоянии он легко растворяется в кислотах, а при температуре выше 600 градусов - сгорает в кислороде.

В нормальном состоянии хром - металл с выраженным бело-голубым оттенком. Окисляясь до степеней +2, +3 и +6, он образует огромное количество соединений, которые могут быть красными, зелеными, голубыми, оранжевыми и даже желтыми. Из-за этого его и прозвали «хромом», что в переводе с греческого означает «цвет».

Хромовая руда

Хром широко распространен на планете Земля - его содержание в земной коре составляет 0,012 % по массе. Он не образует самородков и не встречается сам по себе. В природе он существует только в соединениях различных минералов, например, в вокелените, дитцеите, уваровите, крокоите, меланхроите. Обычно они имеют темный, практически черный окрас и обладают характерным металлическим блеском.

Хромовые руды образуют минералы, которые относятся к группе хромшпинелидов. Именно в них содержится наибольшее количество металла, достаточное для его промышленного использования. Они включают в себя четыре основных вида сырья:

• алюмохромит;
• березовит (магнохромит);
• пикотит;
• хромит.

Имеют магматическое происхождение. Они сильно варьируются по составу, но по внешнему виду и строению очень похожи друг на друга. Отличить их можно только при помощи химического анализа.

Хромшпинелиды отличаются высокой твердостью, черным, буро-черным и серым окрасом, слабыми магнетическими свойствами. Вместе с ними часто залегает уваровит, оливин, брусит, серпентин, кеммерерит, бронзит. Основным источником металла является хромит.

Месторождения

Месторождения хромовых руд существуют на территории Евразии, Африки, а также Южной и Северной Америки. Крупнейшими запасами обладает ЮАР, на которую приходится больше 75 % общего разведанного объема хрома. После нее по количеству запасов руды лидируют Казахстан и Зимбабве, затем США, Индия, Оман, Турция.

Крупные залежи сосредоточены и в России, где они присутствуют в основном на территории Урала. В начале XIX века российские хромовые руды были основным источником металла в мире, но акценты сместились с открытием других месторождений. Сегодня объемы потребления этого ресурса страной превышают объемы добычи.

Руда, как правило, залегает на значительных глубинах, поэтому извлекается из недр планеты преимущественно шахтным способом. В 10-15 % случаев добыча происходит при помощи карьеров. Ежегодно извлекается около 15 млрд тонн руды.

Использование

В промышленности главная ценность металла состоит в том, что он очень устойчив к коррозии и не разрушается под действием воздуха и воды. Эти свойства применяются для производства нержавеющих сталей, которые характеризуются высокой прочностью и твердостью. Очищенным хромом также покрывают алюминий, магний, серебро, цинк, кадмий и некоторые другие металлы, чтобы защитить их от воздействий окружающей среды.

Хромовые руды, содержащие меньше хрома, но богатые окисями магния и алюминия, применяют для производства огнеупорных материалов, которые способны выдерживать высокие температуры плавления.

Его цветные соединения применяют для создания красителей, пигментов и цветных стекол. Из легированного трехвалентного хрома и расплавленного минерала корунда изготавливают синтетические рубины, которые используют в ювелирном деле.

Скарновые месторождения . На Урале насчитываются десятки железорудных месторождений этого генезиса. Вот наиболее крупные из них: Высокогорское, Гороблагодатское, Песчанское, Покровское (возле г. Нижнего Тагила), Круглогорское (возле г. Миасса), Березки, М. Куйбас, Димитровское (возле г. Магнитогорска) и многие другие. Руды этих месторождений богатые, содержат около 50% железа, но в них много серы, являющейся вредной примесью. Кроме жклеза в них присутствует еще один полезный компонент – медь в количестве десятых долей процента. Основной рудный минерал таких месторождений – магнетит. Общие запасы их невелики и составляют около 3 млрд. тонн.

Экзгаляционно-осадочные месторождения . Они сосредоточены в Саткинском районе Челябинской области . Это Бакальская группа, насчитывающая 24 месторождения, которые размещаются среди осадочно-метаморфических толщ протерозоя (бурзянская и юрматинская серии), Здесь среди известняков, доломитов и глинистых сланцев находятся пласты сидеритов и бурых железняков. Общие запасы месторждений Бакальской группы оценваются в 1,2 млрд. тонн.

В зоне, примыкающей к Байкало-Амурской железнодорожной магистрали разведаны десятки железорудных месторождений (Таежное, Десовское, Пионерское, Сиваглинское, Тарынахское, Горкитское, Ималыкское и др.), которые пока не эксплуатируются в первую очередь по причине отсутствия в этом регионе железорудных предприятий. Прогнозные ресурсы их оценены в 20 млрд. тонн.

Дефицит руды в Западной Сибири и на Урале могло бы восполнить освоение нового, уникального по запасам Западно-Сибирского железорудного бассейна. Здесь в песчано-глинистой толще мелового возраста размещаются 4 пласта высококачественных оолитовых железных руд общей мощностью до 35 м. Руда представляет собой железистые песчаники эоценового, палеоценового и позднемелового возраста. Они соответствуют Нарымскому (сантон-кампан), колпашевскому (маастрихт), тымскому (палеоцен) и бакчарскому (эоцен) горизонтам. Рудоносная толща прослежена в субмеридиональном направлении по южной части Западно-Сибирской равнины более чем на 600 км. Общие прогнозные ресурсы железных руд этого региона оцениваются в 900 млрд. тонн (Мазуров и др., 2005).Западная часть бассейна находится в Казахстане, где давно разрабатываются Лисаковское и Аятское месторождения оолитовых железных руд. В Восточной части бассейна расположены Бакчарское и Колпашевское месторождения (Томская область). Наиболее изучено Бакчарское месторождение с ресурсами в 28 млрд т. Оно расположено в 150-200 км к северо-западу от г. Томска и приурочено к брахиантиклинальной структуре, известной под названием Бакчарского вала. Среднее содержание железа около 40%. Кроме железа оолитовые руды содержат еще один полезный компонент - ванадий. Руда может извлекаться карьерным способом, поскольку мощность пород вскрыши не превышает 200 м. Однако из-за высокой обводненности рудной толщи для Бакчарского месторождения предлагается другой способ извлечения руды – скважинная гидродобыча. Руда может доставляться по магистральному пульпопроводу до г. Томска, где проектируется создать фабрику окомкования добытой руды (Мазуров и др., 2005).

Нельзя забывать и о залежах сидерита в отложениях морского олигоцена (тавдинская свита) Западной Сибири. Мощная толща олигоценовых глин порой содержит до 50% сидеритовых стяжений, свидетельствующих о большой концентрации железа в осадках теплого палеогенового моря, поэтому здесь возможно обнаружение залежей осадочных железных руд промышленного масштаба.

Руды хрома

Хром – необходимый компонет легированных сталей , которому нет замены. Добавка хрома к сталям придает им вязкость, повышает твердость и сообщает им антикоррозионные свойства. Хром дает ценные сплавы с никелем, кобальтом, алюминием вольфрамом, молибденом (стеллиты). Большое значение имеет хромирование, т. е. покрытие тонким слоем хрома различных металлических изделий в целях борьбы с коррозией.

Единственным источником хрома является минерал хромит с формулой FeCr2O4. Но этот состав хромита чисто теоретический. На самом деле в природе встречаются минералы группы хромшпинелидов с общей формулой (Mg, Fe) (Сr, Al, Fe)2 О4. Среди них выделяются:

магнохромит (Mg, Fe)Cr2 O4

алюмохромит (Mg, Fe) (Сr, Al)2О 4

субферрихромит (Mg, Fe) (Cr, Fe)2 O4

субферриалюмохромит (Mg, Fe) (Cr, Fe, Al)2 О4

Хромшпинелиды являются главной составной частью любой хромовой руды. Основное направление применения хромовой руды – производство ферросплавов, которые служат в качестве добавки при выплавке легирующих (нержавеющих) сталей. На одну тонну легирующей стали расходуется 2-3 кг феррохрома. Для этой цели идет 70 % добываемой хромовой руды.

Второе важное направление применения хромовой руды – производство хромовых соединений (химикатов). На эти цели идет 15 % добываемой хромовой руды.

Третье направление – производство огнеупорного кирпича для доменных и мартеновских печей (15 % добываемой руды).

Соответственно промышленному использованию выделяются три типа хромовых руд: а) металлургические, б) химические. в) огнеупорные.

Металлургические руды должны содержать не менее 43 %, огнеупорные – не менее 32 % окиси хрома. Химическая промышленность может использовать и более бедные руды.

Месторождения хромитов генетически связаны с ультраосновными породами – перидотитами, дунитами и пироксенитами. Обычно это альпинотипные ультрабазиты, поступившие в верхние горизонты земной коры в результате столкновения литосферных плит и дествия механизма обдукции. Впервые они были обнаружены в Альпах (отсюда и произошло их название). По сути дела, альпинотипные перидотиты – это выход на земную поверхность материала верхней мантии в твердом состоянии. Наиболее крупные массивы альпинотипных ультрабазитов размещаются в складчатых областях. Особенно их много на Урале. Они есть также в Турции, Греции, Ираке, Югославии, Индии, США. Хромиты, связанные с альпинотипными ультрабазитами, наиболее богаты окисью хрома.

Кроме альпинотипных ультрабазитов хромиты встречаются в расслоенных интрузиях. Генезис их магматический (результат дифференциации базальтовой магмы, поступившей в земную кору из мантии). К ним в первую очередь следует отнести Бушвельдский плутон (Южно-Африканская республика) площадью 60 000 кв. км. Он содержит 2,5 млрд. тонн разведанных хромовых руд и 10 млрд. тонн прогнозных ресурсов этого ценнейшего сырья. Другой расслоенный интрузив – Великая дайка Зимбабве, также включающая гигантские запасы хромитов. В США крупным источником хромитов является Стиллуотерский расслоенный плутон. Все крупные расслоенные интрузии размещаются в фундаменте древних платформ (кратонов).

На территории России большинство хромитоносных ультраосновных массивов размещены на Урале. Все они альпинотипные. Хромитоносные ультрабазиты есть также в Центральной и Восточной Сибири, на Камчатке, Чукотке, Сахалине .

Хромитовые месторождения, расположенные на платформах, обнаружены в России совсем недавно – в 1988 г. В частности, на Кольском полуострове, в пределах перидотит-пеироксенит-габбровой формации разведаны 2 небольших по запасам месторождения хромитов с содержанием окиси хрома до 47 %.

В СССР основная масса хромовой руды добывалась из месторождений Кемпирсайской и Донской групп (Южный Урал), а также из небольшого по масштабам Сарановского месторождения в Пермском крае. После распада СССР месторождения Южного Урала отошли к Казахстану. У России осталось только Сарановское месторождение. Оно расположено в 100 км к востоку от г. Чусового и приурочено к небольшому габбро-перидотитовому массиву. Площадь его выхода на поверхность составляет всего 0,22 кв. км. Массив протягивается в субмеридиональном направлении на 188 м при ширине около 200 м и круто падает на восток несколько выполаживаясь на глубине. Хромиты образуют 3 жилообразных тела мощностью от 5 до 10 м. Содержание Cr2O5 небольшое – от 34 до 39 %. Кроме того руды содержат до 18-20 % железа, поэтому в СССР они использовались лишь как химическое сырье и огнеупоры. Балансовые запасы хромитов составляют 9580 тонн, забалансовые – 2987 тонн (Даровских, 2004). В настоящее время из-за дефицита хромитового сырья руда шахты «Сарановская» почти целиком потребляется Серовским заводом ферросплавов. Шахта добывает в год около 97 тыс. тонн хромитового сырья, что составляет 1/90 часть хромитов, требующихся промышленности страны. Помимо коренных залежей хромитов на месторождении есть россыпные (валунчатые) руды.

По причине наличия больших разведанных запасов хромитов в месторождениях Кемпирсайской и Донской групп в Советском Союзе хромитами никто серьезно не занимался. В результате сейчас Россия осталась без хромитов. Хотя проявления этого сырья имеются на Среднем Урале (Ключевская группа к юго-востоку от г. Екатеринбурга, Восточно-Тагильский, Алапаевский и Верх-Нейвинский ультраосновные массивы), где прогнозные ресурсы хромитов оцениваются в 170 млн т (Лещиков, Алешин, Рапопорт, 1999). На Южном Урале известно Верблюжьегорское месторождение хромитов (возле ст. Карталы в Челябинской области). На Алтае известно Усинское месторождение, в Мурманской области - месторождения Б. Варака и Сопчеозерное. Но геологоразведочные работы на этих объектах пока не достигли даже стадии предварительной разведки. Острый дефицит хромитового сырья частично может быть покрыт за счет добычи их на Полярном Урале (Тюменская область). Здесь в пределах Собско-Войкарской зоны открыто около 30 месторождений хромитов, приуроченных к Войкаро-Сыньинскому альпинотипному массиву ультрабазитов. Суммарные ресурсы хромитовых руд в пределах Полярного Урала оцениваются в 650 млн. тонн. Наиболее крупное месторождение Центральное, расположенное высоко в горах в нескольких десятках км от железной дороги. Руды содержат от 30 до 54 % Cr2O3. В 1994 г. началась промышленная разработка хромитов месторождения Центрального. В ближайшие годы количество добываемой здесь руды планируется довести до 200 тыс. тонн в год. Однако это не решит проблему хрома в России.

Около 200 мелких месторождений и проявлений хромитов имеются на территории Республики Башкортостан. Они приурочены к гипербазитам аллохтонного массива Крака. Содержание Cr2O3 в руде от 35 до 45%. Прогнозные ресурсы хромитов – 100 млн т. Некоторые из месторождений разрабатывались в недалеком прошлом.

Руды марганца

Как и хром, марганец является легирующим металлом и используется в металлургии для получения сплава ферромарганца, который добавляют в сталь при ее выплавке. Добавка ферромарганца к стали повышает ее вязкость, ковкость и твердость. Он способствует также более легкому отделению вредных примесей (серы, фосфора, кремния) из шихты, направляя их в шлаки. На каждую тонну стали расходуется до 6 кг ферромарганца.

На втором месте по количеству потребляемого марганца стоит химическая промышленность , где большую долю этого металла используют для получения сухих батарей. Марганец используется также в лакокрасочной, керамической промышленности и в здравоохранении.

Основные промышленные руды марганца состоят из следующих минералов:

пиролюзит MnO2

псиломелан MnO ∙ MnO2 ∙ n H2 O

манганит MnO (OH)

родохрозит MnCO3

браунит MnMn6 SiO12

гаусманит MnMn2 O4

Подавляющая часть месторождений марганца имеет осадочный генезис. В Советском Союзе 95 % запасов марганцевых руд было сосредоточено в осадочных месторождениях. Существуют марганцевые руды и другого генезиса: вулканогенно-осадочные (экзгаляционно-осадочные); гидротермальные; скарновые; коры выветривания. Однако их доля в общих ресурсах марганцевых руд очень мала.

Первое место по промышленным запасам марганцевых руд занимает Южно-Африканская республика (более 1 млрд. тонн), за ней следуют Украина (650 млн. тонн), Казахстан (350 млн. тонн), Китай (240 млн. тонн), Грузия (200 млн. тонн) и Бразилия (170 млн. тонн). Эти же страны являются основными производителями и экспортерами товарных марганцевых руд.

Крупнейший в мире марганцеворудный район расположен на Украине. Оруденение марганца приурочено к песчано-глинистым осадкам олигоценового возраста. Рудный пласт средней мощностью около 3 м протягивается вдоль всей южной периферии Украинского кристаллического щита на расстояние 250 км. В целом бассейн называется Никопольским и включает 8 месторождений с запада на восток: Ингулецкое, Высокопольское, Ново-Воронцовское, Западное, Сулицкое, Коминтерн-Марьевское, Грушевско-Басанское и Больше-Токмакское). Руды окисные, окисно-карбонатные и карбонатные, состоящие из пиролюзита, псиломелана, манганита, манганокальцита и кальциевого родохрозита. Рудное вещество представляет собой стяжения неправильной формы, желваки, конкреции, оолиты, угловатые куски, а также сплошные землистые массы. Содержание марганца в окисных рудах от 9 до 47 %, в карбонатных рудах – от 8 до 34 %. Руды добываются открытым и шахтным способами.

На территории России имеется Северо-Уральский марганцеворудный бассейн в Свердловской области с прогнозными ресурсами в 104 млн. тонн, включающий месторождения: Тыньинское, Полуночное, Ново-Березовское, Березовское, Южно-Березовское, Ивдельское, Марсятское. Руды карбонатные (родохрозит) и окисленные (псиломелан, пиролюзит и манганит). Содержание марганца в рудах невысокое (в среднем около 20%). Эксплуатируется только одно месторождение – Тыньинское (шахтный способ) с запасами около 40 млн. тонн. Ввиду сложных горно-геологических условий добычи продукция предприятия неконкурентоспособна.

На крайнем востоке Кемеровской области расположено Усинское месторождение марганцевых руд осадочного генезиса с запасами по категориям В+С1 около 100 млн. тонн. Месторождение размещается среди кембрийских известняков и глинистых сланцев и представлено карбонатными рудами (родохрозит). Среднее содержание марганца около 27 %. Месторождение не разрабатывается ввиду необходимости крупных капитальных вложений . На Салаирском кряже и в Горной Шории известны небольшие месторождения марганца, связанные с корами выветривания с содержанием марганца 22-24% (Шаров и др.,1997).

Кроме названных месторождений, есть многочисленные мелкие месторождения марганцевых руд в различных районах: Южно-Хинганское (Еврейская автономная область), Утхумское и Николаевское (Иркутская область), Громовское Читинская область), Дурновское (Кемеровская область), Улутелякское (Республика Башкортостан), Парнокское (Республика Коми) и другие залежи в пределах Урала, Алтая, Саян и Русской платформы. Все они имеют крайне низкое содержание окиси марганца (6-15%) и очень небольшие запасы (3-5 млн. тонн). Прогнозные ресурсы марганцевых руд составляют 840 млн. тонн.

Годовые потребности российских предприятий в товарной марганцевой руде составляют 1300 тыс. тонн. В настоящее время добыча марганцевых руд едва достигает 105 тыс. тонн. Марганцевая руда добывается на Николаевском месторождении в Иркутской области (1,5 тыс т/год), Парнокском месторождении в Республике Коми (1,5 тыс т/год), Громовском месторождении в Читинской области (52 тыс т/год), Тыньинском месторождении в Свердловской области (Дауев и др., 2000). Чтобы полностью обеспечить потребности нашей страны отечественным марганцем необходимы миллиардные затраты на освоение новых месторождений, в первую очередь Усинского и Порожинского. А пока Россия вынуждена ввозить из-за рубежа почти 100% марганцевой руды остро необходимой для черной металлургии.

Полиметаллические руды (руды свинца и цинка)

Свинец – мягкий, ковкий, плотный металл, обладающий высокой химической устойчивостью. Около 40% производимого свинца используется при изготовлении аккумуляторов. Значительное его количество идет в качестве добавки в бензин (антидетонаторная добавка). Другие области применения свинца: электротехническая (оболочки кабелей), подшипниковая (баббиты) и военная (сердечники пуль) промышленность.

Цинк, ввиду его антикоррозийных свойств, употребляется в больших количествах для оцинкования листового железа, труб, проволоки. На основе цинка получают сплавы: латунь, бронзу , мельхиор, которые необходимы в машиностроении, приборостроении , медицине.

Главными минералами свинцово-цинковых руд являются:

Галенит PbS

Cфалерит ZnS

Смитсонит ZnCO3

Церуссит PbCO3

Англезит PbSO4

Полиметаллические руды всегда содержат то или иное количество минералов серебра. Генезис их гидротермальный, скарновый и экзгаляционно-осадочный (барит-цинковое оруденение).

По разведанным запасам свинца и цинка Россия занимает первое место в мире. Балансовые запасы свинца учтены в 88 месторождениях, запасы цинка - в 138 месторождениях, из которых эксплуатируются 36 (Дауев и др., 2000). Основу минерально-сырьевой базы полиметаллов составляют месторождения: Узельгинское (Челябинская область), Гайское (Оренбургская область), Учалинское, Подольское, Юбилейное (Башкортостан), Холоднинское, Озерное (Бурятия), Ново-Широкинское, Рубцовское, Николаевское (Приморский край).

Около 70% добычи руд свинца и цинка приходится на медноколчеданные месторождения Урала и лишь 30% - на собственно полиметаллические месторождения.

В пределах Салаирского Кряжа разведаны 5 свинцово-цинковых месторождений (с баритом), содержащих серебро и золото. Они разрабатываются Салаирским ГОКом, производящим свинцовый, цинковый и баритовый концентраты. В этом же районе разведаны 3 серно-колчеданных медно-цинковых месторождения Урской группы.

Руды олова

Олово – металл известный с бронзового века. Он достаточно распространен в земной коре. Его кларк (по) составляет 2,5 ∙ 10-4%, то есть среднее содержание этого элемента в горных породах около 2,5 г/т.

Олово используется в сплавах с медью (бронза), свинцом, сурьмой и медью (баббиты и типографские сплавы), цирконием (сплав для атомных реакторов). Огромное количество олова идет для изготовления белой жести, которая необходима в консервной промышленности. От этого олово получило образное название – «металл консервной банки». В США на эти цели используют около 50% всего потребляемого олова. В меньшем объеме олово применяют в стекольной промышленности , при производстве эмалей, в красильном деле, гальванопластике, радиотехнике.

Мировые запасы олова оцениваются в 10 млн т, которые сосредоточены в основном в странах Юго-Восточной Азии, Африки и Восточной Европы. Крупные месторорждения оловянных руд открыты в Сибири и на Дальнем Востоке. Цена 1 тонны олова на мировом рынке достигает 11000 долларов.

Всего известно около 20 минералов олова, из которых промышлен-ное значение имеют касситерит (SnO2) и станнин (Cu2FeSnS4). Первый содержит олова 78,62%, второй – 27,5%.

Месторождения олова подразделяются на коренные и россыпные. Коренные месторождения представлены оловоносными пегматитами и залежами гидротермального генезиса. Касситерит обладает повышенной устойчивостью против агентов химического выветривания, поэтому хорошо сохраняется в россыпях. В России оловоносные россыпи сосредоточены на северо-востоке Якутии и на Чукотке.

По разведанным запасам олова Россия занимает первое место в мире. Всего разведано 215 коренных и россыпных месторождений. Большинство из них размещаются в труднодоступных и отдаленных районах. Наиболее значимые коренные месторождения: Депутатское, Одинокое (Якутия), Комсомольское, Баджальское, Правоурмийское, Соболиное (Хабаровский край), Пыркакайское (Чукотка), Искра (Приморский край)), а также объекты в Еврейской автономной области, эксплуатируемые комбинатом «Хинганолово». Крупное россыпное месторождение Тирехтях расположено в Якутии (Дауев и др., 2000).

Многие горнодобывающие предприятия, производящие касситеритовые концентраты, в настоящее время перестали существовать по причине нерентабельности. Продолжают функционировать только 4 крупных предприятия : Депутатский ГОК (Якутия), Дальневосточная горная компания, Хрустальненский ГОК (Приморский край) и комбинат «Хинганолово» (Еврейская автономная область).

Руды меди

Медь является стратегическим металлом, уровень потребления которого служит одним из основных показателей производственно-технического потенциала страны. По объему потребления медь занимает второе место (после алюминия) среди цветных металлов.

Известно более 200 минералов меди, но промышленное значение имеют только четыре:

халькопирит Cu Fe S2

борнит Cu5 Fe S4

блеклая руда Cu3 (Sb, As) S3

халькозин Cu2 S

Месторождения меди подразделяются по генезису на магматические, гидротермальные, и осадочные. Среди гидротермальных месторождений наиболее важными типами являются скарновые, колчеданные и медно-порфировые, связанные с вулканическими и интрузивными комплексами разных стадий развития складчатых систем. Крупные залежи меди осадочного происхождения связаны с медистыми песчаниками.

До 1990 г. Россия занимала лидирующее положение среди стран – производителей и потребителей меди. В настоящее время экономии-ческий кризис привел к резкому снижению как производства, так и потребления меди и ее сплавов. Производство меди в России за 1990-е годы сократилось на 40 %, а потребление – в 3,5 раза. В то же время экспорт меди увеличился в 6 раз. Сейчас Россия находится на 8 месте по производству меди и на11 месте по ее потреблению. Тем не менее Россия является одним из главных производителей меди.

По разведанным запасам меди она занимает 3-е место в мире (после Чили и США). Разведанные запасы этих руд составляют 11% от мировых. Минерально-сырьевая база меди в России резко отличается от зарубежных стран. Если основной объем запасов медных руд в Чили связан с месторождениями медно-порфирового типа (руды легко обогатимые и легко перерабатываемые), то наиболее крупные месторождения России относятся к медно-никелевому и медно-колчеданному типам. Основные балансовые запасы медных руд в нашей стране сосредоточены в существенно медных (96 %) и комплексных медьсодержащих (3,5 %) месторождениях. Среди существенно медных месторождений выделяются шесть геолого-промышленных типов:

1)месторождения медно-никелевых сульфидных руд . Эти за-пасы сосредоточены в Норильском и Печенгском рудных районах и сос-

ставляют около 45 % всех балансовых запасов меди. В Норильском руд-ном районе это месторождения: Талнахское, Октябрьское и Норильск-1. Содержание меди в богатых рудах Талнахского месторождения составляет 1,14 %, в бедных (разрабатываемых карьером) – 0,37 %. Кроме меди из руд извлекают никель и платину.

В Печенгском рудном районе сосредоточено 9 медно-никелевых месторождений: Ждановское, Семилетка, Каула, Заполярное, Котсельваара-Каммикиви, Быстринское, Тундровое, Спутник и Верхнее, которые являются рудной базой горно-обогатительного комбината «Печенганикель». Кроме меди из руд извлекаются никель, платина, кобальт, селен и теллур.

2) месторождения медно-колчеданных руд занимают 2-е место по запасам (29%). На государственном балансе числится 55 таких месторождений, из которых 44 находятся на Урале. Наиболее крупные из них: Гайское, Сибайское, Октябрьское, Учалинское, Узельгинское, Подольское, Юбилейное. Все они сосредоточены на Южном Урале на территории Республики Башкортостан и Оренбургской области. Руды медно-колчеданных месторождений являются комплексными. Кроме меди из них попутно можно извлекать свинец, цинк, золото, серебро, кадмий, индий, селен, теллур, германий, галлий. Общие запасы меди 14 месторождений Башкортостана составляют 5,5 млн т, цинка – 6 млн т.

3) месторождения медистых песчаников и сланцев . Уникальное по запасам меди месторождение этого типа (Удоканское) расположено в Читинской области. Запасы меди в нем составляют 21 % от общероссийских, причем месторождение пригодно для открытой разработки. Основной горизонт медистых песчаников, имеющий площадь выхода на поверность около 30 кв. км и мощность до 350 м, содержит мономинеральную легко обогатимую руду. Месторождение не разрабатывается по причине отсутствия инвестиций.

4) месторождение железо-медных руд . Это Волковское место-рождение, расположенное в Свердловской области. Запасы меди в нем составляют 2,5 % от общероссийских. Кроме меди из руды извлекаются железо, ванадий, платина, серебро, золото, селен, теллур, сера, фтор.

5) скарновый тип имеет весьма незначительное распространение. В Свердловской области к этому типу относится Вадимо-Александров-ское месторождение, разрабатываемое Турьинским рудником.

6) медно-порфировый тип . Месторождения этого типа в России пока не разрабатываются.

В табл.2 приведена структура балансовых запасов меди в Российской Федерации по геолого-промышленным типам месторождений.

Таблица 2

Геологопромыш-ленные типы

месторождений

А+В+С1 , % от обще-

российских

меди в руде, %

Месторождения

Медно-никелевые

Медно-колчедан-

Стратиформные

медистых песча-

Железо-медные

Норильская и Пе-ченгская группы

Гайское, Сибайс-

кое, Учалинское,

Узельгинское, Ок-

тябрьское, Урупс-

Удоканское

Волковское

Всего запасов 100

В группе медьсодержащих месторождений балансовые запасы составляют всего лишь 3,5 % от общероссийских и они не играют большой роли в меднорудной промышленности. Чаще всего основными компонентами в этом случае выступают олово и молибден. За 14 лет послесоветской эксплуатации месторождений меди

балансовые запасы уменьшились незначительно, поэтому их хватит на несколько десятилетий.

Россия располагает достаточно высокими прогнозными ресурсами медных руд. Ресурсы категории Р1 сосредоточены в пределах рудных полей разрабатываемых месторождений. Ресурсы категории Р2 предусматривают возможность обнаружения новых мнсторождений в пределах известных рудных районов. Прогнозные ресурсы категории Р3 предполагают открытие новых меднорудных провинций. Они весьма проблематичны.

Весьма перспективны ресурсы руд медно-порфирового типа. 56% их размещается на Урале (Челябинская область), 32% - в Читинской области и 12% - на территории Амурской области (Прошин, Хитрик, 1996). Медно-порфировое оруденение с молибденом и золотом известно на Камчатке (Райхлин и др., 2004).

Отдельно следует сказать о значительном «голоде» для уральских медеплавильных заводов. В Свердловской области Государственным балансом учтены запасы 20 месторождений меди (в том числе 5 медьсодержащих). Ведется отработка четырех из них: Сафьяновского, Левихинского, Волковского и Вадимо-Александровского. Готовится к разработке карьером Валенторское месторождение. Эксплуатируемые объекты обеспечивают сырьем местные металлургические предприятия лишь на 10%. Мощные обогатительные фабрики (Турьинская, Красноуральская, Кировградская, Среднеуральская) простаивают из-за отсутствия руды, а медеплавильные заводы в основном используют привозные медные концентраты и металлолом. Проблема эта сложная и может быть частично разрешена совместной с Казахстаном эксплуатацией меднопорфировых месторождений Зауралья и Кокчетавской глыбы, а также введением в эксплуатацию Подольского и Юбилейного месторождений Башкортостана.

Руды никеля

Высокая химическая стойкость, твердость, тугоплавкость – вот главные достоинства никеля. 80 % потребления этого металла приходится на металлургию. Потребителями нержавеющих никелевых сталей и сплавов являются тракторная, автомобильная и станкостроительная промышленность.

Сплав никеля и хрома (нихром) обладает высоким электросопротивлением и является основой большинства электронагревательных приборов. Платинит (49 % никеля и 51 % железа) во многих случаях заменяет платину. Его можно впаять в стекло и оно не дает трещин. Сплав пермаллой (FeNi3) обладает весьма большой магнитной проницаемостью. Сердечники из пермаллоя имеются в любом телефонном аппарате, а тонкие пермаллоидные пленки – главный элемент компьютеров и вычислительных машин. Широкое применение в ювелирном деле имеют сплавы никеля с медью, цинком и алюминием: нейзильбер, мельхиор, монетный сплав. Из них же изготавливают медали, ордена, элементы компьютеров, радио - и телевизионные детали, элементы электронагревательных приборов. Из хромеля и алюмеля делают термопары а из никоси – мощные источники ультразвука.

В природе известно 45 минералов никеля, но промышленное значение имеют только шесть:

пентландит (Ni, Fe)9S8

никелистый пирротин (Fe, Ni) S

никелин NiAs

гарниерит Ni4 [ Si4 O10 ] ∙(OH)4 ∙4H2O

ревдинскит (Ni, Mg)6 ∙(OH)8

миллерит NiS

Руды никеля комплексные. В них всегда в том или ином количестве содержится кобальт, который извлекается попутно. Промышленные месторождения никеля относятся к трем типам: сульфидным медно-никелевым, силикатным никелевым и арсенидным никель-кобальтовым. В России около 89% никеля (по другим данным 93 %) добывается из сульфидных руд ликвационного генезиса. Силикатные месторождения никеля имеют подчиненное значение. Запасы никель-кобальтовых руд составляют всего 0,1 от общероссийских (Прошин, Горелов, 1997). В зарубежных странах, напротив, основной объем запасов сосредоточен в силикатных рудах никеля.

В России находится третья часть мировых запасов никеля. По разведанным запасам наша страна занимает первое место в мире (Прошин, Горелов, 1997). Из 39 разведанных и учтенных месторождений никеля 10 являются забалансовыми. Из 29 месторождений с балансовыми запасами, характеризующихся высокой степенью разведанности, эксплуатируются 14. Остальные являются резервны-ми. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд связаны с дифференцированными массивами основных и ультраосновных магматических горных пород.

В Печенгском, Кольском и Мончегорском рудных районах Мурманской области находится 9 месторождений никеля сульфидного типа, крупнейшим из которых является Ждановское с содержанием никеля в рудах 0,6%. Месторождение Заполярное содержит богатые руды (около 2% никеля).

В Норильском рудном районе имеется 3 крупнейших месторождения никеля: Октябрьское, Талнахское и Норильск-1. Первые два являются уникальными как по запасам, так и по качеству руд. Содержание никеля в рудах колеблется от 0,5 до 3 %.Всего в этих месторождениях сосредоточено около 70 % запасов никеля России.

Месторождения силикатных никелевых руд связаны с корой выветривания ультраосновных пород. Содержание никеля в этих рудах около 0,7 %. Попутным извлекаемым компонентом в них является кобальт. Все 16 промышленных месторождений силикатных никелелевых руд расположены на Урале, в Свердловской, Челябинской и Оренбургской областях. Среди них самые крупные по запасам: Буруктальское (Оренбургская область) и Серовское (Свердловская область). Последнее дает т руды в год и обеспечивает сырьем Режевский и Уфалейский никелевые заводы.

Арсенидные никелевые руды разведаны в единственном месторождении Хову-Аксы в Республике Тыва . Это месторождение комплексное, содержащее кроме никеля, еще кобальт медь, серебро, висмут и мышьяк. Месторождение не эксплуатируется, но учтено в Государственном балансе.

Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2012 году» от 11 апреля 2014 года

Абсолютным лидером в производстве товарных хромовых руд является ЮАР, обеспечивающая более 40% их мирового выпуска. Эта страна обладает самой мощной ресурсной базой хромитов в мире, в ее недрах заключено около трех четвертей мировых запасов и почти 70% мировых ресурсов хромовых руд.

Все они сконцентрированы в месторождениях уникального Бушвельдского расслоенного массива. Часть добываемого сырья ЮАР поставляет в страны Азии (преимущественно в Китай) и Европы, входя в число ведущих мировых экспортеров хромовых руд. При этом ЮАР занимает первое место также и среди продуцентов и поставщиков на мировой рынок феррохрома.

Вторую позицию, как по объемам добычи, так и по масштабам сырьевой базы занимает Казахстан. Его вклад в мировое производство товарных хромовых руд составляет 15-20%. Подавляющая часть запасов хромитов Казахстана разведана в месторождениях Кемпирсайского массива, руды которых отличаются высоким качеством — среднее содержание Cr2O3 в них достигает 50%, а содержание железа и вредных примесей (фосфора и серы) невелико. Казахстан является крупным экспортером хромовых руд, продуцентом и поставщиком феррохрома за рубеж. Весомыми продуцентами товарных хромовых руд являются также Индия и Турция, в 2012 году их доля в мировом производстве составила соответственно 13% и 10%.

Россия занимает пятую-шестую позицию в мировом производстве хромовых руд, в 2012 году выпуск этого сырья составил только 2,2% от мирового. Разведанные запасы российских месторождений хромитов не превышают 0,4% мировых. При этом Россия входит в число основных производителей и экспортеров феррохрома, но более половины необходимого сырья для его производства закупает за рубежом, в основном в Казахстане и Турции. В ближайшее время в Казахстане ожидается ввод в строй нового ферросплавного завода, что может существенно ограничить поставки казахстанской руды в Россию. Производство феррохрома в России существенно превышает внутреннее потребление, и основная масса полупродукта направляется на экспорт.

Цены на товарные хромовые руды на мировом рынке в 2012 году существенно упали по сравнению с 2011 годом, но в 2013 году они стабилизировались. Мировые цены на феррохром в 2012 году и первой половине 2013 года сильно колебались в соответствии со спросом со стороны производителей нержавеющей стали. Во всем мире (исключая Китай) выплавка нержавеющей стали в 2012 году сократилась. Для улучшения рыночной конъюнктуры многие компании приостановили ввод новых ферросплавных мощностей и снизили загрузку имеющихся. Во второй половине 2013 году цены на феррохром начали расти. Российская сырьевая база хромитов не способна удовлетворить спрос со стороны отечественных продуцентов феррохрома, которые, в свою очередь, целиком зависят от конъюнктуры мирового рынка.

Читайте также

Золотые перспективы Калычана

Вестник Золотопромышленника. (http://www.gold.1prime.ru/bulletin/reviews/show.asp?id=35252)

Экономический потенциал освоения минерально-сырьевых ресурсов Забайкальского края

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014, № 7, стр. 81–85

Минеральные ресурсы Приморского края

Минеральные ресурсы Чукотской автономной области

Минеральные ресурсы Хабаровского края

Минеральные ресурсы Сахалинской области

по применению Классификации запасов

месторождений и прогнозных ресурсов

твердых полезных ископаемых

Хромовые руды

Москва, 2007

Разработаны Федеральным государственным учреждением «Госу­дарственная комиссия по запасам полезных ископаемых» (ФГУ ГКЗ) по заказу Министерства природных ресурсов Российской Федерации и за счет средств федерального бюджета.

Утверждены распоряжением МПР России от 05.06.2007 г. № 37-р.

Предназначены для работников предприятий и организаций, осу­ществляющих свою деятельность в сфере недропользования, неза­висимо от их ведомственной принадлежности и форм собственно­сти. Применение настоящих Методических рекомендаций обеспе­чит получение геологоразведочной информации, полнота и каче­ство которой достаточны для принятия решений о проведении дальнейших разведочных работ или о вовлечении запасов разведан­ных месторождений в промышленное освоение, а также о проекти­ровании новых или реконструкции существующих предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых.

1. Общие сведения

1. Настоящие Методические рекомендации по применению Классификации запасов к месторождениям хромовых руд (далее – Методические рекомендации) разработаны в соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 22 июля 2004 г. № 370 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 31, ст.3260; 2004, № 32, ст. 3347; 2005, № 52 (3ч.), ст. 5759; 2006 ,№ 52 (3ч.), 5597), Положением о Федеральном агентстве по недропользованию, утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2004 г. № 293 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, N 26, ст. 2669, 2006, №25, ст.2723), Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278, и содержат рекомендации по применению Классификации запасов к месторождениям хромовых руд.

2. Методические рекомендации направлены на оказание практической помощи недропользователям и организациям, осуществляющим подготовку материалов по подсчету запасов полезных ископаемых и представляющих их на государственную экспертизу.

3. Х р о м – голубовато-серебристый блестящий металл, устойчивый против коррозии на воздухе и в воде, имеющий плотность 7,19 г/см 3 (при температуре 20 ºС) и температуру плавления 1890 ºС. При обычных температурах хром легко реагирует с разбавленными кислотами – HCl и H 2 SO 4 , но не растворяется в HNO 3 , H 3 PO 4 и HClO 4 благодаря образованию защитной пленки. В соединениях валентность хрома изменяется от двух до шести, трехвалентные соединения устойчивые, а шестивалентные являются сильными окислителями. Образует сплавы с рядом элементов. Наиболее распространенными являются сплавы на железной основе (феррохром), с углеродом и кобальтом или никелем (стеллит), двойные хромоникелевые сплавы (нихром). Хромоникелевые стали и сплавы используются в конструкциях ядерных реакторов. Основные области потребления – ферросплавное производство, огнеупорная и химическая отрасли промышленности.

На применении хрома в железных сплавах основано современное производство высокопрочных конструкционных, кислотоупорных, нержавеющих, жаропрочных, шарикоподшипниковых сталей, сплавов сопротивления и чугунов с заданными свойствами. Металлический хром применяется главным образом для хромирования стальных изделий.

В огнеупорной промышленности хромовые руды употребляются для изготовления хроммагнезитовых и других хромсодержащих огнеупоров и хромбетона, используемых для футеровки мартеновских и индукционных печей, конверторов, вращающихся печей в цементной промышленности.

Химическая промышленность потребляет хромовые руды преимущественно для производства хромпиков (двухромовокислых солей натрия и калия) и других соединений хрома, применяемых в качестве красителей, дубителей, катализаторов, протрав и др. Радиоактивный изотоп хрома нашел применение в медицине.

4.Кларк хрома (по А. П. Виноградову) составляет 0,0083 %. Из более 20 хромсодержащих минералов в промышленном отношении важны только хромшпинелиды, которые служат в настоящее время единственным источником получения металлического хрома и продуктов его химических соединений.

В группе хромшпинелидов с общей формулой (Mg, Fe) 2+ (Cr, Al, Fe) 2 3+ O 4 наибольший интерес представляют следующие минеральные виды: магнохромит (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 , алюмохромит (Fe, Mg)(Cr, Al) 2 O 4 , субферрихромит (Mg, Fe)(Cr, Fe) 2 O 4 и в меньшей степени субферриалюмохромит (Mg, Fe)(Cr, Fe, Al) 2 O 4 . Содержание оксидов в разновидностях хромшпинелидов колеблется в широких пределах: Cr 2 O 3 2–67 %, Al 2 O 3 2–65 %, Fe 2 O 3 0–41 %, FeO 10–30 %, MgO 1–20 %.

5. По условиям образования выделяются эндогенные, экзогенные и техногенные месторождения хромовых руд.

6. Эндогенные месторождения хромовых руд относятся к группе магматических образований, пространственно и генетически связаны с гипербазитовыми интрузиями двух формаций: перидотит-пироксенит-габброноритовой расслоенных (стратиформных) массивов и дунит-гарцбургитовой альпинотипных массивов.

7. Раннемагматические сегрегационные месторождения хромовых руд образовались на ранней стадии формирования интрузивов ультраосновных пород и связаны с дифференцированными (стратиформными) расслоенными массивами платформ. Хромовые руды залегают в нижних горизонтах массивов, сложенных дунитами, перидотитами, пироксенитами. Рудоносный горизонт имеет мощность от первых метров до нескольких сотен метров, в его пределах возможно наличие ряда рудных зон. Рудные тела пластообразной формы обычно развиты по всей площади интрузива. Мощность рудных тел выдержана и, как правило, мала (первые метры), однако протяженность достигает многих десятков километров, поэтому даже маломощные тела могут иметь значительные запасы. Руды преимущественно сплошные и густовкрапленные, среднехромистые, повышенной железистости, обычно относятся к огнеупорным сортам и лишь наиболее богатые отвечают требованиям металлургии. К этому типу принадлежат месторождения Бушвельд (ЮАР), Великая Дайка (Зимбабве), Кеми (Финляндия), Стиллуотер (США), месторождения Индии.

8. Позднемагматические месторождения хромовых руд образуются в позднюю стадию формирования интрузивов ультраосновных пород дунит-гарцбургитовой формации эвгеосинклиналей. Рудные тела залегают среди дунитов, имеют форму линз, столбов, жил. Мощность крупных тел достигает 250 м, протяженность 1550 м, ширина 330 м. Месторождения состоят обычно из серии сближенных тел, число которых может достигать нескольких десятков.

Хромшпинелиды относятся к высокомагнезиальным разностям с переменным содержанием хрома и алюминия. Месторождения этого типа служат главным источником высокохромистых металлургических, а также высокоглиноземистых огнеупорных руд. Сюда относятся месторождения Южно-Кемпирсайской группы (Казахстан), Гулемен (Турция) и др.

С позднемагматическими месторождениями хромита ассоциируют проявления попутных полезных ископаемых:

высококачественных (несерпентинизированных) дунитов, являющихся редким и дефицитным видом сырья для производства безобжиговых литейно-формовочных смесей, форстеритовых огнеупоров и теплоизоляционных вкладышей;

благородного корунда и рубина;

металлов платиновой группы в виде микровключений самостоятельных минералов в зернах хромшпинелидов.

Месторождения хромовых руд России подразделяются на промышленные типы, приведенные в табл. 1.

Руды хрома

Хром – необходимый компонет легированных сталей, которому нет замены. Добавка хрома к сталям придает им вязкость, повышает твердость и сообщает им антикоррозионные свойства. Хром дает ценные сплавы с никелем, кобальтом, алюминием вольфрамом, молибденом (стеллиты). Большое значение имеет хромирование, т.е. покрытие тонким слоем хрома различных металлических изделий в целях борьбы с коррозией.

Единственным источником хрома является минерал хромит с формулой FeCr 2 O 4 . Но этот состав хромита чисто теоретический. На самом деле в природе встречаются минералы группы хромшпинелидов с общей формулой (Mg,Fe) (Сr,Al,Fe) 2 О 4 . Среди них выделяются:

магнохромит (Mg,Fe)Cr 2 O 4

алюмохромит (Mg,Fe) (Сr,Al) 2 О 4

субферрихромит (Mg,Fe) (Cr,Fe) 2 O 4

субферриалюмохромит (Mg,Fe) (Cr,Fe,Al) 2 О 4

Хромшпинелиды являются главной составной частью любой хромовой руды. Основное направление применения хромовой руды – производство ферросплавов, которые служат в качестве добавки при выплавке легирующих (нержавеющих) сталей. На одну тонну легирующей стали расходуется 2-3 кг феррохрома. Для этой цели идет 70 % добываемой хромовой руды.

Второе важное направление применения хромовой руды – производство хромовых соединений (химикатов). На эти цели идет 15 % добываемой хромовой руды.

Третье направление – производство огнеупорного кирпича для доменных и мартеновских печей (15 % добываемой руды).

Соответственно промышленному использованию выделяются три типа хромовых руд: а) металлургические, б) химические. в) огнеупорные.

Металлургические руды должны содержать не менее 43 %, огнеупорные – не менее 32 % окиси хрома. Химическая промышленность может использовать и более бедные руды.

Месторождения хромитов генетически связаны с ультраосновными породами – перидотитами, дунитами и пироксенитами. Обычно это альпинотипные ультрабазиты, поступившие в верхние горизонты земной коры в результате столкновения литосферных плит и дествия механизма обдукции. Впервые они были обнаружены в Альпах (отсюда и произошло их название). По сути дела, альпинотипные перидотиты – это выход на земную поверхность материала верхней мантии в твердом состоянии. Наиболее крупные массивы альпинотипных ультрабазитов размещаются в складчатых областях. Особенно их много на Урале. Они есть также в Турции, Греции, Ираке, Югославии, Индии, США. Хромиты, связанные с альпинотипными ультрабазитами, наиболее богаты окисью хрома.

Кроме альпинотипных ультрабазитов хромиты встречаются в расслоенных интрузиях. Генезис их магматический (результат дифференциации базальтовой магмы, поступившей в земную кору из мантии). К ним в первую очередь следует отнести Бушвельдский плутон (Южно-Африканская республика) площадью 60 000 кв. км. Он содержит 2,5 млрд. тонн разведанных хромовых руд и 10 млрд. тонн прогнозных ресурсов этого ценнейшего сырья. Другой расслоенный интрузив – Великая дайка Зимбабве, также включающая гигантские запасы хромитов. В США крупным источником хромитов является Стиллуотерский расслоенный плутон. Все крупные расслоенные интрузии размещаются в фундаменте древних платформ (кратонов).

На территории России большинство хромитоносных ультраосновных массивов размещены на Урале. Все они альпинотипные. Хромитоносные ультрабазиты есть также в Центральной и Восточной Сибири, на Камчатке, Чукотке, Сахалине.

Хромитовые месторождения, расположенные на платформах, обнаружены в России совсем недавно – в 1988 г. В частности, на Кольском полуострове, в пределах перидотит-пеироксенит-габбровой формации разведаны 2 небольших по запасам месторождения хромитов с содержанием окиси хрома до 47 %.

В СССР основная масса хромовой руды добывалась из месторождений Кемпирсайской и Донской групп (Южный Урал), а также из небольшого по масштабам Сарановского месторождения в Пермском крае. После распада СССР месторождения Южного Урала отошли к Казахстану. У России осталось только Сарановское месторождение. Оно расположено в 100 км к востоку от г. Чусового и приурочено к небольшому габбро-перидотитовому массиву. Площадь его выхода на поверхность составляет всего 0,22 кв.км. Массив протягивается в субмеридиональном направлении на 188 м при ширине около 200 м и круто падает на восток несколько выполаживаясь на глубине. Хромиты образуют 3 жилообразных тела мощностью от 5 до 10 м. Содержание Cr 2 O 5 небольшое – от 34 до 39 %. Кроме того руды содержат до 18-20 % железа, поэтому в СССР они использовались лишь как химическое сырье и огнеупоры. Балансовые запасы хромитов составляют 9580 тонн, забалансовые – 2987 тонн (Даровских, 2004). В настоящее время из-за дефицита хромитового сырья руда шахты «Сарановская» почти целиком потребляется Серовским заводом ферросплавов. Шахта добывает в год около 97 тыс. тонн хромитового сырья, что составляет 1/90 часть хромитов, требующихся промышленности страны. Помимо коренных залежей хромитов на месторождении есть россыпные (валунчатые) руды.

По причине наличия больших разведанных запасов хромитов в месторождениях Кемпирсайской и Донской групп в Советском Союзе хромитами никто серьезно не занимался. В результате сейчас Россия осталась без хромитов. Хотя проявления этого сырья имеются на Среднем Урале (Ключевская группа к юго-востоку от г.Екатеринбурга, Восточно-Тагильский, Алапаевский и Верх-Нейвинский ультраосновные массивы), где прогнозные ресурсы хромитов оцениваются в 170 млн т (Лещиков, Алешин, Рапопорт, 1999). На Южном Урале известно Верблюжьегорское месторождение хромитов (возле ст.Карталы в Челябинской области). На Алтае известно Усинское месторождение, в Мурманской области - месторождения Б.Варака и Сопчеозерное. Но геологоразведочные работы на этих объектах пока не достигли даже стадии предварительной разведки. Острый дефицит хромитового сырья частично может быть покрыт за счет добычи их на Полярном Урале (Тюменская область). Здесь в пределах Собско-Войкарской зоны открыто около 30 месторождений хромитов, приуроченных к Войкаро-Сыньинскому альпинотипному массиву ультрабазитов. Суммарные ресурсы хромитовых руд в пределах Полярного Урала оцениваются в 650 млн. тонн. Наиболее крупное месторождение Центральное, расположенное высоко в горах в нескольких десятках км от железной дороги. Руды содержат от 30 до 54 % Cr 2 O 3 . В 1994 г. началась промышленная разработка хромитов месторождения Центрального. В ближайшие годы количество добываемой здесь руды планируется довести до 200 тыс. тонн в год. Однако это не решит проблему хрома в России.

Около 200 мелких месторождений и проявлений хромитов имеются на территории Республики Башкортостан. Они приурочены к гипербазитам аллохтонного массива Крака. Содержание Cr 2 O 3 в руде от 35 до 45%. Прогнозные ресурсы хромитов – 100 млн т. Некоторые из месторождений разрабатывались в недалеком прошлом.

Руды марганца

Как и хром, марганец является легирующим металлом и используется в металлургии для получения сплава ферромарганца, который добавляют в сталь при ее выплавке. Добавка ферромарганца к стали повышает ее вязкость, ковкость и твердость. Он способствует также более легкому отделению вредных примесей (серы, фосфора, кремния) из шихты, направляя их в шлаки. На каждую тонну стали расходуется до 6 кг ферромарганца.

На втором месте по количеству потребляемого марганца стоит химическая промышленность, где большую долю этого металла используют для получения сухих батарей. Марганец используется также в лакокрасочной, керамической промышленности и в здравоохранении.

Основные промышленные руды марганца состоят из следующих минералов:

пиролюзит MnO 2

псиломелан MnO ∙ MnO 2 ∙ n H 2 O

манганит MnO (OH)

родохрозит MnCO 3

браунит MnMn 6 SiO 12

гаусманит MnMn 2 O 4

Подавляющая часть месторождений марганца имеет осадочный генезис. В Советском Союзе 95 % запасов марганцевых руд было сосредоточено в осадочных месторождениях. Существуют марганцевые руды и другого генезиса: вулканогенно-осадочные (экзгаляционно-осадочные); гидротермальные; скарновые; коры выветривания. Однако их доля в общих ресурсах марганцевых руд очень мала.

Первое место по промышленным запасам марганцевых руд занимает Южно-Африканская республика (более 1 млрд. тонн), за ней следуют Украина (650 млн. тонн), Казахстан (350 млн. тонн), Китай (240 млн. тонн), Грузия (200 млн. тонн) и Бразилия (170 млн. тонн). Эти же страны являются основными производителями и экспортерами товарных марганцевых руд.

Крупнейший в мире марганцеворудный район расположен на Украине. Оруденение марганца приурочено к песчано-глинистым осадкам олигоценового возраста. Рудный пласт средней мощностью около 3 м протягивается вдоль всей южной периферии Украинского кристаллического щита на расстояние 250 км. В целом бассейн называется Никопольским и включает 8 месторождений с запада на восток: Ингулецкое, Высокопольское, Ново-Воронцовское, Западное, Сулицкое, Коминтерн-Марьевское, Грушевско-Басанское и Больше-Токмакское). Руды окисные, окисно-карбонатные и карбонатные, состоящие из пиролюзита, псиломелана, манганита, манганокальцита и кальциевого родохрозита. Рудное вещество представляет собой стяжения неправильной формы, желваки, конкреции, оолиты, угловатые куски, а также сплошные землистые массы. Содержание марганца в окисных рудах от 9 до 47 %, в карбонатных рудах – от 8 до 34 %. Руды добываются открытым и шахтным способами.

На территории России имеется Северо-Уральский марганцеворудный бассейн в Свердловской области с прогнозными ресурсами в 104 млн. тонн, включающий месторождения: Тыньинское, Полуночное, Ново-Березовское, Березовское, Южно-Березовское, Ивдельское, Марсятское. Руды карбонатные (родохрозит) и окисленные (псиломелан, пиролюзит и манганит). Содержание марганца в рудах невысокое (в среднем около 20%). Эксплуатируется только одно месторождение – Тыньинское (шахтный способ) с запасами около 40 млн. тонн. Ввиду сложных горно-геологических условий добычи продукция предприятия неконкурентоспособна.

На крайнем востоке Кемеровской области расположено Усинское месторождение марганцевых руд осадочного генезиса с запасами по категориям В+С 1 около 100 млн. тонн. Месторождение размещается среди кембрийских известняков и глинистых сланцев и представлено карбонатными рудами (родохрозит). Среднее содержание марганца около 27 %. Месторождение не разрабатывается ввиду необходимости крупных капитальных вложений. На Салаирском кряже и в Горной Шории известны небольшие месторождения марганца, связанные с корами выветривания с содержанием марганца 22-24% (Шаров и др.,1997).

Кроме названных месторождений, есть многочисленные мелкие месторождения марганцевых руд в различных районах: Южно-Хинганское (Еврейская автономная область), Утхумское и Николаевское (Иркутская область), Громовское Читинская область), Дурновское (Кемеровская область), Улутелякское (Республика Башкортостан), Парнокское (Республика Коми) и другие залежи в пределах Урала, Алтая, Саян и Русской платформы. Все они имеют крайне низкое содержание окиси марганца (6-15%) и очень небольшие запасы (3-5 млн. тонн). Прогнозные ресурсы марганцевых руд составляют 840 млн. тонн.

Годовые потребности российских предприятий в товарной марганцевой руде составляют 1300 тыс. тонн. В настоящее время добыча марганцевых руд едва достигает 105 тыс. тонн. Марганцевая руда добывается на Николаевском месторождении в Иркутской области (1,5 тыс т/год), Парнокском месторождении в Республике Коми (1,5 тыс т/год), Громовском месторождении в Читинской области (52 тыс т/год), Тыньинском месторождении в Свердловской области (Дауев и др., 2000). Чтобы полностью обеспечить потребности нашей страны отечественным марганцем необходимы миллиардные затраты на освоение новых месторождений, в первую очередь Усинского и Порожинского. А пока Россия вынуждена ввозить из-за рубежа почти 100% марганцевой руды остро необходимой для черной металлургии.

Полиметаллические руды (руды свинца и цинка)

Свинец – мягкий, ковкий, плотный металл, обладающий высокой химической устойчивостью. Около 40% производимого свинца используется при изготовлении аккумуляторов. Значительное его количество идет в качестве добавки в бензин (антидетонаторная добавка). Другие области применения свинца: электротехническая (оболочки кабелей), подшипниковая (баббиты) и военная (сердечники пуль) промышленность.

Цинк, ввиду его антикоррозийных свойств, употребляется в больших количествах для оцинкования листового железа, труб, проволоки. На основе цинка получают сплавы: латунь, бронзу, мельхиор, которые необходимы в машиностроении, приборостроении, медицине.

Главными минералами свинцово-цинковых руд являются:

Галенит PbS

Cфалерит ZnS

Смитсонит ZnCO 3

Церуссит PbCO 3

Англезит PbSO 4

Полиметаллические руды всегда содержат то или иное количество минералов серебра. Генезис их гидротермальный, скарновый и экзгаляционно-осадочный (барит-цинковое оруденение).

По разведанным запасам свинца и цинка Россия занимает первое место в мире. Балансовые запасы свинца учтены в 88 месторождениях, запасы цинка - в 138 месторождениях, из которых эксплуатируются 36 (Дауев и др., 2000). Основу минерально-сырьевой базы полиметаллов составляют месторождения: Узельгинское (Челябинская область), Гайское (Оренбургская область), Учалинское, Подольское, Юбилейное (Башкортостан), Холоднинское, Озерное (Бурятия), Ново-Широкинское, Рубцовское, Николаевское (Приморский край).

Около 70% добычи руд свинца и цинка приходится на медноколчеданные месторождения Урала и лишь 30% - на собственно полиметаллические месторождения.

В пределах Салаирского Кряжа разведаны 5 свинцово-цинковых месторождений (с баритом), содержащих серебро и золото. Они разрабатываются Салаирским ГОКом, производящим свинцовый, цинковый и баритовый концентраты. В этом же районе разведаны 3 серно-колчеданных медно-цинковых месторождения Урской группы.

Руды олова

Олово – металл известный с бронзового века. Он достаточно распространен в земной коре. Его кларк (по А.П.Виноградову) составляет 2,5 ∙ 10 -4 %, то есть среднее содержание этого элемента в горных породах около 2,5 г/т.

Олово используется в сплавах с медью (бронза), свинцом, сурьмой и медью (баббиты и типографские сплавы), цирконием (сплав для атомных реакторов). Огромное количество олова идет для изготовления белой жести, которая необходима в консервной промышленности. От этого олово получило образное название – «металл консервной банки». В США на эти цели используют около 50% всего потребляемого олова. В меньшем объеме олово применяют в стекольной промышленности, при производстве эмалей, в красильном деле, гальванопластике, радиотехнике.

Мировые запасы олова оцениваются в 10 млн т, которые сосредоточены в основном в странах Юго-Восточной Азии, Африки и Восточной Европы. Крупные месторорждения оловянных руд открыты в Сибири и на Дальнем Востоке. Цена 1 тонны олова на мировом рынке достигает 11000 долларов.

Всего известно около 20 минералов олова, из которых промышлен-ное значение имеют касситерит (SnO 2) и станнин (Cu 2 FeSnS 4). Первый содержит олова 78,62%, второй – 27,5%.

Месторождения олова подразделяются на коренные и россыпные. Коренные месторождения представлены оловоносными пегматитами и залежами гидротермального генезиса. Касситерит обладает повышенной устойчивостью против агентов химического выветривания, поэтому хорошо сохраняется в россыпях. В России оловоносные россыпи сосредоточены на северо-востоке Якутии и на Чукотке.

По разведанным запасам олова Россия занимает первое место в мире. Всего разведано 215 коренных и россыпных месторождений. Большинство из них размещаются в труднодоступных и отдаленных районах. Наиболее значимые коренные месторождения: Депутатское, Одинокое (Якутия), Комсомольское, Баджальское, Правоурмийское, Соболиное (Хабаровский край), Пыркакайское (Чукотка), Искра (Приморский край)), а также объекты в Еврейской автономной области, эксплуатируемые комбинатом «Хинганолово». Крупное россыпное месторождение Тирехтях расположено в Якутии (Дауев и др., 2000).

Многие горнодобывающие предприятия, производящие касситеритовые концентраты, в настоящее время перестали существовать по причине нерентабельности. Продолжают функционировать только 4 крупных предприятия: Депутатский ГОК (Якутия), Дальневосточная горная компания, Хрустальненский ГОК (Приморский край) и комбинат «Хинганолово» (Еврейская автономная область).

Руды меди

Медь является стратегическим металлом, уровень потребления которого служит одним из основных показателей производственно-технического потенциала страны. По объему потребления медь занимает второе место (после алюминия) среди цветных металлов.

Ввиду высокой электропроводности (по этому свойству медь уступает только серебру), теплопроводности и ковкости области применения этого металла воистину безграничны. Около половины выплавляемой меди потребляет электротехническая промышленность, электроника, радиотехника и телефонная связь. Медь широко применяется для изготовления сплавов: томпака, латуни (сплавы меди и цинка), бронзы (сплав меди с оловом), мельхиора (сплав меди, никеля и цинка), манганина (сплав меди, никеля и марганца), никелина (сплав меди и никеля). Из меди делают монеты, краски, химические препараты для сельского хозяйства.

Известно более 200 минералов меди, но промышленное значение имеют только четыре:

халькопирит Cu Fe S 2

борнит Cu 5 Fe S 4

блеклая руда Cu 3 (Sb, As) S 3

халькозин Cu 2 S

Месторождения меди подразделяются по генезису на магматические, гидротермальные, и осадочные. Среди гидротермальных месторождений наиболее важными типами являются скарновые, колчеданные и медно-порфировые, связанные с вулканическими и интрузивными комплексами разных стадий развития складчатых систем. Крупные залежи меди осадочного происхождения связаны с медистыми песчаниками.

До 1990 г. Россия занимала лидирующее положение среди стран – производителей и потребителей меди. В настоящее время экономии-ческий кризис привел к резкому снижению как производства, так и потребления меди и ее сплавов. Производство меди в России за 1990-е годы сократилось на 40 %, а потребление – в 3,5 раза. В то же время экспорт меди увеличился в 6 раз. Сейчас Россия находится на 8 месте по производству меди и на11 месте по ее потреблению.Тем не менее Россия является одним из главных производителей меди.

По разведанным запасам меди она занимает 3-е место в мире (после Чили и США). Разведанные запасы этих руд составляют 11% от мировых. Минерально-сырьевая база меди в России резко отличается от зарубежных стран. Если основной объем запасов медных руд в Чили связан с месторождениями медно-порфирового типа (руды легко обогатимые и легко перерабатываемые), то наиболее крупные месторождения России относятся к медно-никелевому и медно-колчеданному типам. Основные балансовые запасы медных руд в нашей стране сосредоточены в существенно медных (96 %) и комплексных медьсодержащих (3,5 %) месторождениях. Среди существенно медных месторождений выделяются шесть геолого-промышленных типов:

1)месторождения медно-никелевых сульфидных руд . Эти за-пасы сосредоточены в Норильском и Печенгском рудных районах и сос-

ставляют около 45 % всех балансовых запасов меди. В Норильском руд-ном районе это месторождения: Талнахское, Октябрьское и Норильск-1. Содержание меди в богатых рудах Талнахского месторождения составляет 1,14 %, в бедных (разрабатываемых карьером) – 0,37 %. Кроме меди из руд извлекают никель и платину.

В Печенгском рудном районе сосредоточено 9 медно-никелевых месторождений: Ждановское, Семилетка, Каула, Заполярное, Котсельваара-Каммикиви, Быстринское, Тундровое, Спутник и Верхнее, которые являются рудной базой горно-обогатительного комбината «Печенганикель». Кроме меди из руд извлекаются никель, платина, кобальт, селен и теллур.

2) месторождения медно-колчеданных руд занимают 2-е место по запасам (29%). На государственном балансе числится 55 таких месторождений, из которых 44 находятся на Урале. Наиболее крупные из них: Гайское, Сибайское, Октябрьское, Учалинское, Узельгинское, Подольское, Юбилейное. Все они сосредоточены на Южном Урале на территории Республики Башкортостан и Оренбургской области. Руды медно-колчеданных месторождений являются комплексными. Кроме меди из них попутно можно извлекать свинец, цинк, золото, серебро, кадмий, индий, селен, теллур, германий, галлий. Общие запасы меди 14 месторождений Башкортостана составляют 5,5 млн т, цинка – 6 млн т.

3) месторождения медистых песчаников и сланцев . Уникальное по запасам меди месторождение этого типа (Удоканское) расположено в Читинской области. Запасы меди в нем составляют 21 % от общероссийских, причем месторождение пригодно для открытой разработки. Основной горизонт медистых песчаников, имеющий площадь выхода на поверность около 30 кв. км и мощность до 350 м, содержит мономинеральную легко обогатимую руду. Месторождение не разрабатывается по причине отсутствия инвестиций.

4) месторождение железо-медных руд . Это Волковское место-рождение, расположенное в Свердловской области. Запасы меди в нем составляют 2,5 % от общероссийских. Кроме меди из руды извлекаются железо, ванадий, платина, серебро, золото, селен, теллур, сера, фтор.

5) скарновый тип имеет весьма незначительное распространение. В Свердловской области к этому типу относится Вадимо-Александров-ское месторождение, разрабатываемое Турьинским рудником.

6) медно-порфировый тип . Месторождения этого типа в России пока не разрабатываются.

В табл.2 приведена структура балансовых запасов меди в Российской Федерации по геолого-промышленным типам месторождений.

Таблица 2

Процентное соотношение балансовых запасов меди медных месторождений России (Прошин, Хитрик, 1996)

Всего запасов 100

В группе медьсодержащих месторождений балансовые запасы составляют всего лишь 3,5 % от общероссийских и они не играют большой роли в меднорудной промышленности. Чаще всего основными компонентами в этом случае выступают олово и молибден. За 14 лет послесоветской эксплуатации месторождений меди

балансовые запасы уменьшились незначительно, поэтому их хватит на несколько десятилетий.

Россия располагает достаточно высокими прогнозными ресурсами медных руд. Ресурсы категории Р 1 сосредоточены в пределах рудных полей разрабатываемых месторождений. Ресурсы категории Р 2 предусматривают возможность обнаружения новых мнсторождений в пределах известных рудных районов. Прогнозные ресурсы категории Р 3 предполагают открытие новых меднорудных провинций. Они весьма проблематичны.

Весьма перспективны ресурсы руд медно-порфирового типа. 56% их размещается на Урале (Челябинская область), 32% - в Читинской области и 12% - на территории Амурской области (Прошин, Хитрик, 1996). Медно-порфировое оруденение с молибденом и золотом известно на Камчатке (Райхлин и др., 2004).

Отдельно следует сказать о значительном «голоде» для уральских медеплавильных заводов. В Свердловской области Государственным балансом учтены запасы 20 месторождений меди (в том числе 5 медьсодержащих). Ведется отработка четырех из них: Сафьяновского, Левихинского, Волковского и Вадимо-Александровского. Готовится к разработке карьером Валенторское месторождение. Эксплуатируемые объекты обеспечивают сырьем местные металлургические предприятия лишь на 10%. Мощные обогатительные фабрики (Турьинская, Красноуральская, Кировградская, Среднеуральская) простаивают из-за отсутствия руды, а медеплавильные заводы в основном используют привозные медные концентраты и металлолом. Проблема эта сложная и может быть частично разрешена совместной с Казахстаном эксплуатацией меднопорфировых месторождений Зауралья и Кокчетавской глыбы, а также введением в эксплуатацию Подольского и Юбилейного месторождений Башкортостана.

Минеральных и живых ресурсов ; б) охрану...