Марганец
Марганец серебристо – белый хрупкий твердый металл. При производстве легированной стали и чугуна, используется марганец. Также в качестве легирующей добавки к сплавам. Для придания им прочности, вязкости и твердости. Значительное количество марганца производится в Индии и Бразилии. Большая часть мировых промышленных запасов марганцевых руд приходится на Украину (42,2%), ЮАР (19,9%), Казахстан (7,3%), Габон (4,7%), Австралию (3,5%), Китай (2,8%) и Россию (2,7%).Ванадий
Одним из самых редких представителей черных металлов является ванадий. Производство марочных чугунов и сталей одно из главных областей применения ванадия. Для аэрокосмической промышленности добавка ванадия обеспечивает высокие характеристики. Он широко используется при получении серной кислоты в качестве катализатора. В природе ванадий встречается в составе титаномагнетитовых руд. Редко фосфоритов. Также в урансодержащих песчаниках и алевролитах, где его концентрация не превышает двух процентов. Главные рудные минералы ванадия в таких месторождениях – ванадиевый мусковит-роскоэлит и карнотит. Иногда присутствуют значительные количества ванадия также в бокситах, бурых углях, тяжелых нефтях, битуминозных сланцах и песках. Как побочный продукт ванадий обычно получают при извлечении главных компонентов минерального сырья. Например, из золы от сжигания нефти, угля или из титановых шлаков при переработке титаномагнетитовых концентратов и т.д. По учтенным запасам ванадия лидируют ЮАР, Австралия и Россия. Основные производители ванадия является ЮАР, США, Россия, главным образом Урал и Финляндия.Хром
Хром серовато – белый, очень твёрдый металл. Он один из основных компонентов нержавеющей жаропрочной, кислотоупорной стали и важный ингредиент. Довольно крупное месторождение хрома находится в Армении. В России разрабатывается небольшое месторождение на Урале. Из 15,3 млрд. т предполагаемых запасов высокосортных хромитовых руд 79% приходится на ЮАР, где добыча в 1995г. составила 5,1 млн. т. В Казахстане добыча составила 2,4 млн. т, в Индии – 1,2 млн. т. и Турции – 0,8 млн. т.Человек использует так или иначе все минералы и породы Земли. Черные и цветные металлы , как полезные ископаемые входят в состав земной коры в виде руды .
По данным ученого А. Виноградова в залежах земной коры преобладают следующие элементы (содержание их дано в процентах): магний (2,2), калий (2,5), натрий (2,8), кальций (3,7), железо (5,5), алюминий (8,5), кремний (27), кислород (48). Эти элементы входят в состав силикатов и алюмосиликатов, слагающих земную кору.
Железо
Железо – распространенный элемент. Его количество в земной коре исчисляется несколькими процентами, однако добывается железо из богатых руд с содержанием не менее 25 процентов металла.
Железные руды
Типы месторождений железа самые разнообразные. Наибольшее значение имеют так называемые железистые кварциты – тонкополосчатые породы, в которых черные полосы – железные минералы магнетит – магнитный железняк и меньше гематит – красный железняк – переслаиваются лентами светлого кварца . Такие месторождения заключают много миллиардов тонн железных руд и известны главным образом в древнейших толщах возрастом два и более миллиарда лет! Они развиты в древних кристаллических щитах и платформах. Широко распространены они в Северной и Южной Америке , на западе Австралии , в Африке , в Индии . Запасы железных руд этого типа практически безграничны – более 30 триллионов тонн, поистине астрономическая цифра! Предполагается, что железистые кварциты образовались при действии железобактерий в древних бассейнах за счет железа, поступавшего в растворах с окрестных возвышенностей, а может быть, и в горячих глубинных растворах.
Отложение осадочных железных руд происходит в озерах, морях – современных «природных лабораториях». В последние годы открыты выделения железных конкреций (желваков) на дне океанов. Они заключают огромные запасы не только железа, но и сопутствующих ему марганца , никеля и других элементов.
К типам месторождений железа относятся и, так называемые, контактовые или скарновые месторождения , которые располагаются на границе гранитных пород и известняков и образованы за счет растворов, приносившихся из магматического тела. Залежи этого типа сложены богатыми рудами.
Кажется, немногочисленны железные минералы. Главные из них: магнетит, гематит , а также различные разновидности бурых железняков, сидерита (карбонат железа). Эти минералы дают большое разнообразие типов месторождений.
Марганец
С железом сходен по условиям образования и по техническому применению марганец .
Осадочные руды
Он обычно сопутствует железу в осадочных рудах и древних метаморфических месторождениях . Он, как и железо, основа черной металлургии , применяется для производства качественных сталей.
Хром
К черным металлам принадлежит и хром . Главный его минерал – хромит – образует черные сплошные массы и вкрапления кристаллов в ультраосновных породах .
Хромитовые месторождения
Хромитовые месторождения , как и заключающие их массивы ультраосновных пород, встречаются в зонах глубинных разломов. Рудоносная магма поступала из подкоровых глубин, из мантии. Месторождения хромитов известны в Юго-Западной Африке , на Филиппинах , на Кубе , на Урале .
Применяется хром в металлургическом производстве для придания стали особенной твердости , в хромировании поверхностей металлов и в производстве красок, он придает соединениям зеленую окраску.
К этой же технической группе принадлежит титан . Он добывается из основных магматических пород в виде ильменита и из россыпей, наземных и очень широко распространенных на морских пляжах и шельфах (Бразилия, Австралия, Индия ), где источником его служат титаномагнетит, ильменит и рутил.
Титан применяется при производстве особых сортов стали . Это термоустойчивый, легкий металл .
Важен также и ванадий – частый спутник титана в месторождениях и в россыпях, используемый для изготовления особо прочных сортов сталей , применяемых в производстве брони и снарядов, в автомобилестроении, в атомной энергетике. Здесь все большую роль приобретают новые комбинации элементов в сплавах. Например, сплав ванадия с титаном, ниобием, вольфрамом, цирконием, алюминием применяется в производстве ракет и в атомной технике. А композиционные новые материалы тоже готовят из минерального сырья.
Никель и кобальт
Никель и кобальт , тоже элементы семейства железа, встречаются чаще в основных и ультраосновных породах, особенно никель.
Никелевые руды
Он образует крупные месторождения в Юго-Западной Африке , на Кольском полуострове и в районе Норильска . Это – магматические месторождения. Сульфиды никеля кристаллизовались из магматического расплава, поступавшего из мантии или из горячих водных растворов. Особый тип представляют остаточные месторождения никеля, образующиеся в результате выветривания никеленосных основных пород, например базальтов , габброидов . При этом возникают окисленные минералы никеля в виде рыхлых зеленоватых масс. Эти же остаточные никелевые руды обогащены железом, что позволяет их использовать для изготовления железоникелевых сплавов. Такие месторождения встречаются на Урале , но особенно широко распространены они в тропической зоне – на островах Индонезии , на Филиппинах , где интенсивно происходит окисление пород на поверхности.
Цветные металлы
Важное значение для промышленности имеют цветные металлы . Многие из них геохимически относят к группе халькофильных, родственных меди (халькос – медь): медь, свинец, цинк, молибден, висмут . В природе эти металлы образуют соединения с серой , сульфиды .
Отлагались минералы цветных металлов большей частью из горячих водных растворов; главными из них являются для меди халькопирит – золотистый минерал, борнит – лиловатый минерал, постоянный спутник халькопирита, а также черный сажистый халькозин , который встречается в верхней части многих медных месторождений.
Медные руды
Месторождения меди весьма разнообразны. В последние годы очень большое значение приобрели бедные вкрапленные руды так называемого порфирового типа, которые залегают часто в вулканических жерлах. Они были образованы из горячих растворов, поступавших из глубоких магматических очагов. Запасы таких руд огромны, особенно в Южной и Северной Америке .
Большое значение имеют также пластовые залежи медных руд , образованные при вулканических извержениях на дне морей. Это так называемый колчеданный тип, в котором медный колчедан – халькопирит – встречается совместно с железным колчеданом – пиритом . Эти месторождения долгое время служили главным источником руд на Урале.
Наконец, велика роль так называемых медистых песчаников , содержащих минералы меди. К этому типу относятся месторождения в Читинской области , а за рубежом крупнейшие месторождения Катанги в Африке .
Свинец и цинк
Свои особенности имеют месторождения свинца и цинка , этих неразрывно связанных между собой металлов. Главным минералом свинца является свинцовый блеск, или галенит , минерал серебристо-белого цвета в кристаллах кубической формы.
Свинцовые руды
Из свинцовых концентратов извлекают серебро, висмут, сурьма . Последние образуют в свинцовом блеске лишь незначительную примесь, однако при огромном масштабе выплавки свинцовых руд они составляют очень важную добавку к добыче этих ценных элементов из их собственных минералов.
Главный минерал цинка – сфалерит (цинковая обманка). Обманкой его называют потому, что он имеет скорее алмазный блеск, а не металлический, как у руды. Цвет у него различный: от коричневого до черного и кремового. Эти два минерала, галенит и сфалерит, как было сказано, постоянно встречаются совместно.
Цинковые концентраты
Из цинковых концентратов добывают германий, индий, кадмий и галлий . Они образуют очень незначительную примесь в цинковых обманках, где в кристаллической решетке замещают атомы цинка, становясь на их место. И, несмотря на ничтожное содержание, именно извлечение этих малых примесей из цинковых обманок является главным источником их получения.
Они имеют большую ценность! Например, кадмий применяется при производстве ядерных реакторов, аккумуляторов, низкоплавких сплавов. Галлий благодаря его низкоплавкости (температура плавления всего 30 градусов Цельсия) используется как заменитель ртути в термометрах. Кадмий с оловом и висмутом дает сплав Вуда с температурой плавления 70 градусов. Индий, добавленный к серебру, придает последнему большой блеск, а в сплаве с медью защищает корпуса судов от коррозии в морской воде. Германий употребляется при производстве полупроводников.
Сульфидная руда
Часто вместе со свинцом и цинком в рудах встречаются серебро, висмут, мышьяк, медь , поэтому свинцово-цинковые месторождения называют полиметаллическими. Эти месторождения образуются из горячих водных растворов и особенно часто встречаются в виде залежей и жил среди известняков , которые замещены сульфидной рудой .
Олово и вольфрам
Олово и вольфрам относятся к более редким металлам и представляют особую группу (в практике их теперь относят к группе «цветных»). Применение цветных металлов очень широко: в машиностроении, других областях техники, в военном деле.
Представим на минуту, что истощились ресурсы такого металла, как олово, сразу бы встала вся жизнь: ведь сплавы олова идут на подшипники, необходимые в любом механизме, без сплавов олова нельзя было бы производить автомобили, электровозы, станки, упало бы производство консервов (олово – металл консервных банок). Казалось бы, такой малозаметный металл, как олово, является крайне необходимым звеном всей техники.
Минералы редких металлов
Эти металлы встречаются в виде кислородных соединений: олово – в окисле, касситерите , или оловянном камне, вольфрам – в солях вольфрамовой кислоты: вольфрамите и шеелите . Минералы этих элементов часто находят в кварцевых жилах среди гранитов или вблизи них. Блестящие черные или коричневые кристаллы вольфрамита резко выделяются на фоне белого кварца. Иногда они встречаются и в других типах месторождений: шеелит на контактах гранитов с известняками в скарнах, касситерит – в сульфидных жилах.
Кислородные соединения образуют многие так называемые редкие металлы : литий, рубидий, цезий, бериллий, необий, тантал – они часто встречаются в пегматитовых жилах. Особенно богаты ими древние докембрийские пегматиты (Африка, Бразилия, Канада ).
Важное значение приобретают в настоящее время легкие металлы – алюминий и его еще более легкие собратья – магний и бериллий . Эти металлы – конкуренты всесильного железа, призванные во многих областях его заменить. Эти металлы и их сплавы широко используются в технике, особенно в самолетостроении, ракетостроении, в производстве буровых труб – всюду, где нужен легкий металл.
Сырье для алюминия – бокситы
Алюминий, как известно, очень широко распространен в земной коре, и его в будущем можно будет получать из любых алюмосиликатных горных пород, богатых этим элементом. Пока же традиционным сырьем для алюминия являются бокситы . Они состоят из водных соединений глинозема, образующихся как осадочным путем при отложении в морских бассейнах, так и при выветривании алюмосиликатных горных пород.
В последнее время разработан метод получения алюминия из древних кристаллических сланцев , образованных при метаморфизме глинистых отложений, а также из щелочных магматических пород . Таким образом, проблема источников получения алюминия никогда не встанет перед человеком: этого металла с избытком хватит для всех последующих поколений. Дело только за технологией его извлечения и электроэнергией для создания мощных энергоемких производств.
Иное дело бериллий . Это относительно редкий металл. Он входит в состав берилла и других минералов, которые встречаются в высокотемпературных месторождениях, в пегматитах, а также в жилах, образующихся из горячих водных растворов. Этот ценный металл применяется в специальных сплавах для изготовления рентгеновских трубок.
Возрастает комплексное использование полезных ископаемых. Например, из угля извлекаются редкие элементы, главным образом крайне ценный германий .
Такой элемент, как селен , не часто встречается в самостоятельных минералах, но присутствует в пирите
Железные руды, занимая по объему производства в материальном секторе России второе место после топливно-энергетических ресурсов и первое среди металлических , являются основой экономики страны. Доля железа и его сплавов в настоящее время составляет более 90 % общего количества металлов, используемых в технике.
Железорудная база России - крупнейшая в мире, однако по содержанию железа в добытой руде она уступает основным странам-производителям.
Во России железные руды играют значительную роль. В 2004 г. было экспортировано 17,0 млн т товарных железных руд и концентратов; импорт составил 4,0 млн т (в основном из на металлургические заводы и Западной Сибири).
Железорудный потенциал страны на начало ХХ в. оценивается в 206,2 млрд т и обеспечивает потребность российской экономики и экспортные поставки.
На государственном балансе России находятся 193 месторождения железных руд, из них 174 с запасами 101,0 млрд т, в том числе по категориям А+В+C1 - 56,8 млрд т со средним содержанием железа 35,87 % и по категории C2 - 44,2 млрд т с содержанием железа 46,5 %; остальные 19 - месторождения с забалансовыми запасами. Прогнозные ресурсы оцениваются в 105 млрд т, в том числе по категории P1 - 90 млрд т. Размещаются запасы и прогнозные ресурсы на территории страны неравномерно.
Особенностью железорудной базы России является концентрация ресурсов железных руд в уникальных и весьма крупных по масштабу месторождениях. Так, от общих запасов железных руд категорий A+B+C1+C2 запасы 19 уникальных (более 3 млрд т) и весьма крупных (1–3 млрд т) составляют 82,7 %, 22 крупных (от 300 тыс. т до 1 млрд т) - 10,4 %, 42 средних (50–300 млн т) - 5,8 %, 91 мелких (до 50 млн т) - 1,1 %. При этом среднее содержание железа в рудах соответственно составляет 39,45 %; 32,83%; 34,79% и 36,93 %. Повышенное содержание железа в рудах весьма крупных и уникальных месторождений связано со значительными запасами богатых (содержание железо - до 60,0 %) гематит-мартитовых руд в Белгородском рудном районе Курской магнитной аномалии.
В 2004 г. в стране было добыто 97,1 млн т товарной железной руды. На долю приходилось 54,5 % всей добычи железных руд страны, в то время как в 1991 г. - 39,6 %, что свидетельствует о перемещении центра добычи железных руд на Курскую магнитную аномалию.
Высоко обеспечены разведанными пролицензированными запасами крупнейшие действующие предприятия Курской магнитной аномалии - Михайловский, Лебединский, Стойленский, Коробковский горно-обогатительные комбинаты и строящийся Яковлевский рудник, в Республике - Костомукшский горно-обогатительный комбинат, на Урале - Качканарский.
При удовлетворительной общей обеспеченности черной металлургии России разведанными и освоенными запасами железных руд и при достаточном производстве товарных железных руд в стране из-за неравномерного распределения ресурсов железных руд по острый дефицит в местных товарных рудах испытывают металлургические заводы и Западной Сибири, где сосредоточено две трети их мощностей, а добывается третья часть железных руд. Этот дефицит покрывается и будет покрываться путем завоза руд из Европейской части России и импорта из Казахстана, по крайней мере до 2015 г.
№ 8 Руды чёрных металлов.
16.05.2011 11133 1022Тема № 8. «Руды чёрных металлов».
Из руды чёрных металлов выплавляют железо. Оно входит в состав стали и чугуна.
Руды чёрных металлов:
1. магнитный железняк – притягивает магнит;
2. бурый железняк;
3. красный железняк.
Все эти руды называют железной рудой.
Железную руду добывают:
1. открытым способом - карьер – Рудный – Соколовско-Сарбайское
месторождение.
2. закрытым способом – шахта –
Руда очень твёрдая. Поэтому её сначала взрывают, потом загружают в вагоны.
На металлургических заводах в доменных печах из неё сначала выплавляют чугун . А из него выплавляют сталь.
Чугун и сталь – это сплавы железа.
В чистом виде железо не используется, так как быстро покрывается ржавчиной.
По запасам руды Казахстан занимает одно из ведущих мест.
Более 85 % всех запасов железной руды Казахстана находится в Костанайской области.
Самое крупное месторождение Соколовско-Сарбайское было открыто с борта самолёта. Лётчик небольшого самолёта заметил, что при полёте над определённым местом стрелка компаса начинает метаться по кругу. Оказалось, что в этой местности близко к поверхности земли залегает магнитный железняк.
Другие месторождения железной руды находятся в Сарыарке, в северном Приаралье. (города: Жезказган, Каражал, Аральск)
Фамилия, имя ученика:_____________________ Число, месяц: __________
Зачётный лист № 8. Тема: «Руды чёрных металлов ».
1. Что выплавляют из руды чёрных металлов? Куда оно входит?
________________________________________________________________
.
2. Перечисли руды чёрных металлов:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Как добывают железную руду?
4. Каким свойством она обладает? Что делают сначала, чтобы её добыть?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
5. Что выплавляют на металлургических заводах в доменных печах?
__________________________________________________________________
6. Как их называют?
__________________________________________________________________
7. Почему железо не используется в чистом виде, а только в виде сплавов?
_____________________________________________________________________
8. Где в Казахстане находятся самые богатые запасы железной руды? Как
называется это месторождение?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Расскажи, как было открыто самое крупное месторождение в Казахстане.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
10. Где находятся другие месторождения железной руды?
__________________________________________________________________
Скачать материал
Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.
Руды черных металлов входят в состав всех как изверженных, так и осадочных горных пород, но под названием черных руд понимают такие скопления железистых соединений, из которых в больших размерах и с выгодой в экономическом отношении может быть получаемо металлическое железо. Железные руды (рис.1) встречаются лишь на ограниченных пространствах и только в известных местностях. По химическому составу представляют собой окиси, гидраты окисей и углекислые соли закиси железа, встречаются в природе в виде разнообразных рудных минералов, из которых главнейшие: магнитный железняк или магнетит, железный блеск и плотная его разновидность красный железняк, бурый железняк, к которому относятся болотные и озерные руды, наконец, железняк в его разновидность сферосидерит. Обыкновенно каждое скопление названных рудных минералов представляет смесь их, иногда весьма тесную, с другими минералами, не содержащими железа, как, например, с глиной, известняком или даже с составными частями кристаллических изверженных пород. Иногда в одном и том же месторождении встречаются некоторые из этих минералов совместно, хотя в большинстве случаев преобладает какой-нибудь один, а другие связаны с ним генетически.
Начало применения железа относится к ІІІ тысячелетию до н.э., когда люди из метеоритов делали орудия труда и охоты, украшения. В I тысячелетии до н.э. люди начали выплавлять железо из руд, на смену бронзовому веку пришел век железа. С развитием металлургии бурые железняки начали плавить в домнах сначала на древесном угле, а с ХIХ в. на каменном угле и коксе. Из чугуна научились выплавлять сталь. А в ХХ в. и высококачественные легированные стали путем добавок марганца, хрома, титана, никеля, кобальта, ванадия, вольфрама, молибдена, ниобия, тантала.
Рис.1. Железная руда
Среди железорудных месторождений формации коры выветривания выделяются три типа - россыпные, остаточные (бурожелезняковые и мартитовые руды) и зоны окисления (железные шляпы). Важное промышленное значение имеют лишь остаточные месторождения. Остаточные месторождения образуются главным образом на гипербазитах, габбро, диабазах и базальтах, а также на железистых осадочных и метаморфических породах. При выщелачивании силикатов и выносе из коры выветривания кремнезема, серы и щелочей на месте накапливаются гидроксиды и оксиды железа, алюминия, марганца, хрома, титана, кобальта, никеля и других компонентов. Устойчивые к выветриванию минералы (магнетит, хромшпинелиды, ильменит и др.), содержащиеся в материнских породах, концентрируются в коре выветривания, обогащая железные руды повышенными содержаниями хрома, титана, никеля, ванадия, кобальта.
Бурожелезняковые природно- легированные руды формируются при выветривании ультраосновных и основных пород и руд других формаций (сидеритовых, оолитовых и др.). К такому типу относится месторождение Бильбао в Испании, где лимонитовые и гематито- вые рудные тела мощностью до 30 м образовались по первично сидеритовым и анкеритовым залежам длиной до 3 км и шириной до 1 км. Аналогичные месторождения известны в СРВ (Тхайнгуен), Алжире, Гвинее, Индонезии, в Новой Каледонии, на Кубе и Филиппинах. Содержание железа в рудах достигает 60 %.
Породы железисто-кремнистых (джеспелитовых) формаций в средне- и позднедевонские этапы корообразования подвергались интенсивному выветриванию с разложением щелочных и щелочноземельных силикатов, окислением (мартитизацией) магнетита, выщелачиванием кремнезема и образованием богатых железных руд. Такие руды формируют мощные и глубоко уходящие вниз по разрезу вертикального профиля залежи на некоторых месторождениях KMA.
Все известные в KMA богатые железные руды представлены двумя генетическими типами: остаточными и осадочными. Залежи богатых руд располагаются в верхних (головных) частях железистых кварцитов. Богатые руды, как правило, наследуют текстуру и минеральный состав железистых кварцитов и представляют собой тяжелые (объемная масса 3-3,8), слабомагнитные, мелко- и тонкозернистые породы, сложенные мартитом, магнетитом (редко), железной слюдкой, карбонатом (сидерит и кальцит), тонкочешуйчатыми гематитом и гидрогематитом, гидрогетитом и хлоритом типа шамозита. Контур залежей железных руд определяется контуром выходов железистых кварцитов под осадочные породы. Вследствие этого залежи богатых руд обычно вытянуты по простиранию при относительно небольшой ширине вкрест простирания. Большое значение в формировании морфологии залежей имел также эрозионный размыв богатых железных руд.
На участках высоких абсолютных отметок, обычно на широких полях железистых кварцитов, богатые руды имеют небольшую мощность или вообще отсутствуют. На месторождениях, расположенных в юго-западной части КМА, где зоны железистых кварцитов линейно вытянуты, мощность богатых железных руд огромна, а протяженность залежей по простиранию измеряется десятками километров. К легирующим металлам относятся: марганец, хром, титан, ванадий, никель, кобальт, молибден, вольфрам в основном применяются как легирующие добавки для изготовления легированных сталей.
Марганец
Марганцевые руды использовались с конца XVIII в. для изготовления красок и медицинских препаратов. В связи с развитием черной металлургии марганцевые руды начали широко применяться со второй половины XIX в. В настоящее время металлургия является главным потребителем марганца. Добавка марганца повышает вязкость стали, ее твердость и ковкость, способствует переходу в шлак многих вредных примесей. В небольших количествах марганец используется в электротехнической, химической и керамической промышленности. Основными месторождениями марганцевых руд в на постсоветском пространстве являются Никопольское (Украина) и Чиатурское (Грузия). Никопольское месторождение (Днепропетровская область) является крупнейшим месторождением, запасы его оцениваются в 1 млрд. т (мировые ресурсы этих руд - 3 млрд. т). Из всех запасов руд месторождения 80 % представляют собой пиролюзит, а остальные - карбонатные руды. Содержание марганца в зависимости от пласта, участка и т. д. изменяется от 23 до 31 %, но в среднем по бассейну оно составляет 27-28 %.
Рис.2. Пиролюзитовая руда
Добываемые, в основном пиролюзитовые руды (рис.2) более богаты, чем карбонатные. Пустая порода кремнеземистая. Развитие бассейна, являющегося основной базой черной металлургии страны, идет в направлении расширения добычи открытым способом, магнитного обогащения и окускования концентратов. Южнее г. Запорожье разведано мощное Больше-Токмакское месторождение карбонатных марганцевых руд со средним содержанием марганца 20 %. Руда легко обогащается до содержания 27 % Мn при 0,17 % Р. Пустая порода основная, что повышает ценность этой руды. Это месторождение пока не разрабатывается.
Чиатурское месторождение является вторым после Никопольского по значению и запасам. Запасы его оцениваются в 180 млн. т сравнительно богатой руды двух минералогических типов: смеси пиролюзита с псиломеланом и карбонатных руд. Содержание марганца колеблется от 25 до 47 %, фосфора - 0,18-0,2 %. Низкое содержание железа дает возможность выплавлять богатые сорта ферромарганца. Основная часть руды обогащается промывкой и магнитной сепарацией. Месторождение интенсивно разрабатывается и является поставщиком качественных руд для ферросплавной промышленности. Кроме этих месторождений на Урале, в Казахстане и Западной Сибири есть ряд других, но с гораздо меньшими запасами менее качественных руд. Из зарубежных месторождений наибольшее значение имеют Бразильское (район г. Рио-де-Жанейро, 60 млн. т, 48-51% Mn), Золотого Берега (Гана, 30 млн. т, 46-61% Mn), Южно-Африканское (50 млн. т, 40-50% Mn), индийские и ряд других.
Хром
Хромсодержащие руды были впервые выявлены на Урале в 1799 году. В начале XIX в. они использовались в качестве огнеупорного материала для футеровки металлургических печей, получения красок и дубителей кожи. В конце XIX в. хром начал широко использоваться в качестве легирующего металла. В настоящее время основным потребителем хромо содержащих руд является металлургическая промышленность 65%, остальные используются в огнеупорной и химической промышленности. Хром применяют для производства нержавеющих, жаропрочных, кислотоупорных, инструментальных и других сталей.
Хромиты (хромовые руды) - природные минеральные агрегаты, содержащие хром в концентрациях и количествах, при которых экономически целесообразно извлечение металлического хрома и его соединений. Собственно рудным компонентом являются так называемые хромшпинелиды; по составу среди них выделяют хромит, магнохромит, алюмохромит и хромпикотит. Термин «Хромит» иногда применяется также для обозначения всей минеральной группы хромшпинелидов. В ассоциации с хромшпинелидами в хромитах постоянно встречаются серпентин, оливин, хлориты, иногда хромсодержащие гранаты. Местами с ними парагенетически связаны элементы платиновой группы. По областям применения хромиты делят на металлургические, огнеупорные и химические.
Титан
Титан был открыт в 1791 году, но применяться начал лишь с середины XX в. Свойства титана уникальны: температура плавления 1725 0 . Титан отличается высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Титановые сплавы, отличающиеся высокой прочностью, ковкостью и свариваемостью, применяются в космической технике, авиационной, автомобильной, судостроительной, пищевой и медицинской отраслях промышленности. Карбид титана применяется для изготовления сверхтвердых сплавов, двуокись титана для производства стойких титановых белил, пластмасс и в целлюлозно-бумажной промышленности.
Рис.3. Ильменит
Месторождения титановых руд делятся на магматические, экзогенные и метаморфогенные. Магматические месторождения связаны с ультраосновными, основными и щелочными породами, содержат 7-32% TiO2. Встречаются вкрапленные и сплошные титановые руды, имеющие пластовую или жилообразную форму. Переходы между вкрапленными и сплошными титановыми рудами обычно постепенные. Наряду с ильменитом в них содержатся титаномагнетит и гематит. Крупные магматические месторождения известны в СССР, Канаде, США, Норвегии, ЮАР, Индии. Среди экзогенных месторождений титановых руд выделяются: ильменитовые и рутиловые в корах выветривания (3-30% TiO2); элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи ильменита (0,5-25% TiО2); прибрежно-морские (древние и современные) россыпи ильменита (рис.3), лейкоксена, рутила (0,5- 35% TiO2), а также циркона, монацита и др.
Прибрежно-морские россыпи - основной промышленный тип титановых руд. Для них характерны пластовые и линзообразные залежи, мощность которых достигает нескольких десятков м, а протяжённость нескольких десятков км при ширине до нескольких тысяч м. Крупные россыпи известны в СССР, Австралии, Индии, Бразилии, Новой Зеландии, Малайзии, Шри-Ланке, Сьерра-Леоне. Среди метаморфогенных месторождений выделяются песчаники с лейкоксеном (8- 10% TiO2); ильменит-магнетитовые в амфиболитах (12,2% TiO2); рутиловые в гнейсах, хлоритовых сланцах и др.
Ванадий
Ванадий был открыт в 1801г., используется с начала XX в. для легирования чугуна и стали. Он повышает твердость, упругость, износоустойчивость и сопротивление разрыву. Титано ванадиевые сплавы применяются для изготовления реактивных самолетов и космической техники. Известны также сплавы V с Cu, Ta, Nb, Zr, Ni, Co, Al и Mg. В химической промышленности ванадий применяется в качестве катализатора при крекинге нефти, производстве красок, каучука. Ванадий относится к рассеянным элементам и в природе в свободном виде не встречается. Содержание ванадия в земной коре 1,6·10−2% по массе, в воде океанов 3·10−7%. Наиболее высокие средние содержания ванадия в магматических породах отмечаются в габбро и базальтах (230-290 г/т).
Рис.4. Ванадинит
В осадочных породах значительное накопление ванадия происходит в биолитах (асфальтитах, углях, битуминозных фосфатах), битуминозных сланцах, бокситах, а также в оолитовых и кремнистых железных рудах. Близость ионных радиусов ванадия и широко распространённых в магматических породах железа и титана приводит к тому, что ванадий в гипогенных процессах целиком находится в рассеянном состоянии и не образует собственных минералов. Его носителями являются многочисленные минералы титана (титаномагнетит, сфен, рутил, ильменит), слюды, пироксены и гранаты, обладающие повышенной изоморфной ёмкостью по отношению к ванадию. Важнейшие минералы: патронит V(S2)2, ванадинит Pb5(VO4)3Cl (рис.4) и некоторые другие. Основной источник получения ванадия - железные руды, содержащие ванадий как примесь.
Никель
Никель известен с глубокой древности, но промышленное производство началось в первой половине XIX в. Никель используется для покрытия металлических изделий для придания им высокой химической и термической стойкости. Добавка к сталям повышает их вязкость, упругость, антикоррозионные свойства. Применяются также сплавы Ni с Cu, Zn, Al, Cr, монетный сплав содержит 75% Cu + 25% Ni.
Кобальт
Кобальтовые краски использовались в глубокой древности. Металлический кобальт впервые получен в 1735г. Резкое возрастание потребления кобальта относится к началу XX в. В настоящее время свыше 40% Co используется для производства сплавов и супер сплавов, сверхтвердых сплавов Co с Ni, Fe, Cr, W, Mo.
Молибден
Молибден был открыт в 1778г., но широкое применение в промышленности он нашел только в XX в. Свыше 80% всего добываемого молибдена используется в металлургической промышленности в основном для легирования сталей и получения супер сплавов. Молибденовые стали приобретают высокую твердость, вязкость, тугоплавкость, кислотоупорность и ряд других ценных свойств. Металлический молибден используется в производстве электроламп, электровакуумных приборов. Кроме этого он употребляется в химической, нефтеперерабатывающей, керамической, стекольной и других отраслях промышленности.
Вольфрам
Вольфрам в виде соединения WO 3 был открыт в 1781 г, а промышленное использование его для легирования сталей началось с конца XIX в. Вольфрам применяется в производстве специальных сталей, присадка вольфрама к стали повышает ее твердость, прочность, тугоплавкость, это быстрорежущие, инструментальные, броневые стали, используемые в изготовлении оружия и снарядов. Вольфрам в сочетании с Cr, Ni, Co используется для изготовления жаропрочных и сверхтвердых сплавов – победитов, карбидов, боридов.
Загрузка...
