Минеральное сырье

Извлечение скандия из различных  побочных продуктов составляет 70 – 90% при содержании его в концентрате 0,1 – 5%.

Перерабатывают скандиевые концентраты  жидкостной экстракцией и различными способами осаждения с последующим  оксалатным прокаливанием.

Товарный продукт в виде оксида скандия содержит Sc₂O₃ 99.0 – 99.9%. вредные примеси в оксиде скандия – оксиды лантаноидов, никель, марганец, кобальт, хром, ванадий, железо, торий.

Стронций (Sr, II, 38)

Металл, серебристо-белый, мягкий, проявляет основные свойства, литофильный, валентность 2⁺.

Плотность 2540 кг/м³; твердость по шкале Мооса 1,8; температура плавления 769° С, кипения – 138???; теплопроводность 35,3 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 23,0·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 1,32·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 23·10^-6 К^-1.

Кларк стронция земной коры 340 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 10, основных – 440, средних – 800, кислых – 300, осадочных (глинах и сланцах) – 450.

Стронций – токсичный элемент (II - IV классы опасности). ПДК_р.з соединений стронция1,0 – 6,0 мг/ м³; ПДК_в Sr – 7,0 мг/л. Естественное содержание в почвах 130 – 500 г/т.

Мировые подтвержденные запасы стронция (без стран СНГ) около 7 млн. т; годовое производство составляет 200 тыс. т SrO. Наиболее крупные производители – Германия, Япония, США, Мексика, Турция, Иран, Алжир.

Россия по запасам стронция занимает первое место в мире.

Основные области применения –в кинескопах цветного телевидения, керамические ферромагниты, в электрохимической промыщленности, радио –и светотехнике, в производстве люминофоров, в пиротехнике, в качестве флюсующей добавки при выплавке стали, в титановых сплавах, рафинировании металлов, в производстве специальных стекол, высокоогнеупорной керамики, изготовлении лаков и красок, наполнитель резины, медицина, косметика.

Известно 55 минералов стронция. Среди них преобладают фосфаты, карбонаты, бораты, силикаты. Промышленное значение имеют два минерала: целестин и стронцианит.

Промышленные типы месторождений  –редкометально-фосфатный, целестиновый конкреционный, целестиновый и целестин-баритовый (стратиформный), серный целестинсодержащий. Наибольшее значение имеют первый и  третий типы.

По сложности геологического строения месторождения относят к первой, второй и третьей группам.

По запасам стронция (тыс. т.) месторождения подразделяют на весьма крупные –более 1000, крупные –1000-400, средние –400-100, мелкие –менее 100.

Особенности при поисках и  разведке заключаются в эффективности применения экспрессного рентгенорадиометрического опробования стронцийсодержащих пород и руд в естественном залегании.

Промышленные руды –апатитовые, целестиновые, серные.

Средние содержания SrO в рудах (%): апатит-редкометальных -2-3(в апатитовом концентрате), целестиновых (конкреционных) –6-8, целестиновых и целестин-баритовых (стратиформных) –20-40, серно-целестиновых –1-1,5.

Месторождения разрабатывают  преимущественно открытым способом.

Подготовку руд к переделу производят с применением гравитационных и флотационноых технологий.

Извлечение стронция из руд  различных типов составляет 75-85% при содержании SrCO₃ в концентрате 80-96%. К вредным примесям в концентрате относят сульфат кальция, железо.

Перерабатывают стронциевые  концентраты гидрометалургическим способом.

Товарный продукт производят в виде угле-, фосфор-, азотно- и хромово-кислого  стронция с содержанием 85-96% SrCO₃, 99,3% Sr(NO₃)₂ и 97,5% SrCrO₃. Вредные примеси в товарной продукции – CaCO₃, BaCO₃, Fe₂O₃, Na₂CO₃, SO₃, CI, P₂O₅, Ca(NO₃)₂, Cu.

Металлический стронций получают алюмотермией. Содержание в нем стронция более 99,5%.

Таллий (TI, III, 81)

Металл, серебристо-белый, мягкий, проявляет  щелочные свойства, лито-и халькофильный, валентность 1⁺ и 3^+..

Плотность 11850 кг/м³; твердость по Бринеллю 25-44,7 МПа; температура плавления 303°С, кипения – 1457; теплопроводность 46,1Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 18,0·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость -3,13·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 28·10^-6 К^-1.

Кларк таллия земной коры 1,0 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 0,01, основных – 0,2, средних – 0,5, кислых – 1,5, осадочных (глинах и сланцах) – 1,0.

Таллий–высокотоксичный элемент (I класс опасности). ПДК_р.з 0,01 мг/ м³; ПДК_с.с – 0,0004 мг/м³; ПДК_в – 0,0001 мг/л. Естественное содержание в почвах 0,1-0,6 г/т.

Мировые подтвержденные запасы таллия в цинковых рудах (без стран  СНГ) 644т, извлекаемые  – 377, годовое  производство составляет 15-16т. Наиболее крупные производители – Канада, Мексика, Австралия, Япония, Бельгия.

В странах СНГ производство таллия сосредоточено в Казахстане. В России запасы таллия превышают  мировые.

Структура потребления (%): в производстве полупроводников – 70%; в фармацевтической промышленности –10; в сплавах, при изготовлении стекла, красителей, подшипников и в других областях – 20.

Известно 36 минералов таллия. Среди них преобладают халькогениды. Промышленное значение имеют минералы-концентраторы  таллия: галенит, сфаленит, дисульфиды железа с содержанием таллия 150-200г/т.

Таллий не образует собственных  месторождений, а находится в  месторождениях других видов полезных ископаемых.

Промышленные типы таллийсодержащих местоторождений – стратиформный (в карбонатных и терригенно-карбонатных породах), вулканогенно-осадочный (в метаморфических,  вулканогенных и терригенных толщах), метасоматический (в известняках и скарнах).

По запасам таллия  (т) месторождения  подразделяют на весьма крупные –  более 2500, крупные – 2500-500, средние – 500-50, мелкие – менее50.

Промышленные таллийсодержащие руды – свинцово-цинковые, медные и  медно-колчеданные, серно-колчеданные.

Подготовку руд к переделу производят по технологиям обогащения основных типов таллийсодержащих руд.

Извлечение таллия из руд различных типов составляет 5-90% при содержании его в концентрате 4-25 г/т.

При металлургическом производстве таллий концентрируется в пылях  обжига, плавки, воозгонки в виде TI₂ и TICI.

Перерабатывают пыои гидро-и  электрометаллургическим способами.

Товарный продукт содержит таллия 99,9 – 99,9999%. Вредные примеси  в таллии – Pb, Cd, Cu, Zn, Fe.

Тантал (Ta, V,73)

Металл, серебристо-белый, мягкий, проявляет  амфотерные свойства, сидеро-и литофильный, устойчивая валентность 5⁺ .^.

Плотность 16654 кг/м³; твердость по Бринеллю 400-1230 МПа; температура плавления 2996°С, кипения -5425; теплопроводность 57,5Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 12,45·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 1,07·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 6,6·10^-6 К^-1.

Кларк тантала земной коры 2,5 г/т. Средние его содержания в  горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 0,018, основных – 0,48, средних  – 0,7, кислых – 3,5, осадочных (глинах и  сланцах) – 3,5.

Тантал – токсичный элемент (IV класс опасности). ПДК_р.з Ta иTa₂O₅ – 10 мг/м³.

Мировые подтвержденные запасы Ta₂O₅ (без стран СНГ) около 75 тыс.т, годовое производство составляет 350 т металла. Наиболее крупные производители – Австралия, Китай, Бразилия,  Канада,  Таиланд, Малайзия.

Тантал применяютпреимущественно в радиожлектронике, в металлообрабатывающей  промышленности в виде металлорежущего  инструмента, в химической , авиакосмической  и медицинской промышленности.

Известно более 50 минералов  тантала. Среди них преобладают  оксиды. Промышленное значение именют 15 минералов группы пирохлора, титанотанталониобатов, оловвотанталатов, танталониобатов.

Промышленные типы месторождений: эндогенных –пегматитовый, магматический, карбонатитовый; экзогенных –остаточные  коры выветривания и россыпи.

По сложности геологического строения месторождения относят  ко второй, третьей и четвертой  группам.

По запасам Ta₂O₅ (тыс. т) месторождения тантала подразделяют на уникальные –более 100, крупные – 100-30, средние – 30-4, мелкие – менее 4.

Особенности при поисках и разведке заключаются в эффективности применения радиоактивных методов.

Промышленные руды –танталитовые, воджинит-танталитовые, микролитовые, лопаритовые. По содержанию Ta₂O₅(%) руды подразделяют на весьма богатые – более 0,4, богатые – 0,4-0,25, средние – 0,25-0,1, бедные – 0,1-0,01.

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным  способами.

Подготовку руд к переделу производят обогащением с применением  комбинированных технологий (гравитация, флотация, магнитная и электрическая сепарация).

Извлечение тантала из руд  различных типов достигает 95% при  содержании в концентрате до 70% Ta2O5. К вредным примесям в концентрате  относят фосфор, серу, кремнезем, оксид  титана. При обогащении руд комплексного состава попутно получают оловянные, цирконовые, золотосодержащие концентраты.

Перерабатывают танталовые танталсодержащие концентраты гидрометаллургическими, хлоридовозгоночными и металургическими способами.

Товарные продукты содержат (%): пентаксид  тантала – 99,9 Ta₂O₅, фтортанталат колия –более 45,5 Ta, металлический тантал – 99,9 Ta.

Сопутствующий ниобий, содержащийся в концентратах, переходит в гидрометаллургические  концентраты, из которых его извлекают  экстракционными и другими способами.

Вредные примеси в танталовой продукции –вольфрам, железо, кобальт, кремний, марганец, медь, молибден, никель, свинец, хром, ванадий, ниобий, алюминий ,титан, кальций, магний.

Теллур (Te,VI,52)

Полуметалл, серебристо-белый, мягкий, проявляет амфотерные свойства, халькофильный, устойчивые валентности 2+, 0, 2+,4+,6+..

Плотность 6240 кг/м³; твердость по Бринеллю 180-270 МПа; температура плавления 449,7°С, кипения – 990; теплопроводность 2,35 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 4,36·10^-3 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость-3,9·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 16,75·10^-6 К^-1. Отчетливо выражены металлические свойства.

Кларк теллура земной коры 0,001 г/т. Средние его содержания в  горных породах главных типов (г/т): кислых –0001, осадочных (глинах и сланцах) –0,01.

Теллур–высокотоксичный элемент (I-II классы опасности). ПДК_м.р. TeO₂ 0,01 мг/ м³; ПДК_сс TeO₂ – 0,5,Te – 0,01мг/м³; ПДК_s Te – 0,0001 мг/л.

Мировые подтвержденные запасы (без стран СНГ) 32 тыс.т, ежегодное  производство составляет около 300 т. Наиболее крупные производители – Япония, Канада, Бельгия, США, Филлипины.

В странах СНГ 76% запасов теллура  приходится на Россию.

Структура потребления (%): в сталелитейном  производстве –80, в качестве антикоррозийных  и прочностных присадок в сплавах  –12, в полупроводниках для лазерной и инфракрасной техники –8.

Известно 108 теллурсодержащих минералов. Среди них преобладают халькогениды, интерметаллиды, оксиды. Промышленное значение имеют теллурсодержащие минералы –халькопирит и галенит.

Теллур не образует собственных месторождений, а находится в месторождениях других видов полезных ископаемых.

Промышленные типы теллурсодержащих месторождений –медно-колчеданный, медно-никелевый, медно-молибденовый, колчеданно-полиметаллический.

Группы сложности геологического строения месторождений определяют по основным видам сырья.

По запасам теллура (т) месторождения  подразделяют на весьма крупные – десятки тысяч, крупные – тысячи, средние – сотни, мелкие –десяятки, весьма мелкие – единицы.

Промышленные теллурсодержащие руды – медный, никелевый, свинцовый, цинковый концентраты.

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным  способами.

Подготовку руд к переделу производят дроблением, сортировкой  богатых руд и обогащением  бедного сырья с применением  комбинированных технологий.

Извлечение теллура в медные, цинковые и другие концентраты составляет до 45% при содержании его в концентрате  несколько сотен.

Перерабатывают теллурсодержащие концентраты способами химической очистки и зонной перекристаллизации. Извлечение теллура при металургическом производстве в шлаки электролиза достигает 90%.

Товарный продукт содержит до 99,98% Te. Вредные примеси в теллуре – медь, цинк, сера.

Цезий (Cs, I, 55)

Металл, золотистый, блестящий, мягкий; проявляет щелочные свойства, литофильный, валентность 1+.

Плотность 8240 кг/м³; твердость по Бринеллю 186-300 МПа; температура плавления 799°С, кипения-3426; теплопроводность 11,4 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 7,3·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость-2,17·10^-7 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 8,5·10^-6 К^-1; сечение захвата тепловых нейтронов 29·10^-28м².