Минеральное сырье

Кларк цезия земной коры 4 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 0,1, основных – 1, средних и кислых – 5, осадочных (глинах и сланцах) – 12.

Цезий–высокотоксичный элемент (I-II классы опасности). ПДК_P.3.AsCs ₃ – 0,03мг/м ³ гидроокисла – 0,03, ПДК _м.р.пыли – 1; ПДК_сс – пыли – 0.1мг/м³. Естественное содержание в почвах 2,9-3,7 г/т.

Мировые запасы цезия (без стран СНГ) около 315 тыс.т, ежегодное производство составляет около 10т. Наиболее крупные производители –Канада, США, Англия, Германия.

В России запасы цезия составляют 99% от мировых и запасов стран  СНГ.

Структура потребления в (%): новые  области использования –66; электронная техника –23; химическая промышленность – 11.

Известно 15 минералов цезия. Среди них преобладают силикаты и алюмосиликаты. Промышленное значение имеют поллуцит, сподумен, циннвальдит, мусковит, лепидолит, берилл, микроклин, нефелин.

Цезий не образует собственных месторождений, а находится в месторождениях других типов сырья.

Промышленные типы цезийсодержащих  месторождений –редкометально-пегматитовый, апатит-нефелиновый.

По запасам Cs₂O (тыс. т) месторождения подразделяют на уникалльные – 50-25, весьма крупные – 25-10, крупные – 10-3, средние – 3-1, мелкие – 1-0,1.

Особенности при поисках и  разведке заключаются в высокой  эффективности применения гамма-съемки (аэро- и пешеходной) и гамма-каротажа скважин.

Промышленные руды подразделяют на поллуцитсодержащие и комплексные цезий-рубидиевые (поллуцитовые и слюдяные).

По содержанию Cs₂O (%) руды подразделяют на богатые – 0,6-0,1, бедные – 0,1-0,001, убогие – 0,001-0,003.

Месторождения разрабатывают  открытым и реже подземным способами.

Подготовку руд к переделу производят выбооркой богатых фракциц и обогащением бедного сырья с применением флотационной технологии.

Извлечение Cs₂O из руд различных типов составляет 65-85% при содержании его в концентрате более 25%.

Перерабатывают богатые фракции  и флотационные концентраты гидрометалургическим способом.

Товарный гидрометалургический концентрат (цезий мышьяково-кислый) содержит более 99% Cr₂O. Металлический цезий получают металлотермией.

Вредными примесями цезия  мышьяково-кислого свляются AI, Cr, V, Co, Ni, Cu, Pb, Sn, Mn и Fe; цезия металлического –Na, Pb, K.

Цирконий (Zr, IV, 40).

Металл, серебристый, твердый; проявляет  основные свойства, литофильный, устойчивая валентность 1+.

Плотность 6506 кг/м³; твердость по Бринеллю 638-687 МПа; температура плавления 1852°С, кипения-4377; теплопроводность 22,7 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 42,1·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость-1,68·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 5,78·10^-6 К^-1.Устойчив к коррозии.

Кларк циркония земной коры 170 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных -30, основных – 100, средних – 260, кислых – 200, осадочных (глинах и сланцах) – 200.

Цирконий – высокотоксичный  элемент (II-III классы опасности). ПДК_P.3. Zr – 60мг/м ³, нитридов Zr – 4,0, фторцирконатов – 1,0 мг/м³, ПДК_s.p. Zr⁴⁺ – 0,07мг/л. Естественное содержание в почвах 180-500 г/т.

Мировые подтвержденные запасы циркония 52 млн.т. ZrO₂, ежегодное производство составляет около 7 тыс. т. Наиболее крупные производители –Австралия, ЮАР.

В России запасы составляют 60% от запасов стран СНГ.

Структура потребления в (%): в производстве огнеупоров –60, изготовление керамики –17; в сталеплавильной отрасли  –13; другие области –10.

Известно более 60 минералов  циркония. Среди них преобладают  силикаты, оксиды. Промышленное значение имеют два минерала: циркон и бадделеит.

Промышленные типы месторождений  – россыпи прибрежно-морские, ближнего сноса, аллювиальные и аллювиально-озерные, редкометально-щелочно-гранитный, агпаит-нефелин-сиенитовый, карбонатитовый, коры выветривания щелочных гранитов. Наибольшее значение имеют прибрежно-морские россыпи.

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

По запасам ZrO₂ (млн.т.) месторождения циркона подразделяют на уникальные – более 10, крупные –10-1, средние –1-0,1, мелкие –0,1-0,01.

Особенности при поисках и  разведке заключаются в эффективности  применения аэро- и наземной гамма  –спектрометрии, литохимического метода, каротажа скважин.

Промышленные руды: экзогенные –цирконовые, бадделеитовые; эндогенные –циркон-пирохлоровые, циртолит-колумбитовые, бадделеитовые,  эвдиалитовые. По содержанию ZrO₂ (%) руды подразделяют на богатые – более 3, рядовые – 3-1,5, бедные – 1,5-0,5.

Месторождения разрабатывают  открытым способом без применения буровзрывных работ для песков и с применением их для коренных руд.

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

Извлечение ZrO₂ из руд различных типов составляет до 95% при содержании его в концентрате 62-66%. К вредным примесям в концентрате относят Fe₂O₃, TiO₂, Al₂O₃, P₂O₅ и Th+U.

При обогащении руд комплексного состава попутно получают медные, магнетитовые концентраты и урановые продукты.

Перерабатывают цирконовые концентраты хлорированием, жидкостной экстракцией, металлотермией, электролизом и электронно-лучевой зонной бестигельной плавкой, дробной кристаллизацией.

Товарный продукт содержит до 99,9999% Zr.

Сопутствующий элемент (гафний) содержащийся в концентратах, переходит в циркон-содержащие продукты, из которых его извлекают дробной кристаллизацией фтороцирконатов и фторогафнитов.

Вредные примеси в цирконе  – Ti, Fe, Mn, Cu, SiO_2, Hf, P.

Благородные металлы.

Золото (Au, l, 79).

Металл, желтый, мягкий, ковкий, пластичный; проявляет амфотерные свойства, халько- и сидерофильный, устойчивая валентность 1⁺ и 3^+., самородное золото Auº

Плотность 19320 кг/м³; твердость по Бринеллю 188-245 МПа; температура плавления 1064°С, кипения -2807; теплопроводность 317 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 2,35·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость -1,78·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 14,2·10^-6 К^-1.Устойчив к действию воздуха, воды, кислот (за исключением смеси HNO₃ +HCl) и щелочей.

Кларк золота земной коры 0,0043 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных -0,005, основных –0,004, кислых –0,0045, осадочных (глинах и сланцах) –0,001.

Золото – элемент с невыясненной токсичностью.

Мировые запасы золота 90 тыс.т, ежегодное производство 2 тыс.т. Наиболее крупные производители –ЮАР, США, Австралия, Канада, Китай, Россия, Индонезия, Узбекистан.

В странах СНГ производство золота в 1996 г. составило около 300, в  том числе в России –120.

Структура потребления (%): ювелирное производство – 73-77; электронная и электротехническая промышленность – 12-14; стоматология –0,3-4,5; чеканка монет и другое – 9-10.

Известно около 40 минералов  золота. Основные из них: самородное золото, теллуриды, сульфиды, сульфосоли. Преобладает и имеет промышленное значение самородное золото.

Промышленные типы месторождений  – собственно золоторудный (коренные и россыпные) и комплексный золотосодержащий, где золото входит в руды цветных, редких и других металлов в качестве попутного промышленного компонента.

Типы коренных месторождений  – в углеродисто-карбонатных, терригенных  толщах, вулканогенно-осадочных толщах, гранитоидах. Большое значение имеют  месторождения золотоносных конгломератов.

Типы рассыпных месторождений  – аллювиальный, эллювиальный, прибрежно-морской, гетерогенный, техногенный.

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

По запасам золота (т) месторождения  подразделяются: коренные –на уникальные или весьма крупные –более 400, крупные –400-100, средние –100-25, мелкие –менее 25; россыпные –на уникальные –более 50, весьма крупные –50-5, крупные –5-1, средние –1-0,5, мелкие –менее 0,5.

Промышленные руды коренных месторождений –золотокварцевые и  золотосульфиднокварцевые,золотомышьяковые,золотосеребряные,золотополиметаллические, золотосурьмяные, золототеллуридные, золотоконгломератовые. Наиболее распространены первые два типа.

По содержанию золота (г/т) коренные руды подразделяются на богатые –50-10, рядовые –10-3, бедные –3-2, убогие –2-1. По крупности золота (мкм) в рудах выделяют: крупное (+70), мелкое (70-1), тонкодисперсное (1-0,1), субмикроскопическое (0,1-0,01 и менее). По содержанию сульфидов (%) руды делят на убого-сульфидные –до 2, умеренно-сульфидные –до 20, существенно сульфидные –более 20. По степени окисления руды подразделяют на сульфидные –степень окисления сульфидов не более 10%, смешанные 10-50, окисленные –более 50.

Россыпи по содержанию золота (г/м  ³ )делят на богатые 1-2 и более, рядовые –1-0,3, бедные – 0,3-0,05. По размеру золотин (мм) россыпное золото подразделяют на крупное (4-1), среднее (-1+0,5), мелкое (-0,5+0,1), тонкое (-0,1).

Коренные месторождения золота разрабатываются подземным и  реже открытым способами. Россыпные  месторождения отрабатывают дражным, скреперно-бульдозерным, экскаваторным и гидромеханизированным способами.

Подготовку руд к переделу производят обогащением сырья с  применением комбинированных технологий (гравитационные, флотационные процессы, цианирование, амальгамация). Применяют также кучное выщелачивание.

Извлечение золота из руд  различных типов составляет 70-98% при содержании его в концентрате 20-50г/т. К вредным примесям в концентрате  относят мышьяк, сурьму, глинозем.

При обогащении руд комплексного состава попутно получают урановые, медные, сурьмяные, мышьяковые и другие продукты. Извлечение сопутствующих элементов составляет 40-60%.

Золотосодержащие кварцевые  руды используют непосредственно в  качестве флюсов на медеплавильных заводах. В зависимости от крупности (мм) применяют отражательную (10-0), конверторную (50-10) и шихтную (120-50) плавки. Концентраты перерабатывают амальгамацией, цианированием, хлорированием, сорбцией и экстракцией, а также другими различными аффинажными процессами.

Товарный продукт (золото в слитках) содержит 99,95-99,99% золота. Сопутствующие элементы (серебро, медь, висмут и другие), содержащиеся в концентратах, переходят в шлаки, пыли и газы, из которых их извлекают различными способами.

Предные примеси в золоте –серебро, платина, палладий, медь, свинец, железо, цинк, висмут, олово, марганец, хром, никель, сурьма, радий.

Серебро (Ag, l, 47).

Металл, серебристый, мягкий, ковкий, пластичный; проявляет амфотерные свойства, халькофильный, устойчивая валентность 1⁺ .

Плотность 10500 кг/м³; твердость по Бринеллю 245-250 МПа; температура плавления 962°С, кипения -2212; теплопроводность 429 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 1,58·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость –2,27·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 19,2·10^-6 К^-1.

Кларк серебра земной коры 0,07 г/т. Средние его содержания в  горных породах главных типов (г/т): ультраосновных -0,05, основных –0,1, средних  –0,07, кислых –0,05, осадочных (глинах и  сланцах) –0,1.

Серебро – токсичный элемент (II класс опасности). Обладает бактерицидными свойствами. ПДК_в Ag-0,05мг/л. Естественное содержание в почвах 0,4-1,0 г/т.

Мировые общие запасы серебра (без стран СНГ) около 800 тыс.т, в  том числе подтвержденные 550, ежегодное  производство 13 тыс.т. Наиболее крупные  производители – США, Япония, Индия .

Россия занимает первое место  в мире по запасам серебра и  седьмое –по производству.

Структура потребления (%): техническое  потребление, изготовление медалей  и медальонов –37,6; производство ювелирных  изделий и посуды – 29,5; производство фотоматериалов – 28,7; чеканка монет – 2,9; прочее – 1,2.

Известно 110 минералов серебра. Среди них преобладают сульфиды, сульфоарсениды, сульфоантимониды, сульфовисмутиды, интерметаллиды. Промышленное значение имеют не более шести минералов: самородное серебро, акантит, прустит, пираргирит, а также блеклая руда – фрайбергит и серебросодержащий галенит.

Промышленные типы месторождений  – золотосеребряный, свинцово-серебряный, уран- серебряный, серебряно-стратиформный. Наибольшее значение имеют золотосеребряный и свинцово-серебряный типы, связанные и риолитовыми, андезит-риолитовыми и гранит-порфировыми формациями вулканоплутонических поясов и зон тектономагматической активизации.

По запасам серебра (т) месторождения  подразделяют на весьма крупные – более 10000, крупные – 10000-2000, средние – 2000-500, мелкие – менее 500.

Особенности при поисках и  разведке заключаются в применении для слабоэродированного оруденения геохимического метода по первичным  ореолам серебра и изотопной  геохимии кислорода.