Минеральное сырье

Товарных продукт металлургического передела содержит 99,8-99,9% Ir. Вредные примеси в нем –платина, палладий, родий, золото, железо, свинец, кремний, барий.

Платина (Pt, 78).

Металл, серебристо-белый; ковкий, пластичный; проявляет амфотерные свойства, халько- и сидерофильный, устойчивые валентности 2⁺ и 4⁺.

Плотность 21450кг/м³; твердость по Бриннеллю 400-500 МПа; температурв плавления 1772ºС, кипения –3927; теплопроводность –71,6 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 10,6·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 1,3·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 9,0·10^-6К^-1.

Кларк платины земной коры 0,001 г/т. Средние ее содержания в горных породах главных типов (г/т); ультраосновных –0,02, основных –0,01.

Платина –токсичный элемент  –(II-III классы опасности). ПДК_р.з. растворимых соединений –0,002мг/м³, ПДК_м.р. Pt(NH)₂CI –0.001мг/м³; ПДК_в.р. [Pt(CH)₄]^2- -0,5мг/л.

Мировые подтвержденные запасы платины (без России) в 1996г.-24,77 тыс.т, производство составило 136,69т, в том  числе в России –21,8т. Наиболее крупные производители –ЮАР, Россия, Канада, США, Колумбия, Австралия, Финляндия, Зимбабве.

Применяют в автомобильной, электронной, электротехнической, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, атомной промышленности, в ювелирном деле, производстве стекла, измерительной технике, медицине, красках.

Известно 48 минералов платины. Среди них преобладают интерметаллиды. Промышленное значение  имеют три  минерала: железистая платина, изоферроплатина, самородная платина.

Промышленные типы месторождений: коренных-собственно платинометалльный (интерметаллидный, сульфидный), платиносодержащий (медно-никелевый, медно-титаномагнетитовый, медно-сульфидный в карбонатитах); россыпных –собственно платинометалльный и комплексный платиносодержащий.

Наибольшее значение имеют  коренные месторждения –собственно  платинометалльные (за рубежом) и платиносодержащие  сульфидные медно-никелевые (в России).

Промышленные руды: собственно платиномелалльные –коренные (сульфидные алюмосиликатные, сульфидные нромит-алюмосиликатные), рассыпные (иридисто-платиновые); платиносодержащие – коренные (сульфидные медно-никелевые, медные и медно-молибденовые, медно-железованадиевые, медно-титаномагнетитовые, медно-сульфидные) и россыпные (золоторудные).

По содержанию платины (г/т) руды подразделяют на весьма богатые –десятки, богатые –единицы, средние –1-0,8, бедные –0,8-0,3, убогие-менее 0,3.

Подготовку руд к переделу производят обогащением с применением  комбинированных технологий (гравитация, магнитная сепарация, флотация). Получают коллективные концентраты МПГ.

Извлечение платины из руд  различных типов составляет 60-90% при содержании ее к концентрате  МПГ 10-100г/т. К вредным примесям в  концентрате относят Cu,Ni,Fe,S.

При обогащении платиновых руд  комплексного состава попутно получатют золотосодержащие, хромовые и титаномагнетитовые концентраты.

Товарные продукты металлургического  передела (платина в слитках, платина  в платиновых сплавах) содержат платины 99,95-99,98 и 99,8-99,93%.

Вредные примеси в платиновых продуктах – Pd,Ra,Pu,Po,Ir,Au,Pb,Fe,Si,Sn,Al,Sb.

Сопутствующие элементы (рутений, родий, осмий,  палладий, иридий, медь, никель), содержащиеся в концентрате, извлекают в процессах производства платины.

Сырье камнесамоцветное.

Алмаз.

Образует многогранные кристаллы и поликристаллические агрегаты.

Сингония кубическая, цвет голубоватый, дымчатый, желтоватый, золотисто-желтый, янтарно-желтый, серый, черный, бесцветный, блеск стеклянный, излом ровный, спайность совершенная, хрупкость  высокая. Стоек к кислотам  и  щелочам.

Плотность 3470-3550 кг/ м3; твердость  по шкале Мооса 10; температурв плавления 3700-4000ºС,– электрическое; удельная магнитная восприимчивость 0,6х10-8 м3/кг; диэлектирческая проницеемость 5,4-5,7. Свечение в лучах: УФ –голубое, желтое, зеленое, кадотных –бледно-голубое; рентгеновских –синее.

Разновидность –баллас, карбонадо, борт.

Средние размеры кристаллов 2-4мм, средняя масса 0,7-1,8 кар. Размеры  самого крупного кристалла – «Куллинан» 100×65×50 мм, масса –3106 кар.

Элементы примеси: N, O, Na, Mg, Al, Si, Fe, Cu. Минеральные включения: графит, кварц, халцедон, монацит, рутил, ксенотим, флоренсит.

Неоднородность внутреннего  строения выражена в наличии двойников, сростков, пятнистой окраски,  включений, трещин, искривлений кристаллов и  граней.

Качество кристаллов алмаза определяют по дефектности: чистые алмазы (в 6-кратную лупу дефекты не видны), слабые дефекты (едва видны в 6-кратную лупу), небольшие дефекты (отчетливо видны в лупу), большие дефекты (отчетливо видны без лупы), очень дефектные (включения и трещины занимают до половины кристаллов).

Сырье экологически безопасно. Загрязнение воздуха и водоемов связано с процессами разработки и переработки алмазосодержащих пород.

Мировые запасы алмазов (без  России) составляют около 2000 млн. карат, годовое производство составляет 100 млн. карат. Наиболее крупные производители –Австралия, Заир, Ботсвана, ЮАР, Россия.

В России добыча составляет около 20 млн. кар/год.

Структура потребления технических  алмазов (%): шлифование, заточка и  доводка инструментов и деталей машин из твердых сплавов 60-70; резка и шлифование изделий из стекла, керамики, мрамора, обработка часовых и ювелирных изделий 10-12. Ювелирные алмазы идут на огранку в бриллианты.

Промышленные типы месторождений  –кимберлитовый, лампроитовый, кимберлит-лампроитовый, метаморфогенный, импактный, россыпной. Наибольшее значение имеет кимберлитовый тип.

По сложности геологического строения месторождения кимберлитов  относятся ко второй и третьей  группам.

По запасам (млн.кар. алмазов) кимберлитовые месторождения подразделяют на уникальные –более 500; крупные –500-150, средние –150-50, мелкие –менее 50.

При поисках и разведке большое  значение имеет определение размера  представительной пробы.

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным способами.

Подготовку руд к переделу производят с применением гравитационных процессов, рентгенометрической, магнитной, электрической и жировой сепарацией.

Извлечение алмазов из сырья  различного типа составляет до 99% при  содержании его в концентрате до 100%.

Перерабатывают алмазные концентраты  механическими способами.

Качество алмазов определяют по крупности и наличию дефектов, в соответствии с которыми, из подразделяют на ювелирные и технические.

Радиоактивные металлы.

Торий (Th, IV,90)

Металл, серебристо-белый, радиоактивный; проявляет амфотерные свойства, литофильный, устойчивая валентность 4⁺.

Плотность 11720кг/м³; твердость по Бринеллю 390-530 Мпа; температура плавления 1750ºС, кипения –4787; теплопроводность 54,0 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 13,0·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 7,2·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 12,5·10^-6 К^-1.

Кларк тория земной коры 13 г/т. Средние  его содержания в горных породах  главных типов (г/т): ультраосновных –0,005, основных –3,0, средних –7,0, кислых –18,0, осадочных –(глинах и сланцах) –11,0.

Торий –высокотоксичный элемент (I класс опасности). ПДК_р.з.Th-0,05мг/м³; ПДК_в нерастворимых соединений –0,01 мг/л. Естественное содержание в почвах 4,0-20 г/т.

Мировые запасы тория (без стран СНГ) более 2млн.т, годовое производство составляет до 35 тыс.т. Наиболее крупные производители –США, ЮАР, Конго, Австралия, Индия, Малайзия, Боливия, Колумбия, Бразилия.

Торий применяют как катализатор при  перегонке нефти и в ряде других процессов, в качестве добавки при изготовлении высокопрочных сплавов и огнеупоров, в электронике, для производства оптических стекол, медицинских препаратов, высокопрочных вольфрамовых нитей электрических ламп и в ряде других областей.

Известно 27 минералов тория и около 100 торийсодержащих. Среди них преобладают силикаты, титанотанталониобаты, карбонаты, оксиды, фосфаты. Промышленное значение имеют около 15 минералов: собственно ториевые –торианит, торит; торийсодержащие урановые –уранинит, браннерит, тухолит; торийсодержащие редкоземельные –монацит, ксенотим, бастнезит, бритолит, меланоцерит; торийсодержащие титанотанталониобаты –лопарит, пирохлор, эвксенит, фергюсонит, колумбит, танталит, торийсодержащие циркониевые –циркелит, малакон, циртолит. 

Торий не образует собственных месторождений, а находится в месторождениях других видов минерального сырья.

Промышленные  типы торийсодержащих месторождений  –магматический, пегматитовый, карбонатитовый, скарновый, альбититовый, метаморфогенный, экзогенный. Наибольшее значение имеет экзогенный тип.

Промышленные  торийсодержащие руды –россыпи (монацитсодержащие  титан-циркониевые, касситеритовые) и  пирохлоровые, торитовые и торианитовые (в карбонатитах и их корах выветривания).

Подготовку  руд к переделу производят с применением комбинированных технологий (гравитация, магнитная и электрическая сепарация, флотация) для получения коллективного монацитового или лопаритового концентратов.

Извлечение  тория из руд составляет до 90% при  содержании его в концентрате 2-10%.

При обогащении руд получают титановые, редкометалльные  и редкоземельные концентраты и другие продукты.

Перерабатывают  торийсодержащие концентраты гидрометаллургическим  способом с восстановлением тетрафторида тория металлическим кальцием.

Товарный продует содержит 99,6-99,8% Th. Вредные примеси в металличческом тории –железо, фтор, хлор, азот, натрий, кальций.

Сырье горно-химическое

Бор (B, III, 5)

Неметалл, проявляет кислотные  свойства, литофильный, валентность 3⁺.

Плотность 2340кг/м³; твердость по шкале Мооса 9,3; температура плавления 2300ºС, кипения –3658; теплопроводность, 27,0 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 18000 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 7,8·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 5·10^-6 К^-1; удельная теплота сгорания 58660 кДж/кг; площадь сечения захвата тепловых нейтронов 6·10^-26м².

Кларк тория земной коры 12 г/т. Средние  его содержания в горных породах  главных типов (г/т): ультраосновных –1, основных –5,0, средних –15,0, кислых –15,0, осадочных –(глинах и сланцах) –100.

Бор–высокотоксичный элемент (I I класс опасности), но биологически жизненно необходимый элемент.  ПДК_р.з.B₂H₆ –0.1 мг/м³, H₃BO₃ –10; ПДК_м.р. В⁺³ –6,0, В₂О₃ –5,0; ПДК_с.с. H₃BO₃ –0,02мг/м³;  ПДК_вВ⁺³ –0,5мг/л; ПДК_в.р. В⁺³ –0,017. Естественное содержание в почвах 4,0-5,3 г/т.

Мировые запасы В₂О₃, исключая турмалин, около 1 млр. т, ежегодное производство 1,1-1,2 млн.т. Наиболее крупные производители –Турция и США.

Структура потребления (%): для изготовления стекловолокна  и боросиликатного стекла –около –50; на нужды сельского хозяйства –15-20; для производства керамики –15 и для моющих средств –10; остальное в других областях.

Известно около 200 минералов бора. Среди них преобладают боросиликаты кальция и бораты магния, кальция, натрия, калия. Промышленное значение имеют 20 минералов, в том числе: датолит, данбурит, ашарит, улексит, гидроборацит, борацит, калиборит, кернит, суанит.

Промышленные  типы месторождений –скарновый, вулканогенно-осадочный, осадочный (галогенный и элювиальный). Наиболее крупные и богатые мееторождения –вулканогенно-осадочные.

По  сложности геологического строения месторождения бора относят в  основном к первой и второй группам, редко –к третьей.

По  запасам В₂О₃ (млн.т.) месторождения подразделяют на уникальные –более 10, весьма крупные –10-1, крупные –1,0-0,5, средние –0,5-0,3, мелкие –0,3-0,1.

Особенности при поисках и разведке заключаются  в применении высокоэффективного нейтронного  метода опробования естественных и  искусственных обнажений, различного вида нейтронного каротажа, определении содержаний бора в керне и порошковых пробах экспрссным нейтронно-абсорбционным методом.

Промышленные  руды –скарного-боросиликатные, скарново-боратовые, галогенно-боросолевые, элювиально-боратовые.

По  содержанию В₂О₃ (%) скарново-боросиликатные руды подразделяют на весьма богатые –более 16, богатые –16-12, средние –12,0-6,5, бедные –6,5-3,5; элювиально-боратовые руды –на богатые –20-13, рядовые –12-9, бедные –9-7.

Месторождения разрабатывают преимущественно  открытым способом.

Подготовку  руд к химическому переделу производят дроблением, сортировкой богатых  руд и обонащением сырья с  применением гравитационно-магнитно-флотационной технологии.

Извлечение  В₂О₃ из боросиликатных руд составляет 82-84% при содержании В₂О₃ в концентрате не ниже 17%. К вредным примесям в концентрате относят Fe₂O₃ (более 2,5%) и СаСО₃ (более 12%).

При добыче и обогащении боросиликатных руд получают попутно щебень, силикатный кирпич, строительный песок.

Перерабатывают  борные концентраты гидрометаллургическими способами.

Товарный  продукт –борная кислота –содержит  В₂О₃ не ниже 56%. Вредные примеси в ней –фосфор, железо, магний, свинец, кальций, мышьяк.

Бром (Br, VII, 35)

Жидкость,темно-красная, густая, с  резким запахом, сильный окислитель, галоген; литофильный, устойчивые валентности 1^-,1⁺,3⁺,5⁺.