Минеральное сырье

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

Извлечение ртути из руд  различных типов составляет 80 – 90% при содержании ее в концентрате 0,7 – 3%. К вредным примесям в концентрате  относят сурьму, мышьяк и серу.

При обогащении руд комплексного состава попутно получают сурьмяные и флюоритовые концентраты. Извлечение сопутствующих элементов составляет 30 – 40%.

Перерабатывают богатые руды и концентраты пирометаллургическим и гидрометаллургическим способами.

Товарный продукт содержит 99,99 – 99,90% Hg. Вредные примеси в ртути – нелетучий остаток (механические органические и металлические примеси).

Свинец (Pb, IV, 82)

Металл, тускло-серый, мягкий, ковкий, пластичный, проявляет основные и  амфотерные свойства, халькофильный, устойчивые валентности 2⁺ и 4⁺.

Плотность 11350 кг/м³; твердость по Бринеллю 38 – 50 МПа; температура плавления 327° С, кипения – 1740; теплопроводность 35,3 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 20,65·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость -1,4·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 29,1·10^-9 К^-1.

Кларк свинца земной коры 16 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 0,1, основных – 8, средних – 15, кислых – 20, осадочных (глинах и сланцах) – 20.

Свинец – высокотоксичный элемент (I – II классы опасности). ПДК_р.з Pb – 0,01 мг/м³, ПДК_с.с неорганических соединений – 0,0003, PbS – 0.0017 мг/м³; ПДК_в Pb – 0,03 мг/л. Естественное содержание в почвах 10 – 38 г/т.

Мировые общие запасы свинца (без стран СНГ) около 180 млн. т, подтвержденные – 80; годовое производство составляет около 5 млн. т. Наиболее крупные производители – США, ФРГ, Япония, Великобритания, Китай, Италия.

В странах СНГ запасы свинца составляют 46 млн. т, производство –  около 105 тыс. т. в России запасы – 19 млн. т, производство – 26 тыс. т.

Структура потребления (%): производство аккумуляторов – 65; изготовление белил, сурика, стекла – 14; красителей – 13; сплавов  – 3; оболочек кабеля – 2,5; производство боеприпасов – 2,5.

Известно 315 минералов свинца. Среди них преобладают халькогениды, арсенаты, оксиды, силикаты. Промышленное значение имеют два минерала: галенит и церуссит.

Промышленные типы месторождений  – вулканогенно-осадочный, стратиформный, метасоматический, жильный. Наибольшее значение имею два первых типа.

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

По запасам свинца (млн. т) месторождения подразделяют на весьма крупные – более 10, крупные – 10 – 5, средние – 5 – 2,5, мелкие – менее 2,5, очень мелкие – менее 0,5.

Промышленные руды – полиметаллические  колчеданные и и баритовые, полиметаллические  углеродсодержащие, свинцово-цинковые флюоритовые.

По содержанию свинца (%) руды подразделяют на богатые – более 4, рядовые – 4 – 2, бедные – 2 – 1,2.по степени окисления руды делят на три типа: сульфидный (оксидов свинца менее 15%), смешанный (15 – 50) и окисленный (более50).

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным  способами.

Подготовку руд к переделу производят с применением предварительного обогащения в тяжелых суспнзиях и флотационной технологии.

Извлечение свинца из руд  различных типов составляет 60 – 85% при содержании его в концентрате 42 – 62%. Примеси в концентрате  ограничивают по цинку и меди.

При обогащении руд комплексного состава попутно извлекают золотосодержащий, цинковый, медный, баритовый концентраты. Извлечение сопутствующих элементов составляет 65 – 87%.

Перерабатывают свинцовые  концентраты металлургическим или  гидро- и электрометаллургическим  способами.

Товарный продукт содержит 99,9 – 99,99954% Pb.

Сопутствующие элементы (золото, серебро, цинк, кадмий, висмут, ртуть, селен, индий, таллий, галлий, теллур), содержащиеся в концентрах, при металлургическом производстве переходчт преимущественно  в пыли и кеки, из которых их извлекают  гидро- и электрометаллургическим способом.

Вредные примеси в товарной продукции – Ag, Cu, Zn, Bi, As, Sn, Sb, Mg, Fe, Ca+Na.

Сурьма (Sb, V, 51)

Полуметалл, серебристый, твердый, хрупкий, обладает металлической формой, проявляет  амфотерные свойства, халькофильный, устойчивые валентности 3⁺ и 5⁺.

Плотность 6691 кг/м³; твердость по Бринеллю 294 – 384 МПа; температура плавления 630° С, кипения – 1635; теплопроводность 24,3 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 39,0·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость -1,0·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 8,5·10^-6 К^-1.

Кларк сурьмы земной коры 0,5 г/т. Средние ее содержания в горных породах  главных типов (г/т): ультраосновных – 0,1, основных – 1,0, средних – 0,2, кислых – 0,26, осадочных (глинах и сланцах) – 2,0.

Сурьма – высокотоксичный  элемент (II – III классы опасности). ПДК_р.з Sb – 0,5 мг/м³, ПДК_м.р оксидов и соединений с хлором и фтором – 0,3, ПДК_с.с Sb – 0,01, оксидов – 0,02 мг/м³; ПДК_в Sb – 0,05 мг/л. Естественное содержание в почвах 0,6 г/т.

Мировые запасы сурьмы 5,3 млн. т; годовое производство находится в пределах 63 – 106 тыс. т. Наиболее крупные производители – Китай, Боливия, ЮАР, Турция, Канада, Гватемала, Мексика.

В странах СНГ добычу сурьмы осуществляют в Таджикистане, Киргизии, России (Саха-Якутия).

Применяют преимущественно для  производства металла и сплавов, а также в химической промышленности, керамическом и стекольном производстве.

Известно более 150 минералов  сурьмы. Среди них преобладают  сульфоантимониты и оксиды. Промышленное значение имеет один минерал: антимонит.

Промышленные типы месторождений  – антимонитовый плутоногенный, антимонитовый джаспероидный телетермальный, золотоантимонитовый кварцево-жильный  телетермальный, полисульфидный сурьмяный  поствулканический. Наибольшее значение имеют три первых типа.

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

По запасам руды (тыс. т) месторождения  подразделяют на уникальные – более 300, крупные – 300 – 100, средние – 100 – 50, мелкие менее 50.

Промышленные руды – сурьмяные  монометалльные, комплексные, сурьмусодержащие.

По содержанию сурьмы (%) руды подразделяют на богатые – более 30, рядовые – 30 – 5, бедные – 5 – 0,8.

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным  способами.

Подготовку руд к переделу производят дроблением, сортировкой  богатых руд и обогащеним бедного  сырья с пременением предварительного обогащения в тяжелых суспензиях и глубокого обогащения промпродуктов  по комбинированным технологиям (гравитация, флотация).

Извлечение сурьмы из руд  различных типов составляет до 92% при содержании ее в концентрате 30 – 60%.

К вредным примесям в концентрате  относят мышьяк.

При обогащении руд комплексного состава попутно получают сурьмяно-ртутные, флюоритовые и полиметаллические концентраты. Извлечение сопутствующих элементов составляет 70 – 85% Hg, 30 – 35% CaF₂/

Перерабатывают богатые сурьмяные  руды и концентраты термическими способами. Товарные продукты – сурьма металлическая и трехсернистая  – содержат соответственно скрьмы 99,8 – 99,9 и 45 – 70%. Сопутствующую ртуть, содержащуюся в концентратах, переводят в летучую форму, а затем извлекают конденсацией.

Вредные примеси в сурьме – Pb, Fe, Ni, Sn, As, S, S_своб.

Титан (Ti, IV, 22)

Металл, серебристый, твердый, проявляет  амфотерные свойства, литофильный, устойчивые валентности 3⁺ и 4⁺.

Плотность 4540 кг/м³; твердость по Бринеллю 1815 – 2770 МПа; температура плавления 1660° С, кипения – 3287; теплопроводность 21,9 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 42,0·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость 4,01·10^-8 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 8,35·10^-6 К^-1. Устойчив к коррозии.

Кларк титана земной коры 0,45%. Средние  его содержания в горных породах  главных типов (%): ультраосновных – 0,03, основных – 0,9, средних – 0,8, кислых – 0,23, осадочных (глинах и сланцах) – 0,45.

Титан – токсичный элемент (III – IV классы опасности). ПДК_р.з (мг/м³): Ti – 10, соединений титана: нитрида – 4, силинида – 4, хлорида – 1, оксида – 10; ПДК_в Ti, TiCl₄, TiO₂ – 0,1 мг/л. Естественное содержание в почвах 0,3 – 2,0%.

Мировые подтвержденные запасы TiO₂ (без России) 735 млн. т, годовое производство около 3,5 млн. т. Наиболее крупные производители – Канада, Норвегия, ЮАР, Австралия, Украина, Бразилия, Индия, Китай.

Структура потребления (%): авиакосмическая  техника, химическая промышленность, нефтянное  машиностроение, металлургия, лакокрасочное  и бумажное производство, для изготовления керамики, стекла, огнеупоров.

Известно более 150 минералов  титана. Среди них преобладают  силикаты и оксиды. Промышленное значение имеют четыре минерала: ильменит, рутил, анатаз, лейкоксен.

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

По запасам TiO₂ (млн. т) месторождения титана подразделяют: магматогенные – на весьма крупные – более 50,крупные – 50 – 10, средние – 10 – 5, мелкие – менее 5; россыпные – на весьма крупные – более 10, крупные – 10 – 5, средние – 5 – 1, мелкие – менее 1; кор выветривания – на весьма крупные – более 15, крупные – 15 – 5, средние – 5 – 1, мелкие – менее 1.

Промышленные руды магматогенных  месторождений: ильменитовые, титаномагнетитовые, лейкоксеновые, рутиловые, апатит-магнетит-ильменитовые; россыпных месторождений: ильменитовые, лейкоксеновые, циркон-ильменитовые, циркон-рутил-ильменитовые.

По содержанию TiO₂ (%) руды магматогенных месторождений подразделяют на богатые – более 10, рядовые – 10 – 7, бедные – 7 – 5. Промышленные россыпи содержат титановые минералы в количестах от десятков до первых сотен килограммов на кубический метр.

Месторождения разрабатывают  открытым, подземным и комбинированным  способами.

Подготовку руд к переделу производят обогащением с применением развитых комбинированных технологий (дезинтеграция, промывка, гравитация, магнитная и электрическая сепарация, сушка).

Извлечение диоксида титана из руд различных типов составляет 70 – 90% при содержании его в концентратах различного назначения 45 – 94%.

К вредным примесям в концентрате  относят Fe₂O₃, Cr₂O₃, Al₂O₃, SiO₂, MnO, V₂O₅, CuO, Nb₂O₅, P₂O₅, ZrO₂, SO₃.

При обогащении руд комплексного состава попутно получают цирконовый, дистен-силиманитовый, ставролитовый  концентраты.

Перерабатывают титановые концентраты хлоридовозгонкой, гидрометаллургическим и металлургическим способами.

Товарные продукты – титановые  белила и металлический титан  содержат соответственно до 30% TiO₂ и до 99,9999 Ti.

Вредные примеси в металлическом  титане – N, C, O, H, Cl, Fe, Si.

Цинк (Zn, II, 30)

Металл, голубовато-белый, хрупкий, проявляет основные свойства, халькофильный, валентность 2⁺.

Плотность 7133 кг/м³; твердость по Бринеллю 327 – 420 МПа; температура плавления 419° С, кипения – 907; теплопроводность 116 Вт/(м·К); удельное электрическое сопротивление 5,9·10^-8 Ом·м; удельная магнитная восприимчивость –2,20·10^-9 м³/кг; температурный коэффициент линейного расширения 25,0·10^-6 К^-1.

Кларк цинка земной коры 83 г/т. Средние его содержания в горных породах главных типов (г/т): ультраосновных – 30, основных – 130, средних – 72, кислых – 60, осадочных (глинах и сланцах) – 80.

Цинк – токсичный (II – III классы опасности) , но жизненно важный элемент. ПДК_р.з соединений цинка: фосфида – 0,1 мг/м³, сульфида – 5, ПДК_м.р хлорида – 0,005, ПДК_с.с ZnO – 0,05, сульфата – 0,008 мг/м³; ПДК_в всех соединений цинка – 1 мг/л, ПДК_в.р ZnO – 0,01. Естественное содержание в почвах 31 – 160 г/т.

Мировые общие запасы цинка (без  стран СНГ) около 300 млн. т, подтвержденные – 190, ежегодное производство составляет 5 – 6 млн. т. Наиболее крупные производители – США, Канада, Австралия.

В странах СНГ запасы цинка  составляют около 110 млн. т, производство – 340 тыс. т; в России запасы – 62 млн. т, производство – около 200 тыс. т.

Структура потребления (%): оцинкование – 47, произвлдство сплавов – 21, изготовление литья – 15, прокат цинка, 9, полученте оксида, белил – 8.

Известно 143 минерала цинка. Среди  них преобладают халькогениды, оксиды, оксосоли. Промышленное значение имеют  два минерала: сфалерит и смитсонит.

Промышленные типы месторождений  – вулканогенно-осадочный, стратиформный, метасоматический, жильный. Наибольшее значение имеют первые два типа.

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