Листовая слюда – слюда, которую перед употреблением раскалывают на пластины или подвергают щипке. Из нее получают подборы, обрезную слюду и фасонные изделия

Железо

Один из черных металлов (Fe, Cr, Mn, V, Ti), наряду с алюминием самый распространенный элемент в ЗК (кларк 5,10 %), основной конструкционный материал в промышленности

Минеральные типы руд

1. Магнетитовые (Fe3O4), железа 71%, в рудах – 60-65
2. Титаномагнетитовые, до 55% Fe и до 20% TiO2
3. Гематитовые и гидрогематитовые, до 65% Fe
4. Гидрогетитовые, до 50% Fe
5. Сидеритовые, 30-35% Fe
6. Силикатные руды, 25-40% Fe

Качество руд

1. Бедные (требуют обогащения)
2. Богатые (Fe более 55-60%).

Основные вредные элементы – S, As, Sn, Zn, Pb

Обогащение

1. Дробление – грохочение – промывка – отсадка – сепарация
2. Агломерация (спекание)
3. Окомкование и пеллетирование (производство окатышей)

Продукты металлургического передела

1. Железо 0,04-0,2% С
2. Сталь 0,2-1,5% С
3. Чугун 2,5-более 4% С

Важнейшие генетические типы месторождений

1. Скарновые (mt, hm) – Гороблагодатское, Таежное, Сарбайское
2. Осадочные морские (sd, hm, hh, lcl) – Керченские, Лотарингские
3. Метаморфогенные (mt, hm) – КМА, Кривой Рог, Оленегорское, оз. Верхнее, шт. Минас-Жераис, Хамерсли, Аньшаньская группа

Группировка месторождений по разведанным запасам руды (млн. т)

1. Уникальные – более 1000
2. Крупные – 300-1000
3. Средние – 50-300
4. Мелкие – менее 50

Марганец

Достаточно распространенный элемент в ЗК (кларк 0,1), основная область использования – черная металлургия (легирующая добавка в стали, раскислитель и обессериватель металла, разжижитель шлаков), другие области – сплавы с цветными металлами, антикоррозийные покрытия, производство батарей, стекла, керамики, медицина и т. д.

Минеральные типы руд:

1. Оксидные и гидроксидные (пиролюзит, браунит, криптомелан и др.)
2. Карбонатные (родрхрозит и др.)
3. Силикатные – не применяются в металлургии (родонит, спессартин)
4. Смешанные

Качество руд

В металлургии – более 30% Mn и менее 0,2% P

Богатые оксидные руды – 48-50% Mn

Легкообогатимые руды – кондиция более 10% Mn, труднообогатимые – кондиция более 20% Mn

Продукты передела:

1. Металлический марганец (99,7% Mn)
2. Ферромарганец (72-80% Mn, до 7,5% С и Fe)
3. Силикомарганец

Важнейшие типы месторождений:

1. Осадочные (оксидные, карбонатные и оксидно-карбонатные) – Никопольсоке, Чиатурское, рудное поле Куруман
2. Кор выветривания (оксидные по марганцесодержащим метаморфизованным силикатным и карбонатным породам) – Месторождения Индии, Бразилии, Габона

Остальные типы:

1. Вулканогенно-осадочные
2. Метаморфогенные
3. Железо-марганцевые конкреции на дне океанов

Группировка месторождений (млн. т руды)

1. Уникальные – более 1000
2. Крупные – n*100
3. Средние и мелкие n*10

Хром

Кларк в ЗК – 0,0083%, максимальный в ультраосновных породах (0,2%). Основная область использования – легирующая добавка в производстве специальных сталей и сплавов с другими (преимущественно цветными) металлами, производство огнеупоров, химическая промышленность)

Минеральные типы руд

1. Магнохромитовые (Mg в катионной части – группа шпинели) – используются в металлургии
2. Хромпикотитовые и алюмохромитовые (Al в катионной части)

Качество руд

Металлургия – Cr₂O₃ более 48%, S и P не более 1%, Cr₂O3/FeO более 3

Химическая промышленность – Cr₂O₃ более 44%, ограничения по Fe₂O₃ и SiO₂

Производство огнеупоров – Cr₂O₃ более 32%, ограничение по SiO₂ и CaO

Продукты металлургического передела:

Феррохром – 50-60% Cr

Металлический хром

Важнейшие типы месторождений:

1. Раннемагматические – Бушвелдский комплекс, Великая дайка Зимбабве
2. Позднемагматические – Кимперскайский массив (Казахстан), Сарановская (Предуралье), Средиземноморский пояс

Другие типы

1. Латеритные, элюваильно-делювиальные и прибрежно-морские современные россыпи
2. Ископаемы россыпи

Группировка месторождений (млн. т. руды)

1. Уникальные – n*100
2. Крупные – n*10
3. Средние и мелкие – n*1

Титан

Кларк в ЗК – 0,45%, основные породы – 0,9%, в средних – 0,8%. Основные области применения – сплавы с V и другими металлами, конструкционные материальы в промышленности, карбид титана – для сверхтвердых сплавов, диоксид титана – для получения пластмасс и др.

Минеральные типы руд

1. Ильменитовы, ильменит-магнетитовые, ильменит-титаномагнетитовые
2. Рутиловые, рутил-ильменитовые
3. Лейкосеновые

Важнейшие типы месторождений:

1. Магматические (il-tmt, hm-il - анортозиты)
2. Кор выветривания (il, rt)
3. Морские россыпи (il-rt-zr) – современные и древние

Группировки месторождений нет

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Al, Cu, Pb, Zn, Sb, Sn, Hg

Легирующие металлы – Ni, Co, W, Mo

Легкие цветные металлы – Al, Mg – n*10% в рудах

Тяжелые цветные металлы – все остальные – n*1% в рудах

Алюминий

Самый распространенный металл в ЗК (кларк 8,05%), второй после железа конструкционный материал в промышленности, эффективный заменитель более дорогостоящих меди, олова и других металлов

Минеральные виды сырья

1. Бокситовые руды – Al2O3 среднее 55% Al2O3
2. Нефелиновые и апатит-нефелиновые руды – 28% Al2O3
3. Алунитовые руды – 20% Al2O3

Качество руд

Для бокситов – Al2O3 не ниже 8%, кремневый модуль (Al2O3/SiO2) не ниже 2

Продукты передела бокситов

Производство алюминия – самое энергоемкое производство. Получение металлического алюминия из бокситов происходит в две стадии. Сначала получают глинозем на глиноземных заводах, затем – алюминий на алюминиевых заводах. На получении 1 т алюминия требуется от 4 до 7 т бокситов.

Основные типы месторождений:

1. Выветривания
1. Остаточные латеритные – Висловское (КМА), Боке (Африка)
2. Остаточные переотложенные – Арканзас, Австралия и др.
2. Осадочные
1. Платформенные
2. Геосинклинальные
3. Небокситовые, в т. ч каолиновые глины и геотехногенные источники (терриконы угольных шахт и теплоэлектростанций)

Группирока месторждений (млн. т руды):

1. Уникальные – более 500
2. Крупные – 50-500
3. Средние и мелкие – до 50

Никель

Кларк 5,8E-3%, в ультраосновных породах 2E-2%. Основная масса применяется в металлургии для производства легированных сталей и ряда сплавов (латунь, бронза, нихром и др.)

Промышленные минералы руд

1. 45 собственных минералов
2. Изоморфное замещение Fe или Mg.

Наибольшее значение – пентландит (Fe,Ni)9S8, гарниерит – NiO*SiO2*H2O

Типы руд

1. Сульфидные медно-никелевые (po - пирротин, chp - халькопирит, ptl, mt). Идут на производство и платиноидов. Ni 0,3-4%
2. Силикатные никелевые – глинистые образования латеритной коры выветривания по ультраосновным породам. – гарниерит и др. Ni 0,75-4%

Добыча

Сульфидные – преимущественно закрытым способом, силикатные – открытым.

Обогащение

Сульфидные руды – получают Штейн (6-11% Ni), затем файнштейн (20-60% Ni) и после - черновой никель.

Силикатные руды – штейн (12-25%), файнштейн (около 78%) и черновой металл

Важнейшие типы месторождений

1. Магматические ликвационные сульфидные медно-никелевые
2. Кор выветривания (силикатные никелевые)

Другие типы месторождений

1. Железо-марганцевые конкреции на океаническом дне

Группировка месторождений (тыс. т металла):

1. Уникальные – более 500
2. Крупные – 250-500
3. Средние – 100-250
4. Мелкие – до 100

Медь

Весовой Кларк в ЗК – 0,0047%, в основных породах – 0,01%. Главнейшие области применения – электротехническая промышленность, получение ряда сплавов.

Промышленные минералы:

Халькопирит (CuFeS2), борнит (Cu5FeS4), халькозин (Cu2S), ковеллин (CuS) и др.

Качество руд

Богатые – более 2% Cu

Средние – 0,8-2% Cu

Бедные – 0,5-0.8% Cu

Забалансовые – до 0,3% Cu

Продукты металлургического передела

Концентрат – после флотации – 10-35%

Черновая медь – 98-99%

Рафинированная медь – 99,9х%

Основные типы месторождений:

1. Магматические (ликвационные сульфидные медно-никелевые)
2. Плутоногенные гидротермальные (медно-порфировые и медно-молибдено-порфировые) - основной
3. Колчеданные
4. Стратиформные (медистые песчаники и сланцы)

Группировка месторождений (тыс. т металла)

1. Уникальные – более 5000
2. Крупные – 1000-5000, промышленное значение 0,5-0,7%
3. Средние – 100-1000, промышленное значение 1,5-2%
4. Мелкие – до 100, промышленное значение не менее 3%

Олово

Нетоксичность, химическая устойчивость, производство белой жести, фольги, ряда сплавов. Кларк 2,45Е-4%. Преобладает в постмагматических кислых образованиях.

Минералогия

Важнейшие – касситерит (SnO₂) и станин (Cu₂FeSnS₄). Значительная часть олова концентрируется в виде примесей в других минералах: в гидротермах – в сфалерите (ZnS) как изоморфная примесь и т. д.

Качество руд

Богатые – более 1% Sn

Рядовые – 0,4-1%

Бедные – до 0,1%

Касситерит устойчив в гипергенных условиях и дает россыпи, главным образом морские, среднее содержание касситерита 0,2-0,8 кг/м3, минимальное промышленное – 0,1-0,2 кг/м3.

Обогащение

Бессульфидные руды обогащаются легко гравитационным путем после измельчения с получением оловянного концентрата. Также разделяют флотацией, магнитной сепарацией и комбинированными методами. Сульфидные руды обогащаются труднее.

Разработка

Коренные месторождения – открытым и подземным способом. Россыпи – драгами (морские), эскаваторами, бульдозерами и скреперами.

Типы меторождений

1. Пегматитовые
2. Скарновые
3. Грейзеновые(Альтенберг, Циновец)
4. Плутоногенные гидротермальныекварцевый подтип, силикатный подтип, сульфидный подтип. Связаны с кислыми гранитоиды (Дальний восток и северо-восток России)
5. Вулканогенные гидротермальные(Ллалагуа, Потоси– связаны с продуктами молодого вулканизма
6. Россыпные

Группировка месторождения (тыс. т металла)

Уникальные – более 100

Крупные – 25-100

Средние – 5-25

Мелкие – до 5

Является стратегическим металлом в США.

Вольфрам

Легирующая добавка в черной металлургии, для получения ряда сплавов (победитовые, карбидовые и др.), в электронной, электротехнической, химической и дакокрасочной промышленности. Относится к стратегическим металлом в США. Весовой кларк в ЗК 1,3Е-4%. Накапливается в остаточных продуктах кислых магм, в каменных углях и рапе соляных озер.

Минералогия

Основные минералы – вольфрамит (Mn, Fe)WO₄ – ферберит FeWO₄ и гюбнерит MnWO₄ - и шеелит CaWO₄ (в скарнах).

Качество руд

Рассчитывается по окиси вольфрама WO₃

Богатые – более 1%

Рядовые – 0,3-1%

Бедные – 0,1-0,3%

Убогие – менее 0,1%

Обогащение

Вольфрамитовые руды – гравитационным способом

Шеелитовые руды – флотацией.

Получают концентрат – 55-70% WO₃

Основные типы месторождений

1. Скарновые – Тырнауз (Кавказ) - шеелит
2. Грейзеновые – Акчатау (Казахстан), Циновец (Чехия)
3. Плутоногенные гидротермальные – Восток и северо-восток России, полуостров Корнуолл (Великобритания) - вольфрамит

Группировка месторождений (тыс. т WO₃)

Уникальные – более 250

Крупные – 100-250

Средние – 15-100

Мелкие – до 15

Золото

Относится к благородным металлам наряду с серебром, платиной и платиноидами (палладий, иридий, родий, осмий и рутений). Весовой Кларк в ЗК 4,5Е-7% (4,5 мг/т = 4,5 PPM). Применяется в экономической сфере, в ювелирном деле и чеканке монет, основная часть – в электронной промышленности; для изготовления сплавов, в стоматологии.

Минералогия

Основной минерал – самородное золото:

- тонкодисперсное (до 10 мкм)

- мелкое (до 0,1 мм)

- среднее (до 1 мм)

- крупное (до 5 мм)

- самородки (более 5 мм)

Качество определяется пробностью – содержание металла в самородном золоте на 1000 единиц:

- высокопробное – более 900

- средней пробности – 700-900

- низкопробное – менее 700

Остальная часть приходится на серебро и медь.

Известны также интерметаллические соединения – электрум Au,Ag, кюстеллит – Ag(Au) и др., также распространены теллуриды – калаверит и сильванит

Содержания рудного и россыпного золота

Коренные золоторудные месторождения – 1,5 г/т и более

Коренные золотосодержащие месторождения – ниже, как попутный компонент

Россыпные месторождения – около 0,1 г/м3

Группировка золоторудных месторождений (коренные/россыпные, т металла):

Весьма крупные – 100 / 50 и более

Крупные – 50-100 / 25-50

Средние – 10-50 / 1-25

Мелкие – до 10 / до 1

Обогащение

Гравитационное, для мелких частиц – флотация, далее – металлургическая обработка: амальгамирование (смачивание ртутью), цианирование (растворение в цианидах), бактериальное выщелачивыание.

Главнейшие типы месторождений:

1. Плутоногенные гидротермальные - Березовское
2. Вулканогенные гидротермальные – Карамкен (восток России)
3. Флюидно-метаморгфогенные – Сухой Лог (Енисейский кряж), Хоумстейк
4. Осадочно-метаморфогенные - Витватерсранд
5. Россыпные, в первую очередь аллювиальные, менее – прибрежно-морские – Ном (Канада)

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПИ

Агрохимическое сырье – породы, из которых извлекают S, P, K, Cl, B, F, соли и др. Ценные компоненты – химические элементы.

Индустриальное (техническое) сырье– графит, асбест, слюда, тальк, флюорит, барит, цеолиты и др.. Ценные компоненты – минералы.

Пьезооптическое и камнесамоцыетное сырье –пьезокварц, оптический кварц, оптический флюорит, исландский шпат и др., драгоценные и поделочные камни. Ценные компонениы – кристаллы и их агрегаты.

Стройматериалы и сырье для их производства – пески, глины, граниты, базальты, известняки, доломиты, опоки, шунгиты, кварциты, амфиболиты и др. Ценные компоненты – горные породы.

Фосфатное сырье

Природные образования, необходимые для получения фосфора и фосфатных удобрений из него.

Источники получения фосфатов

Фосфоритовые руды – полиминеральная диагенетическая осадочная горная порода, содержащая зерна апатита в скрытокристаллической форме и связанные с другими нефосфатными минералами. В мире имеют главенствующее значение, Россия из-за Хибинского щелочного массива – исключение.

Фосфориты и типы их месторождений подразделяют по их текстуре:

1. Микрозернистые фософриты – 0,01-0,1 мм. Содержание P2O5 21-28%. Бассейн Каратау (Казахстан), Фосфория (США). Доля в мировом балансе – около 30%.
2. Зернистые фосфориты – 0,1-10 мм. Обладают отчетливым зернистым обликом. P2O5 23-32%, как попутные компоненты присутствуют U и V. Северное побережье Африки и Малая Азия, Центральный Кызылкум (Узбекистан)/ Доля в мировом балансе – около 60%.
3. Желваковые фосфориты – стяжения 0,5-15 см в несцементированной песчано-глинистой массе. P2O5 в руде 8-12%, в желваках – 16-22%. Фосфатные минерал – курскит. Егорьевское, Вятско-Камское, Полпинское (Брянская область) и др. Доля в мировом балансе – около 7%. Труднообогатимы.
4. Ракушечные фосфориты – раковины брахиопод. P2O5 32%. Прибалтика.
5. Галечниковые фосфориты
6. Рыхлые фосфориты

Апатитовые руды:

1. Апатит-нефелиновые руды в агпаитовых нефелиновых сиенитах. P2O5 14-17%. Попутно – нефелин как высокоглиноземистый минерал и др. Хибинский щелочной массив.
2. Апатит-редкометаллно-магнетитовые руды в карбонатитах. P2O5 3-8%. Ковдор. Мировое значение.
3. Апатит-франколит-редкометалльные руды в корах выветривания карбонатитов. Фосфаты сохраняются как более устойчивые. P2O5 8-17%. В комплексе с редкими металлами.

Группировка месторождений (млн. т P2O5, апатиты/фосфориты)

Весьма крупные – более 100 / -

Крупные – 50-100 / более 200

Средние – 10-50 / 50-200

Мелкие – 1-10 / до 50

Соли

Главные промышленные минералы солей

Хлориды – преимущественно технические:

Галит NaCl

Карналлит KCl*MgCl2*6H2O

Сульфаты

Карбонаты – важны для стекольной промышленности

Геолого-промышленные типы месторождений:

1. Современные месторождения - морские и континентальные
1. хлориды (оз. Баскунчак, Эльтон)
2. сульфаты (Кучук, Кара-Богаз-Гол)
3. карбонаты (Сёрлз)
2. Ископаемые месторождения:
1. Каменная соль

i. Пластовые залежи (Славянско-Артемовское)

ii. Соляные купола (Илецкое)

1. Калийно-магниевые хлоридные соли (сильвин, карналлит, галит) – Верхнекамский бассейн, Припятский бассейн, Саскачеванский бассейн
2. Сульфатные и сульфатно-хлоридные калийные соли. Более легко обогатимы, но менее распространены – Предкарпатский бассейн

Группировка месторождений калийных солей (млрд. т K₂O):

Весьма крупные – более 1

Крупные – 0,5-1

ХРЕНА-С-ДВА!

Асбесты

Асбесты – различные минералы, обладающие тонковолокнистым строением

Главнейшие промышленные минералы

Хризотил – волокнистая разновидность серпентина (Mg,Fe)₆[Si₂O₅](OH)₈

Амфиболы:

Антофиллит - волокнистая разновидность антофиллита

Крокидолит - волокнистая разновидность рибекита

Амозит - волокнистая разновидность грюнерита

Использование

Как защитный материал, фильтры, кислотоупоры и щелочеупоры, для изготовления асбоцементных труб, и т. д.

Главнейшие типы месторождений:

1. Залежи и жилы с хризотиловой минерализацией в серпентинизированных ультраосновных породах – Баженовское (Урал), Молодежное (БАМ). Лидеры по запасам и добычи хризотил-асбеста – Россия и Канада

Серпентинизация ультраосновных пород:

3(Mg,Fe)₂SiO₄ (оливин) + 4H₂O +SiO₂ = 2H₄(Mg,Fe)₃Si₂O₉ (серпентин)

2. Пластовые и жилообразные зоны хризотиловой минерализации, связанные с карбонатными магнезиальными толщами в близи контактов с интрузиями (аризонского типа). Отсутствует железо – более качественный асбест, однако месторождения менее распространены – Аспогашское месторождение

3. Крокидолитовые и амозитовые асбесты в железисто-кремнистых толщах на контактах с доломитами. Только Южная Африка и Западная Австралия

4. Антофиллит-асбест – метаморфизм хризотил-асбеста – Сырсетское

Масштабы месторождений (тыс. т волокна), хризотил/антофиллит:

Крупные – более 5000 / 50

Средние – 500-5000 / 5-50

Мелкие – до 500 / 5

Слюды

Главные промышленные слюды:

Мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂

Флогопит K(Mg,Fe)₃[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂

Вермикулит (Mg,Fe2+,Fe3+)₃[(Si,Al)₄O₁₀](OH)₃*4H₂O

Биотита-нет

Использование

Как диэлектрик, является стратегическим сырьем из-за малых запасов листовой слюды. Часто спрессовывают более мелкие пластины. Вермикулит – в строительстве и как сорбент

Образование минералов:

1. Мусковит – в пегматитах. Гидролиз ПШ
2. Флогопит – метасоматоз
3. Вермикулит – гипергенез

Типы месторождений:

1. Тела аляскитовых гранитов с чешуйчатой мусковитовой минерализацией. Мелкозернистая слюда то есть.

2. Тела мусковитоносных плагиоклазовых и плагиоклаз-микроклиновых гранитных пегматитов с крупнокристаллическим мусковитом

3. Залежи крупнокристаллического флогопита в карбонатитовых комплексах

4. Залежи крупнокристаллического флогопита в высокометаморфизованных толщах среди диопсидовых сланцев (южная часть Алданского щита)

5. Залежи вермикулита в корах выветривания ультраосновных массивов, в основном, по флогопиту

Масштабы месторождений (тыс. т забойного сырца):

Весьма крупные – более 25

Крупные - 5-25

Средние - 1-5

Мелкие - менее 1

Переработка слюды

Забойный сырец – кристаллы мусковита и флогопита, отделенные в забое от горной массы, с размерами пластин в плоскости спайности не менее 4 см2

Промышленный сырец – кристаллы мусковита и флогопита произвольного контура толщиной не менее 0,1 см, имеющие с каждой стороны полезную (бездефектную) площадь не менее 3 см2, полученные на горных предприятиях в результате очистки забойного сырца от поверхностных срастаний с другими минералами.

Листовая слюда – слюда, которую перед употреблением раскалывают на пластины или подвергают щипке. Из нее получают подборы, обрезную слюду и фасонные изделия

Скрап – мелкая слюда, получаемая как отходы производства листовой слюды. Скрап переводят в дробленую и молотую слюду, а после их спрессовки – слюдиниты и слюдопласты (искусственные заменители слюды)

Графит

Природные разновидности

1. Кристаллический чешуйчатый графит – параллельно в породе (0,001-n мм)
2. Кристаллический кусковый графит – разнонаправлено в породе (размеры те же)
3. Скрытокристаллический или аморфный графит (менее 0,001 мм)
4. Искусственный графит - коксовый, доменный, ретортный, в т. ч. и производимый специально

Возможные источники образования графита:

1. Магматические эманации
2. Карбонатные аороды, переходящие в зоне контакта с интрузиями в скарны, и карбонатиты
3. Органические остатки

Использование:

В электротехнике, для атомных реакторов, в металлургической промышленности как смазка

Главнейшие типы месторождений:

1. Плотнокристаллический кусковый графит:
1. Собственно магматические образования - Ботогольское
2. Пегматиты
3. Скарны – Блэк-Дональд (Канада)
4. Метаморфические породы
2. Чешуйчатый графит в метаморфизованных докембрийских толщах – Завальевское (Украина), Южная Чехия. Наиболее значимый тип
3. Скрытокристаллический графит – термальный контактовый метаморфизм в угольных пластах – Ногинское, Курейское (правобережье Енисея)