Занятие № 2

Тема: «Месторождения руд черных металлов и их сплавов»

Цель: изучение вещественного состава и типов руд.

2. Марганец

Кларк марганца в земной коре составляет около 0,1 % (почти в 50 раз ниже железа).

Благодаря свойству марганца придавать стали вязкость, ковкость и твердость он широко применяется в металлургии, куда идет от 90 до 95 % всей добычи марганцевых руд. Остальная часть марганца и его солей используется в химической промышленности, а также в производстве сухих батарей, глазури и т.д.

Мировые запасы марганцевых руд оцениваются в 2,5 млрд.т. Ежегодная мировая добыча их в 1962 г. Составила около 15 млн.т., из которых на долю СССР падала примерно половина. По разведанным запасам марганцевых руд СССР занимал первое место в мире. Из капиталистических стран на первых местах по добыче марганцевых руд стоят ЮАР, Индия и Бразилия; США почти лишены своих месторождений марганца.

Марганец содержат в значительном количестве более 150 минералов, но промышленное значение имеют лишь следующие:

Окислы …………………..пиролюзитMnO₂, браунит Mn₂O₃.гаусманит Mn₃O₄

Гидроокислы …………… вернадит MnO₂ . H₂O

Манганит MnO₂ . Mn(OH)₂

Псиломелан m MnO .MnO₂ .n H₂O

Карбонаты …………….. родохрозит MnCO₃, мангано-кальцит (Сa, Mn) CO₃,

Олигонит (Mn, Fe) CO₃

Различаются руды марганцевые (кремнистые и известковистые), железо-марганцевые (со значительным содержанием железа) и марганцево-железистые руды, в которых марганец присутствует как примесь в железной руде. Различаются также руды, не требующие обогащения, легкообогащающиеся, труднообогащающиеся и необогатимые.

В металлургии из марганцевых руд выплавляют сплав ферромарганец (50-80 % Mn), применяемый для получения высококачественных сталей, и так называемый «зеркальный чугун» (15-35% Mn). Для выплавки стандартных марок ферромарганца содержание марганца в рудах или концентратах должно быть более 40 %, SiO₂ не выше 9-12 % и фосфора не более 0,2 %. Марганцовистые карбонатные руды применяются как флюс при выплавке обыкновенной стали и содержание в них марганца может снижаться до 8-12 %. Железо-марганцевые руды при доменной плавке обычно содержат более 7 % марганца.

Занятие № 3

Тема: «Месторождения руд черных металлов и их сплавов»

Цель: изучение вещественного состава и типов руд.

3. Титан.

Кларк титана в земной коре составляет 0,61 %, т.е. почти в 7 раз больше, чем марганца, и в 60 раз больше, чем меди. В основных и щелочных горных породах содержание титана в 2-3 раза выше, чем в породах кислых.

Титан обладает высокой температурой плавления (1725⁰), высоким электрическим и термическим сопротивлением, пониженным по сравнению с железом удельным весом (4,5) и высокими механическими свойствами (предел усталости, ползучести, ударная вязкость, сопротивление срезыванию и др.). Эти свойства титана и его сплавов обусловливают широкое его применение в современном самолето- и ракетостроении, в ядерных реакторах, приборостроении, при изготовлении наиболее ответственных деталей и узлов всевозможных машин и механизмов. Кроме того, карбиды и нитриды титана идут на изготовление абразивов; он используется также при изготовлении некоторых белил, лаков, эмалей, для изготовления тугоплавких стекол, дуговых ламп, прожекторов и т.д.

Исходным сырьем для получения металлического титана служат рутил или искусственная окись титана, получаемая из ильменита или других минералов и из титанистых шлаков. В 1962 г. Добыча ильменитового концентрата в капиталистических странах составила 2002 тыс.т. и рутилового – 130 тыс.т., из которых около 119 тыс.т. добыто в Австралии. На первом месте по добыче ильменитового концентрата стоят США, далее Канада, Индия, Норвегия и Австралия.

Ильменитовые пески (россыпи) разрабатываются при содержании в них ильменита более 10-20 кг/т песков. Рядовыми рудами на титан месторождений других генетических типов являются руды, из которых извлекается ильменитовый концентрат с выходом не менее 30 % от исходной руды и содержащий не менее 40-50 % TiO₂, или рутиловый концентрат с выходом его не менее 5 % при содержании TiO₂ свыше 90 %.