Лекция №3

Технологическая характеристика руд и вмещающих пород.

Полезным ископаемым называется всякое природное минеральное вещество, которое при современных технико-экономических условиях целесообразно извлекать из недр земли для промышленного использования.

Месторождение полезных ископаемых – это естественное скопление полезных ископаемых в земной коре.

Месторождение считается промышленным, если разработка его данном уровне развитии техники и экономики выгодна.

По физическому состоянию полезные ископаемые делят на твердые (уголь, руды, горно-химические, строительные материалы), жидкие (нефть, минеральные воды), газообразные.

Принято также месторождения делить на рудные и нерудные. Отличительной чертой рудных месторождений является необходимость их дальнейшей переработки для извлечения содержащихся в них полезных компонентов.

Горные породы, окружающие месторождения (вмещающие породы) или включения в него не содержащие металла (полезных минералов) или содержащие его в количестве, недостаточном для промышленной переработки, принято называть пустыми породами.

Граница между рудными и нерудными ископаемыми условна. Многие полезные ископаемые, которые раньше использовались сразу после добычи, в настоящее время подвергаются комплексной переработке (уголь и др.). Разделение месторождений на промышленные и непромышленные также условна. Месторождения с одинаковой по составу и качеству рудой м.б. промышленным вследствие благоприятных горно-геологических условий разработки (малая мощность покрывающих пород, большая мощность рудного тела) и непромышленным ввиду трудности эксплуатации.

Пример: В Криворожском бассейне много млрд. запасы ж/руд с содержанием Fe ниже 30-35%, залегающие вблизи поверхности, считались ранее непромышленными, а теперь разрабатываются (развитие техники, технологии).

По этим причинам стало экономически целесообразно разрабатывать бедные титаномагнетитовые руды Качканарского месторождения на Урале (16-17% Fe).

Большое значение имеет также потребность народного хозяйства страны или данного района в том или ином металле или минерале.

По промышленной принадлежности месторождения полезных ископаемых группируют следующим образом:

1. Топливно-энергетическое сырье: нефть, газ, уголь, уран.

2. Черные, легированные и тугоплавкие металлы: руды железа, марганца, хрома, титана, ванадия, никеля, вольфрама, ниобия, тантала, циркония.

3. Цветные металлы: руды алюминия, меди, цинка, олова висмута, ртути, сурьмы.

4. Благородные металлы: золото, серебро, платиноиды.

5. Химическое и агрономическое сырье: калийные соли, апатиты, фосфориты, сера, плавиковый шпат.

6. Техническое сырье: алмазы, асбест, графит, пьезокварц, исландский шпат, мусковит, флогопит.

7. Флюсы и огнеупоры: кальцит, доломит, кварц и кварцит.

8. Строительные материалы, цементное сырье.

9. Ювелирное сырье: драгоценные и поделочные камни

Сейчас мы вкратце рассмотрим основные руды и минералы.

Руды и минералы цветных металлов.

Руды для получения глинозема и алюминия. Основным сырьем для алюминиевой промышленности является бокситы, которые перерабатываются на глинозем гидрохимическим способом, способом спекания или комбинированным. Из глинозема электротермическим путем получается Аl. Бокситы – это горная порода, состоящая из гидроокислов алюминия, окислов и гидроокислов Fe.

Медные руды: главное значение имеют 4 промышленных типа месторождений меди: медно-никелевый, медистых песчаников и сланцев, медно-колчеданный медно-порфировый.

Эндогенные свинцово-цинковые (полиметаллические) руды главные минералы: галенит, сфалерит, халькопирит. Серебро связано с галенитом. Золото встречается в свободном состоянии или входит в состав пирита и халькопирита.

Вольфрамовые и молибденовые руды: Они сосредоточены в россыпях, штокверковых и скарновых месторождениях. Min содержание трехокиси вольфрама составляет 0,2 %, в рудах – 0,07 %.

Главный минерал вольфрама – вольфрамит (Mn, Fe) WО₄, шеелит (Са W_o4), гюбнерит (MnW_o4), верберит (Fe W_o4), молибдена – молибденит (МоS2), повеллит (СаМоО₄).

В вольфрамовых рудах присутствуют: пирит, халькопирит, арсенопирит, галенит, золото и др.

Оловянные руды: Главный рудный минерал: - касситерит.

Сопутствующие минералы: галенит, пирит, халькопирит, пирротин, арсенопирит, сфалерит, серебросодержащие, висмутовые, сурьмяные и др. минералы.

Золотосодержащие руды: Месторождения представлены эндогенными, экзогенными и метаморфогенными образованиями. В свободном виде золото содержат кварцевые, тальковые, баритовые руды. Аu обычно связано химически с другими элементами. Сложные золотосодержащие руды: мышьяковистые, сурьмянистые и др. Сопутствующие минералы: пирит, халькопирит, арсенопирит.

Руды и минералы черных металлов

Железные руды. В зависимости от основного рудообразующего минерала определяются технологические свойства руды. Так, промышленные железные руды делятся на следующие типы: магнетитовые, полумартитовые, мартитовые, содержащие до 60-65% Fe; титано-магнетитовые-до 50% Fe и до 20% двуокиси титана; гематитовые и гидрогематитовые (красные железняки) – до 50-60% Fe; гидрогематитовые (бурые железняки) – до 40-50% Fe; сидеритовые (силикатные) – до 25-40 % Fe.

Полезными примесями в железных рудах является марганец, никель, медь, хром, титан, кобальт, вольфрам, молибден.

Марганцевые руды: по генезису это осадочные, магматогенные, метаморфизованные месторождения. Значительная часть (до 95 %) запасов марганцевых руд сосредоточено в осадочных месторождениях морского происхождения. Главные минералы: пиролюзит (МnO₂), родохрозит [Mn(CO₃)], браунит (Mn²¹Mn₆³¹SiO₂), гаусманит (MnMn₂O₄) и др.

Хромовая руда: Главные минералы: магнохромит [(Mg,Fe)Cr₂O₄], хромниконит [(Mg,Fe)(CrAl)₂O₄], хромит (Fe Cr₂O₄).

Неметаллические руды и минералы.