Алюминий

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.