Навигация
3. Руды цветных металлов
Руды цветных металлов делятся на две основные группы: легкие алюминий, магний и тяжелые медь, цинк, свинец, олово. Среди легких цветных металлов по объемам производства и потребления резко преобладает алюминий.
Алюминий - руда алюминия были открыт в 1865 г. В 1886 году был изобретен способ получения алюминия путем электролиза криолита глиноземных расплавов. Алюминий благодаря своей легкости плотность 2,7 г/см3, высокой электропроводности, большой коррозионной устойчивости и достаточной механической прочности особенно в сплавах с Cu, Si, Mg, Mn, Zn, Ni и другими металлами нашел применение в авиационной его называют крылатым металлом, автомобильной и электротехнической отраслях промышленности, на транспорте, в строительстве, а также при изготовлении упаковочных материалов. Некоторые сорта бокситов используют для производства абразивов и огнеупоров.
В эндогенных условиях алюминий концентрируется в щелочных нефелин и лейцит содержащих породах и анортозитах. Он накапливается также при процессах алунитизации, связанных с гидротермальной переработкой кислых вулканических образований.
В экзогенных условиях алюминий в форме коллоидных соединений мигрирует и осаждается в прибрежной зоне водоемов.
Алюминий входит в состав около 250 минералов, но промышленное значение из них в настоящее время имеют бемит и диаспор AlO(OH), гиббсит гидраргиллит Al(OH)3, нефелин Na3[AlSiO4]4, лейцит K[AlSi2O6] и алунит KAl3(OH)6[SO4]2. Перспективны для извлечения алюминия кианит, силлиманит, андалузит и каолинит.
Бокситы - важнейшая алюминиевая руда. Это горная порода, состоящая из гидроксилов алюминия, оксидов и гидроксидов железа, глинистых минералов и кварца. В промышленных бокситах содержание Al2O3 больше 28%, соотношение Al2O3SiO2 не меньше 2,6, содержание железа должно быть меньше 7,5%. Все бокситовые месторождения относятся к экзогенным образованиям.
Бокситы характеризуются высоким содержанием глинозема 51-62%, низким содержанием кремнезема 1-2%, оксидов железа 2-6%.
Магний - один из самых распространенных металлов в земной коре. Он входит в состав многих минералов: карбонатов, силикатов и др.
К числу важнейших из таких минералов относятся, в частности, углекислые карбонатные породы, образующие огромные массивы на суше и даже целые горные хребты - магнезит MgCO3 и доломит MgCO3ћCaCO3. Под слоями различных наносных пород совместно с залежами каменной соли известны колоссальные залежи и другого легкорастворимого магнийсодержащего минерала - карналлита MgCl2ћKClћ6H2O. На поверхности Земли магний легко образует водные силикаты тальк, асбест, примером которых может служить серпентин 3MgOћ2SiO2ћ2H2O. Однако природные соединения магния широко встречаются и в растворенном виде. Кроме различных минералов и горных пород, 0,13% магния в виде MgCl2 постоянно содержатся в водах океана и в соленых озерах и источниках. Металлический магний был впервые получен в 1828 г. Основной способ получения магния - электролиз расплавленного карналлита или MgCl2. Металлический магний имеет важное значение для народного хозяйства. Он используется при изготовлении сверхлегких сплавов для авиационной и ракетной техники, как легирующий компонент в алюминиевых сплавах, как восстановитель при магния термическом получении металлов титана, циркония, в производстве высокопрочного “магниевого” чугуна с включенным графитом.
Медь - обладает комплексом замечательных свойств - высокой электропроводностью, химической устойчивостью, пластичностью, способностью образовывать сплавы с различными металлами. Наиболее широко применяются сплавы меди с оловом бронза и цинком латунь, с никелем мельхиор и алюминием алюминиевые бронзы. Сплавы используются в электротехнике, средствах связи, транспорте, машиностроении, пищевой и химической отраслях промышленности. По объему производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.
Медь извлекается из сульфидных руд до 80%. Остальная добыча приходится на карбонаты, оксиды, силикаты и самородную медь. Минимальное промышленное содержание - 1%, при больших запасах комплексных руд допускается как приемлемое для промышленной отработки содержание 0,5%.
Месторождения меди весьма разнообразны. Среди промышленных месторождений выделяют: магматические, карбонатитовые, скарновые, гидротермальные плутоногенные медно порфировые, колчеданные, стратиформные медистые песчаники и сланцы.
Медные руды образуют зону протяженностью свыше 3 км. На месторождении насчитывается около 200 рудных тел, большая часть их сложена медно сульфидными, титаномагнетитовыми и апатитовыми рудами. Главные минералы - борнит, халькопирит, немного халькозина, ванадийсодержащий титаномагнетит, апатит. Медно сульфидное соединение имеет вкрапленный характер. Среднее содержание Cu 0,65%. Главным промышленным компонентом является медь, существенное значение имеют Fe, V, Ti и P. Отмечены примеси Au, Ag, Pd, Pt, Se и Te.
Свинец и цинк известен с древнейших времен. В Месопотамии и Египте он использовался за 6-7 тысяч лет до н. э. В настоящее время большая часть свинца используется для изготовления аккумуляторных батарей (63%), остальное применяется в производстве красителей и химикатов, оболочек кабеля, сплавов, боеприпасов и прочих изделий. Цинк применяется в производстве оцинкованной стали (47%), латуни, бронзы и других сплавов (19%), литья под давлением (14%) и прочей продукции.
Оба элемента характеризуются отчетливо выраженными халькофильными свойствами. Они выносятся гидротермальными растворами в виде комплексных соединений и осаждаются в форме сульфидов при температуре ниже 3000C.
Главные минералы свинца - галенит PbS, обычно содержит примеси Ag, Bi, Sb, джемсонит Pb4FeSb6S14, буланжерит Pb5Sb4S11; в зоне окисления церуссит PbCO3 и англезит PbSO4. Основные минералы цинка - сфалерит ZnS, содержащий примеси Cd, In, Ga, Ge; в зоне окисления смитсонит ZnCO3 и каламин Zn4 (OH)2 [Si2O7] H2O.
Главные промышленные минералы свинцово-цинковых руд - галенит и сфалерит.
Простые по составу свинцово-цинковые руды. Полиметаллические руды являются комплексными. Помимо двух главных металлов в том или ином количестве могут присутствовать Cu, Sb, Bi, Sn. Попутные компоненты руд Cd, Au, Ag, Se, Te, Ge, Ga, Ta, In. В полиметаллических рудах сосредоточено более 80% мировых запасов Cd, около 50% Tl, 25-30% Ge, 20-25 Se, Te, In, 15-20% Ga и Bi. Эти руды дают 50% мировой продукции Ag. Свинцово-цинковые руды относятся к богатым при содержании Pb более 4% или Pb и Zn более 7%. Бедные руды характеризуются содержанием Pb 1,2-2% или суммы Pb и Zn не ниже 4%.
Свинец и цинк извлекают в основном из комплексных руд, содержащих Cu, Au, Ag и другие металлы. Среди промышленных месторождений Pb и Zn выделяются: скарновые, плутоногенные гидротермальные, колчеданные, стратиформные. Свинцово - цинковые месторождения связаны с вулканоплутоническими ассоциациями. Рудные тела ассоциируют с известковыми скарнами, они располагаются на удалении от контактов с интрузиями, характеризуются сложной морфологией. Состав скарнов определяется преобладанием геденбергита, в меньших количествах присутствуют гранат, волластонит. Руды обычно богатые сплошные и вкрапленные. Содержание Pb 6-12%, Zn 6-14%, Ag 30-300 г/т. Соотношения Pb и Zn близко 1:1. Типичные элементы-примеси Cd, Sn, Cu, In, Bi, Ag, Sb.
Олово - один из первых металлов, освоенных человеком.
Химическая устойчивость Sn, нетоксичность его солей и сплавов обусловили широкое применение его в виде белой жести в консервной отрасли промышленности 32% добычи. Кроме того, олово используется для получения бронз, латуни, баббитов 22%, припоев 29%, типографских шрифтов и химической промышленности 15%, в производстве красителей, в стекольной и текстильной отраслях промышленности. Олово - подвижный элемент, выносится из магматического очага гидротермальными растворами. В экзогенных условиях касситерит устойчив и образует россыпи. Всего известно 20 минералов олова, из них промышленное значение имеет касситерит SnO2, в меньшей степени используется станин Cu2FeSnS4 и некоторые другие более редкие минералы.
Богатые руды коренных месторождений содержат более 1% олова, рядовые - 0,4%, бедные - 0,1-0,4%. Россыпи разрабатываются при содержании касситерита 100-200 г/м3, иногда оно может достигать кг/м3 породы.
Олово извлекают из оловянных и комплексных олово вольфрамовых, олово серебряных и олово полиметаллических руд.
Список использованной литературы
1. Авдонин В.В. Месторождения металлических полезных ископаемых 1999г.
2. Смирнов В.И. Курс рудных месторождений 2-е изд. 1986г.
3. Еремин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые 2004г.
4. Романович И.Ф. Месторождения полезных ископаемых 1986г.
5. Алексеенко В. А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых 1989г.
6. Колотов Б.А.Основы поисков рудных месторождений 1983г
Похожие работы
... появились и приобретают все большее значение науки связанные с исследованием космоса космическая геология, дна морей и океанов морская геология. Наряду с этим есть геологические науки, находящиеся на стыке с другими естественными науками: геофизика, биогеохимия, кристаллохимия, палеоботаника. К таковым относятся также геохимия и палеогеография. Наиболее близкая и разносторонняя связь геологии с ...
... выделением тепла. Оно позволило разработать методику определения абсолютного возраста горных пород, а следовательно, и продолжительности многих геологических процессов. На этой основе в последующем получила развитие геология докембрия [А. А. Полканов, Н. П. Семененко, К. О. Кратц (СССР), Д. Андерсон (США), К. Стоквелл (Канада), Б. А. Шубер (Франция)]. С радиоактивным распадом в недрах Земли стали ...
... - начала XX в. наука геология расширила свои горизонты, в том числе и благодаря революционным идеям Владимира Ивановича Вернадского и Александра Евгеньевича Ферсмана, которые определили геологию, как науку о строении земли, её происхождении и развитии, которая основывается на изучении геологических процессов и земной коры в целом. По словам Вернадского, XX век, является периодом ломки коренных ...
... в теократичні і льодовикові періоди тут домінували умови седиментогенеза, подібні з внутрішніми районами Гондвани. Східно-Африкансько-аравійський рифтовий пояс підрозділяється на чотири панрегіональні рифтові системи-гілки [1]: 1) західну, чи Ньяса-Танганьїкську, 2) східну, чи Кенійсько-Ефіопську, 3) північну, чи Червономорсько ‑ Йорданську, 4) Аденської затоки. Кожна з цих систем відрізняє ...
0 комментариев