Комплексное использование руд и концентратов. Цветная металлургия России. География цветной металлургии Медно никелевые руды отрасли промышленности основные центры

Комплексное использование многокомпонентного минерального сырья (ресурсов вообще), заключающееся в одновременном или последовательном извлечении из него нескольких (двух и более) или всех (пользующихся спросом) ценных составляющих в обособленные продукты («мономинеральные» концентраты, химические элементы различной степени чистоты или их стандартные соединения) является характерной чертой современного производства большинства отраслей народного хозяйства. Комплексное использование сырья - это такая стадия развития перерабатывающих производств, когда отходы одних процессов становятся сырьем для других, когда наряду с отношениями человек-производство устанавливаются сложные отношения производство-природа и природа-человек.

При разработке месторождений полезных ископаемых большие объемы вскрышных пород направляют в отвалы, которые занимают значительные площади. Вместе с тем, отвалы горных производств представляют собой дешевое и ценное сырье, которое может найти применение в строительстве, землепользовании и других отраслях промышленности.

Актуальной проблемой является комплексное использование сырья с переводом всех компонентов в промышленные продукты. Рассмотрим некоторые способы решения этой проблемы.

В России разработана безотходная технология переработки нефелинового сырья. Нефелиновый концентрат совместно с известняком подвергают спеканию при температуре 1 250 – 1 300 °С. После спекания получают продукт.

При водном выщелачивании спека алюминаты щелочных методов переходят в раствор. Феррит натрия гидролизуется с образованием едкого натра и гидроксида железа. Двухкальциевый силикат взаимодействует с алюминатным раствором, в результате получаются алюминаты щелочных металлов и трехкальциевый гидроалюминат. Протекает реакция: 3(СаО Si02) + 2(Na20 А1203) + 8Н20 - Na20 А12Оэ 2SiOr 2НгО + Na20 Si02 + ЗСаО А12Оэ- 6Н20

Образуется нефелиновый (белитовый) шлам, который отделяют от раствора, промывают и направляют на производство цемента.

Алюмосиликатный раствор подвергают обескремниванию, при котором образуются малорастворимые алюмосиликаты. Их отделяют фильтрованием и прокаливают. Получают готовый продукт – глинозем.

Очищенный раствор алюминатов натрия и калия обрабатывают газами, содержащими С02. Получают раствор, в состав которого входят Na2C03 и К2С03. Раствор упаривают, а затем проводят дробную кристаллизацию. Первоначально выкристаллизовывают соду Na2C03, а затем поташ К2С03.

Технологическая схема комплексной переработки нефелинового сырья обеспечивает полное использование всех компонентов сырья и переработку их в товарные продукты и является безотходной.

На получение 1 т глинозема расходуется 3,9 – 4,3 т нефелиноного концентрата; 11,0 -13,8 т известняка; 3 -3,5 т топлива; 4,1 – 1,6 Гкал пара; 1050 – 1 190 кВт-ч электроэнергии.

При этом производят 0,62 – 0,78 т кальцинированной соды; 0,18 – 0,28 т поташа; 9 – 10 т портландцемента. Эксплуатационные затраты на производство промышленных продуктов на 10 – 15 % ниже затрат при получении этих веществ другими промышленными способами.

Рассмотрим теперь процессы комплексной переработки минеральной руды. При переработке некоторых руд до 30 – 40 % полезных компонентов уходит в хвосты. В настоящее время в переработку поступают все более бедные минералы с низким содержанием ценного компонента. Например, содержание меди в сульфидных рудах снизилось за последние 20 лет с 4 до 0,5 %. В большинстве случаев для получения 1 т металла надо переработать 100 – 200 т руды.

Другая особенность минерального сырья – содержание в них в небольших количествах высокотоксичных веществ, которые затем переходят в отходы. Это относится к соединениям серы, мышьяка, сурьмы, селена, теллура и других цветных металлов.

Особенно остро проблема стоит в металлургической промышленности. Высокое содержание ценных или токсичных компонентов не позволяет отнести отходы металлургической промышленности к отвальным и требует внедрения новых технологий по их переработке.

Рассмотрим в качестве примера технологию переработки сульфидных руд, содержащих медь и другие цветные металлы. В России медь получают из медно-цинковых, медно-никелевых, медно-молибденовых и медно-кобальтовых руд. Более 80 % меди из медно-цинкового сырья производят по металлургическому методу. Он состоит из следующих основных операций:

Флотационная обработка руд с получением медного концентрата;

Окислительный обжиг;

Плавка, после которой получают штейн – сплав сульфидов меди и железа, и шлаки – расплав оксидов металлов.

Применяемый метод не может решить проблему комплексного использования сырья. Степень извлечения меди из сырья не превышает 75 – 78 %. Кроме того, в медный концентрат переходит до 50 % цинка, дополнительно в отвальных и пиритных хвостах теряется до 20 % цинка. Долгое время на обогатительных фабриках из руды извлекали только медь, а остальные компоненты уходили и отвалы.

В настоящее время разработана и промышленно освоена технология коллективно-селективной флотации медно-цинковых руд, которая позволяет извлекать из руды медный и цинковый концентраты. Согласно этой схеме первоначально руду измельчают и направляют на сульфидную флотацию. Получают сульфиды металлов, а пустая порода уходит в отвал. Далее сульфидный концентрат после измельчения направляют на медно-цинковую флотацию, в результате проведения которой получают медный, цинковый и пиритный концентраты. Медный концентрат подвергают пирометаллургической переработке. В качестве конечного продукта получают рафинированную медь. Имеется несколько способов переработки цинковых концентратов, которые применяются на отечественных и зарубежных заводах.

За рубежом наиболее распространен фьюминг-процесс. Он основан на продувке расплавленного шлака воздухом в смеси с восстановителем. При этом соединения цинка и сопутствующих ему элементов – кадмия, свинца, олова – возгоняются. Далее они улавливаются системой фильтров. Этим способом выделяют до 90 % цинка, 99% свинца, 80 – 85% олова.

Другой метод комплексной переработки цинковых концентратов – вальцевание – применяют на Каменогорском комбинате. Технология процесса состоит в плавке в трубчатых печах совместно измельченного концентрата и кокса. В возгоняемые газы переходят соединения цинка, свинца, кадмия. В клинкере остаются медь, железо, благородные металлы, кремнезем и глинозем. В пиритный концентрат переходят многие элементы, содержащиеся в руде.

Другой пример комплексного использования сырья – технология переработки медно-никелевых руд. Эти руды – ценнейшее полиметаллическое сырье, которое помимо никеля и меди содержит кобальт, благородные металлы, редкие и рассеянные элементы. Они добываются на Норильском, Талнахском месторождениях и на Кольском полуострове. При обогащении сырья большая часть примесей переходит в пиритные концентраты. До последнего времени пиритные концентраты направляли на химические предприятия, где их использовали для извлечения серы и получения серной кислоты. Остальные элементы оставались в огарке, который уходил в отвалы или на производство цемента.

На Норильском ГОК создана технология по комплексной переработке медно-никелевого сырья. Первоначально руду подвергают селективной флотации с выделением медного и никелевого концентратов. Никелевый концентрат (содержание никеля 4-5 %) расплавляют в электрических или шахтных отражательных печах для отделения пустой породы и получения никеля в виде сульфидного сплава (штейна). В нем содержание никеля достигает 10-15%. Наряду с никелем в штейн частично переходит железо, кобальт, медь и практически полностью благородные металлы. Для отделения железа жидкий штейн окисляют продувкой воздухом. Следующей операцией является флотация, при проведении которой разделяют соединения меди и никеля. Никелевый концентрат обжигают в печах кипящего слоя до полного удаления серы и получения NiO. Металлический черновой никель получают восстановлением его оксида в электрических дуговых печах, а затем подвергают рафинированию.

Для выделения кобальта используют его способность образовывать комплексные соединения. С этой целью раствор никеля и кобальта обрабатывают хлором, гипохлоритом натрия или другими окислителями. Конечным продуктом является оксид кобальта Со304, из которого получают металлический кобальт.

На комбинате «Южуралникель» и на Норильском ГОК для извлечения сопутствующих элементов из медно-никелевых руд применены сорбционная и экстракционная технологии.

В настоящее время ионообменная сорбция находит промышленное применение для извлечения цветных и благородных металлов из руд или отходов их переработки.

Приведем несколько примеров: для извлечения золота из руд используют ионит АНК-5-2; аниониты хорошо сорбируют анионные формы молибдена; перспективно применение сорбции для извлечения вольфрама; разработана технология промышленного извлечения ванадия с помощью ионоактивных сорбентов.

Во всех случаях применения метода сорбции существенно повышается коэффициент извлечения металлов из рудного сырья, снижаются капитальные и эксплуатационные затраты, уменьшаются или полностью прекращаются сбросы вредных веществ в окружающую среду.

Экстрагирование также широко используется для комплексного извлечения металлов из природного сырья. Метод основан на обработке жидких смесей растворителями, избирательными по отношению к отдельным компонентам.

Экстракционные процессы широко применяют для извлечения редких металлов: разделяют и извлекают тантал и ниобий, цирконий и гафний, скандий, иттрий, таллий и индий, вольфрам, молибден, рений и другие редкоземельные металлы.


Похожая информация.



Металлургический комплекс России - это обширная отрасль, включающая в себя предприятия, выплавляющие черные и цветные металлы. Последняя занимает очень важное место в экономике нашей страны. На сегодняшний день у нас насчитывается несколько центров цветной металлургии, которые осуществляют добычу, обогащение цветных руд, редких, а также благородных металлов.

Цветная металлургия занимается несколькими видами металлов - это основные или, так называемые, тяжелые. К ним и относится медь, легкие, малые, легирующие, благородные, редкие и рассеянные.

Более подробно остановимся на производстве меди. Центры производства меди сосредоточены в разных регионах нашей страны. Место размещения таких предприятий определяется рядом факторов, среди которых следует отметить:

  • сырье;
  • энергетический и топливный фактор;
  • потребители.

Главные медные центры России.

Медная руда в нашей стране добывается в разных регионах. Самые богатые месторождения руды расположены в Казахстане, хотя медь добывается и в других районах, например, богатые месторождения есть и на Урале. Стоит отметить, что Россия по добыче медной руды сегодня занимает первое место в мире.

Главные центры производства меди находятся на Урале. Этот регион занимает первое место по производству меди.

Медные предприятия чаще всего размещают рядом с рудниками. Сырьевой фактор является ключевым из-за низкого содержания концентратов в сырье. Сегодня производители меди широко используют в качестве сырья медные колчеданы, добываемые на месторождениях, расположенных в разных районах Урала. Поэтому и предприятия по производству меди также сконцентрированы в этом регионе, хотя в своей деятельности они используют и завезенные казахстанские руды. Имеет эта отрасль и свой сырьевой резерв в виде медистых песчаников, которые находятся в Восточной Сибири.

Чернову медь на Урале изготавливают такие предприятии, как Среднеуральский, Кировоградский, Красноуральский («Святогор»), Медногорский и Карабашский заводы. Рафинированием меди занимаются Верхнепыменский и Кыштымский заводы.

Всего на Урале работает 11 медных предприятий, которые производят 43 процента всей меди в России.

Предприятия Урала характеризуются и утилизацией отходов. Так, заводы в таких городах как Ревда, Кировоград и Красноуральск используют образующиеся в ходе производства сернистые газы для изготовления серной кислоты, которая в дальнейшем служит для производства удобрений.

Крупные центры медного производства находятся, не только на Урале, но и в других районах страны. В таблице показано, где расположены сырьевые и отраслевые центры.


Среднеуральский завод: характеристика.

Как упоминалось выше, Среднеуральский медный завод (СУМЗ) - один из главных центров выплавки меди в нашей стране. Располагается этот завод в городе Ревда, что в Свердловской области. СУМЗ относится к Уральской горно-металлургической компании, а также является членом промышленной палаты области.

На СУМЗ медь выплавляют из первичного сырья, которое берется с Дегтярского месторождения.

Среднеуральский медеплавильный завод имеет большой цех по выплавке меди, фабрику по обогащению, а также цехи ксантогенатов и серной кислоты. Также завод имеет ряд вспомогательных предприятий, которые занимаются обслуживанием нужд медеплавильного предприятия.

СУМЗ вырабатывает порядка ста тонн черновой меди ежегодно. Медные концентраты на этом заводе обрабатываются путем обжигания в печах «кипящего слоя», также применяется метод конвертирования и отражательной плавки огарка.

Продукция Серднеуральского завода поставляется на все крупные российские предприятия, работающие в металлургической, горно-обогатительной, химической отраслях и расположенные в разных регионах страны, а также за рубежом.

Кировоградский комбинат по выплавке меди: характеристика.

Еще одно крупное медеплавильное предприятие Урала - это Кировоградский комбинат. Он занимается переработкой медных и медно-цинковых руд, а также их добычей.

Комбинат начал свою деятельность в 1957 году, его создали на базе завода по выплавке меди и ряда других небольших предприятий. Сегодня комбинат является членом ТОО «Тяжцветмет».

Комбинат в Кировограде осуществляет свою деятельность в нескольких направлениях - это добыча, переработка, обогащение руд, содержащих медь, выплавка меди из сырья как первичного, так и вторичного. Также комбинат занимается переработкой металлургической пыли, золотосодержащих концентратов, лома и отходов, которые имеют в своем составе медь и другие металлы.

В 2008 году комбинат в Кировограде произвел почти семьдесят тысяч тонн черновой меди, которая была направлена на разные предприятия нашей страны.

Красноуральское предприятие «Святогор»: характеристика.

Третье крупное предприятие Урала по производству черновой меди. В своем составе «Святогор» имеет Волковский рудник, поставляющий предприятию сырье, фабрику по обогащению металла, способную перерабатывать почти два миллиона тонн руды за год, цех серной кислоты (производящий до 240 тысяч тонн кислоты). Ежегодно предприятие выпускает около 60 тысяч тонн черновой меди.

Цветная металлургия включает добычу, обогащение и металлургиче­ский передел руд цветных, благородных и редких металлов, в том числе производство сплавов, прокат цветных металлов и переработку вторич­ного сырья, а также добычу алмазов (рис. 5.6, см. цветную вклейку). Участвуя в создании конструкционных материалов все более высокого качества, она выполняет существенные функции в условиях современно­го научно-технического прогресса.

В связи с разнообразием используемого сырья и широким применени­ем цветных металлов в современной промышленности цветная метал­лургия характеризуется сложной структурой. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делятся на четыре группы:

основные, к которым относятся тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, ни­кель), легкие (алюминий, магний, титан, натрий, калий и др.), малые (висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть); легирующие (вольф­рам, молибден, тантал, ниобий, ванадий); благородные (золото, серебро и платина с платиноидами); редкие и рассеянные (цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.).

В состав цветной металлургии России входят медная, свинцово-цин-ковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфра-мо-молибденовая, твердых сплавов, редких металлов и другие отрасли, обособляющиеся в зависимости от вида выпускаемой продукции, а так­же золото- и алмазодобывающая. По стадиям технологического процесса она делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургиче­ский передел и обработку цветных металлов.

Для цветной металлургии характерна организация замкнутых техно­логических схем с многократной переработкой промежуточных продук­тов и утилизацией различных отходов. В перспективе эта тенденция уси­лится. Одновременно расширяются пределы производственного комби­нирования, что дает возможность кроме цветных металлов получать


дополнительную продукцию - серную кислоту, минеральные удобре­ния, цемент и др.

Вследствие значительной материалоемкости цветная металлургия ориентируется главным образом на сырьевые базы. При этом обогаще­ние непосредственно «привязано» к местам добычи руд цветных и ред­ких металлов.

Руды цветных металлов отличаются крайне низким содержанием по­лезных компонентов. Типичные руды, используемые для производства меди, свинца, цинка, никеля, олова, имеют всего несколько процентов, а иногда и доли процента основного металла.

Руды цветных и редких металлов по составу многокомпонентны. В этой связи огромное практическое значение имеет комплексное ис­пользование сырья.

Последовательный и глубокий металлургический передел с неодно­кратным возвращением в «голову» технологического процесса промежу­точных продуктов и всесторонняя утилизация отходов для наиболее пол­ного извлечения полезных компонентов обусловливают широкое разви­тие внутри цветной металлургии производственного комбинирования.


Эффективность комбинирования, основанного на комплексной пере­работке руд цветных и редких металлов, исключительно велика, если учитывать, что, во-первых, большинство из сопутствующих элементов не образует самостоятельных месторождений и может быть получено только таким путем, а во-вторых, сырьевые базы цветной металлургии часто расположены в пределах слабо освоенных территорий и поэтому требуются дополнительные затраты на их промышленную разработку.

Комплексное использование сырья и утилизация производственных отходов связывают цветную металлургию с другими отраслями тяжелой индустрии. На этой основе в отдельных районах страны (Север, Урал, Сибирь и др.) формируются целые промышленные комплексы.

Особый интерес представляет комбинирование цветной металлургии и основной химии, которое появляется, в частности, при использовании сернистых газов в процессе производства цинка и меди. Еще более слож­ные территориальные сочетания разных производств возникают при комплексной переработке нефелинов, когда из одного и того же сырья извлекаются в качестве готовой продукции алюминий, сода, поташ и це­мент и таким образом в сферу технологических связей цветной метал­лургии попадает не только химическая промышленность, но и промыш­ленность строительных материалов.

Помимо сырья в размещении цветной металлургии заметную роль играет топливно-энергетический фактор. С точки зрения требований, предъявляемых к топливу и энергии, в ее составе различают топливоем-кие и электроемкие производства.

Сырьевой и топливно-энергетический факторы неодинаково влияют на размещение предприятий разных отраслей цветной металлургии. Больше того, в одной и той же отрасли их роль дифференцируется в зависимости от стадии технологического процесса или принятой схемы получения цветных и редких металлов. Поэтому цветная металлургия


отличается большим числом вариантов размещения производства по сравнению с черной металлургией.

Медная промышленность из-за относительно низкого содержания концентратов приурочена (исключая рафинирование чернового металла) к районам, располагающим сырьевыми ресурсами.

Основной тип руд, используемых сейчас в России для производства меди, - медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское, Гайское и дру­гие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, со­средоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встре­чаются также медно-молибденовые руды.

В качестве дополнительного сырья используют медно-никелевые и полиметаллические руды, из которых медь извлекается обычно в виде так называемого штейна.

Основной район производства меди - Урал, для которого характерно преобладание металлургического передела над добычей и обогащением. Поэтому здесь вынуждены использовать привозные (большей частью ка­захстанские) концентраты.

На Урале обособляются друг от друга предприятия по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат Красно-уральский, Кировградский, Среднеуральский (Ревда), Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым - Кыштымский и Верхне-пышминский медеэлектролитные заводы.

Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировграда и Рев-ды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты. В Красноуральске и Ревде на основе серной кислоты и привоз­ных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.

Тенденция сбалансированного развития разных технологических ста­дий на Урале выражается в расширении добычи и обогащения.

В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканского место­рождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение - третье по величине в мире - расположено недалеко от ст. Чара на БАМе. Запасы руды составляют 1, 2 млрд т при среднем содержании ме­ди 1, 5%. Следовательно, в Удоканском месторождении сосредоточено 18-20 млн т меди.

Рафинирование как заключительная стадия производства меди непо­средственно мало связано с сырьевыми базами. Фактически оно находит­ся либо там, где есть металлургический передел, образуя специализиро­ванные предприятия или комбинируясь с выплавкой чернового металла, либо в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино и др.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на 1 т электролитической меди расходуется 3, 5-5 тыс. кВт-ч).


Свинцово-цинковая промышленность характеризуется более слож­ными структурно-территориальными признаками по сравнению с мед­ной промышленностью.

В целом она приурочена к районам распространения полиметалличе­ских руд - Северному Кавказу (Садон), Кузбассу (Салаир), Забайкалью (Нерчинские месторождения) и Дальневосточному Приморью (Дальнегорек).

Однако вследствие того, что свинцовые и цинковые концентраты обла­дают довольно высоким содержанием полезных компонентов, а следова­тельно, и транспортабельностью (в противоположность медным концент­ратам), обогащение и металлургический передел часто отрываются друг от друга. Так, на Урале, специфика сырьевой базы которого состоит в на­личии медно-цинковых руд, для производства цинка (Челябинск) исполь­зуются не только местные концентраты, но и поступающие из других районов страны. Аналогичные случаи бывают и при выплавке свинца.

Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает территориальная разобщенность обогащения и металлургического пере­дела. Другая важная особенность отрасли состоит в том, что, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно. По степени законченности технологиче­ского процесса выделяются следующие районы: 1) по производству свин­цовых и цинковых концентратов без металлургического передела - Забайкалье; 2) по производству металлического свинца и цинковых концентратов - Дальневосточное Приморье (Дальнегорск); 3) по произ­водству металлического цинка и свинцовых концентратов - Кузбасс (Белово); 4) по совместному переделу свинца и цинка - Северный Кав­каз (Владикавказ); 5) по производству металлического цинка из привоз­ных концентратов - Урал (Челябинск).

Свинцово-цинковая промышленность утилизирует производствен­ные отходы. В первую очередь это имеет отношение к цинку, который получают преимущественно гидрометаллургическим способом, т. е. пу­тем электролиза раствора сернокислого цинка. Необходимая в данном случае серная кислота образуется из сернистых газов - отхода при об­жиге цинковых концентратов. Сернокислотное производство имеют в своем составе комбинат «Электроцинк» (Владикавказ) и другие пред­приятия.

Никель-кобальтовая промышленность наиболее тесно связана с ис­точниками сырья, что обусловлено низким содержанием промежуточ­ных продуктов (штейн и файнштейн), получаемых в процессе переработ­ки исходных руд.

В России эксплуатируются руды двух типов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском п-ове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные - на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторож­дения), что дает возможность еще больше расширить металлургический передел по никелю.


Норильский район - крупнейший центр комплексного использова­ния медно-никелевых руд. На действующем здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса - от сырья до готовой продукции, производятся никель, кобальт, платина (вместе с платино­идами), медь и некоторые редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

Для Кольского п-ова, где расположено несколько предприятий ни­кель-кобальтовой промышленности, также характерна комплексная пе­реработка исходного сырья. Добыча и обогащение медно-никелевых руд и производство файнштейна осуществляются в Никеле. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел. Утили­зация отходов позволяет дополнительно получать серную кислоту, мине­ральную вату и термоизоляционные плиты.

Оловодобывающая промышленность в противоположность никель-кобальтовой представлена территориально разобщенными стадиями тех­нологического процесса. Металлургический передел не связан с источ­никами сырья. Он ориентирован на районы потребления готовой продук­ции или расположен на пути следования концентратов (Новосибирск). Это обусловлено тем, что, с одной стороны, добыча сырья часто рассредо­точена по мелким месторождениям, а с другой - продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.

Основные ресурсы олова находятся в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь действуют Шерловогорский, Хрустальненский, Солнеч­ный, Эсе-Хайский и другие горно-обогатительные комбинаты. Заверша­ется строительство первой очереди Депутатского ГОКа (Якутия).

Особыми чертами характеризуется география производства легких цветных металлов, в первую очередь алюминия.

Алюминиевая промышленность использует сырье более высокого ка­чества, чем остальные отрасли цветной металлургии. Сырьевые ресурсы представлены бокситами, которые добываются на Северо-Западе (Бокси-тогорск) и Урале (Североуральск), а также нефелинами - в Северном районе, на Кольском п-ове (Кировск), в Восточной Сибири (Горячегорск). Новый центр по добыче бокситов формируется в Северном районе (Североонежское месторождение). По составу бокситы являются прос­тым, а нефелины - комплексным сырьем.

Технологический процесс в алюминиевой промышленности склады­вается (если не считать добычи и обогащения сырья) из двух основных стадий: производства глинозема и производства металлического алюми­ния. Территориально эти стадии могут находиться вместе, как, напри­мер, на Северо-западе или Урале. Однако большей частью даже в преде­лах одного и того же экономического района они разобщены, потому что подчиняются влиянию разных факторов размещения. Производство гли­нозема, будучи материалоемким, тяготеет к источникам сырья, а произ­водство металлического алюминия, как энергоемкое, ориентировано на источники массовой и дешевой электрической энергии.

На 1 т глинозема из низкокремнистых бокситов требуется 2, 5 т сырья, из высококремнистых - 3, 5т, причем дополнительно в качестве


Центры производства глинозема расположены на Северо-Западе (Бокситогорск - тихвинские бокситы, Волхов и Пикалево - хибинские нефелины), на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский - северо­уральские бокситы) и в Восточной Сибири (Ачинския-шалтырские нефелины). Следовательно, глинозем получают не только у источников сырья, а и в стороне от них, но при наличии известняков и дешевого топ­лива, а также при выгодном транспортно-географическом положении.

2 /5 1 /3) и Северо-Запад (более 1 /5). Но отечественное производство обеспечивает только половину имеющихся потребностей. Остальное количество глинозема импортируется из ближнего зарубежья (Казахстан, Азербайджан и Украина), а также из Югославии, Венгрии, Греции, Венесуэлы и других стран. Около 1 /5 потребности алюминиевых заводов в глиноземе покры­вает Николаевский глиноземный завод (Украина) - крупнейший в СНГ. Его мощность составляет 1, 2 млн т глинозема в год.

В России все центры производства металлического алюминия (за иск­лючением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвойцы, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где дейст­вуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокуз­нецк).


вспомогательного материала - свыше 1 т известняка; из нефелинов - 4, 6 т сырья и 9-12 т известняка. Производство глинозема независимо от типа используемого сырья обладает довольно высокой топливо- и тепло­емкостью. В то же время немаловажно комплексное использование не­фелинов: из них на 1 т глинозема дополнительно получают около 1 т со­ды и поташа, 6-8 т цемента (путем утилизации шламов), кроме того, некоторые редкие металлы.

Оптимальными для производства глинозема следует считать районы, где наряду с алюминиевым сырьем встречаются известняки и дешевое топливо. К ним относятся, в частности, Ачинско-Красноярский в Вос­точной Сибири и Североуральско-Краснотурьинский на Урале.

Центры производства глинозема расположены на Северо-западе (Бокситогорск - тихвинские бокситы, Волхов и Пикалево - хибинские нефелины), на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский - северо­уральские бокситы) и в Восточной Сибири (Ачинск - кия-шалтырские нефелины). Следовательно, глинозем получают не только у источников сырья, а и в стороне от них, но при наличии известняков и дешевого топ­лива, а также при выгодном транспортно-географическом положении.

На первом месте по производству глинозема находится Урал (более 2 /5 общего выпуска), затем идут Восточная Сибирь (свыше 1 /3) и Северо-Запад (более 1 /5). Но отечественное производство обеспечивает только половину имеющихся потребностей. Остальное количество глинозема импортируется из ближнего зарубежья (Казахстан, Азербайджан и Украина), а также из Югославии, Венгрии, Греции, Венесуэлы и других стран. Около 1 /5 потребности алюминиевых заводов в глиноземе покры­вает Николаевский глиноземный завод (Украина) - крупнейший в СНГ. Его мощность составляет 1, 2 млн. т глинозема в год.

В перспективе ситуация резко изменится благодаря российско-грече­скому соглашению о строительстве завода «ЭЛВА» на берегу Коринфско­го залива и о закупке произведенного там глинозема. Пуск этого пред­приятия создаст надежную базу по глинозему для отечественных алюми­ниевых заводов.

Благодаря значительной электроемкости производство металлическо­го алюминия независимо от качества исходного сырья почти всегда при­урочено к источникам дешевой электроэнергии, среди которых перво­степенную роль играют мощные гидроэлектростанции. Здесь использо­вание привозного глинозема (около 2 т на 1 т алюминия) оказывается экономически более выгодным по сравнению с передачей электроэнер­гии или эквивалентного количества топлива в районы производства де­шевого глинозема.

В России все центры производства металлического алюминия (за иск­лючением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвой-цы, Братск, Шелихов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где дейст­вуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокуз­нецк).


Совместное производство глинозема и алюминия осуществляется в

Северо-Западном районе (Волхов) и на Урале (Краснотурьинск и Ка-менск-Уральский).

Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства.

В 1993 г., например, мощности по глинозему составили 2, 2, а по алюми­нию - около 3 млн т.

Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменске-Уральском и Пикалеве, по алюминию - в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). Таким об­разом, по производству металлического алюминия резко выступает впе­ред Восточная Сибирь (почти 4 /5 общего объема производства в стране).

Заключительная стадия технологического процесса в цветной метал­лургии - обработка металлов и их сплавов - приближена к районам по­требления и находится обычно в крупных промышленных центрах. Районы потребления притягивают к себе и переработку вторичного сырья - важного дополнительного ресурса в увеличении производства

цветных металлов, дающего возможность получать готовую продукцию с гораздо меньшими затратами.

Золотодобывающая промышленность - одна из старейших в России. В 1993 г. произведено 132, 1 т золота, что обеспечивает нашей стране пя­тое место в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии. В настоящее время доля российского золота в мировой добыче составляет порядка 8%.

По разведанным запасам, которые оцениваются не менее чем в 5 тыс. т, Россия значительно уступает только ЮАР, но превосходит Австралию и Канаду и находится на одном уровне с США. Отечествен­ные месторождения представлены россыпными, коренными (рудными) и комплексными (золото в сочетании с медью, полиметаллами и др.). Основные запасы сосредоточены в коренных месторождениях, затем идут комплексные и, наконец, россыпные.

Между тем наиболее интенсивно всегда разрабатывались россыпные месторождения: их освоение требовало меньших средств и времени по

сравнению с коренными. Сейчас на их долю приходится около 3 /4 сум­марной добычи.

Запасы россыпного золота к настоящему времени существенно сокра­тились. В перспективе следует ожидать повышения роли коренных мес­торождений, что связано, в частности, с привлечением иностранного ка­питала. Одним из примеров может служить создание российско-австра­лийского АО «Лензолото» на знаменитых приисках Бодайбо, где добычу золота к 2000 г. намечено довести до 62 т, т. е. увеличить в несколько раз. Для этой цели будет начато освоение крупнейшего в стране место­рождения «Сухой Лог» (запасы около 1, 5 тыс. т) с использованием про­грессивных технологий добычи руды и извлечения золота.

Основная масса отечественного золота добывается на Дальнем Востоке (2/3 общего количества) и в Восточной Сибири (свыше 1 /4). На Дальнем Востоке 2 /3 всей добычи сосредоточено на приисках Якутии (30, 7 т) и Магаданской обл. (28,2 т.).


В Восточной Сибири также добыча на 2 /3 кон­центрируется в Иркутской обл. (11, 7 т) и Красноярском крае (10, 8 т).

Остальное количество золота дают Урал (5%), где прииски возникли много раньше, чем в других районах России, Западная Сибирь и Север европейской части.

Алмазодобывающая промышленность. Алмазы - одна из важней­ших доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1, 5 млрд. долл.

Алмазы добываются более чем в 20 странах мира. Одни из них явля­ются самостоятельными экспортерами алмазов, другие, в том числе Россия, выходят на мировой рынок через южноафриканский картель «Де Бирс».

Мировое производство алмазов - 100 млн. карат (около 20 т в год), из которых не менее половины - технические. В стоимостном выражении их доля составляет только 2%. «Де Бирс» производит 50% ювелирных алмазов, а на Россию в мировой их добыче приходится 25% .

В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна р. Вилюй действуют не­сколько рудников, в том числе такие известные, как «Юбилейный» и «Удачный» (85% общего объема добычи). На территории восточных районов страны алмазы найдены также в Восточной Сибири (Краснояр­ский край и Иркутская обл.).

Весьма перспективна северо-западная часть Русской платформы. Здесь обнаружено так называемое Зимне-бережное кимберлитовое поле (в районе Архангельска) с несколькими кимберлитовыми трубками и жилами. По оценкам специалистов «Де Бирс», запасы одного из выяв­ленных месторождений - имени Ломоносова - составляют не менее 250 млн. карат. Содержание ювелирных алмазов в поморских трубках много выше (2-3 карата на 1 т породы), чем на рудниках Якутии, а по качеству архангельские алмазы значительно превосходят южноафри­канские. Потенциально алмазоносными являются также Ленинградская обл. (между Тихвином и Лодейным Полем) и Карелия.

Никелевые руды — полезное ископаемое, образование природных минералов с достаточным содержанием никеля для того, чтобы его выработка была экономически уместной и выгодной.

Характеристики и виды

Общепринятое содержание никеля в руде, достаточное для разработки месторождения, в сульфидных рудах - 1-2%, в силикатных - 1-1,5%.

Самые важные минералы никеля - это распространённые и промышленно значимые минералы, типа сульфидов (пентландиты, миллериты, никелины, полидимиты, никелистые пирротины, виолариты, кобальт-никелевые пириты, ваэситы, бравоиты, хлоаниты, герсдорфиты, раммельс-бергиты, ульманиты), водные силикаты (гарниериты, аннабериты, ревдинскиты, ховахситы, никелевые нонтрониты, шухардиты), а также хлориты никеля.

Месторождение и добыча

Месторождения никелевых руд промышленно систематизированы, в основном, в зависимости от морфологии рудных тел, их залегании (геологические условия), их составе (минеральный и вещественный), технологическим нюансам переработки.

Общепринятая типология никелевых руд предусматривает выделение:

  • медно-никелевых сульфидных месторождений: Норильского, Талнахского, Октябрьского, Мончегорского, Каульского и других (это в СНГ), Сёдберийское и Томпсонское (в Канаде), Камбалдское (в Австралии);
  • никелевых силикатных и кобальт-никелевых силикатных (в основном, они пластообразные) в Южном Урале, Кубе, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.

Есть еще и другие типы (второстепенные), это руда в:

  • медно-колчеданных месторождениях;
  • жильных сульфидно-арсенидных комплексных месторождениях.

Огромный потенциал имеют расположенные на дне океанов железомарганцевые конкреции.

Применение никелевых руд

Почти весь добываемый никель (86%-88%) используют для изготовления жаропрочного, инструментального, конструкционного, нержавеющего металла (стали и сплавов). На никелевый и медно-никелевый прокат идет небольшая доля добытого никеля. Из него делают проволоку, ленты, различную технику для химпрома и пищевой отрасли. Никель используют - реактивная авиация, ракетостроение, радиолокация, атомные электростанции. Сплавы никеля активно используют в машиностроении. Некоторые их них магнитнопроницаемые, упругие при разных температурах. 10% никеля идет на катализирование процессов в нефтехимпроме.

«Медно-никелевые руды Кольского полуострова – их добыча, переработка, комплексное использование»

Гойчук Ольга Фёдоровна,

ученица 9 «Б» класса

МБОУ СОШ №1 г. Мончегорска

Мурманской области,

ул. Котульского дом 1,

тел. (8-815-36) 5-62-86

e - mail : school 1@ monch . mels . ru
Руководитель:

Леонтиева Надежда Николаевна,

учитель географии высшей

г. Мончегорск


Содержание:

1. Введение 3

2. Геологическая история образования медно-никелевых руд в земной коре 6

Строение земной коры в пределах Мурманской области 6

Процессы рудообразования 9

Подземные кладовые Кольского Заполярья 11

3. Классификация полезных ископаемых Кольского полуострова 14

4. Размещение месторождений медно-никелевых руд 17

Размещение месторождений медно-никелевых руд на планете 17

Месторождения медно-никелевых руд России 19

Медно-никелевые месторождения Кольского Заполярья 21

5. История открытия и использования никеля в хозяйственной деятельности человека 24

6. История открытия и хозяйственное использование меди 29

7. Физико-химические свойства меди и никеля 36

8. Основы производства цветных и драгоценных металлов из сульфидных руд 38

9. Медно-никелевые предприятия Кольского Заполярья: 46

АО комбинат «Североникель» 46

АО “ГМК Печенганикель” 48

10. Влияние металлургической отрасли на окружающую среду Мурманской области 54

Антропогенное воздействие на почву 54

Антропогенное воздействие на водные экосистемы 56

Загрязнение воздушного бассейна 57

Перспективы развития медно-никелевой отрасли 60
Заключение 62

Список литературы 63

Приложение 64

По многим доказательствам заключаю, что и в северных земных недрах пространно и богато царствует натура… А металлы и минералы сами на двор не придут. Они требуют глаз и рук к поиску. М. В. Ломоносов
1. Введение

Жила за Кандалакшей девушка. Бегала она быстрее оленя. А в Ловозере жил юноша, в быстроте ветру соперник. Решил этот юноша женится на быстроногой. Но девушка убежала в горы, и не смог он догнать беглянку. Выбился из сил и умер . Тогда заплакала быстроногая серебряными слезами. Ветер разнес вокруг ее слезы. С тех пор в горах между Ловозером и Кандалакшей залегли несметные богатства, хозяин леса – медведь – зорко стерег их от постороннего глаза.

Но вот пришли новые времена, и в горах, где плакала серебряная дева, родилась новая, еще более волшебная сказка. Сложила ее сама жизнь. Древний сказочник саами, исконный житель Кольской земли и ее первый своеобразный летописец, должно быть, не разглядел, где было серебро, где никель. Ведь никель тоже может блестеть. Разглядели геологи. Недалеко от озера Имандра они нашли и никель, и кобальт, и медь, и железо. Все это, понятно, в рудах. И вот, чтобы добыть подземные клады, пришли в Монче-тундру отважные покорители Севера.

Когда заходит речь о месторождениях полезных ископаемых Мурманской области, наиболее частыми являются определения «уникальное, единственное в стране, единственное в мире» и т.п. Почти обыденным стало выражение «полуостров сокровищ». И действительно, на земном шаре нет другого района с таким богатством и многообразием минералов и горных пород. Даже знаменитый Урал, долгое время считавшийся естественным минералогическим музеем мира, уступает в этом отношении Кольскому полуострову. По данным геологического института Кольского научного центра (КНЦ), на начало 1990г. в нашей области зарегистрировано 930 видов минералов и их разновидностей – почти треть всех известных в настоящее время (для сравнения: на Урале насчитывается приблизительно 770 минералов. Некоторые из них не встречаются больше нигде в мире. В каменных недрах Кольской земли есть железо и никель, медь и титан, минеральные удобрения, редчайшие удивительные самоцветы.

На Кольском полуострове находится большинство полезных ископаемых, необходимых для развития экономики края, страны. Особенностью Кольских месторождений является многокомпонентный состав руд, что придает им особую промышленную ценность.

Тема работы:

«Медно-никелевые руды Кольского полуострова - их добыча, переработка, комплексное использование»

Актуальность работы:

Металлургия меди и никеля, а также других тяжелых цветных металлов, является ведущим звеном отечественной цветной металлургии. На долю тяжелых цветных металлов приходится значительная часть валовой продукции отрасли.

Значение меди и никеля из года в год возрастает, особенно в связи с бурным развитием энергетики, электроники, машиностроения, авиационной, космической и атомной техники. Дальнейшее развитие и технический уровень медного и никелевого производств во многом определяют технический прогресс многих отраслей народного хозяйства нашей страны.


Мурманская область - один из металлургии, которая представлена здесь никель-кобальтовой, алюминиевой и редко-метальной отраслью. Никель, медь, кобальт, алюминий, концентрат благородных металлов, содержащий золото, серебро, платину и другие металлы, вырабатываемые на предприятиях области, используются во многих отраслях хозяйства России и вывозятся за ее пределы.

Сегодня большое внимание уделено вопросам повышения комплексности использования перерабатываемого сырья, предъявлены требования к современному металлургическому процессу и принципу выбора на их основе наиболее рациональной и эффективной металлургической технологии, с учетом достижений в области металлургии меди и никеля, достигнутых за последние годы.

Цель работы:

Познакомиться с условиями образования, добычи и размещения медно-никелевых руд на Кольском полуострове, а также их комплексном использовании и применении в народном хозяйстве

1. Узнать, что такое медно-никелевые руды, как происходило образование их месторождений;

2.Определить, где расположены основные месторождения полиметаллических руд;

3.Узнать, какие технологии применяются при добыче медно-никелевых руд и производстве никеля, меди, кобальта и других тяжелых металлов;

4.Определить значение этих ископаемых в экономике страны и нашей области ;

5.Определить влияние цветной металлургии на природу Кольского Заполярья;

6.Определить перспективы развития металлургической отрасли Мурманской области.

Объект исследования:

Медно-никелевые руды Кольского полуострова.

2. Геологическая история образования медно-никелевых руд в земной коре

Строение земной коры в пределах Мурманской области

По современным представлениям, самая верхняя тонкая оболочка Земли, называемая земной корой, имеет слоистое строение. В ее составе выделяют три основных слоя: осадочный, гранитный и базальтовый (Приложение 1). Средняя толщина коры по земному шару составляет около 35 км, мощность осадочного слоя – 5-10 км, гранитного и базальтового – по 15-20 км. Эти средние значения могут сильно отличаться от фактических и различных районах. Например, в зонах геосинклинальных прогибов толщина тонкого верхнего осадочного слоя может достигать 15-20 км, а на щитах он практически отсутствует. Заметно варьирует также и мощность гранитного и базальтового слоев. Кроме того, само их выделение в значительной степени условно, поскольку наблюдениям непосредственно с поверхности пока доступны лишь осадочный и гранитный слои, а представления о базальтовом основываются на косвенных сейсмических данных. Названия этим слоям даны с учетом скоростей распространения в них сейсмических волн, характерных для гранитных и базальтовых пород.

Подобные гипотетические модели строения земной коры часто оказываются недостаточными для решения практических задач, например, прогноза и поиска скрытых месторождений полезных ископаемых, выяснения геотермического режима коры и т.д. Наряду с другими причинами это побудило специалистов заняться проблемой глубокого и сверхглубокого бурения. К середине 60-х годов текущего столетия в мире уже было пробурено несколько скважин (в СССР и США) глубиной до 9 км. Но все они предназначались преимущественно для поисков нефти и газа, бурились в осадочных бассейнах и вскрывали в основном те же осадочные слои, что выходят на поверхность, не давая сведений о составе и строении более глубоких областей земной коры. Поэтому была разработана программа бурения серии сверхглубоких скважин (до 14-15 км), в том числе в районах щитов, чтобы не только изучить гранитный слой, но и, возможно, войти в базальтовый.

Первой из таких скважин (и пока единственной) стала Кольская сверхглубокая (КСГ), заложенная в 1970 г. в северо-западной части Мурманской области. Обоснованием для выбора места бурения послужили некоторые особенности строения земной коры в этом районе .

По сейсмическим данным, толщина коры в Мурманской области составляет 38-40 км, что на 10-20% выше средней. В то же время мощность гранитного слоя здесь в 2-3раза меньше базальтового, и граница между ними фиксируется на глубине всего 7-8 км, тогда как в обычном разрезе континентальной коры она лежит в глубинах 20-25 км. Это связано не только с меньшей толщиной гранитного слоя, но и с почти полным отсутствием осадочного чехла, который в других местах составляет 5-10 км. На Кольском полуострове его мощность в среднем не превышает 150-170 м, а в некоторых районах (например, на северо-западе) осадочных отложений нет совсем, и на поверхность выходят древние кристаллические породы. Подобная структуре земной коры облегчает доступ к ее нижнему базальтовому слою и дает возможность с помощью бурения получить более достоверные сведения о составе и строении слагающих кору горных пород.

На территории Мурманской области выделяются 6 последовательно образовавшихся комплексов горных пород, относящихся к архейской, протерозойской, палеозойской и кайнозойской эрам. 1 С каждым из таких комплексов связан определенный набор полезных ископаемых, поскольку каждой геологической эпохе соответствуют свои условия, которые в одних случаях благоприятны для образования, например, железных руд, в других – апатитовых, руд цветных металлов, кианитовых и т.д.

Самый древний архейский комплекс представлен главным образом гранитоидами и гранитогнейсами. Это сохранившаяся часть ранней коры нашей планеты, составляющая основу Балтийского щита. Выходы архейских пород имеются практически по всей территории области.

К раннепротерозойскому и среднепротерозойскому комплексам относятся в первую очередь гнейсы и кристаллические сланцы, которые первоначально представляли собой осадочные породы и вулканические лавы. В дальнейшем под действием высоких температур и давлений при погружении в мантию эти породы перекристаллизовались и стали метаморфическими. С ними связаны месторождения железных руд Оленегорска, медно-никелевых руд Печенеги и Мончегорска, крупнейшие в мире кианитовые месторождения Кейв, титаномагнетитовых руд и др.

Верхнепротерозойский комплекс представлен в основном осадочными породами. Это преимущественно песчаники, глинистые сланцы, доломиты и алевролиты северо-западного и Терского побережий и прилегающих островов.

В состав пород палеозойского комплекса входят главным образом изверженные магматические породы. Среди них важнейшее место занимают нефелиновые сиениты, с которыми связаны уникальные месторождения хибинских апатитов, железных, флогопитовых и вермикулитовых руд Ковдора и месторождение аметиста на мысе Корабль.

Породы самого молодого, кайнозойского комплекса, связанные преимущественно с оледенениями четвертичного периода , представляют собой отложения рыхлых осадков, песков, глин и галечников.

Процессы рудообразования

Все месторождения и процессы рудообразования подразделяются на три серии: магматогенную, экзогенную и метаморфогенную. Магматогенную серию, связанную с процессами кристаллизации магматических расплавов, составляют процессы магматического, карбонатитового, пегматитового, скарнового, альбитит-грейзенового, гидротермального, колчеданного и вулканогенного рудообразования. В экзогенную серию входят месторождения коры выветривания и осадочные месторождения, формирующиеся в результате механической, химической и биохимической дифференциации минерального вещества в поверхностной части земной коры. Месторождения, возникающие в глубинных зонах земной коры, под воздействием высоких давлений и температур, образуют метаморфогенную серию месторождений полезных ископаемых.

Магматическое рудообразование - процессы выделения и концентрации рудных минералов из магм ультраосновного, основного, среднего и щелочного составов вследствие ликвации и дифференциации магматических расплавов при остывании и кристаллизации в недрах.

Карбонатиты – существенно карбонатные эндогенные породы, пространственно и генетически связанные с массивами ультраосновного щелочного состава.

Пегматитовое рудообразование связано с эволюцией остаточных магм, насыщенных газами и обогащенных редкими элементами. Остаточные расплавы обособляются в процессе остывания и кристаллизации глубинных магматических очагов.

Скарновое рудообразование развивалось при химическом взаимодействии горячих металлоносных магматогенных растворов с гранитоидами и карбонатными породами в зонах их контактов.

Гидротермальное рудообразование - процессы формирования рудных минералов из горячих водных металлоносных растворов при их взаимодействии с вмещающими горными породами. В результате в пустотах и трещинах горных пород происходит отложение рудных минералов.

Месторождения колчеданных руд образуются в результате деятельности гидротермальных систем, возникающих на океаническом дне и парагенетически связаных с подводно-морскими базальт-андезитовыми формациями.

Колчеданные месторождения содержат крупные запасы меди, цинка, свинца, а также значительные количества серебра, золота, кадмия, селена, олова, висмута и др.

Вулканогенное рудообразование - процессы формирования руд при наземном и подводном вулканизме.

При физическом и химическом преобразовании горных пород и первичных эндогенных руд на земной поверхности из-за колебаний температуры, воздействия атмосферы, а также циркуляции дождевых и грунтовых вод, образуются коры выветривания, в которых возникают новые рудные минеральные ассоциации.

Осадочное рудообразование обусловлено дифференциацией и концентрацией продуктов выветривания и вулканизма. Эти продукты перемещаются преимущественно водами на склоны, дно речных долин, озер и в окраинные моря.

Метаморфогенное образование руд в глубинных зонах земной коры, куда со временем погружаются с поверхности осадочные породы и полезные ископаемые, обусловлено высокими температурами и давлениями и деятельностью горячих растворов. Под действием этих факторов происходило изменение строения, минерального, химического состава и физических свойств горных пород и полезных ископаемых. Одни полезные ископаемые приобретают новые качества, другие уничтожаются, третьи возникают за счет горных пород.

Метаморфогенное рудообразование - классификация метаморфогенных процессов и образованных ими полезных ископаемых.

Текстурно-структурные особенности минеральных скоплений, в том числе руд, отображают геологические условия их образования, способы зарождения и развития минералов, их ассоциаций и, следовательно, помогают выяснить генезис месторождений.

Подземные кладовые Кольского Заполярья

На Кольском полуострове преобладают месторождения магматического типа. Это апатито-нефелиновые руды Хибинских и Ловозерских тундр, медно-никелевые руды Печенги, железорудные и флогопитовые месторождения Ковдора, титанопегматитовые руды Африканды. Важнейшим полезным ископаемым метаморфического типа являются железистые кварциты Приимандровского района, а также кианитовые и гранатовые сланцы Кейв. Экзогенные месторождения Мурманской области имеют ограниченное распространение. Это либо сохранившиеся реликты доледниковой коры выветривания(месторождения вермикулита в Ковдорском массиве), либо ледниково-озерные и морские осадки и современные отложения(глины, песчаники, диатомиты). 2

Полезные ископаемые распределены по территории неравномерно и образуют в отдельных районах более или менее крупные скопления руд определенных видов: апатитовых, медно-никелевых, железных и др. Особенностью Кольских месторождений является многокомпонентный состав руд, что придает им особую промышленную ценность. По ведущим полезным компонентам все месторождения можно разделить на два класса: металлические и неметаллические, которые в свою очередь, делятся на группы.

В классе металлических полезных ископаемых выделяются месторождения руд черных (в основном железа и титана), цветных (никеля, меди, алюминия, цинка, свинца, серебра) металлов, а также отдельные рудопроявления редких и редкоземельных металлов (молибдена, тантала, ниобия, циркония).

Неметаллические ископаемые включают с себя следующие группы:

1)апатиты и нефелины;

2) слюды и керамическое сырье;

3) строительные и облицовочные камни;

4) поделочные и коллекционные камни, жемчуг;

5) карбонатное сырье;

6) абразивное сырье;

7) асбест;

8) песок и гравий;

9) глины и диатомиты;

10) углеводородное сырье.

3. Классификация полезных ископаемых Кольского полуострова


Минеральное сырье (группа, вид)

Промышленное ископаемое (промышленный тип)

Месторождения (горные предприятия)

Топливно-энергетические ресурсы;

углеводородное сырье



Газ, нефть

Шельф Баренцева моря (группа месторожд.)

Металлические полезные ископаемые

Благородные металлы



Золото, платина

Ведутся поиски

Цветные металлы

Медно-никелевые руды

Печенга, Мончегорск (группа месторожд.)

Редкие металлы

Редкометалльные пегматиты, полиметалльные руды

Несколько месторождений в разных частях полуострова

Черные металлы

Железистые кварциты

Оленегорск (группа месторожд.)

Комплексные руды с магнетитом, апатитом

Ковдор

Ильменит-титано-магнетитовые руды

Гремяха-Вырмес и др.

Горно-химическое сырье

Штаффелитовые руды

Ковдор

Апатито-нефелиновые руды

Хибины (группа месторожд.)

Индустриальное сырье

Мусковит

Неблагора, Ена (группа месторожд.)

Вермикулит, флогопит

Ковдор

Керамическое сырье

Ена (группа месторожд.)

Кианитовые руды

Кейвы (группа месторожд.)

Нерудные полезные ископаемые

Строительные материалы



Строительные камни, пески, гравий, щебень, глины (кирпичные)

Много месторождений в разных частях полуострова

Драгоценные и поделочные камни

Аметист, амазонит, нетрадиционное самоцветное сырье

Побережье Белого моря, Кейвы, Хибинские и Ловозерские горы

Подземные воды

Пресные, минеральные, термальные

Источники питьевого водоснабжения (гг. Мончегорск, Кировск и др.)

3

На примере самых распространенных в области месторождений различных полезных ископаемых мы попытались восстановить несколько упрощенную историю их происхождения. Конечно, природные процессы рудообразования были значительно сложнее, и не все подробности далекого геологического прошлого нам известны. Важно запомнить, что любое полезное ископаемое представляет собой горную породу, обладающую полезными свойствами, поэтому образование месторождений нужно рассматривать как результат геологического развития земной коры на данной территории. Учитывая несоизмеримость длительности протекания процессов рудообразования и продолжительности существования человеческой цивилизации, можно утверждать, что ресурсы минерального сырья в недрах являются невозобновимыми.

4. Размещение месторождений медно-никелевых руд

Размещение месторождений медно-никелевых руд на планете

Основные месторождения никелевых руд находятся в Канаде, России (Мурманская область, Норильский район, Урал, Воронежская область), Кубе, ЮАР, Новой Каледонии, Украине (Приложение 2).

Сульфидные медно-никелевые руды генетически связаны с дифференцированными базит-гипербазитовыми массивами. Главными рудными минералами являются пирротин, пентландит, халькопирит и магнетит, второстепенными и редкими - пирит, хромит, кубанит, миллерит, полидимит, минералы платиноидов и др. Содержание Ni в них 0,25-4,5%, отношение Ni:Cu в рудах, связанных с массивами габброидного и перидотитового составов, от 1:4 до 4:1, дунитового состава - от 4:1 до 60:1. Кроме никеля, кобальта имеди, сульфидные руды в различных количествах содержат платиноиды, золото, серебро, селен и теллур.

Преобладающая часть месторождений этих руд приурочена к докембрийским кристаллическим щитам и древним платформам. Сплошные и вкрапленные руды залегают в виде пласто- и жилобразных тел , линз ижил. Для рудных тел докембрийских месторождений характерно преимущественно крутое падение, длиной по падению 0,5-2 км и по простиранию 0,2-3 км. Мощность их меняется от 1 до 50 м, иногда достигая 300 м (Маунт-Кейт, Западной Австралия). Рудные тела палеозойских и мезозойских месторождений часто характеризуются почти горизонтальным залеганием, значительной протяжённостью при мощности пластообразных залежей 4-50 м (месторождения Норильского района в Pоссии). Добыча сульфидных руд - открытым и подземным способами. Сульфидные руды обогащаются флотацией с получением никелевого, медного и пирротинового либо коллективного (медно-никелевого) концентрата.
Наиболее известные месторождения сульфидных руд (карта): Печенгское, Талнахское и Норильское (Pоссии); Линн-Лейк, Гордон-Лейк, Садбери и Томпсон (Канада); Камбалда и Агнью (Австралия).

Силикатные никелевые руды - рыхлые, глиноподобные образования коры выветривания ультрабазитов, содержащие Ni от 0,75 до 4% и более. Главные минералы - гарниерит, нонтронит, непуит, ревдинскит, керолит, гидрогётит, гётит, асболан, гидрохлорит. Кроме никеля, силикатные никелевые руды содержат 0,03-0,12% Со. Месторождения Югославии, Албании, Греции, Турции и CCCP мезозойского возраста, а все месторождения в поясе тропиков и субтропиков (Новая Каледония, Бразилия, Колумбия, Индонезия, Австралия) приурочены к коре выветривания кайнозойского (преимущественно неоген-четвертичного и четвертичного) возраста.

Силикатные руды добываются в основном открытым способом. Силикатные руды поступают в металлургическую переработку без обогащения. В CCCP эти руды перерабатывались пирометаллургическим способом с получением никеля или ферроникеля, за рубежом в основном применяются гидрометаллургические методы - аммиачное выщелачивание предварительно восстановленной руды, сернокислотное автоклавное выщелачивание и др. с последующей переработкой полученных концентратов пирометаллургическим способом. Месторождения силикатных руд: Черемшанское и Сахаринское (территория бывшего CCCP); Ржаново (СФРЮ); Пагонда и Ларимна (Греция); Нонок, Рио-Туба (Филиппины); Сороако и Помалаа (Индонезия); Тио, Поро, Непуи и Kyaya (Новая Каледония); Гринвейл и Марлборо (Австралия); Moa и Пинарес-де-Маяри (Куба); Фалькондо (Доминиканская Республика); Ceppo-Матосо (Колумбия); Лома-де-Eppo (Венесуэла); Никеландия и Вермелью (Бразилия) и др.

Запасы никелевых руд в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах около 95 млн. т (1984), в т.ч. доказанные - около 49 млн. т. На долю силикатных руд приходится 65% разведанных запасов никеля и 44% его выплавки. Производство металлического никеля ведущими странами мира в 2003 составило 447,5 тысяч т.