В сельском хозяйстве (около 10% потребления) бор служит микроудобрением. Соединения бора широко применяются для предохранения древесины от гниения и придания ей огнестойкости, а также для антикоррозийных и жаропрочных покрытий по металлам.
Соединения бора с металлами (бориды) используются при производстве особо прочных деталей газовых турбин и реактивных двигателей. Карбиды бора, характеризующиеся высокой твердостью, абразивностью и износоустойчивостью, применяются в шлифовальном деле, для изготовления ступок, всевозможных калибров, сопел пескоструйных аппаратов и т. п. Нитриды бора, обладающие термоизоляционными и полупроводниковыми свойствами, используются в высокочастотных индукционных печах; один из них (боразон) по твердости подобен алмазу, но отличается большей термической устойчивостью. Сложные бороводороды (бораны), легко окисляющиеся с выделением большого количества энергии, интересны как горючее для реактивных двигателей. Соединения бора необходимы также при производстве нейлона, фибергласа, гибких пластмасс и в других целях.
В настоящее время известно около 160 минералов бора; подавляющее большинство из них (свыше 100) являются боратами магния, кальция, натрия и калия; известны также боросиликаты, боралюмосиликаты и представители некоторых других минеральных групп. Наиболее распространенные минералы бора, имеющие промышленное значение, приведены в табл. 8.
Таблица 8. Главнейшие минералы бора, встречающиеся в его промышленных месторождениях. | ||||
Группа | Минерал | Химический состав | Содержание В2О3, % | |
Натровые бораты | Борная кислота(сассолин); бура (тинкал); тинкаконит; кернит | В(ОН)2; Na2В4О7.10Н2О; Nа2В4О7.5Н2О; Na2B4О7.4Н2О | 56,4; 36,5; 47,8; 51,0 | |
Натрово-кальциевые бораты | Улексит; проберит | NaCaB5O9.8Н2О; NaCaB5O9.5H2O | 43,0; 49,6 | |
Кальциевые бораты | Иньоит; колеманит; пандермит | Са2В6О11.13H2O; Са2В6О11.5Н2О; Ca4B10O19.7Н2О | 37,6; 50,8; 49,8 | |
Кальциево-(калиево)-магниевые бораты | Курчатовит; сахаит; калиборит; гидроборацит | Са6Мg5МnВ12О30; Са12Мg4(СО3)4(ВО3)7Сl(ОН)2.Н2О; КМg2[В3О3(ОН)5]2В5O6(ОН)4.2Н2О; CaMgB6O11.6Н2О | 40,7; 18,5; 57,0; 50,6 | |
Магниевые бораты | Борацит; ашарит(ссайбелиит); котоит; суанит; преображенскит; людвигит | Mg3B7O13C; Mg2B2O5.Н2О; Мg3(ВО3)2; Mg2B2О5; Mg8[B5О7(OH)4]2.Н2О; (Mg, Fе)2Fе(ВО3)О2 | 62,2; 41,4; 35,5; 46,3; 51,2; 12-17 | |
Боросиликаты | Датолит; данбурит | Ca2B2(SiО4)2(OH)8; СаВ2(SiО4)3 | 21,8; 28,3 | |
Боралюмо-силикаты | Аксинит; турмалин | Ca2(Mg, Fe)Al2BSiО4О15(OH); (Na, Ca)(МgА1)6[В3А13Si6(О, ОН)30] | 5-8; 7-12 |
В зависимости от технологии их переработки, выделяются различные промышленные типы руд, в которых главными минералами являются: а) бораты, растворимые в воде (сассолин, бура, кернит и др.), б) бораты, разлагающиеся в кислотах или щелочах (иньоит, пандермит, гидроборацит, людвигит, сахаит и др.), в) боросиликаты, разлагающиеся в кислотах (датолит и др.), г) боросиликаты и боралюмосиликаты, не разлагающиеся в кислотах (данбурит, турмалин, аксинит и др.). Особым типом борного сырья являются боросодержащие подземные воды, рапа соляных озер, нефтяные воды, горячие источники.
Все боратовые руды отличаются хорошими технологическими свойствами; при содержаниях В2О3 выше 12% они идут в переработку без обогащения. Максимальные содержания В2О3 в этих рудах могут достигать 20-30%, а минимальные - 2-6%. Вредные примеси в них - кальций, магний, сульфаты железа и алюминия; сопутствующие полезные компоненты - сода, галит, калийные и магниевые соли, глины, цеолиты.
Боросиликатные (датолитовые и данбуритовые) руды делятся на высоко - (10% и более В2О3), средне - (5-10%) и низкосортные (3-5%). Бортовое содержание В2О3 для датолитовых руд составляет около 3%. Они всегда требуют обогащения. Сопутствующим полезным компонентом в них иногда является волластонит как керамическое сырье.
Содержание В2О3 в рапе соляных озер изменяется от 0,5 до 2,2%, а в бороносных поверхностных и подземных водах оно еще ниже; однако это сырье очень легко добывается и перерабатывается.
Переработка борного сырья осуществляется стадийно. Разложением природных боратов (водой и серной кислотой) получают борную кислоту, а при термической обработке последней образуется борный ангидрид. Аморфный бор образуется при восстановлении борного ангидрида магнием. От примесей его очищают обработкой азотной и плавиковой кислотами.
Главными продуцентами борного сырья в мире являются Турция и США; на их долю в середине 90-х гг. минувшего столетия приходилось более 90% мировой добычи, составлявшей около 1,2 млн т В2О3 ежегодно (без России и стран CHГ). Оставшаяся часть приходилась на КНР, Аргентину, Перу и Чили. Заметное количество этого сырья добывается в России и Казахстане.
Месторождения бора образуют три главнейших генетических и геолого-промышленных типа: скарновый, вулканогенно-осадочный и галогенный.
Скарновый тип подразделяется на известково - и магнезиально-скарновые подтипы. Известково-скарновые месторождения представлены пластообразными и линзовидными, круто-, реже пологопадающими залежами известковых скарнов с датолит-данбуритовой минерализацией. Скарны развиваются при метасоматическом замещении карбонатных пород. Залежи имеют мощности в десятки-сотни метров, прослеживаются по простиранию на сотни-первые тысячи метров, по падению - на сотни метров. Среднее содержание В2О3 в рудах составляет 6-12%. Месторождения образуются на глубинах в первые км (гипабиссальная фация). Борная минерализация связана со щелочными магмами мантийного происхождения. Примерами таких месторождений в нашей стране являются Дальнегорское в Приморье и Золотой Курган в Ставрополье, за рубежом - Ак-Архар в Таджикистане и др.
Магнезиально-скарновые месторождения характеризуются пластообразной, линзовидной, жильной, гнездовой и сложной формами залежей людвигитовых, суанитовых, ссайбелиитовых, котоитовых, курчатовит-сахаитовых и других руд, локализованных чаще всего среди древних мигматизированных метаморфических толщ. Мощность залежей составляет метры - десятки метров, длина по простиранию - десятки-сотни метров и длина по падению - сотни метров. Среднее содержание В2О3 в таких рудах варьирует от 3 до 20%. Как правило, борная минерализация на этих месторождениях совмещена с железорудной. Рудообразование связывается с гранитными батолитами и процессами мигматизации, происходившими в абиссальных и гипабиссальных условиях. Такие месторождения известны на Сино-Корейском, Скандинавском, Алданском (Таежное и др.) щитах, в Кокчетавском срединном массиве (Казахстан), а также в Верхоянье, Джугджуре и Забайкалье (Россия), в Румынии, США, Италии и Франции.
Месторождения вулканогенно-осадочного геолого-промышленного типа образуют пластовые и линзовидные залежи горизонтального или пологого залегания, сложенные вулканогенно-соленосно-глинистым материалом, содержащим большое количество разнообразных боратов и межкристалльной борсодержащей высокоминерализованной рапы. Площадь таких залежей колеблется от десятых долей до первых десятков км2, а мощность - от одного до многих десятков метров. В вулканогенно-соленосно-боратовых рудах преобладают бура и кернит, а в вулканогенно-глинисто-боратовых - появляются также иньоит, колеманит и улексит. Содержание В2О3 в солях составляет 20-25% и даже более, в рапе - 1-1,5%. Все эти месторождения ассоциируют с контрастными по составу вулканитами калиево-щелочной и андезитовой серий. Они образуются в связи с кайнозойской наземной вулканической и поствулканической деятельностью в условиях аридного климата в обстановке бессточных либо слабо проточных озер. Вулканогенно-соленосные месторождения связаны с четвертичными (включая современные) континентальными эвапоритами, а вулканогенно-глинистые - с олигоцен-неогеновыми озерными туфогенными глинами. Такие месторождения заключают огромные запасы борной руды, исчисляемые десятками-сотнями млн т; к ним относятся оз. Серлз, Крамер (Борон), Фернис-Крик в США, Бигадич, Сарикайа (Кырка), Эмет и др. в Турции, Тинкала-Тинкалайю в Аргентине, Салар-де-Сурире в Чили, месторождения Тибета, Памирской горной области и Закавказья.
Среди месторождений галогенного геолого-промышленного типа различают галогенно-осадочные и галогенно-остаточные залежи. Первые характеризуются пластовой и гнездовой формой с крутыми падениями, размерами в сотни до тысячи метров по простиранию и падению, до 50 метров по мощности; боратовая минерализация неравномерная с низким средним содержанием В2О3 в рудах (2-6%), представленная калиборитом, преображенскитом, борацитом, ашаритом и другими минералами. Галогенно-остаточные залежи - пластообразные и линзовидные, субгоризонтальные, имеют относительно небольшие размеры в плане (до 0,5 км) при мощности до 25 м; им присущи ашаритовая, гидроборацитовая, колеманитовая и улекситовая минерализация и более высокие средние содержания В2О3 в рудах (7-25%). Борное оруденение галогенного типа наиболее характерно для пермских эвапоритовых соляных толщ, сформировавшихся в крупных эпиконтинентальных морских бассейнах (например, Прикаспийская и Северогерманская впадины). Установлено, что под соляными куполами с промышленной борной минерализацией (Индерские, Челкарское и др. месторождения) находятся древние прогибы фундамента. Формирование галогенно-остаточных залежей связано с образованием глинисто-гипсовых шляп (кепроков) - как продуктов выветривания соляных куполов.
Дальнегорское датолитовое месторождение
В пределах Дальнегорского рудного поля в Приморье широким развитием пользуются известковые скарны с наложенным свинцово-цинковым и боросиликатным оруденением. В тектоническом отношении рудное поле представляет собой горстовую структуру сложного складчато-глыбового внутреннего строения.
Дальнегорское борное месторождение находится на площади этого рудного поля в тектоническом блоке второго порядка - горст-антиклинали, вытянутой по простиранию складки в северо-восточном направлении на 4,5 км и имеющей ширину 1-2 км. Блок сложен алевролитами, песчаниками и известняками верхнего триаса суммарной мощностью до 500 м. На северо-западе и юго-востоке горст-антиклиналь граничит с блоками, выполненными терригенно-осадочными и кремнистыми образованиями средней юры.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)