Графитовая залежь имеет довольно сложное внутреннее строение: она состоит из слоев скрытокристаллического графита различного качества и содержит многочисленные ксенолиты и линзы терригенных пород, а также апофизы и жилы диабазового состава, соединяющиеся с кровлей нижележащего силла. В составе руды помимо господствующего скрытокристаллического графита присутствуют его мелко - и крупночешуйчатые разновидности; минеральные примеси: пирит, кальцит, апатит, циркон, магнетит, рутил, хлорит, серицит, цеолиты и др. Текстура руды массивная и сланцеватая, иногда осложненная столбчатой отдельностью. Химический состав (мас. %): углерод - 84,47-90,62, зола - 5,72-14,3, летучие - 0,92-2,98, вода - 0,28-0,46.
По велчине разведанных запасов скрытокристаллического графита (миллионы тонн) месторождение отноится к крупным.. Благодаря большой мощности и небольшой вскрыше графитовая залежь на всей площади месторождения пригодна для разработки открытым способом. Доказано, что графит месторождения может использоваться в литейном деле, электроугольной промышленности и других областях. В настоящее время во ВНИИнеруд (г. Тольятти) имеются законченные разработки технологии получения малозольного графита из руд месторождения.
Считается, что графитовая залежь является продуктом термального метаморфизма каменноугольного пласта под воздействием нижезалегающего диабазового силла большой мощности, обусловившего длительное время прогрева. Температура прогрева оценивается в диапазоне от 1250 до 700°C. Такой механизм графитообразования подтверждается, в частности, наличием в составе руд прослоев графитизированного угля.
Глава 8. Флюорит.
Флюорит или плавиковый шпат является основным природным минералом фтора. Его теоретическому составу CaF2 отвечает 51,1 кальция и 48,9% фтора. В малых количествах флюорит содержит примеси редких земель, урана, галлия и др., а также органические вещества. Свое второе название <плавиковый шпат> или <плавик> он получил благодаря способности понижать температуру плавления железных руд.
Минерал образует хорошо оформленные кристаллы кубической сингонии, он чаще встречается в виде кристаллических агрегатов, а также сплошных тонкозернистых и землистых масс. Его окраска варьирует от бесцветной и белой до желтой, зеленой, фиолетовой, голубой и синей. Цвет может меняться при нагревании и воздействии катодных, рентгеновских, ультрафиолетовых лучей и радиоизлучения. Блеск стеклянный, твердость 4, плотность 3-3,25 г/cм3, температура плавления 1360њС.
Крупные бесцветные или слабоокрашенные прозрачные кристаллы с совершенной спайностью, характеризующиеся отсутствием трещиноватости и других внутренних дефектов, называются оптическим флюоритом, по их использованию в оптике. В минералогии кроме обыкновенного (резко преобладает) и оптического флюорита выделяют также хлорофан (флюорит, обнаруживающий свечение в зеленых тонах при нагревании свыше 50њС), ратовкит (землистая или тонкозернистая разновидность флюорита, встречающаяся в осадочных горных породах), иттрофлюорит, в котором часть кальция замещена иттрием, и антозонит (вонючий шпат), содержащий свободные ионы фтора и кальция).
Основная масса флюоритового сырья в виде флотационных и кусковых концентратов (либо заменяющих последние флюоритовых окатышей) используется химической промышленностью, металлургией, атомной энергетикой, сварочным, стекольным, эмалевым и другими производствами. В соответствии с главными областями использования минерала выделяется пять основных промышленных сортов его концентратов: химический (кислотный), керамический (эмалевый), цементный, металлургический (флюсовый) и оптический.
Химический флюорит используется для получения плавиковой кислоты (HF) путем его реакции с серной кислотой: CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4
Плавиковая кислота является исходным сырьем в химической промышленности для получения самых различных органических и неорганических фторсодержащих химических соединений (фторуглеродов, фторполимеров и др.), элементарного фтора, синтетического криолита (Na3AlF6), которые, в свою очередь, широко используются для изготовления высокооктанового топлива, всевозможных растворителей, аэрозольных препаратов, хладореагентов, полимерных материалов, в ядерной технике. Синтетический криолит является незаменимым расплавным электролитом, используемым для растворения глинозема с последующим электролитическим извлечением из раствора металлического алюминия. Плавиковая кислота используется также для травления стекла.
Химический флюорит должен содержать не менее 92% CaF2, не более чем по 3% SiO2 и CaCO2 и 0,2% сульфидной или свободной серы; для него недопустимо наличие видимых включений минералов и горных пород, пленок гидроксидов железа. Помимо флюорита элементарный фтор и его соединения получают при переработке самого распространенного природного фосфата - фторапатита, содержащего в своем составе 3-4% фтора. При современном мировом уровне переработки фосфатного сырья порядка 120 млн т/год (в пересчете на P2O5), этот источник получения фтора является весьма существенным.
Керамический флюорит используется при варке белых или окрашенных кварцевых стекол (ускоряется процесс варки), плавке цинка, в производстве стеклянного волокна, для получения эмалей как покрытий металлов, армирования стержней для электродуговой сварки (повышается прочность и качество сварочного шва), получения металлического магния, его соединений, элементарного кальция и для других целей. Содержание CaF2 для этого сорта в зависимости от использования сырья должно составлять 95-96%, либо 80-95%; кроме того, лимитируется количество SiO2 (до 2,5-3%), кальцита, оксидов железа (до 0,12%), сульфатов свинца и цинка (допустимы следы).
Цементный флюорит добавляется в цементную шихту для повышения ее качества и понижения температуры ее обжига, что увеличивает производительность печей и ведет к значительной экономии энергии. С этой целью используется флюорит низких марок (содержание CaF2 составляет 45-55%), либо флюоритсодержащие известняки.
Металлургический флюорит необходим как флюсовая добавка при производстве чугуна и стали; его присутствие в шихте не только понижает температуру плавления, но и разжижает шлаки, облегчая их отделение от расплавленного металла. Для производства 1 т мартеновской стали требуется 1,6 кг плавика, электростали - 4 кг, кислородно-конверторной стали - 6 кг. Содержание СаF2 для металлургического сорта составляет 60-85%, максимально допустимое количество SiO2 - 30%, а серы и фосфора - по 0,3%. Кроме того, металлургический флюорит должен быть кусковатым с максимальным размером кусков 300 мм и допустимой массовой долей частиц менее 50 мм - 10% (частицы меньших размеров могут выдуваться из шихты потоком газов). Кусковый флюорит может с успехом заменяться искусственно приготовленными плавикошпатовыми окатышами и брикетами из флотационных концентратов.
Из оптического флюорита изготовляют всевозможные линзы, призмы, окна в микроскопах, спектрографах и др. оптико-спектральных приборах; он используется для изготовления светоделительных и светопреломляющих оптических элементов, в акустических устройствах для переработки радиосигналов и т. п. Бездефектные и бесцветные кристаллы оптического флюорита в поперечнике должны превышать 10 мм, а получаемые из них моноблоки должны иметь размеры 6x6x5 мм, либо 10x10x3 мм. Пластинки оптического флюорита должны пропускать в ультрафиолетовой области не менее 80% света. Поскольку природные кристаллы оптического флюорита исключительно редки, в ряде стран налажено выращивание их синтетических аналогов путем плавки природного крупнокристаллического флюорита. К последнему предъявляются очень жесткие требования: содержание CaF2 - не менее 97-99%, отсутствие видимых включений минералов и горных пород, пленок гидроксидов железа.
Содержание CaF2 в промышленных рудах колеблется в очень широком диапазоне: среди них различают богатые (более 50%), средние (35-50%) и рядовые (до 35%); начинается освоение низкосортных руд с концентрацией CaF2 15-30%. В большинстве случаев плавикошпатовые руды обогащаются путем ручной либо автоматизированной разборки (ФК - флюоритовый концентрат кусковый), а также получением флотационного (ФФ) или гравитационного (ФГ) концентратов и их доводкой магнитными, электрическими и другими способами. Обогатимость определяется главным образом минеральным составом руд. По этому признаку выделяют флюоритовые мономинеральные, кварц-флюоритовые, сульфидно-флюоритовые, кальцит-флюоритовые, барит-флюоритовые и барит-кальцит-флюоритовые руды. Последние три типа трудно обогатимы.
Широкое использование плавикового шпата в сталелитейной, алюминиевой, химической и других областях промышленности ставят его в число важнейших видов минерального сырья. Ежегодно в мире получают около 4,5 млн т концентрата плавикового шпата. Ведущая страна по его производству - Китай (свыше 2,5 млн т). Следом идут Мексика (почти 0,6 млн т), Марокко и Монголия, а также Италия, Испания, Россия, Франция и Бразилия. Суммарное производство концентрата в этих десяти странах составляет более 92% от мирового. Остальная часть приходится на Великобританию, Германию, Кению, Намибию и другие страны.
Условия образования плавикового шпата чрезвычайно разнообразны: он зафиксирован как продукт магматических, грейзеновых, пегматитовых, карбонатитовых, скарновых, гидротермальных и осадочных процессов. Это предопределяет известную сложность классификации его месторождений, проводимую как на генетической, так и формационной основе. Причем в последнем случае для выделения формации часто используются различные признаки: минеральный состав, состав вмещающих пород, связь с различными изверженными породами, структурные условия локализации и морфологии рудных залежей и др.
В настоящее время, однако, основное промышленное значение имеют гидротермальные месторождения. Лишь для оптического флюорита основным природным источником являются пегматиты. Подавляющая часть гидротермальных месторождений приурочена к разнообразным разрывным нарушениям в различных по составу и генезису породах; совокупность этих факторов предопределяет морфологию рудных тел, а также в некоторой степени минеральный состав руд.
В изверженных породах (гранитах, порфиритах и др.) преобладают простые жилы выполнения; в осадочных аркозово-сланцевых толщах широко развиты жильные формы более сложной морфологии с раздувами, пережимами, апофизами и пр., обусловленной благоприятностью аркозов для метасоматического замещения; в карбонатных породах (главным образом в известняках) господствуют метасоматические пластовые, седловидные, штокообразные и другие сложной формы залежи.
|
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)