Меню

Кобальт месторождения полезных ископаемых

Месторождения кобальта

Кобальт накапливается во всех генетических типах никелевых месторождений, но образует и самостоятельные скопления в гидротермальных месторождениях.

Ликвационные месторождения кобальтсодержащих сульфидных медно-никелевых руд (см. «Никель») — основной источник кобальта. Кобальт присутствует в виде изоморфной примеси в пентландите и пирите. В рудах он содержится от сотых долей до 0,1—0,2%. Пример весьма крупного месторождения этого типа — Сёдбери в Канаде (запасы кобальта около 150 тыс. т).

Гидротермальные месторождения по особенностям минерального состава подразделяются на несколько групп.

Никель-кобальтовые месторождения с широко развитыми в жилах арсенидами никеля и кобальта — никелином, шмальтином и др. в ассоциации с серебром и висмутитом. Разнообразие состава руд дополняется на некоторых месторождениях присутствием меди, молибдена, сурьмы, ртути и других металлов. Из нерудных минералов присутствуют: кварц, карбонаты, флюорит, барит. Геологические данные и текстурные особенности руд позволяют относить их к числу сравнительно низкотемпературных гидротермальных месторождений, образовавшихся в условиях небольших глубин. Пример месторождений — группа месторождений Бу-Аззер в Марокко, Рудные горы в Германии и Чехословакии, Кобальт в Канаде, Ховуаксы.

Кобальтонооные медистые песчаники и доломиты, которые для ряда стран имеют важное значение как источники получения кобальта. Пластообразные тела медистых песчаников в качестве промышленной примеси содержат минералы, из которых кобальт извлекается попутно. Обычно кобальт концентрируется в халькопирите и пирите (месторождения Замбии). Содержание кобальта в сульфидных рудах до 0,35%. Особый интерес для добычи кобальта представляют окисленные руды месторождений Заира. Руды здесь образовались главным образом в трещиноватых, закарстованных, окремнелых и брекчированных боковых породах, заполнили в них поры, пустоты, пещеры. Главный минерал — малахит, встречаются лимонит, пиролюзит и чистые кобальтовые оксиды. Содержание меди в руде 10— 12%, кобальта 1—3%.

Колчеданные месторождения, содержащие кобальт (0,3—1%) преимущественно в пирите и халькопирите. Присутствуют небольшие количества кобальтовых и никелевых минералов — линнеита, миллерита, пентландита, кобальтина. Среди колчеданных месторождений России повышенной кобальтоносностью характеризуются руды, приуроченные к метаморфизированным основным и ультраосновным породам. Вмещающие оруденение основные эффузивы и серпентиниты обычно превращены в хлоритовые, лиственитовые и тальковые породы. Рудные тела залегают в форме разобщенных линз и зон вкрапленников среди рассланцованных пород. Из зарубежных месторождений следует назвать месторождение Оутокумпу в Финляндии.

Оутокумпу Финляндия

Мышьяково-кобальтовые месторождения, связанные преимущественно с магнетитсодержащими скарнами. Примерами могут служить месторождения США (шт. Айдахо), Австралии, Чили, Дашкесанское в Азербайджане. Месторождения этого типа немногочисленны. Несмотря на сравнительно небольшие размеры, они могут представлять значительный интерес по характеру и условиям проявления собственно кобальтовой минерализации. Оруденение локализовано в жильных зонах смятия и трещиноватости или по нарушенным контактам даек основного состава. Главные рудные минералы — кобальтин и кобальтсодержащий арсенопирит. Преобладают вкрапленные, прожилково- вкрапленные и брекчиевидные текстуры руд. Текстурно-структурные особенности руд и изменения боковых пород указывают на относительно высокотемпературный характер главной стадии кобальтового оруденения.

Месторождения коры выветривания кобальта возникают при латеритном выветривании ультраосновных пород. Кобальт в этих условиях (см. «Никель») накапливается в гидроксидах марганца. Наиболее обогащены им верхние горизонты обохренных и нонтронитизированных серпентинитов. Содержание кобальта в рудах в среднем 0,05—0,06%, минимальное 0,037%. Комплексные кобальт-никелевые руды выветривания разрабатываются в России месторождения Урала и Казахстана, и за рубежом (крупные месторождения кобальтсодержащих силикатно-никелевых руд Бразилии, Венесуэлы, Кубы, Австралии, Индонезии).

Осадочные месторождения кобольта формируются в четвертичных осадках Тихого, Атлантического и Индийского океанов. В железомарганцевых конкрециях содержится 0,3—0,5, а иногда 1,5—2% кобальта. С учетом значительного распространения конкреций в глубоководных осадках всех океанов общие запасы кобальта могут быть условно определены в 1—2 млрд т, т. е. примерно в 1000 раз больше запасов, выявленных на суше.

Метаморфические кобальтсодержащие месторождения представлены фальбандами — слоями и линзами рассеянной рудной вкрапленности, залегающими в метаморфических породах. Породы сложены амфиболитами, тальковыми и амфиболовыми сланцами. В составе рудной вкрапленности присутствуют арсениды кобальта и железа, кобальтсодержащий пирит и др. На территории России кобальтсодержащие фальбанды известны в архейских породах Карелии и Кольского полуострова. В пределах Балтийского щита они характерны также для метаморфических пород Южной Норвегии и Юго-Восточной Швеции.

Источник

Кобальт месторождения полезных ископаемых

Главные промышленно-генетические типы месторождений кобальта. Гидротермальные кобальтовые месторождения. Кобальтсодержащие руды других типов месторождений.

Кобальт применяется как краситель, добавка к жаростойким и инструментальным сталям, катализатор реакций, придает сплавам сверхтвердость, используется в медицине, керамической, химической промышленности.

Читайте также:  Юлия артемова здоровое питание образование

Общие запасы Со 3,2 млн. т. Уникальные месторождения содержат свыше 50 тыс. т (Бу-Аззер), крупные 50-25 тыс. т, средние 25-10 тыс. т, мелкие-менее 10 тыс. т. В богатых рудах более 0,5% Со, в рядовых 0,5-0,1%, в бедных-менее 0,1. Кларк Со 1,8·10 -3 %. Содержание Со повышается от кислых магматических пород к ультраосновным. На магматическом этапе Со концентрируется с Ni в основных и у/основных магмах. В постмагматический этап связан с умеренно кислыми гранитоидами. При экзогенных процессах в корах выветривания гипербазитовых массивов с Ni .

Главные минералы: кобальтин, скуттерудит, саффлорит, эритрин и др.

Промышленные типы месторождений:

1. Магматические (медно-никелевые сульфидные руды ликвационного генезиса – Талнах, Седбери)

2. Скарновые (железорудные известковые скарны с Со-содержащим пиритом – Дашкесан)

3. Стратиформные (Со скапливается в медистых песчаниках Замбии и Заира)

4. Выветривания ( Ni -носные коры выветривания)

5. Осадочные (в железо-марганцевых конкрециях)

· вулканогенные (месторождения тяготеют к разломам и вулканическим структурам, формируются на незначительной глубине в условия резкого спада Т и р и возрастающем воздействии О2)

Кобальт (Канада) относится к серебро-арсенидной формации.

· плутоногенные (связаны с гранитоидными интрузивами среди осадочных или метаморфических толщ и др. Рудные тела образуют жилы и штокверки. Руды комплексные( Co — Ni , Co — Ni — Ag , Co — Ni — Cu — Pb — Zn ), как правило, с несколькими этапами минералообразования)

Ховуаксы (Тува) относится к шмальтин-хлоантит-никелин-аргентитовой формации.

Бу-Аззер (Марокко) принадлежит арсенопирит-глаукодот-кобалтиновой формации.

Содержание кобальта повышается от кислых магматических пород до ультраосновных. На ранней стадии геосинклинального этапа незначительное количество кобальта концентрировалось в кобальтсодержащих пиритах колчеданных месторождений и скарновых месторождений магнетитовых руд. На средней и осо-бенно поздней стадиях этого этапа формировались гидротермальные месторождения кобальтовых руд. На стадии активизации платформ накапливался в магматических сульфидных месторождениях вместе с никелем. В платформенный этап возникали стратиформные месторождения медистых песчаников с кобальтом, а также месторождения кор выветривания гипербазитовых массивов.

Типы промышленных месторождений.

Магматические. Магматические месторождения медно-никелевых сульфидных руд ликвационного гене-зиса, содержащих кобальт( Талнах, Октябрьское в Вост Сибири, Печенега на Кольском п-ве, Садбери в Канаде). Описаны в гл. Никель.

Скарновые. Скарновые железорудные месторождения, содержащие кобальтоносные пириты, представле-ны известковыми скарнами(Соколовское, Сарбайское в Казахстане, Дашкесанское в Азербайджане и Аба-канское в Хакассии. Описаны в гл. Железо.

Плутогенные гидротермальные месторождения. Известны в Туве(Ховуаксы), но северо-востоке(Верх. Сеймчан), в Средней Азии(Чалкуйрюк) и Закавказье(Дашкесан-Кобальт), за рубежом в ГДР(Шнееберг), Чехия(Яхимов), Норвегия (Консберг), Марокко(Бу-Азер), Канада(Кобальт), США(Блэкбирд)и Австра-лия(Маунт-Кобальт). Они связаны с гранитоидными интрузивами. Вмещающие породы представлены осадочными и метаморфизованными образованиями, скарнами и серпентинитами. Рудные тела имеют форму жил и штокверков. Руды чаще всего комплексные(Co – Ni, Co-Ni-Ag, Co-Ni-Ag-Bi-U, Co-Ni-Cu-Pb-Zn).Среди предрудных изменений пород отмечаются турмалинизация, биотитизация, иногда скарнирова-ние или серицитизация, околорудных – окварцевание, эпидотизация, хлоритизация, карбонатизация. Ми-нералообразование протекало в несколько стадий, три из которых – основные: 1)арсенопирит-кобальтин-кварцевая, 2) шмальтин-хлоанит-никель-аргентитовая, 3)сульфидно-карбонатная.

Среди плутогенных гидротермальных месторождений кобальта выделяются следующие рудные форма-ции: 1) шмальтин-хлоанит-никель-аргентитовая(Ховуакасы(Тува)), 2) арсенопирит-глаукодот-кобальтиновая(ДашкесанКобальт, Бу-Аззер в Марроко). 3)пятиэлементная формация Co-Ni-Bi-Ag-U(Эльдорадо в Канаде)

Ховуакасы. Сложено кембрийскими вулканитами, силурийской осадочной толщей с горизонтами скарни-рованных известняков и нижнедевонскими вулканогенными и осадочными породами, несогласно перерытыми живетскими осадочными отложениями. Оруднение связано с субмеридиональным крупноамплитудным разломом, оперяющими его пологими и крутыми трещинами скола, которые секути скарны. Рудные тела представлены жилами, часто рассекающими скарны. К участкам сопряжения и разветвления трещин или изменения их залегания приурочены рудные столбы.

Бу-Аззер. Месторождение приурочено к глубинному разлому, фиксируещемуся серпентинитами, спили-тами и кварцевыми диоритами. Оруденение локализуется в зоне брекчий, располагающихся вдоль контакта куполовидного выступа серпентинитов и вмещающих пород. Рудные тела имеют форму линз, жил и столбооборазных тел.

Источник

Никель и кобальт: свойства, способы добычи и переработки

Никель и кобальт – это цветные серебристо-белые металлы, широко востребованные в химии и металлургии. Самое интересное, что своим названиям данные элементы обязаны хитрым и коварным персонажам древних саксонских легенд, устраивавшим рудокопам всяческие козни при добыче полезных ископаемых. И тот и другой были открыты и описаны в первой половине XVIII века двумя шведскими учёными Г. Брандтом и А. Ф. Кронстедтом.

Читайте также:  Как полезно приготовить красную чечевицу

Способы добычи никелевых руд

Основными залежами никелевых руд являются сульфидные медно-никелевые, кобальт-никелевые, силикатные никелевые и ферроникелевые месторождения. Второстепенное значение имеют:

  • сульфидно-арсенидные жильные месторождения комплексного характера содержания минералов;
  • конкреции дна озёр, океанов, а также почв, содержащие в своём составе железомарганцевую руду;
  • медно-колчеданные залежи.

По своему характеру происхождения месторождения подразделяются на магматические и литосферные залежи. Вторые исторически подвергались длительному физическому воздействию в процессе выветривания пород. Эти факторы накладывают определённый отпечаток на способы добычи никелевых руд.

Открытый

В случае неглубокого залегания минерала, как правило, прибегают к открытому способу добычи. На склонах горных массивов формируют уступы, используя при необходимости бурильные установки шарошечного типа. Погрузка породы на автотранспорт осуществляется экскаваторами. Как обычно, массу вскрышных материалов размещают на внутренних или внешних отвалах.

При сравнительно низкой стоимости, данный метод извлечения полезных ископаемых связан со значительным неблагоприятным воздействием на окружающую местность и требует привлечения существенных людских и технических ресурсов, особенно на первых этапах разработки.

Закрытый

При значительной глубине размещения никелевых руд приходится прибегать к строительству сложных подземных сооружений: шахт, штолен, штреков, камер. Что, естественно, приводит к существенным затратам и необходимости применения специального проходческого и добывающего оборудования. При этом также очень важны вопросы безопасности, сложность которых усугубляется горными ударами и выделением удушливых и взрывоопасных газов.

Что касается кобальта, то он обычно получается, как сопутствующий минерал при разработке комплексных месторождений совместно с никелем или другими минералами теми же способами добычи.

Технология переработки никелевых руд

Технология переработки никелевых руд отличается сложностью и многоступенчатостью. Подчас часть сырья приходится возвращать к предыдущим этапам процесса. В значительной степени она определяется процентным содержанием нужного минерала в исходном сырье.

  • богатые никелем руды (свыше 1% в составе) сразу отправляются на плавку;
  • более бедные – рядовые, подвергаются обогащению;
  • силикатные железистые руды проходят гидрометаллургический передел;
  • силикатные магнезиальные руды идут на пирометаллургический передел;
  • имеются также сложные комбинированные схемы, с помощью которых перерабатывают окисленные и смешанные руды.

В никель

Для того чтобы получить из руды никель, первоначальное сырьё проходит целый ряд этапов переработки:

  • Прежде всего, руду очищают от влаги и гнилостей. Для этого её подвергают дроблению, затем сушат и спекают в печах.
  • Полученные в результате первого этапа флюсы и гипс разбавляют коксом и всю полученную массу переплавляют в штейн (промежуточный металлургический продукт).
  • В результате плавки образуется штейн и шлак. Шлак направляют в отвал. А штейн продувают в конвекторе.
  • После чего получается белый никелевый штейн и опять же шлак, часть которого снова отправляется на переплавку, а другая часть используется для выработки угарного газа.
  • Белую массу, содержащую значительное количество никеля опять же дробят и измельчают, чтобы затем направить на обжиг.
  • Закись никеля восстанавливают, используя древесный уголь.
  • Окончательным этапом получения нужного химического элемента Niявляется электролитическое рафинирование.

В кобальт

Для получения кобальта из никелевых руд, их предварительно растворяют с помощью серной кислоты, аммиака или воды. Иногда используют пирометаллургические процессы.

Затем с помощью хлорных соединений получают гидроокиси кобальта или с помощью электроэкстракции выделяют кобальт на катодах в процессе электролиза. Чтобы получить высокочистый металл, раствор предварительно тщательным образом очищают от примесей: меди, железа, свинца и никеля.

Продукт переработки

Сталь и сплавы

Благодаря своим уникальным свойствам: пластичности, жаростойкости, устойчивости к химическим воздействиям и не взаимодействию с кислородом, металл очень ценится металлургами. Большая часть производимого никеля расходуется на производство нержавеющей стали.

Достаточно значительное количество используется на получение сплавов с медью, железом и хромом. Именно они, благодаря своей жаростойкости широко востребованы при производстве газотурбинных и реактивных установок в самолётостроении, ракетостроении, космонавтике, атомной энергетике.

Не стоит забывать и о таком важном процессе, как никелирование поверхностей, применяемом для защиты поверхностей и придания им характерного внешнего вида.

С помощью кобальта производится легирование сталей, что в значительной степени повышает их твёрдость и прочность. Именно эти марки сталей идут на изготовление металлорежущего инструмента.

Аппараты для химической и пищевой промышленности

Никелевая сталь, обладающая термостойкостью и длительное время не подвергающаяся коррозии, находит широкое применение в химической индустрии. Значительное количество применяемых в отрасли резервуаров, цистерн, котлов, тиглей, труб, деталей машин и механизмов содержат в своём составе этот удивительный металл. Из него выпускают тару для химических реагентов. Кроме того, сам минерал достаточно часто применяется в качестве катализатора химических процессов.

Читайте также:  Имбирь это полезно для здоровья

Также, содержащие никель материалы применяются при изготовлении ёмкостей для хранения и переработки значительного количества пищевых продуктов.

Оборудование для атомных электростанций

Современные ядерные энергетические установки содержат в корпусах своих реакторов и в трубопроводах сплавы на основе железа и никеля. Также в качестве материалов для оборудования атомных электростанций нашли применение суперсплавы на никелевой основе. Они широко известны под названиями:

  • инконель – никель-хромовый жаропрочный сплав,
  • хастеллой – сплав, обладающий высокой коррозийной стойкостью.

Приборы радиолокации

Изделия из никеля и его сплавов находят широкое применение в изготовлении приборов и электронных компонентов:

  • Никелевые трубы широко востребованы в навигационных устройствах, системах дистанционного контроля, телевидении.
  • Сплавы из никеля применяются в конструкциях антенных узлов, устройствах спутниковой связи и при изготовлении элементов электросвязи.

Месторождения в России и мире

Более 400 месторождения ведут добычу никелевых руд во всём мире. Крупнейшие отечественные месторождения расположены на территории:

  • Таймырского округа – Октябрьское и Талнахское.
  • Мурманской области – Ждановское.
  • Челябинской области – Сахаринское.
  • Урала – Серовское.
  • Оренбургской области – Буруктальское.

Более мелкие присутствуют в Карелии, Воронежской области, на территории республики Тыва, в Амурской области и Камчатском крае.

За рубежом значительные залежи имеются:

  • в Канаде, на Кубе, в ЮАР,
  • на Украине, в Албании и Греции,
  • в Индонезии, на Филиппинах, в Австралии и Новой Каледонии.

Список мест расположения крупнейших месторождений кобальта по странам мира:

  • Бу-Аззер, Марокко.
  • Цинхай, Китай.
  • Раму, Папуа-Новая Гвинея.
  • Voisey’s Bay Mine, Sudbury Area Mine, Nunavik Mine, Канада.
  • AdlayCagdianaoTandawaProject, Филиппины.
  • Камбалда, Маунт-Кит, Маррин, Австралия.
  • Район Моа, Куба.
  • Республика Алтай, Россия.
  • Провинция Катанга, Конго.
  • Инсизва, ЮАР.

Мировые запасы

Данные взятые из разных источников весьма противоречивы и очень сильно отличаются по годам, содержанию минерала, а также по уровню подтверждённой достоверности экспертными службами.

Выявленные ресурсы никелевых руд оцениваются в 190-210 млн. тонн. Из них большая часть с концентрацией никеля свыше 1% (130 млн. тонн), меньшая часть с концентрацией 0,2-1% (80 млн. тонн). Огромные залежи этого уникального минерала расположены на дне мирового океана (почти 700 млн. тонн), правда, обладающие средней концентрацией данного полезного ископаемого.

Трудно сказать какая из стран обладает наибольшими запасами никелевых руд. Одно можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что в списке лидеров (стран, обладающих более 5 млн. тонн залежей этого ресурса) находятся: Австралия, Бразилия, Индонезия, Канада, Куба, Россия, Новая Каледония. Также значительными запасами (более 1 млн. тонн) обладают: Албания, Греция, территория бывшей Югославии, Украина, Казахстан, Гватемала, Колумбия, Буркина-Фасо, Бурунди, Кот-д , Ивуар, Мадагаскар, ЮАР, Китай, Филиппины, Папуа-Новая Гвинея.

Мировые запасы кобальта оцениваются примерно в 500 млн. тонн, из них разведанные запасы на 2005 год составляют почти 13 млн. тонн.

Страны, добывающие никель и кобальт

Десятка стран, занимающих ведущие позиции по добыче никеля в 2019 году, выглядела следующим образом:

  • 1 место – Индонезия. 800 тыс. тонн.
  • 2 место – Филиппины. 420 тыс. тонн.
  • 3 место – Россия. 270 тыс. тонн.
  • 4 место – Новая Каледония. 220 тыс. тонн.
  • 5 место – Австралия. 180 тыс. тонн.
  • 6 место – Канада. 180 тыс. тонн.
  • 7 место – Китай. 110 тыс. тонн.
  • 8 место – Бразилия. 67 тыс. тонн.
  • 9 место – Куба. 51 тыс. тонн.
  • 10 место – США. 14 тыс. тонн.
  • Остальные страны совместно добыли 370 тыс. тонн.
  • Общемировая добыча никеля в 2019 году, таким образом, составила: 2 млн. 682 тыс. тонн.

Аналогичные данные по ежегодной добыче кобальта(сведения середины 2020 года) распределены в следующем порядке:

  • 1 место – Конго. 90000 тонн.
  • 2 место – Россия. 5900 тонн.
  • 3 место – Куба. 4900 тонн.
  • 4 место – Австралия. 4700 тонн.
  • 5 место – Филиппины. 4600 тонн.
  • 6 место – Канада. 3800 тонн.
  • 7 место – Мадагаскар. 3500 тонн.
  • 8 место – Папуа-Новая Гвинея. 3200 тонн.
  • 9 место – Китай. 3100 тонн.
  • 10 место – Марокко. 2300 тонн.
  • К сведению: ещё пять лет назад ежегодная добыча кобальта в мире достигала 124 тыс. тонн.

Источник