очередное эмигрантское г.) (solar_front) wrote,
очередное эмигрантское г.)
solar_front

Редкие металлы - витамины промышленности -2.

Продолжение, часть первая.




(Кристалл лепидолита 6х4,5 см, с наросшими петалитом, эльбаитом, бериллом и танталитом.)





Вся беда в том, что пегматитовые месторождения не велики по своим размерам и не смогут удовлетворить растущих потребностей в редких металлах. Вот почему приходится переходить на разработку иных типов редкометалльных месторождений. Когда в поисковые работы вошла новая техника, появилась возможность открывать редкометалльные месторождения принципиально новых типов, такие, в которых минералы редких элементов образуют не крупные кристаллы, а мельчайшие вкрапления, почти невидимые невооруженным глазом. Новые геофизические приборы дали возможность проводить анализ пород и руд на редкие элементы сразу на месте, прямо в поле, в обнажениях, в горных выработках или в керне, поднятом из буровой скважины.

Один из таких приборов — это полевой рентгенорадиометрический анализатор типа РПС-04-1 «Гагара», разработанный советскими геологами. С его помощью можно в естественном залегании или в образцах руд определять около пятидесяти химических элементов.

Прибор улавливает сотые доли процента вещества в породе. Вооруженный таким или другим подобным ему прибором, геолог-разведчик легко и быстро определяет
среднее содержание в руде бериллия, цезия, тантала, ниобия и других редких металлов.

Так с помощью новой техники за последние годы во всем мире выявлено немало редкометалльных месторождений нового типа: агпаитовые нефелиновые сиениты, щелочные граниты и карбонатиты с минералами редких земель, стронция, тантала, ниобия, циркония, гафния, бериллия, рубидия, цезия, лития и др. Эти месторождения резко отличаются от пегматитовых.

Для месторождений новых типов характерны мелкозернистые руды, а главное, гигантские размеры залежей. Если пегматитовые жилы имеют мощность в несколько
метров, в лучшем случае десятки метров, то агпаитовые нефелиновые сиениты и щелочные граниты залегают массивами, занимающими 1—2 квадратных километра, а то и больше. Лежат прямо на поверхности, что позволяет вести их отработку открытым способом, который сейчас считается более производительным и экономичным, нежели подземная добыча пегматитовых месторождений.

Мы уже говорили, что пегматиты по своему происхождению связаны с кислыми магматическими породами, то есть обладают повышенным содержанием кремнекислоты. Новые типы месторождений обязаны своим происхождением щелочным магматическим породам с пониженным содержанием кремнекислоты и относительно высоким содержанием щелочных металлов. Эту разницу в происхождении месторождений очень важно знать при поисковых работах.

Проведенные автором подсчеты показали, что из всех известных на сегодня в мире запасов редких металлов на месторождения, связанные с щелочными породами,
приходится 99 процентов стронция, 94 процента иттрия и иттриевых земель, все 100 процентов цериевых земель, 98 процентов циркония и гафния, 89 — ниобия, 58,5 —тантала и 50 процентов рубидия. Пока только запасы лития, цезия и бериллия почти целиком приурочены к месторождениям, связанным с кислыми породами. Но и эти металлы в последнее время находят в больших концентрациях в щелочных месторождениях.

Другой тип новых, во всяком случае, пока мало используемых месторождений,— это природные высокоминерализованные воды: поверхностная рапа озер и усыхающих морских заливов, межзернистая рапа соляных толщ, самоизливающиеся воды минеральных источников и, наконец, просто вода Мирового океана.

Вероятно, половина всех известных сейчас мировых запасов лития приходится на высокоминерализованные воды. В США уже теперь большую часть этого металла получают из водных рассолов. В самом недалеком будущем минерализованные воды могут стать важным сырьем для получения таких элементов, как стронций, рубидий, цезий, калий, натрий, магний, таллий, галлий, рений, германий, радиоактивные металлы, мышьяк, молибден, вольфрам, не говоря уже о броме, йоде, которые и сейчас получают в основном из вод.

И, наконец, хотелось бы рассказать еще"об одном перспективном типе минерального сырья. Это попутно добываемые слюды. В силу своей кристаллохимической структуры слюды служат своего рода геохимической кладовой самых разнообразных металлов: лития, рубидия, цезия, галлия, таллия, германия, тантала, ниобия, скандия и, конечно, калия и магния, которые входят в их основной состав. И при всем этом слюды после полевых шпатов и кварца — самый распространенный минерал земной коры. Их содержание в земной коре составляет несколько процентов, а в месторождениях различных полезных ископаемых— даже десятки процентов.


Во всем мире ежегодно попутно с другами полезными ископаемыми добывают многие миллионы тонн слюды, которая до сих пор не использовалась, а оставалась в отвалах. Эти отвалы уродуют землю, занимают место, на котором могли бы быть поселки, поля, парки. Содержание отвалов в положенном виде стоит немалых денег. Слюды могут превратиться в ценное минеральное сырье. Работы в этом направлении ведутся.

Недавно советский минералог К. И. Чепижный с сотрудниками получил в процессе выщелачивания слюд биотита и флогопита новый материал, который они назвали сипласт. Это пористый кремнезем с отличными звуко-, электро- и теплоизоляционными свойствами, с высокой кислото- и термостойкостью. Он, безусловно, найдет огромное применение в самых разнообразных областях народного хозяйства. А кроме сипласта при выщелачивании слюд, естественно, еще извлекают и все металлы, содержащиеся там. Попутно добываемые слюды могут быть использованы полностью
на все 100 процентов.

Таким же ценным источником редких элементов, как слюды, могут стать полевые шпаты, нефелин и другие попутно добываемые минералы.

Верховный Совет СССР в 1975 году принял закон об охране недр и переходе к полной комплексной утилизации руд. То, о чем мы здесь рассказываем,— это очень важные, существенные шаги советской науки, направленные на решение проблемы, ставшей советским законом.


Крупный кристалл берилла — главной руды на бериллий.

С ГОР НА РАВНИНЫ

В довоенные и в первые послевоенные годы поиски редкометалльных месторождений велись главным образом в горных районах. У нас — на Урале, на Кавказе, в Средней Азии, на Алтае. Выбор этих районов не был научно геологически обоснован, он диктовался двумя обстоятельствами. Вопервых, в горных районах породы хорошо обнажены, что значительно облегчает поиск месторождений. Во-вторых, там уже существовала развитая горнодобывающая промышленность цветных металлов. Это облегчало организацию поисков.

В последние 15—20 лет искать редкие металлы начали в других районах, причем не только в горных, но и в равнинных областях. Детально геологически изучать эти районы, несмотря на их слабую обнаженность, стало возможным благодаря бурному развитию новых методов поисков — с
помощью геофизики, геохимии, чувствительных и быстрых методов определения химического состава горных пород и др.

В итоге наши советские геологи собрали большой фактический материал, который с учетом зарубежного опыта позволил сделать некоторые обобщения и выявить основные закономерности размещения редкометалльных месторождений в земной коре. К удивлению многих специалистов, было обнаружено, что самые крупные и богатые месторождения редких металлов встречаются на древних, докембрийских платформах, имеющих сравнительно равнинный рельеф и занимающих добрую половину территории всех континентов. А в горноскладчатых областях, относительно молодых по возрасту (в фанерозое), редкометалльные месторождения чаще всего бывают мелкими и гораздо более бедными. Лишь в горах, которые образовались по краям древних платформ (эпиплатформенные складчатые области), также были встречены крупные и богатые месторождения редких металлов. Минерагенический анализ, выполненный на строгой количественной основе с учетом данных, собранных по всем континентам, показал, что от 65 до 99 процентов всех мировых запасов лития, рубидия, цезия, бериллия, стронция, иттрия, редких земель, циркония, гафния, ниобия,
тантала находится в месторождениях, расположенных на древних платформах и Докембрийских срединных массивах, а на фанерозойские горно-складчатые (геосинклинальные) области приходится всего лишь от 1 до 35 процентов учтенных ресурсов этих металлов.

Когда выяснилась такая закономерность, естественно, поисково-разведочные работы по редким металлам приходится сосредоточить в основном на древних платформах и докембрийских срединных массивах. И теперь можно не сомневаться, что очень скоро на геологических картах рядом с известными крупными редкометалльными провинциями появятся новые: на Восточноевропейской платформе, на сибирской платформе. Очень возможно, что в будущем с развитием техники предпочтение станут отдавать тем месторождениям, которые расположены подальше от обжитых районов и не ближе к поверхности, а, наоборот, на больших глубинах, с тем, чтобы не уродовать поверхность земли, чтобы не занимать под рудники, шахты, отвалы те земли, которые пригодны для жилья.

СОЮЗ ТЕХНОЛОГОВ И ГЕОЛОГОВ

Извлечение редких металлов из сырья и получение их в чистом виде пока еще связано с большими технологическими трудностями. Все те новые типы месторождений и источники добычи редких элементов, о которых мы здесь говорили, невозможно освоить и эффективно использовать без усовершенствований и углубленной технологической проработки. Полная утилизация всех полезных компонентов, содержащихся в природных минерализованных водах, комплексное использование слюд, экономически выгодная разработка щелочных месторождений могут быть эффективно реализованы только при новой технологии.

Уже сейчас есть немалые успехи в этой области. Развитие получают принципиально новые методы обогащения, основанные на применении геофизики и использовании таких физических свойств минералов, которые раньше для этих целей не применялись: разделение руды по цвету, по наведенной активности, диэлектрической проницаемости, по удельному весу в магнитных жидкостях, дробление пород с помощью ультразвука и токов высокой частоты и т. п.

Входят в практику принципиально новые методы извлечения металлов: кнслотногидротермальное и щелочногидротермальное выщелачивание (декатионирование), улавливание нужных компонентов из растворов с помощью различных искусственных соединений (ионообменных смол, сипласта, сивола, силикогелей) и природных сорбентов (клиноптилолита и др.).

И наконец (это кажется пока просто фантастикой!), станут реальными методы прямой химико-металлургической переработки целых горных массивов. Зачем искать и разведывать месторождения отдельных редких металлов, когда химия, энергетика и промышленность достигнут такого уровня развития, что будет гораздо рентабельнее получать сразу целые группы полезных компонентов непосредственным разложением горных пород на составные части? При химико-металлургической переработке массивов ультраосновных и основных пород можно будет сразу получать железо,
магний, титан, ванадий, хром, никель, скандий. А при полной комплексной переработке массивов нефелиновых сиенитов будут одновременно добывать алюминий, железо, титан, ниобий, тантал, редкие земли, цирконий, гафний, бериллий, рубидий, цезий, литий, торий, уран, стронций, барий...

Думается, что уже недалек тот день, когда редкие металлы станут такими же обычными в повседневной жизни, как медь, свинец, цинк.
Tags: СССР, материалы, прогноз, цитата
Subscribe
promo solar_front october 18, 2017 11:19 22
Buy for 30 tokens
Желание упорядочить знание об окружающих варварах привело выдающуюся австрийскую науку к созданию " Таблицы Народов" (начало 18 го века). Просто представьте себе - уже вот-вот начнется семилетняя война, А.В. Суворов скоро придет в эти Альпы, а австрийцы уже были вооружены знанием своих…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments