Крупные месторождения марганца. Месторождения черных металлов

	Запасы общие (А+В+С1+С2)	Доля в мире, %	Запасы подтв. (А+В+С1)	Доля в мире, %	Содерж. Mn
Россия
Европа	2682	17,7	2422
Болгария
Венгрия
Греция
Испания
Италия
Румыния
Украина	2411	15,9	2242	42,6
Чехия и Словак.
Югославия
Азия	1527	10,1		17,2
Вьетнам
Грузия
Индия
Индонезия
Иордания
Иран
Казахстан
Китай
Корея Северная
Корея Южная
Малайзия
Пакистан
Таиланд
Турция
Филиппины
Япония
Африка	9623	63,6	1340	25,5
Алжир
Ангола
Буркина-Фасо
Габон
Гана
Дем. респ. Конго
Египет
Замбия
Кот-д`Ивуар
Мали
Марокко
Намибия
Судан
Того
ЮАР	9000	59,4	1040	19,8
Америка
Аргентина
Боливия
Бразилия
Венесуэла
Гайана
Канада
Колумбия
Куба
Мексика
Перу
Суринам
Чили
Ок. и Авст.
Австралия
Вануату
Фиджи
Итого	15140		5260

Примечание:

* - незначительное количество.

Выделяются 10 стран, в каждой из которых подтвержденные запасы превышают 120 млн. т. В недрах этих государств сосредоточено 4874 млн. т марганца, или 92,7% мировых запасов, в том числе на Украине – 42,6%, в ЮАР – 19,8%, Казахстане – 8,1%, Габоне – 4,5%, Грузии – 4,2%, Бразилии – 3,3%, России – 2,8%, Китае – 2,5%, Австралии – 2,4%, Болгарии – 2,4%.

Основной геолого-промышленный тип, к которому относятся марганцевые месторождения, заключающие около 90% суммарных подтвержденных запасов, - это стратиформные месторождения оксидных железо-марганцевых и оксидно-карбонатных марганцевых руд в карбонатно-терригенных и вулканогенно-терригенных толщах. На оксидные руды приходится примерно 38% запасов, на оксидно-карбонатные - 52%. Месторождения этого типа имеют широкое распространение (в порядке уменьшения подтвержденных запасов марганца) на Украине, в ЮАР, Казахстане, Габоне, Грузии, Австралии, Китае, Болгарии, Боливии.

Месторождения Украины находятся в Южно-Украинском марганцеворудном бассейне. Это месторождения Никопольской группы и Большетокмакское, содержащие 33% и 67% подтвержденных запасов Украины, соответственно. В подтвержденных запасах оксидные руды составляют 15,8%, оксидно- карбонатные – 7,7%, карбонатные – 76,5%. На Никопольском месторождении марганецсодержащая толща терригенно-карбонатных пород в верхней части обогащена оксидными рудами с содержанием марганца 28%; ниже руды переходят в оксидно-карбонатные и карбонатные. На Большетокмакском месторождении зона окисления маломощна и более 90% руд - карбонатные со средним содержанием марганца 21%.

ВЮАР около 95% запасов сосредоточено в уникальной марганцево-железорудной зоне Куруман. Рудная зона представляет собой S -образную в плане синклиналь, протягивающуюся меридионально более чем на 450 км. Крылья ее сложены карбонатно-терригенными отложениями раннего протерозоя, содержащими промышленные концентрации марганцевых руд. Выделяются три рудных горизонта мощностью от 6 м до 45 м. Форма рудных тел пластовая, линзовидная, гнездообразная. Наиболее крупные месторождения в пределах этой рудной зоны - Маматван (среднее содержание марганца 38%), Весселс (47%), Миддельплаатц (36%). Колебания содержаний марганца в рудах - от 20% до 50%. Глубина залегания рудных горизонтов на отдельных участках достигает 300…400 м и более. По составу руды браунит-гаусманитовые.

ВКазахстане более 90% запасов находится в Центрально-Казахстанском бассейне, в месторождениях Каражал и Ушкатын. Руды оксидные марганцевые и железо-марганцевые. Запасы двух этих месторождений оцениваются в 85 млн. т при среднем содержании марганца в рудах 22%.

ВГабоне все запасы марганцевых руд сконцентрированы на месторождении Моанда. Рудная минерализация приурочена к вулканогенно-терригенным отложениям позднего протерозоя. Рудные залежи имеют форму пластов в пределах продуктивного горизонта мощностью 3…6 м. Состав руд манганит-криптомелан-пиролюзитовый, среднее содержание марганца 48%, кремнезема 3…4%, фосфора 0,04…0,14%.

ВГрузии основой сырьевой базы марганца является Чиатурское месторождение, где маломощные пласты марганцевых руд переслаиваются с безрудными прослоями. Оксидные руды составляют 28% подтвержденных запасов, карбонатные - 72%. Состав руд пиролюзит-псиломелановый и карбонатный. Среднее содержание марганца в оксидных рудах - 26%, в карбонатных - 18%.

ВАвстралии почти все запасы сосредоточены на месторождении Грут-Айленд на севере страны. Руды пиролюзит-криптомеланового состава образуют пластовые, линзовидные и гнездообразные тела в карбонатно-терригенных отложениях. Среднее содержание марганца в рудах 41%. Местами они сложены сцементированными оолитами вернадита и тодорита; такие руды представляют собой уникальный тип сырья для производства сухих батарей.

ВКитае наибольшее количество месторождений находится в южных и юго-западных провинциях страны. Обычно это мелкие, но многочисленные залежи оксидных руд в карбонатно-терригенных породах. Содержание марганца в рудах 20…40%. Высокое содержание в них оксидов железа, фосфора и кварца существенно снижает их качество.

Около 8% подтвержденных запасов марганца сконцентрировано в месторождениях кор выветривания, оксидные руды которых образовались в результате латеритизации докембрийских марганецсодержащих карбонатных пород, филлитов и гондитов. Значительные запасы марганцевых руд месторождений этого типа известны в Бразилии, Индии, Гане, Буркина-Фасо, Мали.

ВБразилии месторождения марганца локализуются в четырех рудных районах: Серра-ду-Навиу в шт.Амапа, Каражас в шт.Пара (месторождения Азул, Буритирама, Серено), Урукум-Сантана в шт.Мату-Гросу (месторождения Урукум, Сантана) и в районе так называемого «железорудного четырехугольника» в шт.Минас-Жерайс, включающего многочисленные мелкие месторождения марганца. На всех месторождениях, кроме Урукума, промышленные залежи сложены остаточными оксидными марганцевыми рудами. Их формирование происходило при процессах латеритизации докембрийских карбонатных и силикатных пород, содержащих родохрозит, тефроит, родонит или спессартин. Рудные тела небольшой протяженности, по составу пиролюзит-криптомелановые. Среднее содержание марганца 35…46%, содержания железа и фосфора довольно высокие.

Наименьшим распространением пользуются месторождения гидротермального и инфильтрационного типов. Как правило, месторождения этого типа относятся к мелким, и на них приходится не более 2% мировых запасов.

Прогнозные ресурсы марганцевых руд России оцениваются в 841 млн. т, из них 243 млн. т отнесены к категории Р1. Основная их часть сосредоточена в Сибири и на Дальнем Востоке. Примерно три четверти суммарных прогнозных ресурсов России представлено оксидными и окисленными рудами.

Рис.11 Распределение прогнозных ресурсов марганцевых руд России по федеральным округам, млн. т

Рис.12 Распределение ресурсов категории Р1 марганцевых руд России по субъектам федерации, млн. т

Балансовые запасы марганцевых руд России составляют 157 млн. т, или 1% мировых. Разведанные запасы – 149 млн. т, две трети их сосредоточено в Кемеровской области. Предварительно оцененные запасы марганца примерно в равных долях распределены в Иркутской области, Республике Коми и Еврейской автономной области.

Рис.13 Распределение разведанных запасов марганцевых руд России по субъектам федерации, тыс. т

Рис.14 Распределение предварительно оцененных запасов марганцевых руд России по субъектам федерации, тыс. т

Марганцевые руды в России относятся к остродефицитному минеральному сырью. Качество российских марганцевых руд низкое: примерно 90% разведанных запасов – руды карбонатные, труднообогатимые. Содержание марганца в среднем составляет 20%, в то время как богатые марганцевые руды месторождений ЮАР, Австралии содержат его 40…50% и более. Большинство месторождений России мелкие, а крупные (Усинское в Кемеровской области и не учтенное Госбалансом Порожинское в Красноярском крае) сложены рудами, требующими сложных схем обогащения.

Балансовые запасы марганца учитываются по 16 месторождениям, одно из которых – Биджанское в Еврейской АО – только с забалансовыми запасами.

Две трети разведанных запасов (98,5 млн. т) заключены в Усинском месторождении Кемеровской области, представленном в основном карбонатными рудами со средним содержанием марганца 19,6%. Месторождение находится в государственном резерве. В 2001 г. в ВИМСе закончены исследования обогатимости руд Усинского месторождения, разработаны технологические схемы их комплексной переработки, обоснована её рентабельность. Положительная оценка экономической целесообразности разработки Усинского месторождения, возможно, позволит в ближайшие годы начать его освоение.

Группа из девяти мелких месторождений Свердловской области заключает в себе 28% российских разведанных запасов марганцевых руд; среднее содержание марганца в них – 21%. При использовании эффективных технологий обогащения карбонатных руд освоение этих объектов может быть рентабельным. Это помогло бы снизить остроту дефицита марганцевого сырья для металлургических предприятий Урала. На эксплуатацию трёх из этих месторождений получила лицензии компания ООО «Уралтрансгаз».

Наиболее качественные в России руды заключены в мелком разрабатываемом Парнокском месторождении в республике Коми. Почти 60% разведанных запасов месторождения представлено низкофосфористыми окисленными рудами со средним содержанием марганца более 31%. Однако его разведанные запасы составляют всего 1,3 млн. т (0,9% российских). Лицензия на добычу получена компанией ОАО «Марганец Коми».

Среди месторождений, не учитываемых Государственным балансом, наибольшего внимания заслуживает крупное Порожинское месторождение в Красноярском крае. Запасы месторождения категорий С1+С2 – 153,4 млн. т. Руды оксидные (51%) и карбонатные (49%), низкого качества – с невысоким содержанием марганца (в среднем 17,6%) и высоким – фосфора. Однако отработка блоков малофосфористых руд, суммарные запасы которых составляют почти 50 млн. т, может быть рентабельной. Разработана радиометрическая технология обогащения марганцевых руд месторождения, позволяющая снизить себестоимость производства концентратов.

На начало 2002 г. в распределенном фонде недр находилось лишь 5,9% разведанных запасов марганцевых руд. В 2001 г. была отозвана лицензия на разработку Марсятского месторождения в Свердловской области, а также лицензия на Поперечный участок Южно-Хинганского месторождения в Еврейской АО.

В результате геологоразведочных работ 2001 г. балансовые запасы марганцевых руд категории С2 увеличились на 2367 тыс.т, или более чем на 1%. Разведанные запасы уменьшились на 52 тыс.т. Прирост разведанных и предварительно оцененных запасов значительно превысил их погашение при добыче.

С 1994 г., когда в России начались геологоразведочные работы на марганец, балансовые запасы увеличились более чем на 8 млн. т, или почти на 5%.

Рис.15 Динамика балансовых запасов марганцевых руд России в 1991-2001 гг., млн. т

Добыча марганцевых руд в России началась в 1996 г., за этот период извлечено 511 тыс.т. В 2001 г. эксплуатировались Парнокское месторождение в Республике Коми (добыто и отправлено на Серовский завод ферросплавов 45 тыс.т марганцевой руды) и два мелких объекта: Громовское месторождение в Читинской области (17 тыс.т в 2001 г.; руды отрабатывает расположенный поблизости Приаргунский ППГХО, использующий их в качестве окислителя при сернокислотном выщелачивании урановых руд) и Дурновское в Кемеровской области (3 тыс.т; сырьё поставляется Западно-Сибирскому металлургическому комбинату, находящемуся примерно в 150 км от карьера). На Тыньинском месторождении в Свердловской области добыча в 2001 г. не велась. Обеспеченность действующих предприятий разведанными запасами марганцевых руд составляет 10 лет.

Рис.16 Динамика добычи марганцевых руд в России, тыс.т

В настоящее время для обеспечения металлургической промышленности марганцевой продукцией Россия вынуждена импортировать марганцевые концентраты и сплавы, в основном из Казахстана и Украины. Россия вошла в пятерку главных импортеров как товарной марганцевой руды, так и ферромарганца и силикомарганца. Производство товарной марганцевой руды в стране составляет лишь 0,1% мирового и позволяет удовлетворять чуть более 5% российского спроса на него. Марганцевые сплавы выпускают преимущественно уральские предприятия – Серовский, Ключевский заводы ферросплавов, Алапаевский металлургический завод, Челябинский электрометаллургический комбинат; а также Косогорский металлургический завод в г.Тула. В 2001 г. все предприятия сократили производство марганцевых сплавов, по оценочным данным – суммарно на 11%. Большой проблемой производства марганцевых сплавов в России является трудность сбыта продукции из-за демпинговых поставок этих сплавов украинскими и казахстанскими компаниями.

Рис.17 Динамика производства марганцевой продукции в России, тыс.т

Почти 95% внутреннего российского потребления марганцевой руды и около 60% – марганцевых сплавов удовлетворяется за счет импорта, хотя мощности по производству ферросплавов России позволяют полностью обеспечить металлургические предприятия страны марганцевой продукцией.

Рис.18 Динамика импорта и производства товарной марганцевой руды в России, тыс.т

Рис.19 Динамика российского импорта марганцевых сплавов, тыс.т

Марганцевая продукция на 90% используется при выплавке стали, поэтому ее потребление напрямую зависит от ситуации в сталелитейной промышленности. Предполагается, что к 2010 г. потребление марганцевой продукции вырастет в России на 30%. В обозримом будущем черная металлургия страны не сможет обойтись без импорта марганцевого сырья и продукции, однако требуется упорядочение поставок ферросплавов из стран СНГ.

Марганцевое сырье в России крайне дефицитно, его запасы невелики, а качество низкое. Наличие прогнозных ресурсов высоких категорий позволяет расчитывать на обнаружение новых марганцевоносных объектов, прежде всего в Кемеровской области и Красноярском крае.

Разработка и внедрение новых ресурсо- и энергосберегающих технологических схем обогащения руд и получения марганцевых сплавов (включая ферросплавы из бедного высокофосфористого сырья) позволят рентабельно отрабатывать имеющиеся объекты – прежде всего два крупных месторождения: Усинское в Кемеровской области и Порожинское в Красноярском крае. Оба они находятся в нераспределенном фонде недр. Скорейшее их лицензирование отвечает федеральным интересам: освоение этих месторождений позволило бы в первые 3…5 лет удовлетворить около 50%, а в последующие годы – до 80% потребности отечественной металлургии в сырой марганцевой руде. ..

Марганец – химический элемент, металл серебристо-белого цвета 7-й группы периодической системы, атомный номер 25 по таблице Менделеева. Марганец расположен в четвертом периоде между хромом и железом; постоянным спутником последнего он является и в природе. Является только один устойчивый изотоп 55 Mn. Природный марганец в целом состоит из изотопа 55 Mn. Выявлено, что неустойчивые ядра с массовыми числами 51, 52, 54 и 57 получаются при бомбардировке соседних (по периоду) элементов дейтронами, нейтронами, протонами, альфа-частицами или фотонами. Например, радиоактивный изотоп 57 Mn был выделен путем химического разделения из продуктов бомбардировки и его период полураспада составляет 1,7±0,1 мин.

Марганец, в соответствии с номером группы, проявляет высшую степень окисления, равную +7, но может существовать также во всех более низких степенях окисления от 0 до +7. Самым главным из них – 2, 4 и 7.

Марганцевые руды Украины

Украина с сильно развивающийся чёрной металлургией и большой марганцево-рудной базой, является одним из лидеров в мире по добыче и потреблению марганцевой продукции (руда, ферромарганец, силикомарганец, металлический марганец и др.).

По добыче общих запасов марганцевых руд Украина занимает одно из первых мест в мире после ЮАР. Среди стран ближнего зарубежья и СНГ Украина имеет запасов марганцевого сырья более 80%, но они в основном представлены карбонатными рудами, в данный момент ещё не активно используется в промышленности. Запасы же ЮАР, Бразилии и в других стран состоят из более драгоценных руд с высоким содержанием марганца.

Наиболее большие запасы марганцевых руд Украины расположены в крупнейшем в мире Никопольском марганцеворудном бассейне (Днепропетровская, Запорожская и Херсонская области). Таких месторождений как: Марганецкое, Зеленодольское, Орджоникидзевское, Токмакское находятся в осадочных олигоценовых породах, покрывающих Украинский щит. Запасы составляют 2426,1 млн. тонн, при среднем содержании марганца в руде 23,9%.

Марганцевые месторождения Украины разрабатываются с 1883 г. За этот время проработана значительная часть начальных запасов марганцевых руд. За последние 50 лет в Никопольском бассейне было добыто более 500 млн. тонн руды.

Сейчас добыча марганцевых руд происходит в восточной части Никопольского бассейна (Марганецкий) и в западной части бассейна (Орджоникидзевский). Добывают приблизительно около 2 и 7,1 млн. тонн руды в год соответственно. Добыча марганцевых руд ведется на горно-обогатительных комбинатах (ГОК).

В данный момент в работе находятся 7 шахт и 10 карьеров. Руда обогащается на 4 обогатительных комбинатах с получением товарного марганцевого концентрата, который содержит 34% (Марганецкий ГОК) и 37,9% (Орджоникидзевский ГОК) металла. Данную продукцию поставляю на металлургические, ферросплавные и другие предприятия. Остальная часть руды и продукции экспортируются в страны СНГ и Европы.

Никопольский марганцево-рудный бассейн

Никопольский марганцеворудный бассейн протягивется с запада на восток на 250 км (шириной 25–50 км) от реки Ингулец (Днепропетровская область) вдоль северного берега Каховского водохранилища до села Нововасильевки (Запорожская область). Речка Днепр делит бассейн на правобережную и левобережную части. Месторождениям Никопольского бассейна принадлежат 100% всех учтённых в Государственном балансе Украины запасов марганцевых руд, которые составляют 2249,28 млн. тонн.

Марганценосность геологических комплексов этого региона была открыта в прошлом веке в бассейне реки Ингулец и реки Соленая, чуть позже началась разработка месторождений марганца. Сегодня работают Орджоникидзевский и Марганецкий горно-обогатительные комбинаты (ГОКи).

В 1939 г. в районе г. Токмак было выявлено Токмакское месторождение, а уже позже марганец нашли рядом с селами Щербак и Каменское. В результате чего был создан Таврический ГОК.

Бурштынское месторождение

В 1951 году нашли Бурштынское месторождение, расположено на территории Галичского и Рогатинского районов Ивано-Франковской области в бассейнах речек Гнилая Липа и Нараевка. Рудоносными здесь являются песчаные, песчано-известковые и известняковые породы миоценового возраста. Общие запасы металлического марганца Бурштынского месторождения оцениваются примерно в 2 млн. тонн, при среднем его содержании в рудной массе не более 9,5%.Здесь марганец находится глубоко впадинах. Одна из них шириной 3–4 км и длиной 13 км расположена на правом берегу речки Гнилая Липа, а другая шириной 4 км и длиной 8 км – на междуречье Гнилой Липа и Нараевки.

Керченский марганцево-железорудный бассейн

Керченские железные руды известны уже с 1930 года, в них было обнаружено повышенное содержание марганца, ванадия и фосфора. После исследований были найдены Азово-Черноморская марганцево-железорудная провинция.

Наиболее значимые концентрации марганца имеются в плиоценовых (киммерийских) железных рудах месторождений Керченского полуострова (Керченский железорудный бассейн). Они представляют собой бурые железняки, которые из-за относительно повышенного содержания марганца могут использоваться как природно-легированные марганцем железные руды. Для Керченского бассейна характерно увеличение содержания марганца в железных рудах с запада на восток от 2-3% до 22%.

Количество марганца, сосредоточенного в рудах провинции рассчитывается в 60 млн. тонн, большая часть в в Керченском бассейне – 40 млн. тонн. В Государственном балансе запасов Украины находятся 8 еще не разработанных месторождений железных руд Керченского бассейна – Яныш-Такыльское, Эльтиген-Ортельское, Камыш-Бурунское, Катерлезское, Баксинское, Кезенское, Оссовинское и Северное (Чегене-Салынское).

Марганцевые руды на Украинском щите

На кристаллических породах докембрия Украинского щита в мезозое и кайнозое интенсивно развивались коры выветривания. В ряде случаев были созданы марганценосные коры выветривания, которые при соответствующих содержаниях марганца может быть небольшими месторождениями. Наиболее значимым среди них является Хащеватское месторождение марганцевых руд, расположенное в Гайворонском районе Кировоградской области на левом берегу реки Южный Буг. Месторождение протягивается в широтном направлении на 10 км (при ширине около 1 км) и представляет серию (около 15 рудных пластов).

Российской Федерации находятся 16 месторождений марганцевых руд: в Северо-Западном - 1 (Республика Коми), в Уральском - 9 (Свердловская область), в Сибирском - 4 (Кемеровская область - 2, Иркутская - 1, Читинская - 1) и в Дальневосточном - 2 (Еврейская автономная область). В целом по России балансовые запасы марганцевых руд составили 159,0 млн т (на 1 января 2004 г.).

Марганцевые руды в России характеризуются низким качеством. Среднее содержание марганца в них составляет 20 %, тогда как в других странах оно достигает 40–50 %. Большая часть месторождений относится к мелким с запасами от 0,5 до 12 млн т, в современных условиях они практически не разрабатываются. Основной объем балансовых запасов - 98,5 млн т (64 %) сосредоточен на крупном Усинском месторождении в Кемеровской области, которое относится к резервным. Прогнозные ресурсы марганцевых руд - 841 млн т (Сибирь - 40 %, Дальний Восток - 30%, Урал - 18%, центральная часть страны - 12 %). Крупным объектом является Порожинское месторождение (Красноярский край) с запасами оксидных марганцевых руд по категориям C1 + C2 - 78 млн т и карбонатных руд - 75 млн т. Это месторождение способно обеспечить до 30–50 % потребности российского рынка в марганце.

В начале 2003 г. добыча маргацевых руд составляла 67 тыс. т. Разрабатываются три месторождения: Парнокское в Республике Коми (15 тыс. т), Дурновское в Кемеровской области (6 тыс. т) и Громовское в Читинской области (31 тыс. т). До 1992 г. в России марганцевые концентраты не производились. Для обеспечения металлургической промышленности марганцем импортирует значительное количество марганцевых концентратов и сплавов, в основном из стран СНГ ( , ). Предполагается, что к 2010 г. потребление марганцевой продукции вырастет на 30 %. Обеспеченность металлургического комплекса России собственным марганцевым сырьем при ежегодной добыче 5 млн т в новом столетии составит 62 года, в том числе рентабельными - 43 года и нерентабельными - 18 лет.

Перспективы обеспечения промышленности России марганцем связаны также с планируемой разработкой железо-марганцевых конкреций со дна восточной части Финского залива.

В Российской Федерации учтено пять месторождений хромовых руд - в Северо-Западном федеральном округе - 1 (Мурманская область), в Приволжском - 4 (Пермский край - 3 и Оренбургская область - 1). Кроме того, на разрабатываемом собственно бокситовом Иксинском месторождении (Архангельская область) учтены запасы триоксида хрома в количестве 3,0 тыс. т.

В целом по России балансовые разведанные запасы хромовых руд на 1 января 2003 г. составили 16,2 млн т. Размещены балансовые запасы на четырех месторождениях: 48 % запасов на Главном Сарановском, 1,4 % на Сарановской группе россыпей, 40,8 % на подготавливаемом к освоению Южно-Сарановском ( , Пермская группа). Прогнозные ресурсы хромовых руд - 486 млн т., из них категории С2 - 60,7 млн т (Карело-Кольский и Полярно-Уральский регионы).

В 2003 г. добыто хромовых руд 167 тыс. т., из них: 28 тыс. т в Мурманской области, 76 тыс. т - в Пермской области (в настоящее время Пермский край), 21 тыс. т - в Свердловской и 87 тыс. т - в областях. Обеспеченность запасами эксплуатируемых месторождений хромовых руд составляет 29 лет, а всеми активными запасами - 47,5 лет.

Марганцевые руды используются в основном в производстве ферросплавов для раскисления сталей при плавке, электролитического и металлургического марганца, а также диоксида марганца для изготовления сухих батарей. Расход марганца на 1 т стали составляет 6-7 кг.

Мировые запасы марганцевых руд составляют более 6,3 млрд г. Из них на ЮАР приходится 3 млрд т, на Украину - 2,5 млрд т; добыча достигает 20 млн т в год. Цена марганцевой руды за рубежом равна 6,5-7,5 долл, за единицу содержания Мп, цена Мп - 3400 долл, за 1 т (БИКИ от 31.03.2011).

Основными марганецсодержащими минералами, входящими в состав руд, являются: пиролюзит Мп,()., (69,5%), манганит МпО, Мп(ОН) 2 (62,5%), псиломелан wMnO Мп0 2 ? «II,О (45-60%), родохрозит МпСО.^ (47,8%), манганокаль- цит (7-25%), родонит MnCa(Si0 1) (32-41%).

Но минеральному составу выделяют марганцевые оксидные, карбонатно-оксидные и оксидные железо-марганцевые руды. Для производства ферромарганца используют руды и концентраты, содержащие марганца более 50% (отношение Мп / Fe - не менее 6-7), кремнезема - до 9%, фосфора - до 0,2%.

Сорта металлургических руд и концентратов характеризуются следующим содержанием: марганец - 30-50% (Mn/Fe - 3-10); кремнезем - 3,5-9%; фосфор - 0,14- 0,20%.

Большая часть марганцевых руд после удаления из них песчано-глинистых частиц с помощью дробления и промывки подвергается гравитационному, магнитному или флотационному способу обогащения с получением концентратов.

Промышленные типы месторождений марганцевых руд относятся к разнообразным генетическим группам. Однако основная доля запасов и добычи марганцевых руд приходится на осадочные месторождения, включая вулканогенноосадочные, и коры выветривания. Перспективным, но пока потенциальным промышленным типом являются современные железо-марганцевые конкреции дна океанов. Метаморфогенные месторождения марганца железисто-кремнистой формации (гондиты) также перспективны для широкого промышленного освоения в Индии, Бразилии и других странах.

Осадочные месторождения являются практически единственным источником добычи марганцевых руд в странах СНГ. Они подразделяются на родохрозит-гидроксидные песчано-глинистой и карбонатной формаций. Кроме того, выделяют вулканогенно-осадочную группу марганцевых месторождений с низким качеством руд.

В родохрозит-гидроксидпых месторождениях песчано- глинистой формации сосредоточено 85% балансовых запасов марганцевых руд стран СНГ. Месторождения этой формации развиты па кристаллических основаниях платформ и на отдельно устойчивых участках складчатых областей. Сложены они преимущественно терригенным материалом кварц-глаукопитового состава. К этой формации относят месторождения Южно-Украинского и Грузинского оли- гоценовых марганцеворудных бассейнов, палеоценовые месторождения Северного Урала и др.

В Южно-Украинском бассейне, заключающем более 70% мировых запасов руд марганца, выявлено пять обособленных марганцеворудных площадей (Западно- и Восточно- Никопольская, Больше-Токмакская, Криворожская и междуречье Днепр-Ингулец), распространенных па кристаллическом ложе Украинского кристаллического щита со слабым наклоном, погружающимся в направлении к Черному морю. Эти площади располагаются в полосе шириной 25 км, вытянутой на 250 км в широтном направлении. С севера на юг здесь установлены три рудные подзоны оксидных, оксидно-карбонатных и карбонатных марганцевых руд.

В разрезе марганценосного пласта средней мощностью 2,0-3,5 м отмечается перемежаемость рудных прослоев с песчано-алеврито-глинистыми осадками. Среднее содержание марганца в массе пласта составляет 15-25%.

Уникальные месторождения этой полосы (Никопольское и Больше-Токмакское) имеют сходные черты геологического строения, морфологии марганценосного пласта и вещественного состава руд. В их разрезах выявлены подрудные марганцевые и надрудные отложения, залегающие на породах докембрийского кристаллического основания. На Болыне- Токмакском месторождении подрудные отложения представлены каолинизированными продуктами древнего выветривания, эоценовыми песками и глинами (рис. 6.7).

Рис. 6.7.

1 - граниты, гнейсы, магматиты; 2 - докембрийские кристаллические сланцы; 3 - каолиновые породы;
4 - углистые пески и глины эоцена; 5 - глинистые пески; 6-9 - олигоценовые образования (6 - карбонатные руды,
7- смешанные руды, 8 - оксидные руды, 9 - глины);
10 - глины и пески среднего миоцена; 11 - глины и известняки верхнего миоцена; 12 - пески, глины, известняки плиоцена;
13 - плиоценчетвертичные красно-бурые глины; 14 - аллювий; 15 - лессы и суглинки

Рудный пласт имеет зональное строение: к югу, погружаясь на глубину, оксидные руды сменяются оксидно-карбонатными, затем - карбонатными, фациально переходящими в безрудные глины.

В оксидных рудах содержание следующее: марганец - 30%; железо - 2-24%; кремнезем - около 30%. Основными минералами являются пиролюзит, манганит и другие гидроксиды марганца.

Карбонатные руды преимущественно сложены конкрециями родохрозита и имеют состав: марганец - 10-30%; кремнезем - 10-50%. Надрудные отложения представлены глауконитовыми глинами олигоцена, трансгрессивно залегающими на них глинами, известняками и песками неогена, а также четвертичными аллювиальными и лессовидными образованиями. Текстуры руд обычно пизолитовые и конкреционные в общей песчано-глинистой массе, реже массивные. Пизолиты - это крупные оолиты с размером марганцовистых шаровидных образований более 2 мм.

По сложности геологического строения месторождения марганцевых руд соответствуют 1-, 2- и 3-й группам классификации ГКЗ. Месторождения 1-й группы (Никопольское, Больше-Токмакское) представлены весьма крупными пластообразными горизонтальными или слабонаклонными залежами простого строения. Скважины располагаются по квадратной сети со сторонами 100 х 150 м для категории А, 200 х 300 м для категории В , 600 х 600 м для категории С у Месторождения 2-й группы (Чиатурское) характеризуются сложным строением. Месторождения 3-й группы по запасом и добыче имеют подчиненное значение.

В рудах определяют содержание Mn, Fe, SiO. ; , Al 2 O s , CaO, P 2 0 5 для проб с концентрациями Mn > 22%. Величина Р тах составляет 1,2%.

Марганец встречается в природе в форме минералов. Более 300 наименований минералов содержат какое-то количество марганца, но лишь незначительное число минералов содержит его в большом количестве и эти минералы являются основным компонентом перспективных для разработки руд. Минералогия марганца сложна, поскольку марганец встречается в двухвалетной, трехвалетной и четырехвалентной форме. Наиболее часто встречающимися марганцевыми минералами являются оксиды, карбонаты, а также более редкие силикаты и сульфиды. Другие минералы также присутствуют в руде, например фосфаты, арсенаты, бораты и т.д. В связи с различной степенью окисления, часть оксидов марганца включает крупные щелочные и щелочноземельные ионы (K + , Ba 2+) в своей пространственной решетке. В результате этого, промышленные руды содержат большое количество примесей и нежелательных элементов. Некоторые элементы невозможно удалить при добыче и обогащении руды.

В большинстве руд марганец находится в четырехвалентном состоянии в качестве оксидов и гидроокисей. При их образовании происходит поглощение кислорода из воздуха и, в связи с этим, расположение месторождений этого типа руд привязано к определенным геологическим явлениям, которые происходят вблизи земной поверхности, такими как эрозия, осаждение и вулканизм. Пиролюзит (MnO 2) и криптомелан (KMn 8 O ie) являются наиболее важными из четырехвалентных марганцевых минералов. Далее следует псиломелан (=романешит). Это аморфный гидроксид со смешанной валентностью марганца, а также с варьируемым содержанием оксидов бария и калия.

Описание марганцевых минералов, залежи которых достаточны для промышленной разработки и пригодны к дальнейшей переработке представлены в таблице 3.1. Браунит и браунит II являются широко распространенными силикатными минералами, встречающимися вместе с биксбиитом, гаусманитом и пиролюзитом в таких месторождениях как Постмасбург (Postmasburg) и месторождение Калахари в Южной Африке, где браунит является основным марганцевым минералом. Родохрозит (марганцевый шпат) является типичным углеродосодержащим минералом в различных рудах.

Месторождения марганцевых руд

В мире существует ограниченное количество разрабатываемых месторождений марганцевых руд.

Осадочные отложения являются основным источником промышленно добываемого марганца. Минералы формируются в результате химических процессов, происходящими в процессе формирования морских отложений. Марганец откладывается в виде оксида, гидроокиси или карбоната марганца. Карбонатные отложения ассоциируются с углеродистыми и графитными скалами, которые формируются в восстановительной среде. Напротив, оксидные депозиты, в основном, ассоциируются с более грубыми кластическими (обломочными) отложениями, формирующимися под влиянием высококислотной среды в присутствии свободной циркуляции воды. Оксидные отложения обычно имеют более высокое качество руды, они встречаются чаще, чем карбонатные месторождения. Считается, что во многих оксидных и карбонатных залежах качество (сорт) руды повышается в зависимости от концентрации отложений.

Самыми крупными марганцевыми месторождениями осадочного типа являются Никопольский район в Украине, Чиатурский район в Грузии, район Калахари в Южной Африке и район Грут Эйланд в Австралии. В основном, это оксидные залежи, хотя некоторые из них имеют и карбонатные фации. Месторождение Моланго в Мексике является примером крупного карбонатного депозита.

Во влажных тропических регионах находят скопления отложений и латериты, в которых интенсивное выветривание очистило первичные марганцевые формирования от примесей, что способствовало образованию высококачественных оксидных отложений. Часто первичные отложения образуются в виде углеродистого марганца; примером таких месторождений являются Бразильское Серро до Навио района Амапа, Нсута в Гане и Моанда в Габоне.

Самые большие в мире марганцевые отложения были найдены на дне моря, которые залегают в виде марганцевых конкреций. Впервые они были обнаружены в 1870 году, но только в последнее время их стали рассматривать в качестве пригодных к разработке. Марганцевые конкреции имеют диаметр 0.5-20 cм, в них содержится приблизительно 15-30% Mn и 5-10% Fe. В дополнение, они содержат небольшое, но коммерчески привлекательное количество Ni, Cu и Co, а также другие элементы. Несколько организаций активно занялись разработкой этих ресурсов, однако им все еще предстоит разрешить ряд технологических и юридических проблем.

Самые крупные из наземных залежей марганцевой руды находятся в Южной Африке, Австралии, Габоне, Бразилии, Китае, Индии, Украине, Казахстане и Грузии.

Южная Африка : Месторождение Калахари содержит 78% мировых наземных запасов марганцевой руды. Основные залежи расположены в районах Постмасбург и Куруман-Калахар, в тысяче киллометров от ближайших портов. В многочисленных шахтах, таких как Маматван и Весселз добываются различные виды металлургических или железистых руд. Эти шахты управляются компанией Саманкор Манганиз (Samancor Manganese) (владельцы – компании BHP Billiton и Anglo American). У этих шахт разная минералогия. Руда Маматвана богата карбонатами, в основном, кальцитом и доломитом, в то время как основным марганецсодержащим минералом является браунит. Руда шахты Весселз состоит, главным образом, из оксидов, в основном браунита и браунита II, а также в ней присутствуют гаусманит, биксбиит, и гематит. Соотношение Mn/Fe в руде Маматванской шахты выше, частично по причине того, что браунит содержит значительно меньше железа чем браунит II. Шахты в Нозерн Кейп, Нчванинг и Глории (Northern Cape, Nchwaning, Gloria) управляются компанией Ассманг Манганиз Дивижн (Assmang Manganese Division) (владельцы — Anglowal и Assore). Руды в этих шахтах имеют высокую основность и высокое содержание углеродистых материалов.

Австралия : Грут Ейландское месторождение, находящееся в управлении компанией Джемко (Gemco), расположено на острове в заливе Карпентария на севере Австралии. Джемко, в свою очередь, подчиняется компании Саманкор Манганиз (Samancor Manganese), являющейся одним из подразделений компании BHP Billiton’s and Anglo American’s и ее глобального марганцевого бизнеса. Руда богата пиролюзитом и криптомеланом, встречаются также и другие четырехвалентные оксиды марганца, например псиломелан (=романешит) и голландит, что обуславливает присутствие бария. Содержание калия приблизительно пропорционально содержанию криптомелана. Руда также содержит глинистые минералы, в особенности каолинит (Al 2 Si 2 O 5 (OH)4), являющийся еще одним источником воды в руде помимо криптомелана. Значительное количество руды проходит обогащение.

Габон : Месторождение Моанда расположено в районе Франсвиля. Это очень значительное месторождение руды высокого качества. Минералогия сходна с минералогией Грут Ейландского месторождения, однако руда более пориста. Владелец шахты – Эрамет Манганиз (Eramet Manganese), торговая марка — Comilog.

Бразилия : В Бразилии несколько марганцевых месторождений, но основное производство было начато в 2001 году на шахтах Игарап Азул и Урукум. Обе шахты принадлежат компании Companhia Vale do Rio Doce (CVRD). Игарап Азул Igarape является шахтой открытой разработки, она расположена в тропическом лесу, в 25 км от Карахаса, штат Пара на северо-востоке Бразилии. Руда состоит из криптомелана, тодорокита и пиролюзита. Другая шахта, Урукум, расположенная вблизи Боливийской границы, является шахтой закрытого типа. Другая известная шахта – Амапа – была закрыта в конце 1997 года в результате полной выработки руды.

Китай : обладает самой большой добычей марганцевой руды в мире (Таблица 3.3 и Схема 3.2). Разведанные запасы составляют 13% общемировых. За последние 30 лет произошло существенное увеличение добычи марганцевой руды. Около 60 китайских месторождений имеют запасы в количестве 2 миллионов тонн каждое. В дополнение к этому, имеется некоторое количество месторождений меньшего размера. Рудные депозиты преимущественно располагаются в трех провинциях: Гуанкжи, Хунан, Гуижу. Из всех месторождений, только одно (Guangxi Xialei) имеет запасы превышающие 100 миллионов тонн, а на 6 других запасы превышают 20 мил. тонн. Среднее содержание марганца в китайских месторождениях 22%, высоким также является содержание фосфора и железа.

Индия : В индийских штатах Орисса, Карнатака, Мадхья Прадеж, Махараштра и других имеются многочисленные небольшие месторождения марганца. В 2000 эксплуатировалось 135 марганцевых шахт. Большая часть добываемой руды является низко и среднесортной с достаточно низким содержанием марганца. Когда-то Индия была одним из главных экспортеров марганцевой руды. В связи с выработкой месторождений, в настоящее время от 80 до 90% металлургических руд используется на внутреннем рынке производства ферросплавов. Остальная часть, в основном это руды со средним содержанием марганца, экспортируется за границу.

Украина : Никопольское месторождение является самым крупным на территории бывшего Советского Союза. В 2003 году на территории этого месторождения работало 11 шахт. Никопольские руды состоят на 75% из карбонатного типа с содержанием марганца 20%, около 17% оксидного типа, в которых содержится 28.5% марганца, и около 8% оксидных и карбонатных руд с содержанием марганца 25.1%.

Казахстан : располагает несколькими месторождениями. С середины 1990 годов добыча руды значительно возросла (Таблица 3.3). Приблизительно 70% руд карбонатно-силикатно-оксидного типа с содержанием марганца около 20% и около 20% руд являются оксидными с содержанием марганца порядка 23%. Хотя в Казахских рудах низкое содержание марганца, в них содержится мало таких вредных примесей как фосфор, сера и другие. Большинство добываемых руд используется для внутреннего производства силикомарганца.

Грузия : Чиатурское месторождение имело большое значение для бывшего Советского Союза, где добывалось 25% от общего количества марганца. В настоящий момент оно малорентабельно (Таблица 3.3). Содержание марганца низко и составляет 17-25%. Руды с высоким содержанием марганца почти полностью выработаны. В настоящее время руда добывается преимущественно для внутреннего производства ферросплавов.

Марганцевые руды пригодные для коммерческого использования

Марганцевые руды разделяются по содержанию марганца, железа и различных примесей. Основными типами являются:

Металлургические руды – содержат более 35% марганца, некоторые до 50%. Руды высокого сорта содержат более 48% марганца.
Железистые руды –содержат 15-35% марганца и большое количество железа.
Марганцовистые руды –по сути, это железные руды с 5-10% содержанием Mn.

Металлургические руды чаще всего используются для производства высокоуглеродистого ферромарганца и силикомарганца., а остальные 2 типа руд, в основном, применяются в домнах для регулирования количества марганца при производстве чугуна.

Металлургические руды добываются как в открытых, так и закрытых месторождениях при помощи обычных методов разработки. Поскольку количество высокосортных руд сократилось, степень переработки руд увеличилась. На практике все металлургические руды подвергаются обогащению. Руды дробятся,
просеиваются и промываются (в случае необходимости); иногда используется обогащение в тяжелой среде для руд с высоким содержанием кремния и алюминия. Среднее количество марганца, которое удается восстановить в результате этой операции составляет между 60% и 75%.

Металлургические руды содержат от 40% до 50% марганца. Другим важным параметром является соотношение марганца к железу. Для производства стандартного ферромарганцевого сплава с содержанием марганца 78% требуется весовое соотношение Mn/Fe=7.5. Также есть ограничения по количеству примесей кремния и алюминия, поскольку чрезмерное образование шлака в печи увеличивает потребление электроэнергии. Руды, содержащие более 10% SiO 2 пригодны для производства силикомарганца. Поскольку большая часть фосфора (P), содержащегося в руде, переходит в готовый продукт, количество фосфора в исходном материале является ключевым параметром при выборе марганцевой руды. Руде может быть присвоен высший сорт при содержании фосфора менее 0.1%. Марганцевые руды из Южной Африки отличаются низким содержанием фосфора. Важны и другие физические и химические свойства, такие как содержание летучих веществ и избыточного кислорода. Сера не представляет проблемы ни для металлургического процесса, ни для окружающей среды поскольку образует сульфид марганца, который выходит вместе со шлаком.

Большинство шахт имеют предприятия по агломерации руд, на которых мелкие фракции подвергаются агломерации. Такие материалы находят широкое применение в железномарганцевых печах, поскольку они механически прочны и термически устойчивы, что позволяет газу равномерно распределяться в зоне
предварительного нагрева и восстановления. Агломерация также способствует экономии электроэнергии в случае с карбонатными рудами. Если же агломерируются оксидные руды, большая часть полезного тепла, выделяющегося в результате экзотермического предвосстановления, теряется и потребление энергии возрастает.

В тех случаях, когда марганцевые ферросплавы производятся либо в электродуговых печах с погруженной дугой, либо в домнах, используется смесь разных типов руд. Выбор руд зависит как от хим и физического состава, так и от экономических соображений. Часто производители марганцевых ферросплавов используют компьютерные программы для определения оптимальной комбинации руд. Таблица 3.2 показывает усредненный анализ некоторых из используемых смесей металлургических руд. Из таблицы видно, что между рудами есть существенные различия в хим составе.

Торговля марганцевой рудой

В 1944 году производство марганцевой руды составляло всего 2.8 миллиона тонн. На протяжении последующих 40 лет производство увеличилось до 25 миллионов тонн в 1985 г. В среднем производство возрастало на 5.5% в год. В последующие годы производство несколько сократилось и составило 21.5 миллиона тонн в 2001 г.. В эти годы не происходил рост добычи марганцевых руд. Это было связано с тем, что были осуществлены технологические инновации в производстве стали. В последние годы опять наблюдается рост добычи руды. В 2004 производство достигло 29 млн. тонн. В таблице 3.3 представлены объемы добычи руды с 1970 по странам. Запасы высококачественных руд с содержанием марганца более 44%, в основном, сосредоточены в Австралии, Бразилии, Габоне и Южной Африке и составляют более 90% от общемировых. Значительное увеличение добычи произошло в Австралии начиная с 1970 г., в то время как добыча в Южной Африке, Бразилии и Габоне оставалось на одном уровне. Гана и Индия, в прошлом крупные поставщики руды в Западные страны, в настоящее время экспортируют ограниченное количество бедных руд и руд среднего качества. В Мексике руда добывается, в основном, для внутреннего пользования.

В 1970 г. Страны бывшего СССР поставляли одну треть от мирового производства марганцевых руд. В настоящее время в этих странах остались лишь месторождения низкомарочных руд, которые требуют обогащения перед коммерческим использованием.

Украина, Грузия и Казахстан производят меньше половины того количества, которое приходилось на СССР. Лишь ограниченное количество руды экспортируется и ожидается, что экспорт будет сокращаться. В Китае нет высококачественной руды, в результате чего ее приходится импортировать из Ганы, Габона и Австралии и смешивать с местной рудой.

В 2003 году мировая добыча марганцевой руды осуществлялась следующими странами: Южной Африкой, Австралией, Бразилией, Украиной, Габоном, Китаем, Индией, Казахстаном и, в меньшей степени, Ганой и Мексикой (рис 3.)

По добыче в марганцевом исчислении на первом месте находилась Южная Африка, по общему тоннажу добываемой породы – Китай.

Все развитые страны полностью зависят от импорта руды для удовлетворения спроса в марганце. Частично они импортируют руду и частично ферромарганец. Австралия, Бразилия, Габон и Южная Африка вместе поставляют 90% всего импорта марганцевой руды Западными странами.

Из всех крупных стран-потребителей ферромарганца только Франция имеет производственные мощности, превышающие нужды внутреннего рынка и имеет возможность продавать большое количество на экспорт. Норвегия, используя свои большие возможности по выработке гидроэнергии, создала одну из наиболее значительных в мире промышленностей по производству ферросплавов. Норвегия является одним из крупнейших экспортеров ферромарганца.

Сейчас наметилась тенденция по переносу ферросплавной промышленности в страны с рудными месторождениями. Это можно объяснить желанием рудодобывающих стран перерабатывать сырье самим и, таким образом, увеличивать его стоимость. В дополнение к этому, рудодобывающие страны хотели бы воспользоваться низкой стоимостью местной электроэнергии. Скорее всего, эта тенденция сохранится в ближайшие годы.