Минералогический состав циркониевых руд и месторождения

24.06.2020

Цирконий распространен значительно меньше, чем титан. Весовое содержание циркония в земной коре составляет 0,02%. В настоящее время известно около 20 минералов циркония, концентрирующихся главным образом в щелочных породах и пегматитах.

Промышленные минералы циркония приведены в табл. 132.

Циркон содержит 67,1.% ZrO2 и 32,9%SiO2. Цвет циркона бывает от желто-коричневого до бесцветного и до темно-бурого. Блеск алмазный, иногда жирный, Удельный вес 4,7, твердость 7—8.

Выделяют следующие разновидности циркона: 1) альвин с повышенным содержанием гафния (до 15%) к изредка бериллия; 21 кагаталит с повышенным (до 12%) содержанием редких земель; 3) олмалит со значительным содержанием фосфора; 4) паэгит с ниобием, танталом и торием; 5) хагтвейтит с повышенным содержанием тория (до 10%) и с ураном; 6) малакон и циртолит с большим содержанием радиоактивных элементов,

Бадделент по составу представляет собой почти чистую двуокись циркония ZrO2 с примесями гафния, железа, титана, алюминия и кремния. В наиболее чистых образцах содержание ZrO2 достигает 93%. Цвет бадделента желто-бурый до красновато-коричневого и железочерного, изредка бесцветный. Блеск алмазный, жирным до стеклянного. Удельный вес 2,8—3,0, твердость 5—5.5,

Эвдиалит содержит 11,0—17,3% Na2O, 8,9—11,3% CaO, 12—14,5% ZrO2, 0,3-2,9% (La, Ce), 3,1—7,1% FeO, 0,3—3,1% AlnO, 47,2—51,2% SiO2, 0,03—2,9% II2O, 0,7—1,6% Cl. Среди разновидностей эвдиалита различают; 1) эвколит с относительно большим содержанием кальция, железа и марганца; 2) мезодиалит по содержанию железа — промежуточная разность между эвдиалитом и эвколитом.

Цвет эвдиалита розовый до красновато-фиолетового, желто-коричневого и бурого. Блеск стеклянный. Удельный вес 2,8—3,0. Твердость 5—5,5. Он хрупок.

В виде изоморфной примеси цирконий входит о состав енликатоз сложного состава, встречающихся в богатых щелочами изверженных породах, а также сложных окислов группы пирохлора и фергусонита — эвксенита — самарскита.

Большой удельный вес, высокая твердость, отсутствие спайности и высокая химическая устойчивость в природных условиях циркониевых минералов способствуют накоплению их в россыпях.

Разрабатываются два основных типа промышленных месторождений циркония: коренные, связанные преимущественно с магматическими и реже осадочными породами, и россыпи различного происхождения. Наиболее важное промышленное значение имеют россыпные месторождения циркония.

Самые крупные запасы циркония сосредоточены в прибрежно-морских россыпях как современных, так и древних, в которых циркон концентрируется обычно вместе с ильменитом, рутилом, монацитом и другими минералами, Из россыпей этого типа добывают почти весь цирконий, потребляемый в настоящее время.

Примером современных морских россыпей могут служить месторождения, расположенные на восточном побережье Австралии. Они дают в настоящее время более половины мировой добычи цирконовых концентратов.

Важное промышленное значение имеют также древние прибрежные морские россыпи циркония. Из них особенно выделяются ильменит-рутил-цирконовые россыпи мезо-кайнозойского возраста, в которых пески и песчано-глинистые толщи не затронуты метаморфизмом. В таких россыпях на участках древней зоны содержание рудных минералов не отличается от содержаний, характерных для лучших современных морских прибрежных россыпей, Древние прибрежные россыпи существенно не отличаются от современных и по своему геологическому строению, Вмещающими породами обычно являются мелкозернистые кварцевые пески (крупность зерна 0,05—0,1 мм) с горизонтальной или косой слоистостью. Зерна рудных минералов обычно мельче, чем зерна кварца.

Из других типов россыпей промышленное значение имеют только элювиально-делювиальные россыпи, связанные с разрушением коренных месторождений или горных пород, обогащенных циркониевыми минералами. Крупнейшими из них являются элювиальные и аллювиальные бадделентовые галечники Бразилии.

Так как в настоящее время разведано достаточное количество богатых и крупных цирконовых и бадделентовых россыпей, коренные месторождения циркония разрабатываются редко.

Помимо цирконовых россыпей, элювиальных и аллювиальных галечников бадделента, важным промышленным типом циркониевых месторождений являются также апикальные участки массивов некоторых щелочных пород (нефелиновых сиенитов, щелочных сиенитов или щелочных гранитоидов), измененных автометасоматическими процессами и превращенных в альбититы. В этих месторождениях циркониевые минералы представлены чаще всего циртолитом или малаконом. Они тесно ассоциируют с пирохлором, торитом, реже с поликразом-эвксенитом, фергюсонитом или же с колумбитом. При обогащении циркониевые концентраты получают попутно при разработке этих месторождений на пирохлор, торит, поликраз или колумбит.

Большой интерес представляют карбонатиты с комплексной минерализацией (бадделент, пирохлор, апатит, редкие земли, иногда урановые и торцевые минералы).

Наиболее крупные запасы коренных циркониевых руд сосредоточены в щелочных породах с эвдиалитом. Тем не менее, несмотря на значительные площади, занимаемые эвдиалитсодержащими породами, значительные мощности рудных горизонтов, достигающие десятков и даже сотен метров, и высокое содержание в них эвдиалита, эти руды пока еще не могут конкурировать с цирконовыми и бадделентовыми из-за низкого содержания циркония в самом минерале эвдиалите.

Цирконий в значительных количествах обнаружен в последнее время в осадочных породах — фосфоритах. Такие месторождения еще мало изучены и их промышленное значение пока окончательно не установлено, однако они так же, как и карбонатиты, должны найти применение в промышленности.

Циркониевые руды россыпных и коренных месторождений, имея сложный минералогический состав, в большинстве случаев являются комплексными. Циркониевые пески промышленных россыпных месторождений, преимущественно кварцевого состава, содержат, кроме минералов циркония, ильменит, лейкоксен, рутил и монацит; обычно присутствуют ставролит, силлиманит, гранат и другие устойчивые и тяжелые минералы. В рудах коренных циркониевых месторождений, генетически связанных с кислыми и щелочными породами и их пегматитами, циркониевые минералы находятся вместе с полевыми шпатами, нефилином, пироксенами, в частности эгирином, роговыми обманками и слюдами, ильменитом, магнетитом, пирохлором и некоторыми менее распространенными минералами.

Бадделентовые руды состоят из того же комплекса минералов, но с преобладанием пироксенов, магнетита, титаномагнетита, ильменита, перовскита.

В карбонатитовых рудах бадделент сопровождается апатитом, хондролитом, оливином, флогопитом, шпинелями, иногда сульфидами меди и никеля, магнетитом, ильменитом, перовскитом, пирохлором, кранинит-торианитом и другими минералами.

Почти весь цирконий в капиталистических странах в настоящее время извлекают в результате комплексной переработки аллювиальных или прибрежных песков, в которых присутствует циркон, ассоциирующийся, как правило, с рутилом, ильменитом и монацитом. Меньшее значение имеют цирконовые россыпи, встречающиеся в руслах современных и погребенных рек.

Самые крупные россыпные месторождения находятся в Индия, Австралии и на острове Цейлон. Все они довольно близки по характеру и обладают крупными запасами, большим содержанием циркония в руде и содержат ряд других полезных компонентов.

В Австралии основная масса цирконсодержащих россыпей располагается на восточном побережье. Эти месторождения протягиваются на 960 км между Тэлоу Бич в северной части Нового Южного Уэльса и северной частью острова Стрэдброк. Они приурочены к полосам прибрежных песков шириной около 10—20 м; мощность продуктивного слоя около 0,5 м. Рудоносные пески, перемежаясь с безрудными белыми кварцевыми песками, залегают п заливаемых проливами устьях бухт, в пляжевой зоне между наиболее высоким и наиболее низким уровнями воды.

Содержание шлиха в песках колеблется от 2 до 50%, а в пляжевой зоне— от 50 до 90%. В шлихе содержится обычно 17—40% ильменита, 5—50% рутила, 10—50% циркона; в шлихах присутствуют также магнетит, монацит, турмалин, топаз, касситерит. Рудоносные пески распространяются в глубь берега, в зону дюн, где перекрываются кварцевыми песками мощностью в несколько десятков метров; содержание тяжелых минералов о продуктивных пластах дюнных песков значительно меньше, чем в пляжевой зоне, к не превышает 10%; этот шлих состоит примерно из 45% ильменита, 25% рутила и 30% циркона.

На южном берегу Западной Австралии разрабатываются богатые ильменитом россыпи, из которых можно получать попутно цирконовый концентрат.

В США комплексные россыпные месторождения, содержащие циркон, имеются в нескольких штатах. В Айдахо циркон содержится в монацитовых россыпях и извлекается попутно. В Калифорнии обнаружено 26 песчаных россыпей, содержащие циркон. Содержание циркона в калифорнийских песках весьма низкое и лишь близ Линкольна некоторое его количество извлекается попутно на драгах, добывающих золото в руслах погребенных рек.

Цирке и содержится также в россыпных месторождениях, образованных размыванием гранитного массива, в Бойсе (штат Айдахо). При разработке этих россыпей извлекают монацит и ильменит, но извлечение из них циркона считается нерентабельным.

Циркон добывают в крупных промышленных масштабах во Флориде. Нa участке между Джэксонвиллем и Лейк Окичоби, а также в других прибрежных районах разрабатываются титано-железистые россыпи, содержащие также значительное количество циркона.

Комплексные месторождения, расположенные на древнем морском побережье, эксплуатируются близ г. Старка и г. Саус Джексонвилля, Зоны рудоносных песков, найденные под толстым слоем наносов, достигают десятков метров по мощности и распространены на 17—20 м в глубину. Содержание тяжелых минералов составляет 4—4,5%, из них циркона 12—14%.

Во Флориде отдельные россыпные месторождения обнаружены на расстоянии нескольких десятков километров от берега океана. К западу от полуострова, в глубь материка, пески, содержащие титано-циркониевые минералы, прослеживаются вплоть до Пенсаколы. Полагают, что запасы цирконсодержащих песков достаточны для эксплуатации в течение нескольких десятков лет.

Большие запасы циркония содержатся в комплексных тнтаио-мона-цитовых россыпях Траванкорского побережья Индии, в так называемых «черных песках». Мощность основного рудоносного слоя в среднем составляет 1—3 л.

Основными извлекаемыми минералами являются ильменит, составляющий примерно 60% фракции тяжелых минералов, и монацит —около 12%. Содержание циркона в черном песке составляет 3—7%, что значительно ниже, чем в австралийских месторождениях. Типичным является следующий состав песков Траванкорского побережья: ильменита 75%, циркона 4—6%, силлиманита 4%, рутила 3—5%, граната 3—5%, окиси кремния 5—7%, монацита 1%.

Недавно появились сообщения о нахождении месторождений черных песков также на восточном побережье Индии в районе г. Висакхапатнама. Большие запасы черных песков, содержащих 25% тяжелых минералов (2—4% приходится на циркон), обнаружены как в значительном отдалении от побережья, так и в песках прибрежных океанских отмелей и в осадочных отложениях подводных участков прибрежной зоны.

В Бразилии имеются уникальные запасы бадделеита. Бадделентовые коренные и россыпные месторождения расположены на горном плато Покос-де-Калдас, сложенном нефелиновыми сиенитами. За исключением отдельных бадделентовых жил, коренные месторождения не эксплуатируются, так как поблизости имеются исключительно богатые россыпные месторождения бадделента (в среднем 45—65% ZrO2).

Недавно в Бразилии открыли в районе Баррейро (штат Минас-Жераис) новое месторождение пирохлоро-цирконовых руд со следующим минералогическим составом, %: пирохлор 6—14, минералы циркония 5, магнетит 32—35, барит 8—12, лимонит 29—30, кварц 2—3, апатит 6—10.

В Бразилии имеются также комплексные ильменито-цирконо-монацитовые россыпи на Атлантическом побережье штатов Байа, Эспириту-Санту и Рио-де-Жанейро.

На Цейлоне, на восточном побережье острова, близ Пулмодаи и Тирукковиля, имеются месторождения комплексных титано-циркониевых песков. Среднее содержание полезных минералов в тяжелой фракции песков составляет, %: ильменита 75, рутила 10, циркона 10. Содержание циркона в обогащенном слое 25%.

Циркон содержится в оловянных россыпях Малайи, в Куала-Лампур, но добывают его в настоящее время в небольших количествах.

В Таиланде добывают драгоценные цирконы. Крупные кристаллы драгоценного циркона в очень небольших количествах добывают в провинциях Чантабури, Убончайятани и Tpar в Юго-Восточном Таиланде и в округе Канчанабури в Юго-Западном Таиланде к западу от Бангкока. Драгоценный циркон вместе с сапфирами, рубинами и топазами находится s элювиальных и аллювиальных россыпях.

В Южно-Африканской Республике в последние годы были открыты морские россыпи Наталя в непосредственной близости от г. Дурбана Шляхи, намытые морем, содержат 8% циркона.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна