Минералы и руды тантала и ниобия

01.07.2020

Тантал и ниобий обладают близкими химическими и физическими свойствами и входят в состав одних и тех же минералов. Помимо самостоятельных минералов тантал и ниобий содержатся также в виде примесей в минералах олова, циркония, титана, вольфрама и др.

Ниобий распространен в земной коре шире, чем тантал. Соотношение между содержанием ниобия и тантала в земной коре, равное в среднем 11,4, резко изменяется в различных породах.

Тантал и ниобий входят в состав более 130 минералов, представляющих большей частью весьма сложные комплексные соединения — соли ниобиевой и танталовой кислот.

Помимо тантала и ниобия в минералах содержатся в различных количествах железо, марганец, щелочные и щелочно-земельные металлы, а также ряд редких элементов — редкие земли, торий, уран, титан, цирконий и другие элементы.

Из собственно тантало-ниобиевых минералов промышленное значение имеют танталит, колумбит, пирохлор, микролит, лопарит; реже используются коппит, эвксенит, торолит, симпсонит, ильменорутил (табл. 162). Из минералов, в которых тантал и ниобий содержатся в видe примеси, практическое значение имеют ильменит, рутил, перовскит, сфен, касситерит и вольфрамит.

Колумбит и танталит являются представителями ряда, крайними членами которого будут чисто ниобиевые и чисто танталовые разности.

Содержание Ta2O5 в танталитах теоретически может достигать 86,1%, a Nb2O5 в колумбитах — 82,7%. Практически состав этих минералов сложен. Железо в них сопровождается марганцем с преобладанием в колумбитах железа над марганцем, а и танталитах — марганца над железом. Кроме того, в них обычно встречаются титан, цирконий торий, уран, олово и вольфрам, а также кальций, магний, перий и иттрий. Состав танталитов и колумбитов может изменяться даже в пределах одного месторождения.

Цвет минералов черный, с сероватым оттенком у колумбита и красноватым у танталита. Плеск полуметаллический, на изломе слегка смолистый. Оба минерала парамагнитны, причем в зависимости от содержания железа магнитные свойства их несколько меняются.

Практическое значение минералов группы танталита колумбита очень велико, Танталит является важнейшим источником получения тантала, а колумбит — ниобия.

Пирохлор в микролит являются крайними представителями ряда в группе минералов пирохлор — микролит. Состав минералов непостоянен, по содержание Ta2O5 и пирохлорах не превышает 10%, а содержание Nb2O5 в микролитах не бывает выше нескольких процентов.

Существует много разновидностей минералов этой группы. Пирохлор является одним из важнейших промышленных источников получения ниобия.

Лопарит отличается довольно большим постоянством состава. Oн слабомагнитен и очень слабо радиоактивен.

Эвксенит черного цвета, иногда желтовато- и красновато-бурого. Oн магнитен и радиоактивен.

Торолит имеет довольно постоянный состав; цвет его бурый.

Симпсонит бесцветен, но бывает и коричневатого цвета; состав его подвержен сильным колебаниям.

Ильменорутил черного цвета, состав его отличается большим непостоянством.

Месторождения тантала и ниобия, как правило, являются комплексными, содержащими циркон, касситерит, берилл, литиевые н другие минералы; в россыпных месторождениях этих металлов содержится также золото.

В зарубежных странах около 70% ниобиевых концентратов получают при обогащении россыпей и только 30% — из коренных руд.

На тантало-ниобиевые руды нет установленных технических условий.

Практически используются руды самого разнообразного минерального состава с различным содержанием металлов.

За рубежом промышленное значение имеют руды, в которых содержание пятиокисей ниобия и тантала составляет сотые доли процента. В Бразилии добывали руды, содержавшие 0,03% танталита; в Новой Мексике исходная руда, поступавшая на обогатительную фабрику в 1915 г., содержала 0,49% микролита и 0,03% танталита.

К ниобиевым рудам предъявляются более строгие требования.

В Нигерии руды добывают из коренных месторождений, содержащих 0,2% колумбита, и из выветрелых гранитов, содержащих 250 г/м3 колумбита, с отдельными обогащенными участками, в которых содержание колумбита доходит до 1200 г/м3. Карбонатитовые руды, в которых содержание пятиокиси Nb в виде пирохлора колеблется от 0,1 до 0,5%, доходя местами до 1% и выше, представляют весьма перспективное ниобиевое сырье.

В месторождениях Северной Нигерии содержание пятиокисей ниобия и тантала в граните составляет 0,28,%. Пирохлоровая руда в Toроро (Уганда) содержит 0,3% Nb2O5.

В рудах месторождения Мбейя (Танганьика) содержание в виде пирохлора доходит до 0,6%. В тонковкрапленных пирохлоровых рудах Кении оно составляет около 0,7%; руда, кроме того, содержит редкие земли.

В коппитовых рудах месторождения Севе (Норвегия) содержание Nb2O5 составляет 0,2-0,5%; в рудах Ниписсинга (Канада) оно достигает 1,06%.

Содержание тантало-ниобиевых минералов в россыпных месторождениях колеблется в широких пределах. Для месторождений Hигерии до второй мировой войны богатыми считались россыпи со средним содержанием около 5% колумбита и 2% касситерита, а россыпи, содержавшие 0,08% колумбита, относились к бедным. В Конго аллювиальные россыпи с содержанием танталита или колумбита не выше 1 кг на 1 м3 породи, при отсутствии касситерита, считались нерентабельными. За рубежом россыпи, не требующие больших капиталовложений, разрабатываются часто старателями даже при малых запасах и низких (около 100—200 г/м3) содержаниях тантало-ниобатов. В небольших количествах добывают из россыпей самарскит (Южная Африка) и торопит попутно из колумбит-касситеритовых песков Конго.

Существенное значение как источник получения ниобия могут иметь бокситы. Содержание Nb2O5 в бокситах Арканзаса (США) составляет 0,05%,

Ниобии и тантал содержатся также в касситеритах из грензенов и грейзенизированных кварцевых жил. Самостоятельного значения как сырье на ниобий и тантал эти месторождения не имеют, но попутное извлечение этих элементов может оказаться выгодным.

Из сказанного видно, что промышленное значение имеют руды, в которых содержание Nb2O5 и Ta2O5 составляет всего сотые доли процента. Ho в определенных условиях практический интерес могут представлять и более бедные руды, содержащие только тысячные доли процента, так как спрос на ниобий и тантал растет с большой быстротой и требует постоянного пополнения сырьевых ресурсов.

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