Молибден представляет собой блестящий светло-серый металл. История его открытия, получения в виде металла и очистки от примесей связан с тремя известными шведскими химиками: К. Шееле, П. Гьельмом, Й. Берцелиусом.
- Флотация
- Легированные стали
Физические свойства минерала:
- Плотность – 10,2 гм/см3 при температуре +200C.
- Температура плавления =» 26200C, что определяет его тугоплавкость.
- Температура кипения =» 46390C.
- Структура металла представлена в виде кубической объёмно центрированной решётки.
- Крайне низкий коэффициент теплового расширения.
- При нагревании хорошо поддаётся механической обработке.
- Обладает высокой степенью электропроводности.
Химические свойства:
- Элемент достаточно устойчив. Лишь при температуре 4000C он начинает активно взаимодействовать с кислородом, образуя оксиды, а при температуре +6000C и триоксиды.
- Вступает в реакции с галогенами.
- Образует неустойчивые сини под действием восстановителей, таких как алюминий, сернистый газ, цинковая пыль.
Способы добычи молибденовых руд
В пределах земной коры молибден распространён достаточно равномерно, хотя само содержание металла в недрах не превышает нескольких десятитысячных долей процента. В чистом виде этот химический элемент не встречается, поэтому важным практическим значением из 20 известных науке молибденовых минералов, обладают:
- Молибденит, содержащий в своём составе до 60% искомого вещества.
- Молибдошеелит (зейригит) – до 24%.
- Молибдаты урана из молибден-урановых месторождений.
- В меньшей степени – вульфенит, повеллит и ферримолибдит.
Сами руды содержащие молибден по своему составу подразделяются:
- на молибденовые,
- медно-молибденовые
- и вольфрам-молибденовые.
Метод их извлечения определяется в основном глубиной залегания массива полезного ископаемого.
В шахтах
При расположении рудного тела на глубине более 500 метров, приходится прибегать к закрытому способу добычи. Для чего сооружаются шахты и делаются горизонтальные или наклонные проходы в грунте. Способ достаточно затратный, так как требует значительных объёмов работ и привлечения высокотехнологичных установок и кроме того – небезопасный, но вместе с тем по современным меркам – высокотехнологичный и дающий возможность извлечения залежей из земных недр.
В карьерах
Именно здесь ведут добычу открытым способом. Иногда, при поверхностном залегании, руду забирают непосредственно с местонахождения. В случае закрытия рудного тела верхними слоями почвы, производятся вскрышные работы, сопровождающиеся бурением, взрывами и удалением грунта в отвалы, откуда по завершении работ его возвращают на место.
Карьер представляет собой ступенчатую структуру на склоне горы или в яме. Именно с этих ступеней-террас и производится забор полезного ископаемого для дальнейшей отправки на обогатительные предприятия.
Месторождения и руды молибдена
Молибденовые месторождения можно разделить на следующие гинетические группы и фармации.
Группа эндогенных месторождений с формациями: кварц-молибденитовая; молибденит-шеелитовая в скарнах; кварц-вольфрамит-молибденит-грейзеновая; кварц-молибденит-серицитовая; кварц-молибденит-халькопирит-серицитовая; медноколчеданная и свинцово-цинковая с молибденитом; уранинит-молибденитовая.
Группа экзогенных месторождений с -формациями: вульфенитовая — в зоне окисления свинцовых месторождений; углистая и углисто-кремнистая, часто совместно с ураном, ванадием и редкими элементами.
Промышленное значение имеют только эндогенные месторождении молибдена; экзогенные месторождения, хотя и известны в -различных странах и дают значительные концентрации комплексных руд, пока не разрабатываются из-за низкого содержания молибдена. Исключение представляют небольшие месторождения вульфенита.
Кварц-молибденитовая формация
представлена тонкими кварцевыми, реже кварц-полевошпатовыми жилами с вкрапленностью крупных чешуек молибденита. Молибденит рассеян среди крупнозернистого жильного кварца или приурочен к зальбандам жил, где образует почти сплошные оторочки. Основным отличительным признаком месторождений этой формации является очень слабое околожильное изменение вмещающих пород и обычно крупная вкрапленность молибденита.
Молибденит-шеелитовая формация
в скарнах типична главным образом для вольфрама. Молибден имеет промышленное значение только в немногих скарновых месторождениях.
Кварц-вольфрамит-грейзеновая формация
с молибденитом типична в основном для промышленных месторождений вольфрама. Молибденит является второстепенным минералом. Иногда в месторождениях этой формации (штокверкового типа) проявляется вертикальная зональность. Вольфрамитовое оруденение располагается в верхних частях месторождения, а молибденитовое — в более глубоких горизонтах. Помимо вольфрамита промышленное значение в рудах месторождений этой формации имеют касситерит и висмутовые минералы.
Кварц-молибденит-серицитовая формация
имеет наиболее важное значение. Отличительные особенности ее: интенсивное околожильное изменение вмещающих пород, выражающееся в серицитизации, окварцевании и в меньшей степени пиритизации и флюоритизации; полосчатое или иногда брекчиевое сложение жильной массы, когда крупнозернистый кварц с крупными чешуйками молибденита первой генерации пересекается мелкозернистым кварцем с микрочешуйчатым молибденитом; преобладание мелкочешуйчатого молибденита, представляющего основную ценность руды. Месторождения этой формации бывают двух типов: жильные и штокверковые.
В кварц-молибденит-халькопирит-серицитовой формации
наблюдаются последовательные переходы от месторождений собственно молибденитовых через медно-молибденовые к собственно медным с небольшой примесью молибдена. Это обычно месторождения прожилково-вкрапленных руд штокверкового типа. Околожильные изменения здесь выражены, так же как и в месторождениях предыдущей формации, в серицитизации, более интенсивном окварцевании, пиритизации и реже флюоритизации. Наблюдаются также хлоритизация и коалинизация вмещающих пород.
Медноколчеданная и свинцово-цинковая формации
с молибденитом не характерны для промышленных месторождений. Низкое содержание молибдена, а также сложность его выделения из полиметаллических руд снижают промышленное значение подобных месторождений.
Месторождения уранинит-молибденитовой формации
, как источник получения молибдена, имеют небольшое практическое значение. Наряду с молибденитом в них встречаются также и урано-молибденовые минералы.
Вульфенитовая формация
представлена вкрапленностью вульфенита в зоне окисления свинцовых месторождений.
Угольная и углисто-кремнистая формации
, как источник получения молибдена, в настоящее время не имеют промышленного значения из-за небольшого содержания молибдена и трудности получения из таких руд молибденовых концентратов, В этих рудах молибденит обычно не образует самостоятельных минералов, а сорбирован в углистом и реже в глинистом веществе.
Из приведенных рудных формаций, образующих молибденовые месторождения, промышленное значение в настоящее время имеют только кварц-молибденит-серицитовая, кварц-молибденит-халькопирит-серицитовая и молибденит-шеелитовая скарновая. Все остальные в сумме дают не более 2—3% мировой добычи молибдена (главным образом кварц-вольфрамитовая и кварц-молибденитовая формации).
Молибденовые месторождения промышленного значения разделяют на следующие промышленные типы (по форме и размерам) и группы (по вещественному составу).
1. Молибденовые жильные месторождения
практически содержат только молибден и представлены обычно параллельными кварц-молибденитовыми жилами мощностью 0,3—0,5 м, редко 1,2 м; простирание их изменяется от нескольких десятков до нескольких сот метров. Промышленное оруденение па глубину распространяется на 300—400 м, хотя в некоторых месторождениях оно значительно меньше.
В монометаллических жильных .месторождениях руды, как правило, более богаты по сравнению с рудами месторождений других типов. Ho в связи с незначительной мощностью жил при разработке жильная масса сильно разубоживается и содержание молибдена в руде, поступающей на обогатительную фабрику, значительно снижается.
2. Вольфрамовые жильные месторождения
часто содержат молибден, но обычно в очень небольшом количестве. Промышленное значение этих месторождений определяется в основном ценностью вольфрама.
3. Штокверковые молибденовые месторождения
преобладают в разведанных запасах и играют все возрастающую роль в мировой добыче молибдена. Содержание молибдена в штокверковых месторождениях значительно ниже, чем в жильных, по запасы их больше.
Предприятия, эксплуатирующие, штокверковые месторождения, могут работать рентабельно только при очень больших масштабах производства. Крупнейшие, по запасам месторождения дают суточную добычу до 30 тыс. т (например, рудник «Клаймакс» в штате Колорадо, США) и даже до 90 тыс. г руды (рудник «Бингем» в штате Юта, США).
4. Скарновые рудные залежи
по форме и размерам рудных тел могут приближаться либо к крупным штокверковым месторождениям, либо к небольшим и средним месторождениям жильного типа. Ho по вещественному составу руд они сильно отличаются от жильных и штокверковых месторождений и поэтому выделяются в отдельный тип.
В CША основные молибденовые и медно-молибденовые месторождения расположены в юго-западных штатах: Колорадо, Юта, Аризона и Нью-Мексико. Эта крупнейшая в мире молибденовая и медно-молибденовая провинция приурочена к области молодой альпийской складчатости. В пределах Скалистых гор (штат Колорадо) расположено наиболее крупное молибденовое месторождение Клаймакс, а к югу от него в штате Нью-Мексико — месторождение Квеста. На северо-западе, к югу от Большого Соленого озера, находится крупное медно-молибденовое месторождение Бингем (штат Юта), а также Тинтик и Голд Хилл. Третий обширный район охватывает южные части штатов Аризона и Нью-Мексико и северную часть Мексики с крупными и медно-молибденовыми месторождениями (Майами, Бисби, Кананеа и др.).
Месторождение Квеста является одним из наиболее богатых жильных месторождений кварц-молибденпт-серицитовой формации. Кварц-молибденитовые жилы мощностью 0,1—0,2 Mt редко до 1—2 м, залегают в пределах рудной зоны, прослеженной по простиранию на 700 м при ширине в 100 м.
Медно-молибденовые месторождения США по запасам и по их роли в добыче молибдена стоят на втором месте после Клаймакса. Они расположены в штатах Юта, Аризона, Невада и Нью-Мексико. Эти месторождения являются типичными представителями молибденито-халькопиритовой рудной формации.
Медно-молибденовые месторождения Мексики находятся на севере страны в той же рудной провинции, что и медно-молибденовые месторождения США. Наиболее интересным из них является месторождение Кананеа в штате Сонора.
В Чили в пределах полосы альпийской складчатости тихоокеанского кольца известно три крупных медных месторождения, содержащих молибденит Чукикамата. Браден, Потрерильос. По запасам и добыче молибдена медно-молибденовые месторождения Чили стоят на втором месте после молибденовых и медно-молибденовых месторождений США. В Канаде большинство молибденовых месторождений представлено небольшими рудными телами скарнового типа и пегматитами.
Добыча молибдена в Канаде базируется в основном на наиболее крупном молибденовом месторождении Канады — Ля-Корп. Это месторождение расположено в Квебеке и представлено серией кварцевых жил в граните близ его контакта с биотитовыми сланцами. Рудные тела прослежены по простиранию на 300 м. Среднее содержание молибдена 0,24% с попутным содержанием висмута.
Молибденовые месторождения Австралии были первенцами мировой молибденовой горнодобывающей промышленности, за период 1900—1910 гг. количество добытого молибдена составило 60% мирового производства. С 1950 по 1955 гг. в Австралии добыто только 0,3% суммарной мировой добычи молибдена в капиталистических странах. Основная часть молибденовых месторождений Австралии находится на восточном побережье материка в пределах Нового Южного Уэльса и Квинсленда. Запасы руд в отдельных месторождениях и суммарные запасы по многочисленным месторождениям Австралии невелики.
В Норвегии наиболее значительные молибденовые месторождения расположены в южной части полуострова. Среди них месторождение Кнабен является наиболее крупным. Основное рудное тело представлено ветвящейся жилой в минерализованной зоне в граните. Суммарная мощность рудной зоны определяется в 9 м при среднем содержании молибдена в ней 0,2—0,3%. Месторождение Квина расположено в 1,5 км от Киабена и представлено пологопадающей кварцевой жилой в граните на контакте с брекчированной кварц-пегматоидной породой. Среднее содержание молибдена в рудной массе 0,15—0,20%. В районе Кнабен, а также в районе Мои, находящемся в 50 км к юго-западу от Кнабена, и в районе Телемаркен находится еще несколько аналогичных, но меньшего размера месторождений молибдена.
Процессы получения молибдена
Флотация
Флотация (фактически – плавание на поверхности жидкости частиц, предварительно обработанных маслами и воздухом) является основным методом обогащения молибденовых руд.
Молибденит – основной минерал для получения молибдена, ведь именно он обеспечивает 99% потребности индустрии в этом металле, хорошо подвергается флотации. Дело в том, что в процессе измельчения молибденита раскрываются поверхности, обладающие сильными гидрофобными (не смачиваемыми водой) свойствами.
Используя для пенообразования сосновое масло, а в качестве коллекторов – масла тяжёлых нефтяных фракций, добиваются получения 90% концентрата. Процесс происходит поэтапно:
- В начале – флотируются сульфиды.
- Затем – молибденит с подавлением железа и сульфидов меди под воздействием соединений натрия в щелочной среде.
Неоднократность повторений даёт возможность достигнуть высокого уровня концентрации молибдена.
Обжиг
В основе получения трёхокиси молибдена, применяемой для легирования сталей, выплавки ферромолибдена, получения молибденовых солей высокой степени чистоты, и являющейся сырьём на пути: трёхокись или ангидрид – порошок – компактный ковкий металл, лежит процесс окислительного обжига.
Концентраторы загружают в печь и подвергают нагреву при температуре 600-6500C, не допуская при этом перегрева и плавления. Результатом процесса выступают полезные молибдаты, а также окислы и сульфаты посторонних примесей. Для обжига используются многоподовые печи с перемешиванием, муфельные, камерные печи с ручным перегребанием огарка, вращающиеся трубчатые агрегаты или печи с кипящим слоем.
Обработка давлением
Полученные слитки молибдена в целях изготовления нужных форм, проходят горячую обработку давлением. Для этого, чтобы изменить внутреннюю структуру отливки, рекомендуется предварительно подвергнуть её прессованию. В этом направлении существует немало перспективных разработок. В частности, одна из них предусматривает обдув воздухом и звуковое воздействие частотами 140-160дБ, на протяжении 10-20 минут. Это значительно сокращает процесс обработки и обеспечивает необходимый уровень механических характеристик.
Руды, минералы и концентраты молибдена
Содержание молибдена в земной коре составляет 3 ∙ 10-4%. Известны минералы молибдена: молибденит МоS2, повеллит СаМоO4,вульфенит PbМоO4, молибдит (ферромолибдит) Fе2(МоO4)3 ∙ nН2O(n = 7-8), молибдешеелит Са(W, Мо)O4, линдгренит Сu3(МоO4)2(ОН)2, кехлинит Вi2(МоO4)O2, уранолибдат UO2· UO3 · 2MoO3, ильземаннит Мо3SO3 ·nН2O. Промышленное значение имеют первые четыре минерала. MoS2 — наиболее распространенный из них, который является основным молибденсодержащим минералом в концентратах, используемых для получения сплавов молибдена.Молибденит MoS2 залегает в кварцевых жилах, часто совместно с шеелитом (CaWO4), вольфрамитом (Fe, Mn)O4, касситеритом SnО2, халькопиритом CuFeS2 и другими минералами, например, мышьяка и висмута.Руды делятся на простые кварцево- молибденитовые, медно-молибденитовые и молибдено-вольфрамовые. Простые кварцево-молибденитовые руды содержат от нескольких десятых до 1% Mo. Содержание других сульфидов, кроме MoS2, незначительное. Медно-молибденовые руды связаны со вторичными кварцитами. Концентрация молибдена в этих рудах составляет несколько сотых, а иногда и тысячных долей процента [13]. К таким рудам относятся руды крупныхмедных месторождений, таких, как Коунрадское и Бощекульское (Казахстан), Алмалыкское (Узбекистан) и Каржарахское (Закавказье), являющихся важным источником для получения молибденовых концентратов. Медно-молибденовые руды содержат~0,7% Cu и 0,01% Mo. Применяя многостадийную технологию обогащения на первой стадии выделяют коллективный концентрат, содержащий 25-30%Cuи 0,3- 0,5% Mo, а из него получают медный (14% Cu, 23% SiO2, 20% Fe) и молибденовый концентраты. Важным источником получения меди и молибдена является медно- молибденовая руда месторождения «Эрдэнэт» (МНР), где сооружен рудник на средства стран бывшего СЭВ.
Скарновые (поликристаллические, образовавшиеся в результате замещения одних минералов другими) молибдено — вольфрамовые руды имеют в составе молибденит совместно с шеелитом (CaSO4), пиритом (FeS2) и халькопиритом, содержание которых обычно незначительное. К такому типу руд относятся руды Тырны-Аузcкого месторождения молибдена — вольфрамовых руд на Северном Кавказе. Молибденовые руды подвергают обогащению в основном флотацией. Молибденит обладает хорошей смачиваемостью углеводородами, и поэтому эффективными собирателями при флотации молибдена являются обычно керосин, трансформаторное, веретенное и другие нейтральные масла. Так, при обогащении молибденовольфрамовых руд Тырны — Аузского месторождения первоначально флотацией выделяют молибденит. Определенная часть повеллита (СаМоО4,) изоморфно связана с шеелитом (СаO4), и молибденовые концентраты содержат некоторое количество вольфрама [14].
Для производства ферромолибдена и лигатур применяют молибденовые концентраты, в которых молибден связан в молибденит МoS2 (таблица 1.1) и которые подвергаются предварительно окислительному обжигу с целью удаления серы.
Таблица 1.1 — Химический состав молибденовых концентратов по ГОСТ 212 — 76, %
Марка | Mo, % (не менне) | SiO2 | As | Sn | P | Cu | Na2O | WO3 | Sb |
КМГ — В КМГ — 1 КМФ — 2 КМФ — 0 КМФ — 1 КМФ — 2 КМФ — 3 КМФ — 4 | 58,0 56,0 54,0 52,0 51,0 48,0 47,0 45,0 | 0,3 0,4 0,7 4,0 5,0 7,0 9,0 12,0 | 0,04 0,04 0,07 0,03 0,04 0,06 0,07 0,07 | 0,01 0,01 0,01 0,02 0,03 0,05 0,07 0,07 | 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05 | 0,01 0,01 0,02 0,4 0,4 0,8 1,5 2,5 | 0,8 0,8 1,0 — — — — — | 2,0 4,5 5,0 — — — — — | 0,01 0,01 0,01 — — — — — |
Окислительный обжиг сульфидных молибденовых концентратов
В отличие от руд и концентратов, используемых в производстве большинства ферросплавов, молибденсодержащие концентраты содержат до 35%S, представленной в основном MоS2, сульфидами меди, железа и других элементов. Поэтому концентрат подвергают окислительному обжигу для перевода молибдена в кислородные соединения MoO2 и MoО3. Окисление серы сульфидных минералов происходит кислородом воздуха с образованием MoO3 по реакции:
MoS2 + 7/2O2 = MoO3 + 2SO2; G = -1123670 — 340,2Т
с последующим взаимодействием МоO3 с сульфидом молибдена
MoS2 +6MoO2 = 7MoO2 + 2SO2; G= 185580 + 204,3Т
Поскольку реакция окисления МоS2 до МоO3 экзотермична и сопровождается выделением большого количества тепла, внешний обогрев необходим только в конце процесса обжига, когда количество сульфида молибдена в продукте обжига становится невелико. Одновременно с этим протекают также процессы окисления сульфидов других металлов (FeS2, Cu2S,ZnS, NiS и другие.), присутствующие в качестве примесей в товарных молибденовых концентратах [15].Обжиг ведут в окислительной атмосфере в вертикальных восьмиподовых печах (рисунок 1.1) диаметром 6,8м при максимальной температуре на четвертом и пятом подах 680 — 750°С. Более высокие температуры могут привести к большим потерям молибдена в результате испарения МоO3. Суммарное давление парогазовых компонентов МonO3n(n = 3,4,5) достигает 100кПа при 1000°С. Остаточное содержание серы в концентрате не должно превышать 0,05 — 0,15%. Обожженный концентрат имеет сложный минералогический состав в результате образования промежуточных продуктов молибдена CaMoO4 и FeMoO4. Взаимодействие их с частично образующимся SO3 приводит к получению легкоплавких сернокислых солей Fe2(SO4)3, CuSO4и другие вследствие чего концентрат может оплавляться и комковаться. Наличие Na2O и K2O в концентратах может привести к образованию комплексов типа Na2O — х
MoO3 и К2О ∙
х
МоO3. Хотя с повышением концентрации оксидов щелочных металлов скорость испарения МоO3 резко уменьшается, однако вследствие низкой температуры плавления увеличивается вероятность окомкования концентрата. Производительность одной обжиговой печи составляет 950кг/ч обожженного концентрата. Согласно ТУ 14 — 5 — 88 — 77 концентрат молибденовый обожженный (КМО) должен иметь химический состав, приведенный в таблице 1.2.Кроме указанных в таблице 1.2 концентрат содержит: 14- 16% СаO, 2,5 — 3,2%FeO, 1,2 — 1,4%MgO, 0,6-0,8%Al2O3, 0,10 — 0,25% P, 0,5 — 0,15% W, а также небольшое (≤ 0,005% каждого) количество цветных металлов (Sb, Bi, Zn, Cd). Часть молибдена (< 10%) в обожженном концентрате представлена MoO2, а остальное -MoO3.
Таблица 1.2 — Химический состав, %, обожженного молибденового концентрата
Марка | Mo, % (не менее) | Р | S | As | Cu | SiO2 | Sn | C |
КМО-1 КМО-2 КМО-3 | 55 53 50 | 0,03 0,05 0,08 | 0,15 0,18 0,20 | 0,05 0,06 0,07 | 0,60 1,00 1,50 | 5,00 7,00 9,00 | 0,03 0,05 0,07 | 0,20 0,50 1,00 |
Рисунок 1.1 — Вертикальная многоподовая печь для обжига молибденита: 1 — кожух печи; 2 — вертикальный вращаящийся вал; 3 — коническая пара; 4 — гребни; 5 — лопатки
Процессы переработки
Необходимо отметить, что отнюдь не все молибденсодержащие материалы хорошо обогащаются методами флотации. К ним относятся: окисленные руды, а также кеки, хвосты – всевозможные отходы, получаемые в процессе переработки руды и концентраторов.
Основным методом переработки в таких случаях становится:
- обжиг методом селикотермии с последующим восстановлением алютермией и углеродом;
- обжиг с выщелачиванием растворителями;
- обжиг с подшихтовкой на основе извести или окалины железа;
- обжиг с возгонкой;
- спекание с содой для последующего выщелачивания водой;
- прямое хлорирование или хлоридовозгонка;
- гидрометаллургические способы с использованием кислорода, гидрохлоридов щелочных соединений металлов, азотной кислоты (процесс осуществляется в автоклаве).
К примеру, обжиг с возгонкой представляет собой следующий двухэтапный технологический процесс:
- Первый этап включает в себя нагрев до температуры 500-6000C, продолжающийся 1-2 часа.
- Второй длится от 2 до 4 часов при температуре 1000-11000C.
При этом в печь подаётся воздух, а возгоны – улавливаются.
Продукт переработки
Благодаря своим уникальным свойствам, прежде всего – жаропрочности и химической стойкости, молибден находит широкое применение в целом ряде отраслей экономики.
Легированные стали
Металл существенно улучшает свойства сталей при проведении процесса легирования. При его добавлении существенно повышается их прокаливаемость, прочность, вязкость, коррозионная стойкость. Понятно, что столь качественные материалы пользуются значительным спросом в изготовлении ответственных узлов, деталей и конструкций.
Молибденовые стали можно найти в высоконагруженных изделиях кинематических пар; прессах, штампах, быстрорежущих инструментах; в энергетическом оборудовании, испытывающем высокотемпературные нагрузки, в сильно нагруженных конструкциях.
Интереснейший исторический факт: холодное оружие, которым пользовались наши предки, содержало в своём составе молибден. Именно благодаря ему, приобреталась прочность, гибкость и долговечность этих изделий прошлого.
Красители
Красители, изготовленные с использованием молибдена, находят применение в текстильной отрасли, керамическом производстве, при изготовлении пластмасс, полимерных материалов, в процессе покраски кож и ряда других материалов.
Микроудобрения
Воздействие молибдена на почву и растительный мир проявляется в стимулировании азотного обмена, участии в процессе биосинтеза белков и нуклеиновых кислот, повышении уровня витаминов и насыщении зелёного покрова хлорофиллом. Перед посевом порошком молибдена посыпают семена, для повышения урожайности в жидком виде вносят в почву молибденово-кислый аммоний, натрийаммонийныймолибдат и молибденовый суперфосфат.
Электрические лампы
Этот металл можно найти даже внутри электрических ламп накаливания. Место, где требуются материалы высокой степени жаропрочности и при этом не меняющие своих геометрических размеров при нагревании.
Месторождения в России и мире
Российская Федерация обладает значительной сырьевой базой молибденовых руд. Абсолютное большинство этих запасов сосредоточено в Карело-Кольской, Северо-Кавказской, Алтае-Саянской, Западно- и Восточно-Забайкальских провинциях. Также имеются залежи на территории Якутии и Чукотки.
Крупнейшими российскими месторождениями молибдена являются:
- Агаскрырское и Сорское в республике Хакасия.
- Бугдаинское и Жирекенское в Забайкальском крае.
- Мало-Ойногорское и Орекитканское в республике Бурятия.
- Тырныаузское в Кабардино-Балкарской республике.
Богаты молибденовыми рудами и другие государства. Так, список коренных уникальных и очень крупных месторождений по странам мира включает в себя:
- Гендерсон и Клаймакс в США.
- Коктенкольское в Казахстане.
- Чукикамата на территории Чили.
- Эрдэнэтийн-Обо в Монголии.
Мировые запасы
Общемировые выявленные молибденовые ресурсы, присутствующие в недрах 35 стран оцениваются в 11,54 млн. тонн (прогнозные – 22,62 млн. тонн). Наибольшими подтверждёнными запасами, по данным Геологической службы США, располагают:
- Китай – 3 млн. тонн.
- США – 2,7 млн. тонн.
- Чили – 1,905 млн. тонн.
- Канада – 0,95 млн. тонн.
- Перу – 0,85 млн. тонн.
- Армения – 0,635 млн. тонн.
- Аргентина – 0,372 млн. тонн.
- Монголия – 0,294 млн. тонн.
- Колумбия – 0,277 млн. тонн.
- Россия – 0,24 млн. тонн.
- Панама – 0,227 млн. тонн.
- Узбекистан – 0,203 млн. тонн.
- Мексика – 0,135 млн. тонн.
- Казахстан – 0,13 млн. тонн.
- Иран – 0,12 млн. тонн.
- Киргизия – 0,1 млн. тонн.
- Папуа-Новая Гвинея – 0,099 млн. тонн.
МОЛИБДЕ́НОВЫЕ РУ́ДЫ
МОЛИБДЕ́НОВЫЕ РУ́ДЫ, природные минер. образования, содержащие молибден в количествах, при которых технически возможно и экономически целесообразно его извлечение совр. методами производства. Известно ок. 20 молибденовых минералов, но гл. пром. значение имеет молибденит $\ce{MoS_2}$ ($\ce{Mo}$ 60%), из концентратов которого извлекают св. 95% молибдена, добываемого в мире. Второстепенную роль играет молибдошеелит $\ce{Ca(Mo,W)O_4}$ (0,5–15%), незначительную – повеллит $\ce{Ca(MoO_4)}$ (48%), ферримолибдит $\ce{Fe_2(MoO_4)_3·8H_2O}$ (60%) и вульфенит $\ce{Pb(MoO_4)}$ (46%), распространённые в зоне окисления. B M. p. в разл. соотношениях c молибденом находятся $\ce{Cu, W, S,}$ в меньшей степени $\ce{Bi, Be, Ag, Au}$; кроме того, в молибдените постоянно присутствует $\ce{Re}$ (от десятков до сотен г/т).
По химич. и минер. составу выделяют гл. обр. собственно молибденовые (молибденитовые), медно-молибденовые (халькопирит-молибденитовые) и молибден-вольфрамовые (вольфрамит-молибденитовые и молибденит-шеелитовые) руды. Богатые М. р. содержат св. 0,5% Mo, рядовые – 0,2–0,5%, бедные – 0,1–0,2%, убогие (в комплексных рудах) – 0,02–0,1%. М. р. нередко в пром. количествах содержат золото, серебро, рений, висмут, селен, теллур, свинец, цинк. Окисленные руды, содержащие повеллит и ферримолибдит, имеют небольшое пром. значение.
M. p. образуются в эндогенных и экзогенных условиях. Руды эндогенного происхождения принадлежат скарновым, грейзеновым и др. гидротермальным генетич. группам месторождений и связаны c интрузивными породами: медно-молибденовыe – c монцонитами, диоритами, гранодиоритами, граносиенитами; молибденовыe – c амфибол-биотитовыми гранитами, гранодиоритами, граносиенитами; вольфрам-молибденовыe – c лейкократовыми и субщелочными гранитами. По запасам молибдена коренные месторождения разделяют на уникальные и очень крупные (Клаймакс, Гендерсон, США; Коктенкольское, Казахстан; Чукикамата, Чили; Эрдэнэтийн-Обо, Монголия), содержащие св. 500 тыс. т, крупные – 500–100, средние – 100–25 и мелкие – менее 25 тыс. т. Ср. содержание Mo в рудах крупных месторождений 0,06–0,25%, мелких 0,3–1%. B качестве попутного компонента Mo извлекается из руд некоторых пегматитовых, карбонатитовых, альбититовых, колчеданных месторождений, при содержании не менее 0,005%. M. p. экзогенного происхождения известны в углях, углисто-глинисто-кремнистых сланцах, a также в твёрдых нефтебитумах, где Mo тесно связан c органич. веществом. Содержание Mo в таких рудах – тысячные и сотые (иногда десятые) доли процента. Убогое содержание и трудность извлечения металла препятствуют пром. освоению этих достаточно широко распространённых месторождений. Однако при благоприятном комплексе попутных компонентов (обычно уран, ванадий, РЗЭ, германий, рений, селен и др.) они разрабатываются (в России являются резервом сырьевой базы молибдена).
При характеристике геолого-пром. типов месторождений, помимо минер. состава руд, важная роль отводится структурно-морфологич. особенностям оруденения. Для месторождений эндогенных М. р. всех типов характерны штокверковые, жильные и брекчиевые рудные тела. B экзогенных месторождениях рудные тела имеют форму пластов, залегание которых в разной мере осложнено тектонич. нарушениями. К осн. геолого-пром. типам месторождений М. р. относят: плутоногенные гидротермальные (штокверковые – молибден-порфировые и медно-молибден-порфировые), скарновые, грейзеновые грейзеново-штокверковые, грейзеново-жильные и кварцево-жильные (0,7%).
Основу минерально-сырьевой базы М. р. составляют плутоногенные гидротермальные месторождения. Среди них выделяют два гл. типа, в которых заключено 96,4% мировых запасов молибдена: штокверковые медно-молибден-порфировые (св. 70%) и штокверковые молибден-порфировые месторождения (св. 20% запасов). При относительно невысоких содержаниях металла в рудах (в собственно молибденовых 0,005–0,5, в медно-молибденовых 0,005–0,05%) месторождения этих типов нередко характеризуются крупными и уникальными запасами. Напр., в двух медно-молибденовых месторождениях Чили (Чукикамата и Эль-Теньенте) сосредоточено св. 12% мировых запасов молибдена, а в двух молибден-порфировых месторождениях США (Клаймакс и Гендерсон) – 13%. Молибден-порфировые месторождения известны: в России – в Забайкалье (Жирекенское, Бугдаинское); Канаде (Эндако) и др.; медно-молибден-порфировые: в России (Сорское), Армении (Каджаран, Агарак и др.), Чили и др.
На долю скарновых месторождений приходится 2,9% мировых запасов (для России значимость месторождений этого типа значительно выше – 10% запасов и 20% добычи). Этот геолого-пром. тип объединяет комплексные месторождения с молибден-вольфрамовыми, реже молибден-медными рудами. Содержание молибдена в скарновых рудах 0,2–0,5%, содержание WO3 достигает 0,5%. Среди наиболее известных скарновых месторождений М. р.: в России – Тырныаузское (Кабардино-Балкария), Киялых-Узеньское (Хакасия); в Узбекистане (Койташское, Лянгарское), Таджикистане (Чорух-Дайронское), Казахстане (Каратас-I и Каратас-IV), Китае (Янцзячжанцзы), США (Пайн-Крик), Турции (Тахталыдаг).
Грейзеновые месторождения (грейзеново-штокверковый, грейзеново-жильный и кварцево-жильный типы) имеют небольшое пром. значение (0,7% мировых запасов), широко распространены, но запасы небольшие. В осн. это комплексные вольфрам-молибденовые месторождения, а также вольфрам-оловянные с молибденом, висмутом и редкими металлами. Содержание в рудах $\ce{Mo}$ 0,03–0,3, $\ce{WO_3}$ до 2%. Распространены во многих странах: России (Булуктайское, Шахтаминское – в Забайкалье), Казахстане (Акчатауское, Караобинское), Монголии (Югодзырь), Китае (Сихуашань), Чехии и Германии (Циновец) и др.
Мировые запасы молибдена по 29 странам составляют (в тыс. т; 2006): общие 22618, подтверждённые 11539. Наиболее крупными общими запасами обладают: Китай (8100), США (5400), Чили (2500), Перу (1100), Канада (910), Армения (711), Монголия (616), Аргентина (405), Панама (384), Иран (375), Россия (360), Колумбия (303), Узбекистан (240), Мексика (230), Казахстан (200), Киргизия (180), Папуа – Новая Гвинея (109), Гренландия (101), Филиппины (100), Пакистан (78), Турция (72), Эквадор (66), Республика Корея (30). Наиболее крупные подтверждённые запасы: в Китае (3000), США (2700), Чили (1905), Канаде (950), Перу (850), Армении (635), Аргентине (372), Монголии (294), Колумбии (277), России (240), Панаме (227), Узбекистане (203), Мексике (135), Казахстане (130), Иране (120), Киргизии (100), Папуа – Новой Гвинее (99).
Мировое произ-во молибдена в концентратах 187,99 тыс. т (2006), крупнейшие производители (тыс. т): США (59,8), Китай (43,94), Чили (43,28), Перу (17,21), Канада (7,84), Армения (4,09), Россия (3,91), Мексика (2,52), Иран (2,5). Осн. экспортёры М. р. и концентратов (тыс. т): США (67,6), Китай (28,42), Нидерланды (27,26), Бельгия и Люксембург (24,32), Канада (22,64).