ВАНАДИЙ
Главной областью применения ванадия является черная металлургия (90%), где он используется для легирования чугуна и стали. Существенное применение имеет ванадий в производстве сплавов, изготовляемых на основе титана, кремния, кобальта, алюминия и железа. В небольшом количестве ванадий используется для окрашивания стекол и керамических изделий, в кинематографии для изготовления цветных пленок, а также для производства литографических красок. Ванадий применяется в изготовлении катализаторов.
В структуре месторождений минерального сырья Кемеровской области, месторождений ванадия нет. Промышленную значимость как попутный компонент комплексных руд имеют концентрацию V2O5 в составе ильменитовых и титаномагнетитовых руд Патынского и Куль-Тайгинского месторождений.
(2 слайд)
Патынский массив представляет собой хорошо дифференцированный лополит(Лополит - крупное линзовидное интрузивное тело, вогнутое в центральной части наподобие блюдца или чаши.Cогласная, межпластовая интрузия блюдцеобразной формы, залегающий в синклиналях и мульдах. Размеры лополитов в диаметре могут достигать десятков километров, а мощность - многих сотен метров. Как правило, лополиты развиты в платформенных структурах, сложены породами основного состава и формируются в условиях тектонического растяжения и опускания), состоящий из ряда горизонтов различных по составу габбро, полого падающих по направлению к его центру. Рудами являются обогащенные титаномагнетитом, ильменитом и апатитом, ванадийсодержащие, габбро. В массиве установлены три пологопадающих (15-20º) рудных зон. Средняя зона сложена апатит-титаномагнетитовыми рудами, нижняя – апатитовыми (60%) и апатит-титаномагнетитовыми рудами. Наиболее интересна средняя зона мощностью 110 и протяженность по простиранию 4 км с прогнозными ресурсами 2,5 млрд т по категории Р1. В рудах средней зоны содержится Feвал14%, TiO2 5,1%, V2O5 0,05%, P2O5 2,3%. По данным обогащения малообъемных технологических проб из руд средней зоны возможно извлечение 500 млн т титаномагнетитового концентрата, содержащего около 1,2 млн т V2O5.
Куль-Тайгинское месторождение размещается в одноименном габбровом массиве в 18 км юго-восточнее Патынского массива. В отличие от Патынского Куль-Тайгинский массив характеризуется слабой дифференциацией, представлен четырьмя горизонтами, из которых третий снизу является рудным. Мощность рудного горизонта 100-600 м, горизонт характеризуется равномерной вкрапленностью ильменита и титаномагнетита в количестве 30% с содержание Feвал 5-25%, TiO2(оксид титана)1-10%, при средних значениях 13 и 4%, соответственно, V2O5(оксид ванадия)0,1-0,15%, P2O5(оксид фосфора) до 1,5%.
В отличие от Патынских руд из руд Куль-Тайгинского месторождения удается получить титаномагнетитовый и ильменитовый концентраты. (3 слайд) Так из руд с содержанием Feвал 15,7%, TiO25,8%, V2O50,03% получены титаномагнетитовый и ильменитовый концентраты, содержащие, соответственно, Fe 48,5 и 31,5%, TiO219 и 40,5%, V2O50,21 и 0,02%. Полученные концентраты пригодны для получения по обычным технологиям двуокиси титана, выплавки ванадистого чугунаивысокотитанистых шлаков.
Запасы руд Куль-Тайгинского месторождения оцениваются в 3,5 млрд т по категории P1. При более высоком содержании V2O5(в 2-3 раза), чем в Патынских рудах, в промпродуктах обогащения руд масса V2O5составит около 3,4 млн т.
Годовая потребность промышленности России равна 40-45 тыс.тпятиоксида ванадия.
В Горношорском рудном районе при проведении геолого-съемочных работ (П.Е. Танский и другие, 1979) неподалеку от Патынского массива (в 5 км к востоку) выявлен крупный габбровый массив Хок-Булак, содержащий аналогичную Патынскому титанмагнетит-ильменитовую минерализацию, прогнозные ресурсы которой оценены в 1,5 млрд т по категории P2.
БОР (борсодержащая минерализация)
Общие сведения
В составе месторождений области борсодержащие минералы встречаются достаточно редко и выявлены только в участках магнезиального и известкового скарнирования в связи магнетитовыми железными рудами. Отмеченные случаи высокого содержания в них B2O3обосновывают необходимость аналитической оценки встречаемости минералов бора, как потенциального минерального сырья. (слайд 2)
Элементарный бор в природе не встречается. Он входит во многие соединения и достаточно широко распространен в виде боратов, боросиликатов, а также в виде изоморфной примеси. Бор чрезвычайно твердое вещество (уступает только алмазу). В природе находится в виде двух изотопов 10В (10%) и 11В (80%). Изотоп 10В имеет очень высокое сечение поглощения тепловых нейтронов. По многим физическим и химическим свойствам неметалл бор напоминает кремний.
В технике бор используется достаточно широко элементарном виде и в виде соединений. Элементарный бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композитных материалов. Бор применяется в металлургии в качестве легирующей добавки, в медицине при лечении злокачественных опухолей.
Бороводороды (бораны) являются чрезвычайно эффективными ракетными топливами. Борная кислота широко применяется в атомной энергетике в качестве поглотителя нейтронов в ядерных реакторах.
Проявления борсодержащей минерализации Кемеровской области
ГОРНАЯ ШОРИЯ
В скарновых железных рудах Горной Шории борсодержащая минерализация встречена в составе следующих минералов: ашаритMgHBO3, людвигит (Mg, Fe)2Fe[BO3]O2, и аксинитCa2 (Mg, Fe)Al2Si4O15[OH] (рис. 1.3.1, 1.3.2).