1. черные: железо и его сплавы, марганец, хром

2. Цветные:

1) основные тяжелые: медь, свинец, никель, цинк, олово

2) малые тяжелые: висмут, мышьяк, сурьма, ртуть, кадмий, кобальт

3) легкие: алюминий, магний, титан, натрий, калий, барий, кальций, стронций

4) благородные: золото, серебро, платина, платиноиды

5) Редкие:

а) тугоплавкие: вольфрам, молибден, тантал, ванадий, ниобий, цирконий

б) легкие: литий, бериллий, рубидий, цезий

в) рассеянные: галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений, селен, теллур

г) редкоземельные: скандий, иттрий, лантан, лантаноиды

д) радиоактивные: радий, уран, торий, актиний, трансураны

Из цветных металлов основные тяжелые металлы получили название из-за больших масштабов производства и потребления. Малые тяжелые металлы являются природными спутниками основных тяжелых металлов, их получают попутно и в меньших количествах. Сырье в производстве металлов – металлические руды. За исключением небольшого числа (платина, золото, серебро, иногда ртуть и медь) металлы находятся в природе в виде химических соединений, входящих в состав металлических руд. Металлической рудой называется горная порода, содержащая в своем составе один или несколько металлов в таких соединениях, количествах и концентрациях, при которых возможно и целесообразно их извлечение при современном уровне обогатительной и металлургической техники. Металлические руды классифицируются по следующим признакам:

1. По качеству и количеству металла делятся на промышленные и непромышленные. К промышленным относят те руды, в которых содержание металла превышает его рентабельный минимум, то есть минимальное содержание основного металла, которое определяет возможность и целесообразность металлургической переработки данной руды.

2. По числу содержащихся в руде металлов выделяют монометаллические (простые) и полиметаллические (комплексные) руды. К полиметаллическим относится большинство руд цветных металлов, содержащих до 10-15 различных металлов. Полиметалличность большинства руд делает необходимым их комплексное использование.

3. По содержанию металла руды подразделяют на богатые, средние и бедные.

4. По форме нахождения металла руды делятся на:

• самородные, содержащие металлы в свободном состоянии;

• окисленные, в которых металлы присутствуют в форме различных кислородных соединений (оксидов, гидрооксидов, солей многоосновных кислородных кислот);

• сульфидные, содержащие сульфиды и полисульфиды металлов;

• галогенидные, в которых содержатся соли галогенводородных кислот.

Основную массу извлекают из руд, содержащихся в земной коре. Потенциальным источником металлов можно считать воды Мирового океана, содержащие до 3,5% растворимых солей, а также залежи металлсодержащих конкреций на дне океана (Соколов Р.С...., 2000).

Железные руды. Мировая добыча 1485 млн.т., предполагается, что она будет повышаться. Железо самый распространенный металл после Аl. Но крупные месторождения встречаются редко. На п-ве Лабрадор, около озера Верхнего (США и Канада), Бразилии, Западной Австралии, Индии, Российская Федерация – КМА. Железные руды добываются во многих странах, но основных добывающих стран 7: Россия, Китай, Бразилия, Австралия, Индия, США, Канада. Доля потребления железа среди других металлов составляет 95%. Для производства 1 т чугуна из руды, содержащей 60% железа, требуется приблизительно 250 кг известняка в качестве флюса и 1 т коксующегося угля. Основные продукты черной металлургии – стали (менее 2,14% углерода) и чугуны (более 2,14% углерода).

Балансовые запасы железной руды в России оцениваются в 56 млрд.т. Россия, Украина, Бразилия, Китай и Канада – крупные продуценты черных металлов полностью обеспечены железной рудой. В большей части руд железа содержится 30-35%. Основными месторождениями железных руд на территории России являются КМА, Качканарская группа месторождений (Свердловская область), Орско-Халиловская группа месторождений на юге Урале, Магнитогорское – исчерпано, месторождения Горной Шории и Абаканское в Западной Сибири, Ангаро-Питское и Нижнетуруханское в Восточной Сибири, Оленегорское месторождение в Мурманской области и Костомукшское в Карелии.

Мn широко используется для производства стали (90%), повышает механическую прочность, твердость, ковкость, вязкость стали, сопротивляемость изнашиванию. Сталь с высоким содержанием углерода и Мn немагнитна (для железнодорожных рельс, вагонов, военной техники). Крупные месторождения марганца находятся в ЮАР, на Украине, в Габоне, Австралии, Бразилии. В Российской Федерации марганец добывают на юге Сибири и на Среднем Урале. Потребности Росси в марганце выше добычи. Огромные запасы марганцевых руд содержатся в железо-марганцевых конкрециях, устилающих дно океана (с содержанием 10-12% Fe, 25-30% Мn). Масса железо-марганцевых конкреций превышает 2,5* 10¹² т. Это в 100 раз больше общих запасов Мn на суше. Опытная разработка железо-марганцевых конкреций ведется на дне Тихого океана компаниями США, Германии, Японии. Они разрабатываются не ради марганца, а ради примесей меди, никеля, кобальта и других металлов, содержание которых составляет около 1%.

Сr относится к редким металлам, образующим оксиды. Сr тугоплавкий металл, его теплота плавления составляет 1877⁰С. Сr является важнейшим легирующим элементом при производстве разных сортов стали. При этом используется половина добытых хромовых руд. В химической промышленности Сr применяется в виде хромита (Fe, Mg) Cr₂O₄ для производства огнеупорного кирпича. Хромовые кварцы используются для дубления кожи. Хромит содержится в веществе верхней мантии. Большая часть хромовых руд размещена в ЮАР (доля в мире – 73 %), в Казахстане (13 %) и в Зимбабве (3 %). Относительно крупные месторождения находятся в Финляндии, Индии, на Филиппинах, в Бразилии, Канаде, на Кубе, в России.

Сульфидные месторождения образуют медь, никель, свинец, цинк, молибден, серебро, мышьяк, сурьма, висмут, кадмий, кобальт, ртуть, а также ряд еще более редких металлов.

Ni – твердый, гибкий, тягучий, хорошо полируется, химически мало активен, стоек против кислот (исключение азотная кислота), аммиака, ряда органических веществ. Сталь с добавлением Ni используют для производства брони, оружейных стволов. Ni применяется в металлургии для производства нержавеющей стали, авиастроении, машиностроении, ракетостроении, при создании оборудования для атомной промышленности, медицинского оборудования, для изготовления щелочных аккумуляторов. Для чеканки монет сплавляется с другими металлами. Крупные месторождения есть в Канаде и Австралии. В РФ крупнейшие месторождения находятся в районе Норильска, на Кольском полуострове, в Свердловской области.

Таблица 21

Запасы никеля на 1.01.2007 г. (тыс.т) и средние содержания его в рудах (%)

По данным информационно-аналитического центра “Минерал” http//www.mineral.ru.

	Запасы общие	Доля в мире, %	Запасы подтв.	Доля в мире, %	Средн. cодерж.
Россия1	19850r	12,2	8000r	13,7	1,14r
Европа	6355	3,9	2115	3,6	...
Азия	31415	19,4	11075	19	...
Индонезия	12530r	7,7	5490r	9,4	1,8r
Казахстан	1760r	1,1	890r	1,5	0,81r
Китай	6730r	4,1	2300r	3,9	1,5r
Филиппины	8675r	5,3	1965r	3,4	1,47r
Африка	17195	10,6	7270	12,5	...
Ботсвана	1165r	0,7	950r	1,6	0,3r
Мадагаскар	1300r	0,8	1300	2,2	1,04
ЮАР	11090r	6,8	4185r	7,2	0,26r
Америка	38220	23,6	17195	29,5	...
Бразилия	5690r	3,5	4280r	7,3	1,11r
Гватемала	1070r	0,7	780r	1,3	1,68r
Доминик.респ.	910r	0,6	640r	1,1	1,21r
Канада	6840r	4,2	4090r	7	1,4r
Колумбия	1620r	1	1020	1,8	1,67
Куба	20320r	12,5	5600	9,6	1,3
Ок.и Авст.	49210	30,3	12620	21,7	...
Австралия	23700	14,6	6430r	11	0,77r
Новая Каледония	24790r	15,3	5500r	9,4	1,96r
П.-Нов.Гвинея	720r	0,4	690	1,2	0,91
Итого	162245	100	58275	100	...

Примечания:

¹ – оценка по опубликованным источникам

^rоценка

Со важен в составе магнитной стали. Особенность Со – высокая точка Кюри, т.е. температура, при которой металл перестает быть магнитным. У Со она достигает 1121⁰С, у железа – 769⁰С, у Ni – 358⁰С. Со ковкий, тягучий, устойчивый к коррозии. Он обладает повышенной тугоплавкостью, поэтому широко применяется в производстве сплавов. Сплавы используются для изготовления ракетных двигателей, газовых турбин, атомных реакторов. Со входит в состав жаростойких и режущих сталей. Скопления Со находятся в комплексных рудах. В РФ – в районе Норильска, на Среднем Урале. Большая часть мировых запасов Со размещена в недрах Заира, Новой Каледонии и Индонезии. Со – дорогой металл.

Cu руды отличаются низкой концентрацией металла. Жилы с содержанием меди 2-3% считаются богатыми. Месторождения разрабатываются при содержании меди более 0,4%. Основная часть запасов принадлежит Чили, США, Замбии, Перу, Канаде, Польше.

Таблица 22