Апатитовые руды

АПАТИТОВЫЕ РУДЫ (а. apatite ores; н. Apatiterze; ф. minerais d'apatite; и. minerales de apatita) — природные минеральные агрегаты, содержащие апатит в таком количестве и такой форме, когда технологически возможно и экономически целесообразно его извлечение в концентрат.

Апатитовые руды разделяют по содержанию Р₂О₅ на богатые (более 18%), бедные (5-8%) и убогие (3-5%); в комплексных рудах апатит может присутствовать в качестве главного компонента или одного из главных, второстепенного или как сопутствующая примесь (обычно незначительная). По условиям образования месторождения апатитовых и комплексных апатитсодержащих руд подразделяют на эндогенные, экзогенные и метаморфизованные. Среди эндогенных различают магматические, карбонатитовые, пегматитовые, контактово-метасоматические, гидротермальные и вулканогенно-осадочные месторождения, объединяемые в несколько рудных формаций. Они связаны с магматическими породами центральных интрузий агпаитовых нефелиновых сиенитов, ультраосновных щелочных пород, щелочных габброидов, щелочных и нефелиновых сиенитов. К экзогенным относят месторождения выветривания, приуроченные к формации коры выветривания на карбонатитовом и камафоритовом субстратах. Метаморфизованные месторождения приурочены к апатит-кварц-диопсидовой и апатит-доломитовой формациям.

Наибольшее промышленное значение имеют магматические и карбонатитовые месторождения. Особенно значительны скопления в массивах щелочных магматических пород, в которых апатитоносность характерна для формаций центральных интрузий агпаитовых нефелиновых сиенитов. В CCCP она представлена крупнейшими в мире Хибинским и Ловозерскими Плутонами, а также небольшим массивом Соустова. Апатитовые руды составляют следующие минералы: апатит, нефелин, пироксен, полевой шпат, сфен, но в разных количественных соотношениях и с различными текстурными особенностями. Содержание Р₂О₅ в рудах 16-19%. За рубежом к агпаитовым комплексам принадлежат массивы Иллимаусак (Гренландия), Пилансберг (ЮАР), Лос (Гвинея), Сент-Илер (Канада) и др.

Формация ультраосновных щелочных пород с карбонатитами проявляется как на платформах (щитах), так и в консолидированных складчатых областях в пределах региональных зон разломов. Представлена она сложными многофазными интрузиями центрального типа, характеризующимися зонально-кольцевым строением отдельных серий пород, формировавшихся в основном на небольших глубинах. В CCCP эксплуатация апатитсодержащего месторождения, связанного с этой формацией, осуществляется только в пределах Ковдорского массива на Кольском полуострове. Минеральный состав апатит-магнетитовых руд: магнетит, апатит, форстерит, флогопит, кальцит, доломит, иногда отмечаются бадделеит, сульфиды. Содержание Р₂О₅ 5,3-7,2%.

Щёлочно-габброидная формация представлена Ошурковским месторождением (Бурятская ACCP). Большая часть массива сложена диоритами и метасоматически преобразованными породами сиенито-диоритового состава. Все породы апатитоносны. Апатитовая минерализация прослежена до глубины 600 м. Минеральный состав руд: апатит, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, роговая обманка, биотит, титаномагнетит, сфен и циркон. Среднее содержание Р₂О₅ в апатит-силикатных рудах около 4%.

С апатитоносными метаморфогенными формациями связано, например, Селигдарское месторождение апатит-доломитовых руд (Якутская ACCP); здесь руды залегают на пересечении разрывов северо-восточных и северо-западных направлений среди кристаллических сланцев и гнейсов в виде крутопадающего штокообразного тела, прослеживаемого до глубины 1600 м. Содержание Р₂О₅ в среднем 5-6%. Минеральный состав руд: апатит, доломит, иногда кварц, мартит, гематит, кальцит, мусковит.

Промышленные концентрации апатита коры выветривания выявлены на Белозиминском и Ковдорском месторождениях; за рубежом месторождение подобного типа известно в Финляндии (Сокли). Минеральный состав руд: апатит, гидро-слюды, охры (железистые и карбонатные). В зависимости от компонентного состава и текстур выделяются многочисленные минеральные типы апатитовых руд: апатит-нефелиновые, магнетитовые, редкометалльно-карбонатные, силикатные, ильменит-титаномагнетитовые, медно-сульфидно-титаномагнетитовые, фенолитовые, доломитовые, франколитовые, редкометалльно-охристые руды и др. Качество апатитовых руд оценивается по содержанию Р₂О₅ и примесей. При разработке апатитовых месторождений подземным способом применяется в основном система принудительного этажного обрушения с отбойкой руды горизонтальными веерными скважинами, на карьерах — обычно система поперечных заходок без разрезных траншей (нижние горизонты вскрываются веерными съездами по лежачему боку рудного тела).

Основной метод обогащения апатитовых руд — флотация. Абсорбенты — жирные кислоты (pH 9-9,5), мыла смоляных кислот и сульфатное, масло талловое сырое и дистиллированное, смесь соапстока и сульфатного мыла, окисленные петролатум и керосин, амины и др.; пенообразователи — сосновое масло, спирты, флотанол; регуляторы среды — Na₂CO₃, NaOH, Na₂SiO₃; депрессоры — гексаметафосфат, русифицированный крахмал. Процесс сгущения апатитового концентрата интенсифицируется подачей коагулянтов (например, 5%-ного раствора железного купороса). Применяются также магнитная и электрическая сепарация, гравитационные и радиометрические методы обогащения, обжиг, а также вспомогательные операции — дезинтеграция, классификация в различных аппаратах и др. Из руд всех типов могут быть получены концентраты с содержанием Р₂О₅ 30% и более при извлечении 65-98%; к наиболее легкообогатимым относятся апатит-силикатные руды (апатит-нефелиновые, апатит-эгириновые и др.), к труднообогатимым — существенно карбонатные и руды коры выветривания, требующие использования разветвлённых и трудоёмких технологических схем. В CCCP комплексно перерабатываются руды Волковского (Cu, Fe, Ti, попутно V и Р), Ковдорского (Fe, Zr, Р) и частично Хибинской группы месторождений. На последних в небольшом объёме (15%) извлекается нефелиновый концентрат (29,5% Al₂О₃). Основные запасы апатитовых руд сосредоточены в CCCP. Кроме перечисленных, наиболее известны месторождения апатитовых руд: Джугджурское (апатит- ильменит-магнетитовое), Маганское (апатит-нефелиновое) и Ессейское (кальцит-магнетит-форстеритовое) в Западном Приазовье, Волховское (в оливинитах с сульфидами) на Среднем Урале и др. (динамика добычи апатитовых руд и производства концентрата в CCCP показаны на рис.). Среди других социалистических стран наиболее крупные месторождения находятся во Вьетнаме (Лаокайский апатитоносный бассейн).

Наиболее крупными запасами апатитовых руд располагают Бразилия, ЮАР, Финляндия, Уганда, Норвегия, Зимбабве, Канада, Испания, Индия. В 1980 годовая добыча апатитовых руд в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах составила 6,63 млн. т. Основные добывающие страны: ЮАР, Зимбабве, Бразилия и др.

Апатитовые руды в основном используются для производства минеральных удобрений (суперфосфата, аммофоса и др.). Кроме того, апатитовые руды — сырьё для получения фосфатной кислоты, жёлтого фосфора, различных солей; применяется в металлургии, в керамической, стекольной и химической промышленностях.