Ниобиевые руды

НИОБИЕВЫЕ РУДЫ (а. niobium ores; н. Nioberze; ф. minerais de niobium; и. minerales de niobio) — природные минеральные образования, содержащие ниобий в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно.

Главные рудные минералы ниобия: пирохлор (40-80% Nb₂О₅), колумбит (50-78% Nb₂О₅) и лопарит (7-20% Nb₂О₅). В ниобиевых рудах часто содержатся примеси тантала. По соотношению пятиокисей тантала и ниобия руды подразделяются на собственно ниобиевые (от 1:40 до 1:200) и тантало-ниобиевые (от 1:5 до 1:15). В зависимости от генетического типа руды содержат также минералы фтора, циркония, стронция, редких земель, урана, тория, лития, бериллия и др. Большинство попутных компонентов при обогащении извлекаются в селективные или коллективные концентраты. По условиям образования месторождения ниобиевые руды разделяются на эндогенные и экзогенные. Все эндогенные месторождения связаны со щелочными и субщелочными породами.

Основными промышленными типами месторождений являются пирохлоровые карбонатиты, лопаритовые нефелиновые сиениты, колумбит-пирохлоровые щелочные граниты и граносиениты, пирохлоровые альбититы. Пирохлоровые карбонатиты ассоциируют с комплексами щелочных ультраосновных пород. В них пирохлор содержится в виде вкрапленности, среднее содержание Nb₂Os в рудах 0,25-0,6%, концентрация ниобия резко возрастает в коре выветривания. Предварительное радиометрическое обогащение позволяет вовлекать в промышленное освоение руды с содержанием Nb₂О₅ 0,15-0,2%. В рудах гатчеттолитовых карбонатитовых и апатит-магнетитовых месторождений при соотношении Ta₂О₅: Nb₂О₅ 1:4-1:10 главным компонентом становится тантал, а ниобий — попутным. Лопаритовые малиньиты и уртиты образуют рудные горизонты внутри расслоенных плутонов ультраагпаитовых нефелиновых сиенитов: луявритов, ювитов, фойяитов. Щелочные граниты и граносиениты слагают небольшие массивы, содержат тонкую вкрапленность колумбита или пирохлора. Содержание Nb₂О₅ в рудах 0,15% и выше. Близкие по минеральному составу породы слагают рудные зоны, приуроченные к разломам в древних метаморфических толщах; содержание Nb₂О₅ в них местами достигает 0,5%. Формационный тип пирохлоровых карбонатитов и альбититов развивается в виде линейных зон вдоль разломов в метаморфических толщах; содержание Nb₂О₅, в них составляет 0,1-0,2%. Экзогенные месторождения ниобиевых руд представлены линейными и площадными корами выветривания на карбонатитах и колумбитоносных гранитах, а также аллювиальными, делювиально-элювиальными, озёрными и флювиогляциальными россыпями колумбита, пирохлора, лопарита. Коры выветривания на колумбитоносных гранитах и связанные с ними россыпи разрабатываются, например, в Северной Нигерии (плато Джос, Букуру), коры выветривания на пирохлоровых карбонатитах — в Бразилии (Араша).

Основная часть (70%) мировых запасов ниобия приходится на месторождения пирохлоровых карбонатитов, крупнейшими из которых являются Араша, Тапира, Каталан в Бразилии; Сент-Оноре, Ока в Канаде и др. В CCCP известны все типы месторождений ниобиевых руд. Мировая добыча ниобиевых руд в 1985 (без социалистических стран) составила 13 тысяч т в пересчёте на Nb2О5 (в 1981 — 24 тысяч т). Около 98% мировой добычи приходится на пирохлоровые собственно ниобиевые руды Бразилии (месторождения Араша, отчасти — Каталан) и Канады (месторождение Сент-Оноре), из которых получают пирохлоровые концентраты, содержащие 50-55% Nb₂О₅. На долю колумбитовых руд Северной Нигерии приходится 0,5-1% мировой добычи. Все месторождения отрабатываются открытым способом. Кроме того, пентоксид ниобия получается попутно при производстве тантала из колумбит-танталитовых концентратов и шлаков оловянной плавки в Таиланде, Малайзии, Заире и др. Пирохлоровые кальцитовые карбонатиты, как правило, обогащаются по простым гравитационным схемам. Если вкрапленность пирохлора мелка, прибегают к флотации. Лопаритовые руды перерабатываются в концентраты (95% и выше лопарита), содержащие 7-8% Nb₂О₅ и 0,50-0,55% Ta₂О₅. Пирохлоровые концентраты из месторождений CCCP содержат не менее 37% Nb₂О₅ (для отдельных месторождений допускается снижение до 30%); существуют ограничения по фосфору (соотношение содержаний пятиокисей фосфора и ниобия не выше 1:15), сере, кремнезёму и др. Пирохлоровые концентраты идут на выработку феррониобия (60-70% Nb₂О₅) или в смеси с флюсом (плавиковым шпатом) непосредственно на ковшовое легирование сталей. При повышенном содержании в пирохлоре тория используется алюминотермическая технология, с помощью которой получается лигатура, содержащая около 70% Nb₂О₅, а весь торий сбрасывается в шлаки; лигатура направляется на микролегирование сталей. Лопаритовые концентраты перерабатываются методами сульфатизации и хлорирования с получением пентоксида ниобия и фторотанталата калия (К₂TaF₇). По сходной технологии могут перерабатываться и гатчеттолитовые концентраты.