Танталовые руды

ТАНТАЛОВЫЕ РУДЫ (а. tantalite ores, соlumbites; н. Tantalerze; ф. niobites, соlumbites; и. minerales de tantalo, menas de tantalo) — природные минеральные образования, содержащие тантал в таких концентрациях, при которых экономически целесообразно и технологически возможно его извлечение.

Известно более 50 минералов, содержащих Ta, не считая их разновидностей. Важнейшие из них — танталит, колумбит-танталит, воджинит, микролит, стрюверит, лопарит, гатчеттолит и др. Среди танталовых руд различают: собственно танталовые (Ta₂O₅: Nb₂O₅ не менее 1:4) и комплексные, танталониобиевые (Ta₂O₅: Nb₂O₅ от 1:4 до 1:20). Выделяют ряд типов танталовых руд — формационных (по типам месторождений) и минеральных (по главным рудным минералам), которые отчасти совпадают. К собственно танталовым рудам относятся пегматитовые и танталовые руды редкометалльных гранитов.

Пегматитовые танталовые руды (главный промышленный тип) связаны с редкометалльными гранитными пегматитами. Они содержат вкрапленность минералов тантала в кварц-полевошпатовом агрегате. Среди них выделяются танталитовые, танталит-воджинитовые, танталит-микролитовые и колумбит-танталитовые руды. Содержание Ta₂O₅ 0,015-0,030%. Отношение Ta₂O₅: Nb₂O₅ варьирует от 3:1 до 1:2. Попутными компонентами являются бериллий, литий, рубидий, цезий, олово и др. Эти руды хорошо обогащаются гравитацией с получением концентратов марок ТАК-1 и ТАК-2. Из некоторых типов пегматитов концентраты (обычно колумбит-танталитовые, марки ТАК-2, с отношением Ta₂O₅: Nb₂O₅ от 1:1 до 1:3) получают попутно при их разработке на литий и бериллий. Добыча руд открытым и подземным способами. Вскрытие рудных тел при подземной разработке в основном штольнями, изредка шахтными стволами. Системы разработки — подэтажного обрушения с закладкой выработанного пространства, для мощных пологозалегающих тел — камерно-столбовая.

Танталовые руды кор выветривания на пегматитах и россыпи ближнего сноса представлены дезинтегрированным материалом пегматитов и продуктами их химического выветривания (кварц, глинистые минералы, оксиды и гидроксиды железа, реликты полевых шпатов и др.) с вкрапленностью почти неизменённых (но обычно более хрупких) зёрен танталита и других минералов Ta. Такие руды добываются экскаваторным, дражным или гидравлическим способами и легко обогащаются промывкой.

Танталоносные редкометалльные граниты танталовых руд (танталитовые и микролитовые, редко стрюверитовые) содержат мелкую вкрапленность танталовых минералов в кварц-полевошпатовом агрегате с примесью топаза. Содержание Ta₂O₅ 0,012-0,020%; отношение Ta₂O₅: Nb₂O₅ от 2:1 до 1:2. Месторождения разрабатываются открытым способом. Попутными компонентами являются литий и рубидий (в слюдах), олово (в касситерите), кварц-полевошпатовый и слюдяной продукты.

Все прочие типы танталовые руды являются комплексными — танталониобиевыми.

Агпаитовые нефелиновые сиениты танталовых руд (лопаритовые) приурочены к расслоенным плутонам ультращелочных пород (луявритов, уртитов, фойяитов, ювитов и др.), где залегают в виде пластообразных рудных горизонтов выдержанной, но небольшой мощности. Руды представлены в основном лопаритовыми малиньитами и уртитами. Главный рудный минерал — лопарит; содержание Ta₂O₅ 0,025%; Nb₂O₅ 0,30-0,35%; отношение Ta₂O₅: Nb₂O₅ равно 1:(12-14). Другие полезные компоненты — редкоземельные элементы цериевой подгруппы и титан. Добыча осуществляется подземным способом. Вблизи лопаритоносных расслоенных плутонов размещаются небольшие и небогатые лопаритовые россыпи.

Карбонатитовые танталовые руды (гатчеттолитовые) связаны с редкометалльными карбонатитами или с сопровождающими их апатит-магнетитовыми рудами. Вкрапленность гатчеттолита в них очень тонкая, в виде мельчайших включений в породообразующих минералах, что наряду с большой хрупкостью гатчеттолита затрудняет обогащение этих руд. Содержание Ta₂O₅ в рудах 0,011-0,0016%, отношение Ta₂O₅: Nb₂O₅ равно 1:(4-8). Этот тип руд является потенциальным источником получения тантала. В корах выветривания на карбонатитах гатчеттолит практически полностью разрушается и тантал переходит в неизвлекаемое состояние несмотря на повышение его валового содержания в коре выветривания. Поэтому руды кор выветривания на карбонатитах рассматриваются как существенно ниобиевые (пирохлоровые). Добыча гатчеттолитовых танталовых руд возможна открытым способом попутно с вмещающими их апатит-магнетитовыми рудами.

Щелочные метасоматитовые и метаморфитовые танталовые руды (редкоземельно-пирохлоровые, или мариньякитовые) приурочены к зонам приразломных кварц-полевошпатовых пород со щелочными амфиболами и пироксенами, по составу близких к щелочным гранитоидам. Главные рудные минералы Ta — редкоземельный пирохлор и плюмбопирохлор (содержание 2,5-4,5% Ta₂O₅) образуют неравномерную вкрапленность в этих гранитоподобных породах. Содержание Ta₂O₅ в рудах 0,015-0,030%, отношение Ta₂O₅: Nb₂O₅ равно 1:(13-15). Попутные компоненты — цирконий, редкие земли цериевой и иттриевой подгрупп, криолит.

Щелочные колумбитоносные гранитоиды и метасоматиты танталовых руд (колумбитовые) близки к предыдущему типу. Главный рудный минерал — колумбит. Содержание Ta₂O₅ в рудах 0,015-0,020%. Рудная вкрапленность очень хрупкая и при дроблении переизмельчается, срастания с породообразующими минералами весьма тесные; руды труднообогатимы.

Танталовые руды кор выветривания на колумбитоносных гранитах и россыпи ближнего сноса представлены делювиально-элювиальными рыхлыми покровами, содержащими касситерит совместно с колумбитом. Они разрабатываются открытым способом в Нигерии (Джое-Плато) в основном на олово (касситерит) с попутным получением колумбитовых концентратов.

Танталовые руды обогащаются по гравитационным или гравитационно-флотационным схемам; при доводочных операциях используются магнитная, электрическая и полиградиентная магнитная сепарация. Гидрометаллургическая переработка танталовых концентратов осуществляется по фторидной технологии, танталониобиевых — методами сульфатизации или хлорирования. Танталовые (в основном танталитовые, колумбит-танталитовые, отчасти воджинитовые, микролитовые) концентраты содержат Ta₂O₅ не менее 40% (ТАК-1), 26% (ТАК-2), 17% (ТАК-3) и 5% (ТАК-4); лимитируется содержание SiO₂: не более 7% (ТАК-2 и ТАК-3), не более 10% (ТАК-4).

Суммарные разведанные запасы (без социалистических стран) составляют 300-350 тысяч т в пересчёте на Ta₂O₅ (1988) и сосредоточены в основном в Австралии, Бразилии, Канаде, Таиланде, Заире, Нигерии, Малайзии. Свыше 55% запасов заключено в пегматитах и корах выветривания на них, около 32% в оловянных россыпях юго-восточной Азии и Бразилии, 13% в корах выветривания колумбитоносных гранитов Нигерии и др. Основные прогнозные ресурсы танталовых руд приходятся на те же страны, а также Мозамбик, Эфиопию, Египет, Алжир и Францию, где известно несколько месторождений редкометалльных гранитов, и Саудовскую Аравию (колумбитоносные граниты).

За рубежом свыше 50% производства первичного тантала приходится на шлаки оловянной плавки при получении олова из россыпного касситерита пегматитового и отчасти грейзенового происхождения (Таиланд экспортирует до 2000 т в год шлаков, содержащих 12-13% Ta₂O₅).

Максимальная мировая добыча танталовых руд (без социалистических стран) относится к 1980-81 (1400 т в пересчёте на Ta₂O₅); в 1985 оценивается в 758 т, в т.ч. 177 т в концентратах и 591 т в оловянных шлаках. Основные страны-продуценты (1988); Бразилия, Таиланд, Австралия. Тенденция к уменьшению производства танталового сырья вызвана накоплением больших его запасов у фирм-потребителей (1989).