Михайлов В.А., Виноградов Г.Ф та ін. Неметалічні корисні копалини України

Подождите немного. Документ загружается.

160

Центральний прояв локалізований в метасоматитах Сущано-

Пержанської зони. Вміщуючі породи – біотит-польовошпатові та

польовошпатові метасоматити, мікроклініти, до яких приурочена

фтор-цирконій-рідкісноземельна акцесорна мінералізація. Найбільш

широко вона розвинута у кварц-біотит-мусковітових грейзенах і мік-

роклінізованих сієнітах. Основними мінералами є флюорит, циркон,

циртоліт, бастнезит, паризит, монацит, ксенотим. Флюоритова міне-

ралізація утворилася

в процесі грейзенізації пержанських гранітів –

заміщення кварцом і серицитом польових шпатів і плагіоклазитів та

на завершальній стадії – флюоритизацією. Рудні тіла пласто- та лінзо-

подібної форми, потужністю від перших сантиметрів до 25 м. Вміст

флюориту змінюється від перших відсотків до 53,8 %, переважають

значення 25–32 %, середній вміст – 28 %. Флюорит утворює гнізда та

прожилки у кварц-польовошпатовій

масі, порівняно чистий від

включень первинних мінералів. Вміст польових шпатів у руді: мікро-

клін – 17–40 %, альбіт – 11–25 %. Флюоритові руди містять рідкісно-

земельні елементи, переважно ітрієвої групи (табл. 37). Ітрій концент-

рується у флюориті (входить до структурної комірки флюориту у ви-

гляді твердого розчину, ізоморфно заміщуючи кальцій) – 0,55 % еле-

ментарного складу та цирконій – 3,23 % елементарного складу. Ресур

си ітрій-флюоритових руд за категорією Р

складають 4 млн т, ресур-

си польовошпатового концентрату – 1,8 млн т.

Таблиця 37

Вміст флюоритової руди

Вміст, %

Проби

CaF

Σ TR

Y/TR

ГТ-1 25,41 0,16 0,054 0,34

ГТ-2 26,75 0,16 0,052 0,33

ГТ-3 31,13 0,18 0,055 0,31

ГТ-4 32,18 0,17 0,061 0,36

ГТ-5 16,17 0,125 0,035 0,28

• За даними НДІ хімічних технологій (Москва, 1991 р.).

161

ЙОДОБРОМНА СИРОВИНА

Загальні відомості, галузі використання і вимоги до сировини

Йод і бром дуже поширені в природі та в розсіяному стані зустрі-

чаються скрізь. Майже всі сполуки йоду та брому розчиняються у воді

й тому легко вилуговуються з гірських порід.

При звичайній температурі йод – сірувато-чорні пластинчасті кри-

стали. Найголовнішими сполуками йоду є йодистий калій, йодистий

натрій, йодистий амоній, йодистий

метил, йодистий етил, йоднувато-

кислий калій. Йод широко використовується як сильний антисептич-

ний засіб у фармацевтичній промисловості для виготовлення лікарсь-

ких препаратів. У сільському господарстві солі йоду застосовують як

додаток до кормів при відгодівлі тварин і птиці, для прискорення їх

росту та підвищення продуктивності, в хімічній промисловості – при

виробництві барвників. Йод

та його сполуки використовують для під-

готовки реактивів в аналітичній хімії, як каталізатор у виробництві

каучуку та синтетичних смол, в реактивній техніці, у виробництві ти-

тану, цирконію, торію та інших металів високої чистоти шляхом тер-

мічного розкладання їх йодистих сполук. Як вихідну сировину для

одержання йоду у світовій практиці використовують

відходи вироб-

ництва селітри, морські водорості та підземні води. Показники та

кондиції для йодових підземних вод такі (табл. 38).

Таблиця 38

Показники та кондиції йодових вод

Показник

Одиниці

виміру

Конди-

ції

Північно-Сиваське ро-

довище

Вміст йоду у воді мг/л 29,2 29,8–30,1

Лужність води мг-екв./л 4,1 3,95–4,35

Нафтенові кислоти у водах мг/л 0,15 0,11–0,07

Нафти у водах мг/л 0,5 0,2

Глибина свердловин м 1700 1620

Дебіт свердловин м

/добу 800

500–1795 (фактичний);

800 (розрахунковий)

Крім цього, технічний йод I–II сортів має містити йоду не менше

87–95 %, органічних речовин – не більше 0,2 %, хлору – не більше 0,1

%, золи – не більше 0,25–0,3 %.

У звичайних умовах бром – це червонувато-бура рідина, при за-

стиганні з неї утворюються червонувато-коричневі кристали. Найва-

162

жливішими неорганічними й органічними сполуками брому є: броми-

стий калій, бромистий натрій, бромистий амоній, бромисте залізо,

бромнуватокислий натрій, бромистий метил, бромистий метилен.

Бром та його сполуки застосовуються, головним чином, у виробни-

цтві антидетонаторів для моторного палива, входять до складу так

званої етилової рідини, що додається до автомобільного та авіаційно-

го бензину

для підвищення їх детонаційної стійкості. Сполуки брому

широко застосовуються в медицині, при лабораторних дослідженнях і

тонкому органічному синтезі, бромисте срібло – у фотопромисловості

для приготування світлочутливих емульсій, бромнуватокислий калій –

у хлібопекарському виробництві (добавка до борошна збільшують

пишність і пористість тіста). Сполуки брому (брометил, дибромметан,

бромхлоретан та ін.) використовуються в сільському господарстві

для

боротьби зі шкідниками, при гасінні пожеж у тих випадках, коли не

можна застосовувати воду.

Сировиною для виробництва брому є морська вода, розсоли солоних

озер, луги калійних виробництв, підземні води нафтових і газових родо-

вищ. В Україні бром видобувають тільки з розсолів соляних озер, де, з

огляду на придатність для промислового

одержання брому, вирішальне

значення мають його концентрація, запаси, хімічний склад розсолів та

їх температура. Підвищення температури вод має позитивне значення,

оскільки при переробці вони потребуватимуть меншого підігріву. Висо-

ка лужність є негативним фактором, бо на її нейтралізацію потрібно ви-

тратити багато сірчаної кислоти. Нормативні вимоги до мінеральних

вод, що містять

бром і йод, такі (табл. 39).

Таблиця 39

Вимоги до мінеральних вод

Що видо-

буваєтся

Йоду,

мг/л не

менше

Брому,

мг/л

не ме-

нше

Лужність,

мг/л не

більше

Нафтенових

кислот, мг/л

не більше

Галоїдопог-

линання,

мг/л не бі-

льше

Нафти,

мг/л не

більше

Бром і йод 10 200 10 600 80 40

Бром – 250 10 600 80 40

Йод 18 – 30–90 600 80 40

Економічні відомості

Світові ресурси йоду складають біля 27 млн т, крім того у морській

воді утримується близько 34 млн т йоду; запаси складають 15 млн т, у

тому числі в Чилі – 9,0 млн т, Японії – 4,9, Туркменістані й Азербай-

163

джані – по 0,17. Щорічно у світі виробляється 20–25 тис. т йоду, осно-

вні виробники – Чилі, Японія, США, Китай, Азербайджан, Туркменіс-

тан (табл. 40). Найбільші експортери – Чилі – 9,8 тис. т на рік, Японія

– 5, США – 3; імпортери – США – 5–6 тис. т на рік, Нідерланди і Фран-

ція – понад 2, Бельгія і Люксембург – 1,7, Велика Британія і Німеччи-

на – більше 1,3. Середня

світова ціна йоду ($/т) складала: 2001 р. –

13,94; 2002 р. – 12,70; 2003 р. – 11,81; 2004 р. – 13,38; 2005 р. –

16,10; 2006 р. – 18,69 [57].

Таблиця 40

Видобуток, запаси, ресурси йоду [59]

Видобуток, т

Країна

2005 2006

Запаси,

тис. т

Ресурси, тис. т

Азербайджан 300 300 170 340

Індонезія 75 75 100 200

Китай 550 550 4 120

Росія 300 300 120 240

США 1570 1220 250 550

Туркменістан 270 270 170 350

Узбекистан 2 2 н/зв н/зв

Чилі 15000 16000 9000 18000

Японія 7300 7300 4900 7000

Всього 25400 25300 15 000 27 000

Мінеральні ресурси брому практично безмежні. Його ресурси в

морській воді оцінюються в 100 трильйонів тонн. Світове виробницт-

во брому складає 540–570 тис. т на рік, головні виробники: США, Із-

раїль, Велика Британія, Китай, Японія, Йорданія (табл. 41), експорте-

ри – Бельгія і Люксембург – 25 тис. т, Велика Британія і Нідерланди –

11,5, США – 6,5, Україна – 1,0; імпортери – Бельгія і

Люксембург –27,5

тис. т, Нідерланди – 11, Франція – 12,4, Китай – 2,5 Велика Британія

– 6, США – 5,5, Німеччина – 4. Середня світова ціна брому ($/т) скла-

дала: 2001 р. – 67,0; 2002 р. – 99,2; 2003 р. – 72,0; 2004 р. – 75,5;

2005 р. – 81,0 [57].

Таблиця 41

Видобуток, запаси, ресурси брому, тис. т [58, 59]

Видобуток

Країна

2004 2005 2006

Запаси Ресурси

Азербайджан 2 2 2 300 300

Велика Британія 35 35 н/зв н/зв н/зв

Ізраїль 206 210 210 н/зв н/зв

Індія 1,5 1,5 1,5 н/зв н/зв

164

Йорданія 20 46 46 н/зв н/зв

Іспанія 0,1 0,1 0,1 1400 1400

Італія 0,3 0,3 0,3 н/зв н/зв

Китай 42 43 44 130 3500

Німеччина 0,5 0,5 0,5 н/зв н/зв

США 222 226 226 11000 11000

Туркменістан 0,15 0,15 0,15 700 700

Україна 3 3 3 400 400

Франція 2 2 2 1600 1600

Японія 20 20 20 н/зв н/зв

Всього 560 555 556 Великі Великі

Генетичні та геолого-економічні типи родовищ

Головними промисловими джерелами брому служать морська вода

і продукти її переробки (ропа), що накопичуються в морських зато-

ках, відшнурованих озерах морського походження; ропа соляних озер

континентального походження; калійні солі і бішофіт; підземні води

глибоких горизонтів в осадових басейнах; підземні води промислово-

го походження, гідромінеральна сировина.

Родовища України

В Україні прояви йоду та брому приурочені до підземних вод карс-

тових і газових родовищ Передкарпаття, ДДЗ і Криму, до солоних

озер Криму і мілководних заток Азовського моря, де утворюються

значні концентрації різноманітних солей.

Найперспективнішим джерелом йоду і брому є пластові води нафто-

вих і газових родовищ. В Україні відомі

три нафтогазоносні області, де в

пластових водах виявлено промисловий вміст йоду та брому, з яких Пе-

редкарпатський передовий прогин посідає провідне місце. Породи, що

містять воду, є тріщинуватими та кавернозними вапняками, пачками

пісків і пісковиків, мергелями й алевролітами. За хімічним складом ці во-

ди – хлоридно-натрієво-кальцієві, хлоридно-натрієві. Мінералізація їх

ко-

ливається в межах від 7 до 200 г/л, у середньому – 40–50 г/л. Середній

вміст йоду змінюється від 7 до 78 мг/л, найбільша його кількість зустрі-

чається у водах неогенових відкладів, що супроводжують газові родови-

ща. Вміст брому коливається від 67 до 400 мг/л, найбільше його у водах

верхньоюрських відкладів. У Волино-Подільському

артезіанському ба-

сейні вміст брому в розсолах коливається від слідів до 1,33 г/кг (в

розсолах рифей-вендського комплексу і нижнього девону). В ДДЗ

найбільш перспективні на йод і бром водоносні комплекси девонсь-

165

ких соленосних відкладів, які характеризуються високою концентра-

цією йоду – 170 мг/л і брому – 4545 мг/л (Загенилівські структури).

Йодобромні води нафтових і газових родовищ Криму відносяться до

крейдових і палеогенових відкладів і мають, як правило, хлоркальціє-

вий склад. Середній вміст йоду – 20–35 мг/л, брому – 20–117 мг/л.

У ДДЗ високі вмісти брому і

йоду встановлені в підземних водах

водоносного комплексу девону в межах Зачепилівської структури (йод

– 170 мг/л, бром – 4545 мг/л); карбону – в субширотній зоні антиклі-

нальних структур Машівська-Медведівська-Шебелинська в Полтавсь-

кій і Харківській областях (до 150 г/м

йоду і до 2000 г/м

брому).

В Україні родовища брому відомі в АР Крим із запасами (А+В+С

)

194,5 тис. т – Сиваське, із статичними запасами брому 209,84 тис. т,

динамічними – 15,8 тис. т (мінімальний вміст брому в ропі 0,6 кг/м

)

яке розроблюється Перекопським бромним заводом (видобуток 9,47

тис. т) і Сасик-Сиваш, яке розроблюється Сацьким хімічним заводом.

Важливим джерелом видобутку брому служать підземні води Перед-

карпатського прогину, ДДЗ, Причорноморської западин, перспектив-

ним – пластові води нафтових і газових родовищ [1, 37, 51].

Прикладом солоних озер і мілководних заток є Сиваш – мілководна

затока Азовського моря, яка

характеризується майже повною відсут-

ністю постійних прісноводних стоків (спостерігаються тільки навесні,

у період танення снігів, і влітку, після злив). За таких умов морська

вода Азовського моря постійно перетворюється на ропу – концентро-

ваний розчин солей: Ca(HCO

)

, CaSO

, CaCl, MgSO

, MgCl

, KCl і

NaCl. Середні концентрації елементарного брому в ропі складають:

вода Азовського моря – 12 г/м

, ропа Східного Сиваша – 70 г/м

, Се-

реднього і Західного Сиваша – 170–230 г/м

. Сиваш Західний (площа

217 км

) і Середній (415 км

) є основною сировинною базою Перекоп-

ського бромного заводу. Бром одержують із солей бромистого магнію

шляхом взаємодії його з хлором. Озеро Сасик-Сиваш є основною си-

ровинною базою Сакського хімічного заводу. Для підтримання по-

стійного рівня води в Сасик-Сиваському озері прокладено морський

канал, через який має проходити 300 млн м

морської води на рік;

споруджено дамбу протяжністю 10 км.

В Україні виробництво брому та його сполук здійснюється Саксь-

ким хімічним і Перекопським бромним заводами. Бромиста продук-

ція Сакського заводу випускається в такому асортименті: бром у залі-

зі, власне калій бромистий, натрій бромистий. Основними видами

продукції Перекопського заводу є бром рідкий технічний

і реактив-

ний, натрій бромистий, метилен бромистий, бромистий літій, бромис-

те залізо та бромоформ. Продукція випускається таких сортів: "ч" –

чистий, "чда" – чистий для аналізів, "хч" – хімічно чистий, "фк" – фар-

166

макологічний. Технічний бром випускається I сорту, в якому вміст

брому не менше 98,5 %, хлору – не більше 0,3 %, нелетких речовин –

не більше 0,2 %. Основними споживачами технічного брому в Україні

є спеціалізовані підприємства та підприємства міністерства охорони

здоров'я. Найголовнішим споживачем бромистого калію є хімічна

промисловість (84 % усієї продукції), кінематографічна промисловість

(8 %), органи охорони здоров'я (3 %), поліграфічне виробництво (1 %).

Споживачами бромистого натрію є органи охорони здоров'я (93 %) і

хімічна промисловість (7 %).

Йод в Україні не добувається, хоча його прояви відомі в Причор-

номорській і Дніпровсько-Донецькій западинах, Передкарпатському

і Індоло-Кубанському прогинах. Загальна потреба України щодо йоду

становить 420–430 т на рік. Власних потужностей виробництва йоду

в Україні немає, потреби задовольняються

за рахунок закупок йоду в

основному в Туркменії й частково в Росії. Основні споживачі йоду в

Україні: Київське об'єднання "Дарниця", Київський хімфармзавод

ім. Ломоносова, Рубіжанське ВО "Барвник", Північно-

Донецьке ВО "Азот", Шосткінське ВО "Свема".

В Україні є лише одне розвідане родовище підземних промислових

йодових вод – Північно-Сиваське. Воно знаходиться в

Генічеському

районі Херсонської області в межах лагуни Азовського моря – Сива-

ша. Промислові йодові води залягають у товщі алевролітів і піскови-

ків верхнього палеоцену – середнього еоцену, які знаходяться на гли-

бині 1300–1600 м. Усі свердловини, що виявили продуктивну товщу,

самовиливні. Статичні рівні на 39–58 м вищі від поверхні землі. Води

продуктивного комплексу хлоридні

натрієві з мінералізацією 26–

34 г/л. Температура води в пластових умовах 58–59,3°С. Середньо

зволожений вміст йоду на ділянці водозабору становить 29,8 мг/л, а в

межах усього родовища – 30,1 мг/л. Вміст шкідливих домішок у при-

пустимих межах. Промислові води родовища, крім йоду, містять інші

корисні компоненти, мг/л: бром – 85–86, бор – 58–64, калій – 133–154,

літій

– 0,9–1,1, стронцій – 52–62. Затверджені балансові експлуата-

ційні запаси йодових вод за категоріями А+В+С

становлять

33,6 тис. м

/добу при середньому вмісті йоду у воді 29,8 мг/л і кіль-

кості йоду у воді на один рік 365 т, на 25 років – 9125 т.

Крім цього у Північному Криму і на півдні Херсонської області ві-

домі підземні термальні води з вмістом йоду 28–32 г/м

. Підвищений

вміст йоду у розсолах виявлений у Львівському прогині (до 0,015–

0,030 г/кг), в зовнішній зоні Передкарпатського прогину, зокрема, в

Угорсько-Крукеницькій западині (0,020–0,100 г/кг), у відкладах

крейда-палеогенового флішу внутрішньої зони прогину (0,016 – 0,036

г/кг). Прояви цих вод не оцінені і запаси J і Br не визначені.

167

КАРБОНАТНА СИРОВИНА

ДЛЯ ВИРОБЛЕННЯ СОДИ ТА СПОЛУК МАГНІЮ

Загальні відомості

До цієї групи мінеральної сировини, яка застосовується в хімічній

промисловості, відносять вапняки, крейду й доломіти, які застосову-

ються у виробництві кальцинованої й каустичної соди та карбіду

кальцію [4]. Крім того, карбонатні породи використовуються як напо-

внювач у гумовій, лакофарбовій промисловості, у виробництві міне-

ральних добрив, окису магнію та у фармацевтичній промисловості.

Кальциновану соду одержують шляхом карбонізації аміачно-

соляного розчину вуглекислотою, у результаті чого утворюється мало-

розчинний бікарбонат натрію, що відфільтровується на вакуум-

фільтрах і потім кальцинується в содових печах-кальцинаторах. Вуг-

лекислий газ, що витрачається у великих кількостях, одержують шля-

хом виповнення вапняку чи крейди. Але в основному карбонатна си-

ровина використовується

у вигляді вапнякового молока із вмістом 85

% СаО. На 1 т кальцинованої соди витрачається близько 1,55 т вап-

няку чи крейди.

Галузі використання і вимоги до сировини

Високоякісною карбонатною сировиною, що використовується в

Україні для содового виробництва, є писальна крейда, що розробля-

ється на Райгородському родовищі для Слов'янського содового комбі-

нату, на Білогорівському та Секменівському родовищах для Донець-

кого содового заводу. Витрати крейди на виробництво 1 т паленого

вапняку із вмістом 85 % СаО становлять 1574–1628 кг, паленого вап-

няку

на виробництво 1 т кальцинованої соди – 668–720 кг.

Основними показниками придатності крейди для содового вироб-

ництва є чистота її хімічного складу (вміст СаСО

95–98 %). Істотне

значення має також її кускуватість (розмір шматків 40–120 мм), оскі-

льки випалювання проводиться у високих шахтних печах.

Для виробництва карбіду кальцію, що широко застосовується в

промисловості з метою одержання ацетилену, ціанаміду кальцію, ви-

користовуються хімічно чисті (95–98 % СаСО

) висококальцієві вели-

кокускуваті вапняки (опір стисканню 150 кг/км

і вище, кускуватість

60–700 мм). Останнім часом позитивні результати дали досліди щодо

одержання карбіду кальцію безпосередньо з вапняку, без попередньо-

168

го його випалювання. На 1 т карбіду кальцію витрачається 2 т вап-

няку або 1 т вапна.

У гумовій промисловості застосовується крейда як наповнювач. За

дією на технічні властивості гуми наповнювачі поділяються на інертні

та активні. Якщо наповнювач поліпшує механічні властивості гуми (на-

приклад, збільшує міцність на розрив, відносне подовження), він відно-

ситься до

активних, якщо ж наповнювач не дає помітного поліпшення,

його називають неактивним або інертним. У гумовій промисловості як

каталізатор застосовують продукти хімічної переробки доломіту – білу

магнезію (5МgO ⋅ 4CO

⋅ 6H

O), палену магнезію.

Тонкорозмелений доломіт застосовується як наповнювач для на-

дання твердості каучуковим виробам, прискорювач процесу вулкані-

зації каучуку. Шкідливими домішками є сполуки марганцю, що ви-

кликають раннє старіння гуми, виготовленої з натурального каучуку.

У лакофарбовій промисловості й малярських роботах крейда засто-

совується як наповнювач, білий пігмент або для розбілювання інших

кольорових пігментів, а також у вигляді компонента для виготовлення

мастик, апретур. Застосування крейди для виготовлення фарб без

водних в'яжучих ґрунтується на її високій дисперсності, хімічній іне-

ртності до більшості фарбових сполук, стійкості до лугів і вапна, ви-

сокому вкриванні й незмінності кольору після нанесення фарби на

поверхню. У фарбовій і

малярській техніці застосовуються як приро-

дна, так і технічна крейда, одержувана з природної шляхом її збага-

чення. Штучна хімічна крейда має незначне вкривання й для вироб-

ництва фарб непридатна. Мелену крейду рекомендується використо-

вувати для виготовлення фарбових сполук, застосовуваних для руч-

ного фарбування, а також для шпаклювальних паст, а технічну

крей-

ду – для виготовлення фарбових сполук, що наносяться на поверхню

методом розпилювання, де потрібна велика тонкість молоття, при

якій забезпечується нормальна робота фарбопультів.

Для виробництва мінеральних добрив карбонатна сировина вико-

ристовується в технологічному процесі як наповнювач, що надає

продуктові властивостей незлежуваності. Вапняк і вапно застосову-

ються у виробництві преципітату, кальцієвої та

вапняко-аміачної се-

літри й різних тукових сумішей.

Родовища України

Ресурси карбонатної сировини для хімічної промисловості, металу-

ргії, промисловості будівельних матеріалів, цукрової та інших галузей

промисловості, зосереджені в Україні у відкладах майже всіх геологі-

чних систем – від архею до неогену. Майже в усіх карбонатних тов-

169

щах є промислові поклади чистих вапняків, писальної крейди чи до-

ломітів, придатних за своїм складом для використання в хімічній

промисловості. Як правило, це комплексна сировина, її запаси здебі-

льшого перебувають на балансі інших галузей промисловості.

Для інших хімічних виробництв (карбіду кальцію, гуми, лакофар-

бового, мінеральних добрив, ропного окису магнію) родовища карбо

натної сировини балансом запасів не враховуються. Для них сирови-

ною можуть бути запаси ряду родовищ крейди, вапняків, доломітів,

враховані балансом запасів для інших галузей промисловості.

Балансом запасів України для хімічної промисловості враховано

сім родовищ карбонатної сировини для содової промисловості, з них

п'ять крейди та два вапняків: Райгородське і Голосняківське

писаль-

ної крейди (сировинна база Слов'янського содового комбінату); Біло-

горівське, Секменівське, Шипилівське писальної крейди (база Доне-

цького содового заводу); Дубовецьке родовище вапняків в Івано-

Франківській області. Їх сумарні балансові запаси за категоріями

А+В+С

їх становлять (млн т): крейди 90,9, вапняку – 16,6.

Райгородське родовище знаходиться в Слов'янському районі,

експлуатується з 1847 р. Приурочене до туронського та коньякського

ярусів верхньої крейди (рис. 35), представлене пластоподібним по-

кладом, що протягується в північно-східному напрямку й падає на

північний захід під кутом 10–12°.

ПдЗ

ПнС

Масштаби: горизонтальний 1:10 000

вертикальний 1:5 000

3214

Рис. 35. Райгородське родовище крейди (схематичний геологічний

розріз за матеріалами В.Боброва, 1970)

1 – суглинки, мули, піщано-галечникові відклади; 2 – крейда;

3 – піски; 4 – глини

Розкрита потужність покладу крейди – 61 м. У верхній частині роз-

різу крейда тріщинувата й зруйнована до стану щебеню ("рухляк").