Как называют минералы содержащие металлы

Автомобиль, телефон, даже холодильник – вся эта техника сделана из железа, производство которого очень сложный процесс. Основное сырье для получения этого ценного материала – это минералы, в которых есть частицы необходимого металла.

Простыми словами, это порода, содержащая сплавы. В мире встречается огромное количество этого ресурса, способы ее обработки и получения из нее полезных ископаемых могут быть очень разнообразны, но начинается все на рудниках.

Что такое горная руда, как происходит ее добыча и переработка, будет рассказано в этой статье.

Классификация руды

Руда – это полезное ископаемое, из которого добывают различные формы металлов. В природе встречается два вида: черная и цветная. Последняя в свою очередь делится на тяжелые и легкие сплавы, а также драгоценные металлы. Серебро, золото, платина – они тоже добываются в виде камней, а свой внешний вид приобретают уже после обработки на предприятиях.

Экономическая ценность ресурса определяется по наличию в ней главного составного элемента. Существуют богатые, как их еще называют, жирные и бедные полезные ископаемые.

Классификация ископаемых руд по содержанию металлов.

Железная	Медная	Алюминиевая	Золото
Бедная	Богатая	Бедная	Богатая	Бедная	Богатая	Бедная	Богатая
26%	>50%	0,5 – 1%	>3%	20 – 25%	40 – 60%	1%	7,7%

Свойства определяются также основным составным компонентом. Некоторые из них обладают магнитными свойствами, в то время как другие совершенно инертны.

Не многие знают, что значение слова «руда» произошло от «raũdas», красный. Это обуславливается цветом оксида железа, который был в больших количествах в горной породе.

Руды черных металлов

Железо – один из самых распространенных элементов на земле. Для производства используется минерал, который содержит более 25% сырья. Разработка более бедных пород не будет окупаться, поэтому они не используются.

Самые распространенные ископаемые:

• Магнитный железняк;
• Красный железняк;
• Железистый кварцит.

Больше всего запасов находится в Южной Африке, Индии, Северной и Южной Америке, Австралии. Мировые залежи, по оценкам экспертов, могут составлять около 800 миллиардов тонн, подтвержденными среди них являются 200 миллиардов тонн. Возможно в земле скрывается еще много полезных ископаемых, о которых человек даже не имеет представления.

Железная руда отличается друг от друга способом своего происхождения. Есть три вида возникновения железа в породах. Первый – осадочный.

Двухвалентное железо, которое было в воде, связывалось с кислородом, превращаясь в плотное соединение и оседало на дно. Таким образом образовался железняк. Его находят даже в местах, где моря высохли уже миллионы лет назад.

В такой руде очень высокое количество металлического компонента, но, как правило, его качество довольно низкое.

Второй путь образования – магматический. Образовалась она во время извержения вулканов и вырывания магмы на поверхность. Железо и другие металлические примеси смешивались с раскаленной лавой, под действием высоких температур и давления. Но попадая наружу, они застывали, оставаясь в больших глыбах камней. Содержание металла в такой руде может колебаться от 20 до 60%.

Третий способ – метаморфический. При перемещении земной коры некоторые ее участки с необходимыми элементами попадали под вышезалегающие породы. Эти участки подвергались воздействию высоких давлений и температур.

За миллионы лет эти процессы приводили к изменению состава исходного материала. В ходе того же перемещения земной коры руда перемещалась ближе к поверхности.

Так и образовывалась железная руда с высоким содержанием полезного компонента (до 75%).

К рудам  черных металлов относятся также породы, которые имеют в составе марганец, титан, хром, никель, кобальт, вольфрам и другие редкие металлы. В богатой может содержаться от 0,5 до 10 % основного компонента, ведь он достаточно нечасто встречается в природе. Главное, чтобы их добыча и переработка была экономически выгодна для производства.

Руды цветных металлов

Научно минерал руды из меди называется куприт, производное от химического элемента Cu, который содержится в породе. Не смотря на большую распространенность этого металла в мире, его количество в полезном ископаемом не большое, от 0,5%. В природе руд бывает шесть видов:

• Колчеданная;
• Стратиформная;
• Медно-никелевая;
• Гидротермальная;
• Карбонатовая;
• Скарновая.

Чаще всего добывается колчеданная, это сочетание меди и железа, с незначительными примесями других компонентов. Немного уступает ей стратиформная, которая представлена сочетанием сланцев и песчаников.

Ресурсы другого вида встречаются значительно реже. Массивных медных самородков не существует, она образуется только в виде смесей.

Образование меди происходило во время извержения вулканов, что и обуславливает эту особенность.

Сейчас ведутся споры по поводу происхождения алюминия. Одни считают, что это результат разложения известняков и железа, другие – огромных температур при извержении вулканов. Существует и осадочная теория, что он образовался из-за выветривания горных пород.

Добывается он карьерным и шахтным способом. Учитывая мягкость породы, ее получение очень похоже на вырубание каменного угля. Большинство других руд получают в сплавах со многими химическими примесями.

Их обработка почти не отличается от обработки меди или алюминия.

По распространенности, алюминий превосходит даже железо. Его залежи исчисляются миллиардами тонн, но себестоимость производства намного выше, что и устанавливает цену на этот продукт.

Руды, богатые золотом

Золотая руда – это химические соединения металлов, из которых можно выделить золото. Она похожа на сплавы, например, с серебром или железом. Отделить их от породы довольно сложно, это физико-химический процесс, называемый диссоциацией, когда катионы под воздействием электрического тока осаждаются на электродах.

Подобный процесс используется и при производстве меди. Кстати, в медной руде также можно найти эти соединения, поэтому осадок, который образуется при медном производстве, также подвергается этому процессу. Кроме нее, в мире существуют и самородки. Это камни, в которых превалирует содержание Au.

Очень часто находят драгоценный металл в комбинации с теллуром. В России, а именно на Урале, встречается такой редкий сплав как мальдомит (сочетание с висмутом), который еще называется черное золото. В Мексике же и Колумбии можно найти даже руду с родием.

Старейший золотоносный рудник России находится на Урале. Его открытие произошло еще в далеком 1742 году, и он значительно повлиял на экономическое состояние государства. Здесь находили и самородки, и россыпи ценнейшего металла, к тому же, высокого качества. Даже сейчас уральское золото очень высоко ценится в мире.

Добыча рудных полезных ископаемых в России

Минеральный потенциал территории России огромен. Это связано с выгодным географическим расположением страны. Здесь можно найти все возможные виды рельефа, а значит, большое количество полезных ископаемых. Сейчас РФ является крупнейшим импортером металлического сырья в мире.

Руда	Месторождения	Добыча металла в год
Железная	Оленегорское Ковдорское Костомукшское Абаканское Нижнеангарское Рудногорское Коршуновское	16,2 млн тонн.
Медная	Краснотурьинское Красноуральское Сибаевское Блявинское	741 тысяч тонн
Алюминиевая	Северный Урал Красноярский край	6,3 млн тонн
Оловянная	Янское нагорье (Верхоянск) в районе Певека, Омсукчана (на Колымском нагорье) Дальнегорск	2 тысячи тонн
Золото	россыпные месторождения в бассейнах рек Витим, Алдан, Енисей, Колыма	47,2 тонны
Платина	Уральские горы	25 тонн

Горная руда очень важна для существования человека, ведь без нее не возможна даже транспортировка электричества по проводам. Это полезное ископаемое играет огромную роль в техническом развитии человечества. Месторождения металлов все еще не разработаны, и могут обеспечивать мир еще долгие годы.

Разница между металлическими и неметаллическими минералами

Основное отличие — металлические и неметаллические минералы

Минерал — это химическое соединение, которое встречается в природе как земное вещество и неорганическое по своей природе. Химические и физические свойства минералов, а также их геологическое расположение отличают их друг от друга.

Несколько типов полезных ископаемых объединены в формировании горных пород. Когда эти породы претерпевают изменения от одного типа к другому из-за изменений температуры и давления, структура и свойства минералов породы изменяются.

Как следует из названия, когда минерал содержит металлические элементы, он называется металлическим минералом а также когда он не содержит металлических элементов, его называют неметаллическим минералом, Это можно определить как главное отличие между металлическими и неметаллическими минералами.

Металлические минералы содержат металлические элементы в их химической формуле. Саму металлическую руду можно считать минералом. Немного обычные металлические минералы включают Халькопирит, железо, медь, золотои др.

Халькопирит является наиболее распространенным минералом меди и представляет собой сульфид железа с медью. Следовательно, металлические минералы могут быть однородной рудой одного типа металла, как в случае с железом, медью и золотом. Он также может содержать смесь металлов, связанных вместе с другими неорганическими веществами, как в случае халькопирита.

Однако в случае высокоокисляющихся частиц, таких как железо, также будет присутствовать окисленная форма.

Металлические минералы обычно происходят из магматических пород. Магматическая порода — тип скалы, которая сформирована охлаждением и укреплением магмы или лавы.

Магма производится путем плавления существующих пород при очень высокой температуре и низком давлении. Можно извлечь металлы из их руд, когда металлические минералы расплавлены. Кроме того, эти минералы оказываются пластичными.

В целом, эти минералы способны сохранять собственный блеск.

Пирит-халькопирит-сфалерит-40297

Что такое неметаллические минералы

Неметаллические минералы не содержат металлических элементов в своей неорганической химической формуле.

Некоторые общие примеры включают в себя; Глина, алмаз, доломит, гипс, слюда, аметист и кварц и т. Д.

Некоторые минералы среди этих неметаллических минералов относятся к категории драгоценных / полудрагоценных ювелирных материалов. Эти материалы не являются пластичными и могут быть разбиты на куски при столкновении.

Кварцевый Аметист

В отличие от металлических минералов плавление неметаллических минералов не даст полезного материала. Неметаллические минералы происходят из осадочных пород. Осадочные породы образуются в результате скопления различных материалов, таких как минералы, другие частицы породы, части организмов и другие органические соединения. Кроме того, они не имеют собственного блеска.

Металлические минералы минералы, которые содержат металлы.

Неметаллические минералы минералы, которые не содержат металлических элементов в своих соединениях.

Блеск

Металлические минералы иметь свой собственный блеск.

Неметаллические минералы не имеют собственного сияния.

отвлечение

Металлические минералы связаны с магматическими породами.

Неметаллические минералы связаны с осадочными породами.

твердость

Металлические минералы довольно пластичны.

Неметаллические минералы не являются пластичными и могут быть сломаны при столкновении.

Добыча материала

Металлы могут быть извлечены путем плавления металлические минералы.

Неметаллические минералы не дают новых продуктов при плавлении.

Изображение предоставлено:

«Пирит-Халькопирит-Сфалерит-40297» Роба Лавинского, iRocks.com —

Таблица: химический состав важнейших рудных минералов. Металл-Минерал-Химическая формула минерала-Содержание металла в минерале, %

Проект Карла III Ребане и хорошей компании	Раздел недели: Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д.
Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник	Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Материалы / / Минералы. Камни.  / / Таблица: химический состав важнейших рудных минералов. Металл-Минерал-Химическая формула минерала-Содержание металла в минерале, %. Металл Минерал Химическая формула минерала Содержание металла в минерале, % Золото Самородное золото Аu 85-96 Калаверит АuТе2 39 Электрум AuAg 50-85 Серебро Самородное серебро Ag 100 Аргентит AgaS 87 Кераргерит AgCl 75 Железо Магнетит Fe3O4 72 Гематит Fe2O3 70 Лимонит Fe2O3 • nH2O 60 Сидерит FeCO3 48 Медь Самородная медь Си 100 Халькопирит CuFeS2 34 Ковеллин CuS 66 Халькозин Cu2S 80 Борнит Cu5FeS4 63 Куприт   Cu2O 89 Энаргит Cu3AsS4 48 Малахит CuCO3  Cu(OH)2 57 Азурит 2CuCO3 • Cu(OH)2 56 Хризоколла CuSiO3 • nН2O 36 Свинец Галенит PbS 86 Церуссит PbCO3 77 Англезит PbSO4 68 Цинк Сфалерит ZnS 67 Смитсонит ZnCO3 52 Каламин Zn4 (Si2O7) (OH)2 .H2O 54 Олово Касситерит SnO2 78 Станнин Cu2FeSnS4 27 Никель Пентландит (Ni, Fe)S 22 Никелин NiAs 44 Гарниерит n(Ni,Mg)4(Si4O1O)(OH)4 . 4H2O до 46 — NiO Аннабергит Ni3(AsO4)2 . 8H2O 37 — NiO Кобальт Кобальтин CoAsS 35 Шмальтин CoAs2-3 28 Линнеит Co3S4 58 Асболан m(Co, Ni)O . MnO2 . nH2O до 32 CoO Эритрин Co3(AsO4)2 . 8H2O 37 Хром Магнохронит (Mg, Fe)Cr2O4 50-65 Хромпикотит (Mg, Fe)(Cr,Al)2O4 35-55 Алюмохромит (Fe, Mg)(Cr,Al)2O4 35-50 Марганец Пиролюзит MnO2 63 Псилoмелан mMnO . MnO2 . nH2O 45 Манганит MnO2 . Mn(OH)2 62 Браунит Mn2O3 60-69 Гаусманит Mn3O4 65-72 Родохрозит MnCO3 48 Родонит (Mn,Ca)SiO3 30-46 Алюминий Диаспор Бёмит НАlO2 АlOOН 85 — А12O3 Гидраргиллит (гиббсит) Аl(ОН)3 65 — А12O3 Нефелин Na(AlSiO4) 34 — А12O3 Сурьма Стибнит (антимонит) Sb2Ss 71 Ртуть Киноварь HgS 86 Вольфрам Вольфрамит (Fe, Mn)WO4 75 Шеелит CaWO4 80 Молибден Молибденит MoS2 60 Уран Уранинит UO2 50-60 — U Настуран UO2 45-65 — U Урановые слюдки: карнотит K2U2(VO4)2O4 . 3H2O 63 — UO3 торбернит CuU2(PO4)2O4 . 12H2O 52 — UO3 Литий Сподумен LiAl(Si2O6) 4-10 — Li2O Лепидолит KLi2Al(Si4O10)(F, OH)2 2-6 — Li2O Хризотил-асбест Mg6(Si4O11)(OH)6 . H2O — Мусковит KAl2(AlSi3O10)(OHJ2 — Флогопит KMg3(AlSi3O10)(F,OH)2 — Графит С — Сера S — Флюорит CaF2 — Апатит Ca5(PO4)3(F, Cl) — Галит NaCl — Сильвин KCl — Карналлит MgCl2 . KCl . 6H2O — Каолинит Al4(Si4O10) (OH)8 — Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Разница между металлическими и неметаллическими минералами

Минералы определяются как однородные вещества, которые встречаются в природе в различных условиях, в разных типах геологической среды. Это широко классифицировано в две категории, то есть металлические минералы и неметаллические минералы. Металлические минералы состоят из металлов в их первоначальном виде, в то время как в неметаллических минералах нет металлов.

Минералы обладают определенной химической структурой, и их идентификация основана на их физических свойствах. Место, где находятся минералы, называется рудой. Руды — концентрация любого минерала с другими элементами, найденными в определенной области, в форме скал. Добыча полезных ископаемых может осуществляться путем добычи, бурения и разработки карьеров.

Эта статья поможет вам понять существенные различия между металлическими и неметаллическими минералами.

Сравнительная таблица

Основа для сравненияМеталлические МинералыНеметаллические минералы

Имея в виду	Металлические минералы относятся к минералам, которые содержат металлы в сыром виде.	Неметаллические минералы — это минералы, в которых нет минералов.
Нашел в	Магматические и метаморфические породы	Осадочные породы
Новый продукт	Новый продукт может быть получен из него, на плавку.	Никакого нового продукта из него не получают при плавлении.
Тепло и электричество	Хорошие проводники тепла и электричества	Хорошие изоляторы тепла и электричества
Ковкость и пластичность	Они податливы и пластичны.	Этим не хватает податливости и пластичности.
Блеск	У них есть блеск	У них нет блеска

Определение металлических минералов

Как видно из самого названия, металлические минералы — это тип минералов, которые состоят из металлов. Это твердые вещества, которые являются хорошим проводником тепла и электричества. У них свой блеск. Некоторыми примерами металлических минералов являются железо, медь, золото, бокситы, марганец и т. Д.

Твердые металлические минералы могут быть использованы в качестве драгоценных камней в ювелирных изделиях. Они также используются в различных отраслях промышленности для выполнения различных задач, таких как кремний (полученный из кварца), широко используется в компьютерной промышленности, алюминий (полученный из бокситов) используется в автомобильной и разливочной промышленности,

Металлические минералы можно разделить на две категории:

• Железный Минерал : минералы, которые содержат железо, называют железными минералами. Три четверти общего объема производства металлических минералов составляют черные металлы. Включает железную руду, марганец, никель и хромит.
• Минерал из цветных металлов. Минералы из цветных металлов известны как минералы, которые содержат не какой-либо другой металл, а железо. Они обычно используются в нашей повседневной жизни. Это золото, медь, серебро, свинец, олово и т. Д.

Определение неметаллических минералов

Неметаллические минералы могут быть описаны как минералы, которые не содержат металлов. Некоторыми примерами неметаллических минералов являются известняк, марганец, слюда, гипс, уголь, доломит, фосфат, соль, гранит и т. Д.

Неметаллические минералы используются в различных отраслях промышленности для производства различных продуктов; слюда используется в электротехнической и электронной промышленности, известняк широко используется в цементной промышленности. Они также используются в производстве удобрений и производстве огнеупоров.

Основные различия Металлические и неметаллические минералы

Различие между металлическими и неметаллическими минералами можно четко разграничить по следующим причинам:

1. Металлические минералы можно понимать как минералы, в которых металлы присутствуют в их первоначальной форме. И наоборот, неметаллические минералы — это те минералы, в которых нет содержания металлов.
2. Магматические и метаморфические горные породы содержат металлические минералы. Наоборот, неметаллические минералы можно найти в осадочных породах и молодых складчатых горах.
3. При плавлении металлических минералов получают новый продукт, в то время как новый продукт не получают из неметаллических минералов, когда они плавятся.
4. Металлические минералы хорошо проводят тепло и электричество, например медь. В отличие от неметаллических минералов, которые изолируют тепло и электричество, таких как слюда.
5. Металлические минералы не распадаются на куски при постоянном забивании, а также имеют способность вытягиваться в тонкие проволоки. В отличие от этого, неметаллические минералы, как правило, распадаются на куски при ударе, и они не могут быть вытянуты в провода или листы.
6. Металлические минералы являются блестящими, то есть они имеют свой собственный блеск, в то время как неметаллические минералы не являются блестящими.

Заключение

Полезные ископаемые являются природными ресурсами страны, которые имеют многократное использование. Поскольку на образование и концентрацию минералов уходят сотни веков, это конечный и невозобновляемый источник. Таким образом, важно сохранить его, что возможно путем переработки металлов.

МЕТАЛЛИ́ЧЕСКИЕ ПОЛЕ́ЗНЫЕ ИСКОПА́ЕМЫЕ

Авторы: Н. И. Ерёмин

МЕТАЛЛИ́ЧЕСКИЕ ПОЛЕ́ЗНЫЕ ИСКОПА́ЕМЫЕ (руды металлов) – группа твёрдых полезных ископаемых, содержащих металлы в количестве и формах, пригодных для рентабельного промышленного извлечения.

Являются основным исходным сырьём преимущественно горно-металлургического производства. В большинстве случаев это природные, обычно полиминеральные образования земной коры, представленные агрегатом рудных (ценных) и сопровождающих их других минералов.

К металлическим полезным ископаемым также относят многие техногенные образования – складированные отвалы горных выработок, отходы (хвосты) обогатительного, металлургического, химического и других производств, золу теплоэлектростанций и т. п., технологически доступные, экономически и экологически целесообразные для извлечения из них металлов.

Ценные (полезные) компоненты руд – металлы или их соединения – образуют собственные минералы либо находятся в качестве примесей в составе других минеральных образований.

Качество металлических полезных ископаемых определяется содержанием в них металла или его соединений [выделяют руды богатые, рядовые, бедные, убогие (забалансовые)], степенью и технологией его извлечения в конечный продукт с учётом потерь при добыче, обогащении (руды легко-, труднообогатимые, упорные) и металлургическом переделе, что связано с их минеральным и гранулометрическим составами, текстурно-структурными особенностями, физическими, химическими и техническими свойствами (твёрдость, прочность, трещиноватость, объёмная масса, температура плавления, магнитность, электропроводность, радиоактивность, растворимость, сорбционная способность и др.). Качество руд снижается при содержании в них вредных примесей. Металлические полезные ископаемые, содержащие несколько промышленных металлов, извлечение и раздельное использование которых экономически целесообразно и технологически возможно, относят к комплексным рудам. Их подразделяют на полиминеральные, состоящие из нескольких минералов (например, медно-молибденовая руда, содержащая халькопирит – $ce{CuFeS2}$ и молибденит – $ce{MoS2}$) и полиэлементные, в которых несколько металлов входят в состав одного минерала [например, золотосеребряная руда, содержащая электрум – AuAg; церийсодержащая титан-ниобиевая руда с лопаритом – $ce{(Ce,Na,Ca)2(Ti,Nb)2O6}$]. Разновидностью комплексных руд являются природно-легированные руды, обогащённые легирующими металлами, используемые как сырьё для выплавки специальных сортов чугунов, сталей и другой металлопродукции (например, ванадистый чугун, получаемый при металлургическом переделе ванадийсодержащих титаномагнетитовых руд Качканарского железорудного района).

По химическому составу преобладающих минералов различают руды металлов – силикатные, кремнистые, оксидные, сульфидные, карбонатные и смешанные; по текстуре руд – массивные, полосчатые, пятнистые, прожилковые, вкрапленные и др.

; по структуре руд – равномерно- и неравномерно-зернистые, крупно-, средне- и мелкозернистые, оолитовые, радиально-лучистые и др.

Часто рудам дают названия, указывающие на минералы – концентраторы основных металлов; например, касситерит-сфалерит-галенитовая руда (оловянно-полиметаллическая), колумбит-танталитовая руда (ниобий-танталовая) и т. п.

В России по промышленному использованию выделяют руды чёрных ($ce{Fe, Mn, Cr}$), цветных ($ce{Al, Cu, Pb, Zn, Sn, Ni, Co, W, Mo, Ti, V, Bi, Hg, Sb}$), редких ($ce{Li, Rb, Cs, Be, Zr, Hf, Nb, Ta}$), в т. ч. редкоземельных ($ce{Y, Sc, La}$ и группа лантаноидов), благородных ($ce{Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru}$) и радиоактивных ($ce{U, Ra, Th}$) металлов.

Рассеянные металлы ($ce{Ge, Re, Tl, Cd, In, Ga, Se, Te}$), не имеющие собственных руд, извлекаются из отходов и продуктов передела руд цветных металлов. Нередко чёрные металлы объединяют с $ce{Ni, Co, W, Mo}$ под общим названием «чёрные и легирующие металлы», а среди цветных металлов выделяют $ce{Cu, Pb, Zn, Sn}$ под названием «базовые».

В зарубежной литературе редкие, в т. ч. редкоземельные, и рассеянные металлы рассматриваются совместно как «малые металлы и неметаллы»; их промышленное использование началось во 2-й пол. 20 в.

Последними стали утилизировать редкоземельные элементы: они всё более широко используются в металлургии, оптике, микроэлектронике и других отраслях промышленности, включая оборонную.

В производственной деятельности выделяют сырую (добытую из недр) и товарную (подготовленную к металлургическому переделу) руду. Т. н. рудоподготовка включает дробление, сортировку, усреднение, обогащение и окускование руды.

Переработка руд с получением конечных продуктов – металлов и их соединений – осуществляется на предприятиях чёрной и цветной металлургии, горно-химических комбинатах атомной промышленности и других производствах.

Предметами торговли являются товарные руды и концентраты (например, железорудные окатыши), промежуточные продукты, или полупродукты (ферромарганец, силикомарганец и др.), металлы (например, черновая медь, рафинированная медь).

В сводной генетической классификации полезных ископаемых В. И.

Смирнова металлические полезные ископаемые фиксируются во всех группах эндогенной, экзогенной и метаморфогенной серий: магматической, пегматитовой, карбонатитовой, скарновой, альбитит-грейзеновой, гидротермальной, колчеданной, выветривания, россыпной, осадочной, метаморфизованной и метаморфической (Смирнов, 1982).

Руды одних металлов ($ce{Fe, Mn, Al, Cu, Sn, U}$ и др.) широко представлены в этой классификации, отражая разнообразные условия их формирования, руды других ($ce{Cr, Ni}$, металлы платиновой группы и др.) – фиксируются лишь в единичных группах и классах определённых обстановок рудогенеза.

Примером первых являются железные руды: магматические – титаномагнетитовые и ильменит-титаномагнетитовые; карбонатитовые – апатит-магнетитовые и перовскит-титаномагнетитовые; скарновые – магнетитовые, гематитовые и магномагнетитовые; гидротермальные – сидеритовые и гематитовые; выветривания – гётит-гидрогётитовые и мартит-гидрогётитовые; осадочные оолитовые – гидрогётитового, гётитового, лептохлоритового или сидеритового состава; метаморфогенные железистые кварциты – магнетитовые, магнетит-гематитовые, мартитовые и др. Примером вторых являются магматические хромовые руды (хромиты), связанные с массивами ультрабазитовых и ультрабазит-базитовых пород.

Особая значимость металлических полезных ископаемых определяется получением из них металлов и их сплавов – одних из главных конструкционных, электротехнических, инструментальных и других материалов. В сплавах используют практически все известные металлы.

Намечается тенденция к снижению роли железа и возрастанию роли алюминия, магния, титана, циркония, металлов платиновой группы, редкоземельных элементов и др. Велика роль руд радиоактивных металлов – урана и тория – как энергетического сырья.

Многие виды металлических полезных ископаемых являются стратегическим сырьём, добыча, переработка и поставка (экспорт) которых контролируются правительствами ряда стран.

Гигантскими запасами руд ряда металлов обладают Австралия ($ce{Fe, Al, Zn, Pb, Ni, U}$), Китай ($ce{Sn, W, Mo, Sb}$, редкоземельные элементы), ЮАР ($ce{Mn, Cr, Au}$, металлы платиновой группы), США ($ce{Cu, Pb, Zn, Mo}$), Канада ($ce{Zn, U}$), Бразилия ($ce{Sn, Nb}$), Казахстан ($ce{Cr, U}$), Куба ($ce{Ni, Co}$), Украина ($ce{Mn}$), Гвинея ($ce{Al}$), Чили ($ce{Cu}$), Новая Каледония ($ce{Ni}$), Демократическая Республика Конго ($ce{Co}$). Россия, располагая крупными запасами руд $ce{Fe, Cu, Ni, Pb, Zn, W}$, редкоземельных элементов и многих других металлов, вынуждена импортировать бокситы и глинозём ($ce{Al2O3}$), товарные руды $ce{Mn, Cr}$ и др.

Минералы и драгоценные камни

Минералы и драгоценные камни входят в состав горных пород. Род минералов очень многообразен. Их насчитывается больше трех тысяч. Но основных, которые наиболее распространены, сравнительно немного – от двухсот до трехсот.

Царство минералов

Минералы можно назвать, царством, потому что изделия из них радуют глаз человека на протяжении веков. Всем известен малахит, имеющий красивые узорчатые разводы зеленого цвета.

Этот минерал можно увидеть в облицовке колонн Исаакиевского собора, в Малахитовом зале Эрмитажа в Санкт-Петербурге, и, конечно, никто не пройдет мимо них. Многие минералы знакомы по облицовке станций метрополитена, например розовый родонит. Все знают, конечно, и кварц. А тот, кто бывал на Черноморском побережье, наверняка отличал среди галек полупрозрачный опал, халцедон или сердолик. Многие женщины сейчас являются прекрасными минералогами и отличают розовый турмалин – его часто вставляют в перстни (в природе розовый турмалин редок, а преобладает черный и темно-зеленый, а также синий). Всем известны и такие камни, как алмаз, рубин, изумруд. Алмазы в свое время представляли уникальную ценность, сейчас для технических целей их производят искусственно. Также все знают янтарь (окаменелая смола древних деревьев), голубой аквамарин (берилл), дымчатый топаз, сиреневый минерал – чароит.

Неметаллические минералы

Человека всегда привлекали красивые камни. Их относят к неметаллическим минералам. Нередко им приписывали чудодейственные свойства.

Как раньше думали, одни камни могут излечить разные болезни, другие – приворожить любимого, третьи – прогоняют горе и печаль.

Красивые камни всегда радовали и продолжают радовать наш глаз, а искусные изделия из них, можно увидеть в крупных музеях.

Каменный век

Камни не только красота, чарующая глаз, но и первейшая необходимость. Именно с использованием камня связано развитие человечества.

Начиная от первых орудий – камня, привязанного к палке, человек всю свою деятельность связывал с камнем.

Уже доисторический человек умел отличать крепкий кремень среди других камней и искусно высекал из него топоры, острые ножи, и различные орудия труда. Это каменный век, растянувшийся на миллионы лет.

Металлические минералы

Огромную роль в развитии материальной культуры сыграло открытие способов получения и обработки металлов. К металлические минералам относится давно открытая человеком самородная медь, яркая и блестящая, встречающаяся в поверхностных выходах медных руд.

Самородная медь

Это был металл мягкий, податливый для обработки. Из него делали посуду, ножи и другие орудия. Возможно, что медь выплавили случайно. Яркие окисленные медные руды – синие, зеленые – конечно, привлекали внимание человека, и он их приносил к своему жилищу. Куски окисленной руды не раз попадали в кострища.

Бронза

Позднее научились получать и бронзу. И здесь помогал случай; в некоторых кусках окисленной руды были и другие металлы, кроме меди: цинк, сурьма, олово.

Выплавленный сплав оказался более твердым сплавом, чем медь, – им стала бронза.

Так, вероятно, независимо и в разное время, в различных местностях открывалась бронза, и наступал бронзовый век, начало которого относилось к IV тысячелетию до нашей эры.

Железо

Железо тоже знали очень давно, его находили в самородках и метеоритах. Ценилось железо дороже золота. Вероятно, из руды выплавлять железо, научились, прежде всего, на Кавказе. Культура этого металла развивалась неодновременно и независимо в разных частях света, хотя, конечно, всегда был обмен опытом.

Золото

История развития знаний о камнях, прежде всего о драгоценных и о золоте, восходит к далеким доисторическим временам. Отбирая камни для своих орудий, человек обращал внимание на блестящие, как солнце, самородки золота и красивые цветные камни, которые собирал для украшений.

Существует миф об аргонавтах, пустившихся из Греции в далекий путь к берегам Колхиды за золотым руном. В Египте золото было известно за пять тысяч лет до нашей эры, задолго до меди. Его добывали в Аравии, на берегах Красного моря, в долине Нила.

Через Византию культура золотых изделий пришла из Средиземноморья в Причерноморье.

Уникальные изделия из золота в скифских захоронениях свидетельствуют о высоком искусстве мастеров. Еще до нашей эры золото в больших количествах накапливалось и в богатейших сокровищницах древних царей. Так, по преданию, корабельщики царя Хирама Тирского (Тир – древний финикийский город – существует и сейчас на территории Ливана) привезли много золота из страны Офир.

Царица Савская доставила царю Соломону Иудейскому в дар из Ливии множество драгоценных камней и золота.

Драгоценные камни

Известно, что царь Соломон имел изумрудный кубок, который был сделан из огромного кристалла. Этот кубок и теперь хранится в Генуе в соборе святого Лаврентия как священная чаша.

Сообщается также, что Нерон смотрел на бои гладиаторов через кристалл изумруда. Это реальные свидетельства распространения драгоценных камней по странам древних цивилизаций.

Существуют и легенды, и литературные вымыслы, основанные на историческом материале. К ним относится поэтическое произведение А. Куприна «Суламифь».

Куприн описывает камни, известные за много до нашей эры, и суеверия, которые были связаны с ними. Обширны были торговые связи древних государств. Связи эти были морские (корабельщики из Тира) или сухопутные, например: доставка нефрита из Китая, алмазов, сапфиров и рубина, из Индии, может быть, через Иран (Персеполь) бирюзы из Афганистана.

О дальнейших путешествиях в Индию, Иран, Вавилонию, Эфиопию мы знаем из исторических источников. Таким образом, реально можно представить и привоз камней из дальних стран. Камням приписывали всякие чудодейственные свойства, а также власть над людьми.

Рубины – красные камни – считались камнями сильных страстей: гнева, любви, крови; а синие – камни успокоения (сапфир). Но с драгоценными камнями были связаны не только суеверия. Изучались и физические свойства минералов – цвет, блеск, прозрачность.

Обработка камня пришла с Востока, из Индии, она считается родиной драгоценных камней: алмаза, рубина, сапфира. Там же были написаны первые книги о камнях.

Нефрит

А культ нефрита издревле был в Китае. Это удивительный камень, который просвечивался теплым светом. Он был крепким и в то же время податливым резцу ваятеля. Из него делали скульптуры Будды, животных, вазы и сосуды со сложным орнаментом.

Нефрит имеет различные окраски: кроме обычного зеленоватого, также голубоватый, светло-серый до пепельного, кремовый, белый, красный, черный – все цвета радуги вобрал в себя этот камень.

Это богатейшее собрание китайского нефрита показывает изделия многих поколений безымянных скульпторов – высокую культуру обработки камня и тонкий вкус ваятелей, унаследованные с глубокой древности.

Мрамор

Античный мир (Греция) прославился скульптурой из мрамора. Высокие ступеням, ведущим к Акрополю, по которым ходили великие греки прошлого: Аристотель, Гераклит, Сократ.

В центре Акрополя знаменитый Парфенон (храм богини Афины), величественный, но легкий, благодаря строгим пропорциям. Стройные колонны перед фасадом, а над ними на фронтонах фризы со скульптурными изображениями мужественной борьбы людей, красивых и сильных, с кентаврами.

Перед зданием множество обломков мраморных монолитов – остатков разрушенных зданий.

Мрамор везде – белоснежный, просвечивающий в тонких сколах. Умели же люди подбирать и обрабатывать камень.

Современная минералогия

В настоящее время современная минералогия поднялась на новую ступень. Используются новые средства и методы изучения. Если ранее естествоиспытатели описывали свойства минералов, то теперь объясняют эти свойства, исходя из точного знания о составе и строении минералов.

Многие свойства зависят от внутренней структуры минерала. От расположения атомов в кристалле и формы «ячеек» его геометрической внутренней структуры.

Например, в кубических кристаллах соли атомы натрия и хлора попеременно располагаются в «узлах» кубиков кристаллической решетки, и внешняя форма кристаллов – тоже кубы.

Такова же структура и форма кристаллов свинцового блеска – галенита, где чередуются атомы свинца и серы. Но в некоторых минералах более сложного внутреннего строения и состава, и внешняя огранка кристаллов гораздо сложнее. Вспомните многогранные кристаллы гранатов.

Встречаются и другие формы кристаллов: вытянутые призматические или пластинчатые, что также связано с внутренним строением минералов. Вытянутые цепочки, характерные для многих силикатов, образуют тетраэдры кремнезема, к которым присоединяются атомы тех или других металлов.

Призматические кристаллы могут иметь разную форму поперечного сечения – шестиугольную (гексагональная группа – берилл, турмалин), квадратную (тетрагональная группа – оловянный камень), прямоугольную (ромбическая группа – пироксены).

Свойства минералов

Внутренняя структура оказывает влияние на многие свойства минералов. Для примера возьмем два минерала одного и того же состава – алмаз и графит. Оба они состоят из одного элемента – углерода. Но все они отличны по свойствам.

Алмаз

Царем всех минералов является алмаз. Самый твердый (по десятибалльной шкале занимает десятое место), прозрачный, сверкающий. Эти свойства зависят от внутреннего строения. Он имеет наибольшую плотность, «компактность» внутренней структуры – расположения атомов углерода в кристаллической решетке.

Это отражается и на его внешней огранке, повышенном удельном весе, твердости, а также на так называемом алмазном блеске: игре света при отражении от внутренних слоев из-за пониженной скорости распространения света в кристалле.

Графит

А вот графит тоже является чистым углеродом – но по твердости занимает самую низкую оценку – единицу, это связано с тем, что он имеет рыхлую внутреннюю пластинчатую структуру. У графита металлоподобный блеск, он непрозрачен. Алмаз и графит – это два минерала, с одинаковым составом, но значительно отличаются друг от друга.

Это происходит потому, что они образуются при различных условиях: алмаз – на больших глубинах при очень высоком давлении, а графит – на контактах гранитных массивов в условиях высокой температуры.

Цвет минералов

Различны минералы и по цвету. Цвет минералов часто зависит от состава. Например, медные (малахит), никелевые, хромовые – зеленые, марганцевые (с закисью марганца) – розовые, литиевые – тоже розовые. Некоторые минералы имеют различную окраску.

Примером могут служить гранаты: магнезиальные – вишнево-красные пиропы – известны любительницам украшений по замечательным кристаллам из метаморфических толщ и россыпей Чехословакии; железистые гранаты – бурые, кальциевые – желто-зеленые, хромовые – густо-зеленые, марганцевые – розовые. Каждая разновидность имеет свои названия, свои условия образования.

Например, магниевый гранат – пироп (спутник алмаза) образуется при высоких давлениях и температурах в глубинах Земли. Зеленый хромовый гранат – уваровит находится в глубинных ультраосновных породах, богатых хромом. А кальциевый гранат – гроссуляр встречается в метаморфизованных известняках на контактах с гранитами.

Так что и состав, и цвет гранатов говорят об условиях их образования. Иногда окраска зависит от тонких примесей. Например, у бесцветного корунда, есть окрашенные разновидности: красный рубин, голубой сапфир.

Иногда на цвет минералов влияют дефекты кристаллов, а в других случаях воздействие включений радиоактивных минералов.

Методы исследований

Применение новых методов исследований, спектральной, рентгеновской и рентген химической аппаратуры позволяет определять не только основной состав минералов (главные компоненты), но и незначительные примеси, что имеет очень важное значение.

Удается установить также, в каком виде находятся элементы примеси: выполняют промежутки между главными атомами в решетке минерала, или замещают некоторые атомы, или, наконец, образуют микроминералы – посторонние, захваченные включения. Сложно минеральное царство, и много еще предстоит сделать для его изучения.

Природные музеи

А какое необычное впечатление производят «природные музеи», которые мы видим в рудниках, открывающих на каждом метре все новые каменные сказки. Например, камни в пещерах, образованные водой. Незабываемы картины полиметаллических дальнегорских месторождений Дальнего Востока с их уникальными кристаллами различных минералов.

Месторождения залегают среди известняков. Это извилистые трубообразные неправильные залежи или плоские линзы.

Главная часть рудных тел везде темно-зеленый минерал – геденбергит (силикат кальция, марганца и железа из групп пироксенов).

Геденбергиты образуют огромные шары, это сферические выделения, имеющие в поперечном разрезе метр и более, тесно примыкающиеся друг к другу, и образующие извилистые зоны из радиально-лучистых темных кристалликов.

Между лучиками темного геденбергита сверкают золотом «стрелы» халькопирита, серебром – тонкие полосы светлого блестящего галенита и черные полоски сфалерита. Все это производит очень чарующее впечатление при освещении электрическими лампами крупные подземные камеры. Но особенно интересную и разнообразную форму имеют кристаллы минералов, которые нарастают на стенках пещер.

Здесь можно видеть щетки, или, как их называют, друзы, множества кристаллов сфалерита, галенита, изумительные по разнообразию форм кристаллы кальцита.

Ученые изучают условия образования различных по форме кристаллов и отмечают, что со временем по мере снижения температуры растворов формы кристаллов менялись.

В крупнейших минералогических музеях такие кристаллы, различные виды минералов и камней выставляют на видном месте.

Из минералов добываются все элементы, используемые в неорганической химии. К началу ХIХ века были заложены основы химии, позволившие Дмитрию Менделееву создать периодическую систему элементов.