Embed Size (px)
Citation preview
LOŽISKA RUD - CVIČENÍ
Petr
Drahota
2010/2011
Učebnice, skripta•
René, M., 1989, Geologie
rudních
ložisek: Praha, Universita
Karlova, 111 p.•
Pertold, Z., René, M., 1982, Kvalitativní
hodnocení
nerostných
surovin: I. rudy: Praha, Universita
Karlova, 92 p.•
Evans, A. M., 1993, Ore geology and Industrial minerals –
An introduction: Oxford, Blackwell Sci. Publ., (geologická knihovna
–
studovna), případně
starší
vydání:
Evans, A. M.,
1987, An introduction to ore geology: Oxford, Blackwell Sci. Publ., 357 p. (geologická
knihovna
–
studovna)
•
Rozložník, L., Havelka, J., Čech, F., Zorkovský, V., 1987, Ložiská
nerastných
surovín
a ich
vyhledávanie: Praha-
Bratislava, SNTL-ALFA, 693 p.•
Smirnov, V. I., 1983, Geologie
ložisek
nerostných
surovin:
Praha, SNTL, 654 p.•
Havelka, J., Rozložník, L., 1990, Ložiska
rudy: Praha, SNTL,
389 p.
Literatura
k dispozici ve
studovně
geologické knihovny
MEZINÁRODNÍ
ČASOPISY
Mineralium
Deposita(studovna
+ el.
přístup
z
fakultního
intranetu)
Ore Geology Reviews
(el.přístup
z
fakultního
intranetu)
Economic Geology
(pouze
ve studovně
geologické
knihovny)
UŽITEČNÉ
ODKAZY:
•
http://minerals.usgs.gov/
(celosvětové
statistiky, USA, různé
komoditní
studie)
•
http://www.geofond.cz/
(přehledy
a statistiky
z
ČR) •
http://www.smenet.org/opaque-ore/
(rudní
minerály
pod mikroskopem)
POŽADAVKY K ZÁPOČTU –
rudy (celkem
5 vzorků):
A)
Poznávání
minerálů
(hlavní
rudní
i nerudní
minerály
ve
vzorku)
B)
Zájmový
(užitkový) prvek
v
daném
vzorku
(např. Fe, Au)
C)
Minimální
kovnatost
(hm.
%) daného
kovu
v
rudě
D)
Vzorce
hl. rudních
a nerudních
minerálůPožadována
je znalost
stechiometrických vzorců
následujících
minerálů: křemen, K-živec, kalcit, siderit, magnezit, dolomit, fluorit, baryt, bauxit
(přibližně), arsenopyrit, chromit, chalkopyrit, tetraedrit,
magnetit, hematit, goethit, cinabarit
(rumělka), molybdenit, pentlandit, pyrhotin, pyrit, galenit, antimonit, kasiterit, rutil, ilmenit, scheelit, wolframit, sfaleritU ostatních
minerálů
stačí vědět
zda
se jedná
o oxid, hydroxid,
karbonát, síran,
sulfid, silikát
apod.)
E)
Základní
ložiskový
typ
(magmatický, sedimentární, hydrotermální, zvětrávací, metamorfogenní) –
pokud
jde
určit
ZÁKLADNÍ
POJMY•
Rubanina
–
veškerý
těžený
materiál
•
Ruda
[ore] –
nerostná
surovina
obsahující
užitkové
nerosty v takovém
množství, že je lze
v průmyslovém
měřítku
ekonomicky
získávat•
Rudnina
–
obsahuje
užitkové
nerosty
(rudu)
•
Jalovina/hlušina/skrývka
–
bezcenná
složka rudniny/rubaniny; ukládá
se na
haldy
(odvaly)/odkaliště
•
Klark
– průměrná
koncentrace
prvků
v zemské
kůře•
Kovnatost
–
koncentrace
užitkových
složek
(hm. %, g/t,
g/m3) •
Koncentrační
faktor
–
kovnatost
rudy
/ klark
prvku
Hierarchie
•
mineralogický
výskyt
(rudní
výskyt, rudní
indicie) => zvýšený/anomální
obsah
prvku
v hornině
•
rudní
těleso
[ore body] => ložisko
[ore deposit] •
rudní
revír, okrsek, obvod
[ore district]
•
metalogenetická
zóna•
metalogenetická
provincie
(desková
tektonika
=>
distribuce
ložisek
v prostoru
a čase)
ZÁKLADNÍ
POJMY
Klasifikace
ložisek:
•
Popisné
(geologické
prostředí, morfologie, složení)
•
Genetické
(ložiskotvorný
proces)
•
Průmyslové
(podle
ložiskového
obsahu
–
kovy)
•
Ložiskové
typy
(geologické
prostředí
+ popis
ložiska
± ekonomické
± technologické
parametry)
ZÁKLADNÍ
POJMY
ŽÍLA:•
deskovité
těleso
•
zejména
v metamorfních
horninách•
šířka submilimetry
až
stovky
metrů, délka
cm až
km, laterálně
se
měníVznik:•
obvykle
v extenzních
trhlinách
•
migrace
fluid difuzí
nebo
advekcí
vlivem
tlakového
spádu•
krystalizace
vlivem
nižšího
tlaku
v žíle
(rozpustnost
obvykle
stoupá
s tlakem) Alterace:•
vzniká
vlivem
interakce
fluida
s okolní
horninou
•
obvykle
podobná
šířka jako
u žil
ZÁKLADNÍ
POJMY
Určení
P-T-X vzniku žíly:•
Mineralogie
–
thermocalc, „klasické“
termometry
a
geobarometry•
Stabilní
izotopy
–
geotermometry
(frakcionace
izotopů
mezi
minerály) •
Fluidní
inkluze
–
chemické
složení
fluid, teplota
fluid
•
Stáří
vzniku
–
relativní
ze
strukturních
vztahů, absolutní
pro granát
U-Pb, zirkon
SHRIMP, titanit
U-Pb, sulfidy
Re-Os,
slídy
Ar-Ar•
Tok
fluid (malých
měřítek:
cm-m; středních:
desítky
m–km;
velkých
měřítek:
km-desítky
km)
ZÁKLADNÍ
POJMY
TEXTURA RUDTyp
prostorového
rozmístění
minerálních
agregátů, lišících
se
navzájem
tvarem, rozměrem
a složením
•
MASIVNÍ
T. –
typická
pro rudy
celistvého
mono-
nebo
polyminerálního složení
•
PÁSKOVANÁ
T. –
střídání
pásků
různého
minerálního
složení (sedimentogenní
–
vrstevnatá, metamorfogenní
–
rulovitá, břidličnatá,
magmatogenní
–
krustifikační, proudovitá)
•
ZÁVALKOVÁ
/ ZÁVALKOVITÁ
T.
•
KOLOMORFNÍ
T. –
vzniká
v různých
stádiích
přeměny
minerálních agregátů
koloidního
původu
•
FRAGMENTOVÁ
/ BREKCIOVITÁ
T. –
typická
pro vícestádiovou
tvorbu ložisek, ve
kterých
úlomky
starší
ložiskové
výplně
jsou
tmeleny
mladší
mineralizací
Chrom (Cr) Klark: 100 ppm
min kovnatost: ~ 40 % Cr2
O3
Chromit
(Fe,Mg)(Fe,Al,Cr)2
O4
Vítané
příměsi: Ni, V, Pt
Škodlivé
příměsi:
S, P, SiO2
, Ca
Základní
typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• zvrstvené
intruze
(magmatická)
85%
45%• podiformní
chromity
(magmat.)
15%
55%
• rozsypy
(zvětrávací)
-
0.X%
Hlavní
producenti: JAR, Kazachstán, IndieDostupnost
současných
světových
zásob: ~ 100 let
India14%
Kazakhstan19%
Australia1%
Iran1%
South Africa48%
Finland4%
Zimbabwe5%
Brazil63%
Turkey1%
Chinae1%Russia
1%
Chromitová ruda
15,5 Mt
rudyJAR 48%Kazachstán 19%Indie 14%
Chromit
(Fe,Mg)Cr2
O4
•
Metalurgie
(70-80%) –
ferochrom
(FeCr, 1100-1200 °C elektrická
pec)
•
FeCr
(+C), FeCr(-C), ferrochromsilicium
(FeCrSi) –
z toho
80 % na
nerezové
slitiny
•
klasická
ocel
(0.2-1 % Cr) •
uhlíková
ocel
(0.01-0.001 % Cr)
•
nerezová
ocel
(18 % Cr) •
Co-Cr, Ni-Cr, Ti-Cr
–
úprava
povrchu
kovů•
technické
(1.3 až
760 μm) a dekorativní
(0.0001 až
2,5 μm; i
plasty) •
odolnost
proti
otěru, malé
tření, tvrdost, antikoroze,
•
restaurování
korodovaných
povrchů
•
Chemický
průmysl
(14%) –
dvojchroman
sodný
Na2
Cr2
O7
•
Refraktorní
použití
(9%) •
mletý
chromit
+ magnezit
-> vyzdívky
pecí
Světová
produkce
chromitové
rudy důsledek
rostoucího
použití
nerezových
ocelí
a slitin
2003
2005
Cr - dopady na ŽP Těžba:• pouze
podzemním
způsobem
• velmi
koncentrovaná
(malý
zábor
plochy) • pouze
prach
Zpracování• konverze
na
ferrochrom
v elektrických
obloukových
pecích
• výroba
chemických
sloučenin
produkuje
jako
odpad
H2
SO4
•
Cr3+
-
netoxický
(metabolismus
glukózy, cirkulace
insulinu
-
přípravky
na
hubnutí
☺) •
pracovníci
(těžba, úprava, zpracování) netrpí
žádnými
specifickými
choroba-
mi z povolání, které
by prokazovaly
toxicitu
Cr3+
•
Cr6+
-
karcinogenní
(pouze
v chemikáliích, ne v přírodních
fázích), Erin Brockovich
Nikl
Nikl (Ni)
Typy
ložisek:
% svět zásob
% svět těžby• magmatická
sulfidická
lož.
40%
60%
• zvětrávací
(laterity)
60%
40%• hydrotermální
(žilná)
-%
-%
Hlavní
producenti: Rusko, Austrálie, Kanada, Nová
KaledonieDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 70-80 let
komplexní
Ni-Co-As rudy
hydrotermálního
původu
(Jáchymov)
NiAsNiAs2NiAsS
NikelínRammelsbergitGersdorfit
(Fe,Ni)O(OH) Ni-limonit
zvětrávací(Ni-laterity)
(garnierit, nepouit, schuchardit) Hydrosilikáty
Ni
magmatická(Fe,Ni)9
S8Pentladit
Klark: 75 ppm
min kovnatost: 0.5-1 % Ni
Greece2%
Botswana2%
South Africa3%
Brazil3%
Dominican Republic3%
Chinae4%
Colombia5%
Cuba5%
New Caledonia8%
Indonesia10%
Canada12%
Australia15%
Russia23%
Niklová
ruda1,4 Mt
rudy/rok
Rusko 23%Austrálie 15%Kanada 12%Indonézie
10%
Typy
ložisek
Ni Současné
typy
rud
(zásoby cca 50 Mt / 130 Mt Ni)
•
magmatické
sulfidické
rudy•
Ni-laterity
(zvětrávací
ložiska)
Budoucí
nové
typy
(dosud
nevyužívané) •
Mn-konkrece
a krusty
(hlubokomořské
sedimenty)
•
příměs sulfidických
rop•
až
2.5% S, až
80 g/t
Ni, 300 g/t
V, organické
komplexy
•
Metalurgie
(82%) –
zvyšuje
pevnost
za
vyšších
teplot
a odolnost
vůči korozi
–
nerezové
slitiny
(60%) •
cca 300 Fe-slitin, obvykle
8-12% Ni
•
zejména feronikl
(FeNi, 1100-1200 °C elektrická
pec) –
speciální
slitiny a superslitiny
(30%)
•
speciální
slitiny: –
nejběžnější
slitiny: Typ
304 (18% Cr, 8% Ni), Typ
316
(18% Cr, 10% Ni, 2% Mo) -
výroba turbín, nádrží
pro kapalný dusík
–
Duplex (větší
odolnost
vůči korozi, větší
pevnost) –
až 6% Mo
–
mincovní
slitiny
(2-8% Ni) –
obyčejné
mince (Euro, dolar)
•
slitiny
s jinými
kovy
(Cu, Co, Al) (20%) –
magnetické
slitiny (AlNi, aj.), termočlánkové
bimetaly,
invar•
pokovování
(20%) –
elektrolytické
i chemické
•
Chemický
průmysl
(13%) –
NiCO3
, NiCl2
, NiO, NiSO4–
NiMoO4
, Ni-V-Mo, …
-
katalyzátory
•
Akumulátory–
NiCd, NiMH
–
největší
roční
nárůst–
elektrická
hybridní
vozidla
Použití nerezových slitin• architektura
(střechy)
• potravinářský
průmysl
(nádoby) •
slitiny s malou tepelnou roztažností
(35% Ni –
Fe): nádrže na
kapalný dusík,
turbíny, reaktory, apod.
Vznik
sulfidů
během magmatického
procesu
likvace (nemísivost
silikátového
a sulfidického
magmatu)
• sulfidické
rudy
Cu, Ni, Co (Fe) ± Pt (PGE) • 0.X-2 % Ni,
X-20 g/t
Pt
•
poměry
jednotlivých
kovů
jsou
variabilní
na jednotlivých ložiscích
Magmatická
sulfidická
ložiska
Kobalt (Co)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• magmatická
sulfidická
lož. 40%
60%
• zvětrávací
(laterity)
60%
40%• hydrotermální
(žilná)
-%
-%
Hlavní
producenti: Rusko, Austrálie, Kanada, Nová
KaledonieDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 70-80 let
magmatické
sulfid.Co3
S4(Fe,Ni,Co)1-x
Sx
LinnéitPyrhotin
komplexní
Ni-Co-As rudy
hydrotermálního
původu
(Jáchymov)
CoAs3-2CoAs2CoAsS(Co,Fe)AsS
SkutteruditSafloritKobaltínGlaukodot
(Fe,Co)O(OH) Co-limonit
zvětrávací(Ni-Co laterity) (asbolan,…) Hydrosilikáty
Co
Co3
(AsO4
)2 * 8 H2
OErytrínKlark: 30 ppm
min kovnatost: 0.1-
0.6 % Co
Platinové kovy – PGE
Typy
ložisek:
% svět zásob
% svět těžby• magmatická
sulfidická
lož.
40%
60%
• magmatická
“nesulfidická”
lož.
60%
40%• hydrotermální
(žilná)
-%
-%
Hlavní
producenti: JAR, Rusko, FinskoDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 70-80 let
PyrhotinChalkopyritPyrit
Příměs v běžných sulfidech
(pevný
roztok)
Froodit
PdBi2Intermetalické sloučeniny
Sperrylit
PtAs2Laurit
(Ru,Ir,Os)S2
Sulfidy, arsenidy, teluridy magmatická
či
hydrotermální
lož.
(druhotně
rozsypy)
Pt, Ir, Os-Ir, aj.Kovy
a jejich
slitiny
Klark: 1-10
ppb
min kovnatost: ~2 g/t
(ppm)
Mineralogie
Pt rud „oříšek
pro metalurgy“
•
velmi
nízké
koncentrace
v primárních
rudách
(X-30 g/t) •
komplexní
mineralogie
rud:
–
v současnosti
je známo
> 300 fází
(kovy, slitiny, sulfidy, teluridy, arsenidy, …)
–
velikost
fází
je běžně
okolo
1 mikronu–
PGM tvoží
často
inkluze
v jiných
minerálech
(úprava!)
»
ze
40-60 % tvoří
pevný
roztok
v sulfidech
(pyrhotin, pentlandit, pyrit)
»
z 40-50 % samostatné
fáze
•
finačně
náročná
technologie:–
zpracování
velkého
objemu
suroviny
–
mletí
na
vysokou
jemnost–
náročné
hydrometalurgické
a pyrometalurgické
zpracování
–
vysoká
cena
finálního
produktu
South Africa
RussiaFinland
ZIMUSA
země
Pt
(t) Pd
(t) Suma (t)
JAR 31 631
19 950
62 816
Rusko 3 585
12 266
17 925
Finsko
3 474
9 406
13 816
Zimbabwe
5 656
3 377
10 091
USA
1 403
5 058
6 628
Kanada 343
442
879
Čína
268
110
425
Kolumbie
145 1
156
Celkem
45 506
50 612 112 735
JAR 56%Rusko 16%Finsko 12%Zimbabwe
9%
USA 6%
Světové
zásoby PGE
PGE –
roční
těžba
(2002)
JAR 72%Rusko 19%
Rusko 43%JAR 37%
Platina Paládium
PGE světové
zásoby
-
% dle
zemí
JAR 71%Rusko 13%Zimbabwe
11%
Autokatalyzátory snižují
atmosférické
znečištění
Pt, Pd, Rh
Šperkařství
snubní
prsteny, módní
šperky
Pt
Zubařství
slitiny pro spravování
zubů
Pt, Pd
Elektronika
pevné
disky
Ptvícevrstvé
keramické
kondenzátory
Pd
Chemický
pr.
katalyzátory chemických syntéz
Pt, Pd, Rh…………………………………………………………………………………...Ropařský
pr.
katalyzátory čištění
benzínu
Pt
pokovování
elektrod
Ir, Ru
Sklářství
výroba skla
Pt, Rh
Medicína
léky na rakovinu, implantáty
Pt
Senzory
teploty a plynů
Pt, Rh
PGE - klenotnictví•
individuální
obliba
(USA, Japonsko, Čína)
•
díl
produkce
s mizivou
recyklací•
pro
zvýšení
tvrdosti
se přidává
cca
10 % Pd (X % Ru)
Titan (Ti)
Typy
ložisek:
% svět zásob
% svět těžby• magmatická
lož.
70%
20%
• rozsypy
(plážové, black sands)
30%
80%
Hlavní
producenti: Rusko, Japonsko, ČínaTěžba
v cca
12 zemích!
Kvalitní
bohaté
rozsypy
se blíží
vyčerpání.Dostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 10 let (80-90 let)
ilmenit
z něhož
zvětráváním
bylo uvolněno železoleukoxen
(Fe,Ti)3
O4Titanomagnetit
FeTiO3Ilmenit magmatická
lož.
rozsypy
TiO2Rutil
Klark: 0.57 ppm
min kovnatost: 0.3-0.9 % Ti
Ti - ložiskaSoučasnost:•
plážové
rozsypy
(většinou
fosilní) –
nízká
koncentrace•
lož. magmatického
typu
v mafických
horninách
(anortosit, gabro) –
technicky
náročnější, dražší těžba, ale vyšší
koncentrace)
Budoucnost:•
bitumenózní
písky „Tar sands“
(Alberta, CAN) –
vedlejší
produkt
Ti – použití a vlastnosti
•
lehký
(4,5 g/cm3) •
pevnost
i za
vysokých
teplot
(tT
: 1678 °C) •
odolnost
vůči korozi
•
dobrá
opracovatelnost•
netoxický
(kostní
implantáty)
•
komerčně
využíván
od
r. 1906•
nejprve
jako
minerál
(ilmenit, rutil)
•
později
jako
TiO2
-prášek (bílý
pigment) •
letectví
(cca
30 % hmotnosti
letadla), raketová
technika
Ti rudy - zpracování
•
rozklad
reakcí
s Cl
na
TiCl4
při cca
800
°C•
redukce
na
kovový
Ti pomocí
kovového
Na či Mg v
argonové
atmosféře•
vzniklá
titanová
houba
se přetavuje
v elektrické
peci
•
přečišťování
frakční
krystalizací
•
zpracování
rudy
a kovu
je bezpečné
vzhledem
k životnímu
prostředí
•
(přítomnost
U, Th
minerálů
v asociaci
s Ti-min, může způsobit
radioaktivitu
rmutu
z úpravy)
Vanad (V)
Typy
ložisek:• magmatická
lož. –
zvrstvené
intruze
(Bushveld)
• rozsypy
(magmatických
ložisek) • vedlejší
produkt
při zpracování
U (U-V) rud, fosfátů, Fe-rud
•
epigenetické
rudy
v sedimentech
(U-V pískovce, Colorado Plateu, USA)
Hlavní
producenti: USA, Čína, Rusko, JAR (hl. světový exportér)
Dostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 120 let
sedimentární(až
33 % V v popelu) Příměs v ropě (některé)
epigen. lož. v sedimentechV-slídaKarnotit
Roscoellit
(až
3 % V2
O5) (až
4.5 % V2
O5)
Příměs:• v magnetitu• v titanomagnetitu
magmatická
Klark: 135 ppm
min kovnatost: 0.01 % V
V - ložiska
Současnost:•
lož. magmatického
typu
v mafických
horninách
(anortosit, gabro) –
magnetit
(až
5 % V) –
21 magnetitových
poloh
v Bushveldském
komplexu
(JAR)
–
podobně
Kačkanar
(Sibiř) •
nízko
T -
hydrotermální
lož. –
oxidací
V3+
v horninách
se mobilizuje vysoce
rozpustný
V5+, později
vysrážení
na
redukčních
bariérách
–
USA, Colorado Plateau, U-V pískovce
rollového
typu
Budoucnost:•
vazba
na
organickou
hmotu
(uhlí, ropa, tars)
•
Tar sands (Alberta, CAN) –
vedlejší
produkt (0.02-0.05 % V)
V – použití a vlastnosti
•
hustota
6.1 g/cm3•
pevnost
i za
vysokých
teplot
(tT
: 1900 °C)
•
příměs v ocelích
(cca
0.01 až
1%) –
zvyšuje
pevnost, tažnost,
•
produkt
-
kov
(85 %)
•
netoxická
(hydro-)metalurgie
(je-li
dobře provozována)
•
spalováním
fosilních
paliv
se do ovzduší
dostává
o 2- řády
více
V než
z V-metalurgie
(hutí)
V rudy – vliv minerálního složení
•
klark Cu < klark
V
=>
různý koncentrační
faktor•
ale chalkopyrit
a jiné
Cu min jsou
mnohem
častější
než
V-min. –
vliv
minerální
vazby
na
četnost
výskytu ložisek
rud
V3+
je geochemicky
podobný
Fe3+
… rozsáhlé
isomorfní
zastupování
V5+
je vysoce
mobilní/rozpustný
… mobilizace
během
zvětrávání
a transport
Karbonatity• magmatické
hor.
tvořené
Ca-Na-Fe-Mg-karbonáty
•
téměř
vždy
doprovázené
alkalickými
horninami
(nefelit, urtit, ijolit, melteigit),
někdy
výskyt
spolu
s UB (pyroxenity, dunity)
• původ magmatu –
svrchní
plášť1.
částečné
tavení
hornin sv. pláště
s malým množstvím
karbonátů2.
vzájemná
nemísivost silikátové
taveniny s malým množstvím
karbonátůZdroje surovin P apatit
Fe-Ti
magnetit, titanit, titanomagnetit REE
bastnezit, parisit, monazit
(Ce,La,Nd,Th)PO4
Cu
chalkopyrit
(pouze
-
Palabora, JAR) U-Th
Nb-Ta
pyrochlor
(Ca,Na)2
Nb2
O6
(OH,F) Zr
baddeleyit
ZrO2
ostatní: fluorit, baryt, stroncianit
(SrCO3
), flogopit, kalcit
2.
Lithium (Li)
Typy
ložisek:
% svět těžby• podzemní
solanky
(0.X-0.0X% Li)
30%
• pegmatity
70%
Hlavní
producenti: Austrálie, ChileDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 70-80 let
solanky(poušť
Atacama,
Chile; podzemní solanky)
Li2 CO3LiCl
Li-karbonátLi-chlorid
pegmatity
LiAlSi2
O6LiAlSi4
O10(Li,Na)Al(PO4
)(F,OH) K(Li,Al)3
(Si,Al)4
O10
(F,OH)2
Spodumen
(pyroxen) PetalitAmblygonitLepidolit
(„cinvaldit“)
Klark: 18 ppm
min kovnatost:
0.5% LiO2
;0.17 ppm
v mořské
vodě
Australia, spodumene
46%
Canada, spodumene9%Portugal, lepidolite
6%
Zimbabwe, amblygonite, eucryptite, lepidolite,
petalite, and spodumene5%
Brazil, concentrates 5%
Russia, minerals not specified7
1%
Chile, carbonate from subsurface brine
17%
China, carbonate 6%
Lithium chloride2%
Lithium carbonate 2%
United States, subsurface brine
1%
Lithium (2004)258 kt
Li
Austrálie 46%Chile 17%Kanada 9%
MOŽNÉ
BUDOUCÍ
APLIKACE•
CO2
-absorbce: speciální
Li- sloučenina
schopná
absorbo-
vat až
10x více
CO2
než
jiné látky, až
do teplot
700 °C
•
hybridní
elektrická
vozidla•
baterie
s dlouhodobou
životností
(až
12 let)
SOUČASNÉ
APLIKACE•
přísady
do keramiky, skla
(21%) –
přímé
použití minerálních
koncentrátů
•
Li-baterie
(19%) –
rostoucí trh
•
mazadla
(16%) –
teplotně stálá, letectví
(LiOH·H2
O)
•
farmacie
(9%) •
vzduchotechnika
(8%) –
absorbce
vlhkosti
(LiBr)•
výroba
hliníku
(5%) –
snižování
teploty
tání
a viskozity
•
ostatní
(21%)
Rubidium, Cesium (Rb-Cs)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• pegmatity
?%
100 %•
vedlejší
produkt zpracování
lepidolitu, spodumenu, cinval-
ditu, solanekHlavní
producenti: Kanada, Zambie
pegmatity(Cs,Na)[AlSi2
O6
] ·
nH2
O (Cs+n=1) Pollucit
(skupina
zeolitů)
K(Li,Al)3
(Si,Al)4
O10
(F,OH)2Lepidolit
(slída)
Klark: Rb
78 ppm
min kovnatost: 0.1-0.5 % RbCs 2.6 ppm
0.2-0.5 % Cs2
O
•
Cs: speciální
výplachy
o vysoké
hustotě
pro vrtání
ropy a zemního plynu
•
Rb-Cs: atomové
hodiny
(navigace, GPS, GMS) •
vláknová
optika, přístroje na noční
vidění, solární
články
•
DNA separace
Berylium (Be)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• Be-metasomatity
?%
70-80 %• pegmatity
?%
20-30 %
Hlavní
producenti: USADostupnost
současných
světových
zásob
: ~ ? let
pegmatityAl2
Be3
(Si6
O18) Be4
Si2
O7
(OH)2
Beryl (4 % Be) Bertrandit
(1 % Be)
metasomatityBe4
Si2
O7
(OH)2Bertrandit
(1 % Be)
Klark: 2 ppm
min kovnatost: 0.1-0.5 % Be
•
lehký
kov
s vysokou
teplotou
tání
–
letectví
a kosmonautika•
legující
přísada
do speciálních
ocelí
(žárupevnost, antikorozní)
•
slitiny
Be-Cu –
vysoká
tepelná
a elektrická
vodivost, tvrdost, pevnost
•
BeO-keramika
(elektrické
izolační
vlastnosti,odolnost
vysokých teplot)
United States81%
Zambia0,20%
Portugal0,15%
Madagascar0,03%
Mozambique4%
China 15%
Beryllium
(2005)3440 t Be
USA 81%Čína 15%
Cín (Sn)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• rozsypy
?%
70 %• hydrotermální
?%
25 %
• subvulkanická• žilná
a greisenová
• vulkanosedimentární• skarny
Hlavní
producenti: Čína, IndonésieDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 25-30 let
Cu2
FeSnS4PbSnS2
StanninTeallit
hydrotermálníSnO2Kasiterit
Klark: 2.1 ppm
min kovnatost: 0.2-0.1 % Sn
China42%
Indonesia 25%
Peru16%
Bolivia6%
Brazil5%
Vietname2%
Malaysia1%
Cín (2004)262 kt
Sn
Čína 42%Indonézie
25%
Peru 16%
Sn – použití a vlastnosti•
antikorozní
účinky
•
kontakty vodičů
v elektrotechnice•
potravinářství
–
staniol, pocínování
plechů
–
konzervárenství
•
slitiny –
bronz
(+Cu)
–
liteřina
(+Pb
a Sb)–
cínové
kompozice (+
Cu, Sb, Pb)
•
chemický průmysl –
stabiliza-ce
PVC
(organické
Sn
látky)
Wolfram (W)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• hydrotermální
?%
99 %• skarny• žilná
a greisenová
(plutonická)
Hlavní
producenti: ČínaDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 70 let
hydrotermální(Mn, Fe)WO4CaWO4
WolframitScheelit
Klark: 1.2 ppm
min kovnatost: 0.2 % W
• vysoká
tvrdost, pevnost, vysoký
bod
tání
(3345 °C) • W-oceli
a ferowolfram
• W-karbidy• vlákna
do žárovek
Bolivia1%
Portugal1%
Ostatní1%
Korea, North1%
Austria2%Russia
4%
China90%
Wolfram
(2004)74
kt
W
Čína 91%Rusko
4%
Měď (Cu)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• porfyrová
lož.
?%
70%• Cu v sedimentech
?%
15%
• vulkanosedimentární
?%
15%Hlavní
producenti: Chile, USA
Dostupnost
současných
světových
zásob: ~ 40 let
hydrotermální
ložiska(příp. supergenní)
Cu3
FeS4CuSCu2
SCu3
AsS4Cu3
AsS3.25
BornitCovellínChalkozínEnargitTenantit
hydrotermální
ložiskaCuFeS2Cu12
Sb4
S13
ChalkopyritTetraedrit
Cu2
(CO3
)(OH)2Cu3
(CO3
)2
(OH)2
MalachitAzurit zvětrávání/supergenní
CuRyzí
měď
Klark: 70 ppm
min kovnatost: 0.3-0.5 % Cu
Ostatní6%
Mongolia1%
Argentina 1%
Mexico:3%
Poland4%
Kazakhstane 3%
Zambia:3%
United States:68%
Chile:537%
Peru:7%
Australia:6%
Indonesia66%
Russiae5%
China4%
Canada 4%
Měď
(2004)14.6
Mt
Sn
Chile
37%USA 8%Peru 7%
Cu – pužití a vlastnosti•
vysoká
tepelná
a
elektrická
vodivost•
kujnost
a slévatelnost
•
pyrometalurgie (oxidační
pražení,
kamínek, konvertory) •
hydrometalurgie
(loužení
s H2
SO4
, NH4
OH, bakteriemi
a následná
elektrolýza)
•
98% jako kov:
elektrické vodiče, plechy, trubky a
jiné
konstrukční
prvky •
slitiny:–
Cu-Zn
mosaz
–
Sn-Al
bronz–
Be, Ni, Mn, …
•
biomedicínské
aplikace–
fungicidy (CuSO4
)–
zdroj RTG záření
(tomografie, atd.)
Molybden (Mo)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• porfyrová
Mo
40%
30%• porfyrová
Cu-Mo
60%
60%
• ostatní
hydrotermální -%
X%
Hlavní
producenti: USA, Chile, Čína
Dostupnost
současných
světových
zásob: ~ 70 let
PbMoO4Wulfenithydrotermální
MoS2Molybdenit
Klark: 1.2 ppm
min kovnatost: 0.1 % Monebo
vedlejší
produkt
United States30%
Chinae21%
Chile29%
Irane1%
Mongolia 1%
Russiae2%
Mexico3%
Armenia2%
Canada4%
Peru7%
Molybden
(2004)141
kt
Mo
USA
30%Chile 29%Čína
21%
Molybden
(2004)141
kt
Mo
USA
30%Chile 29%Čína
21%
Mo – použití a vlastnosti•
vysoký bod tání
(tT
: 2623 °C)
•
Metalurgie–
přísada do oceli (zvyšuje pevnost, žáruvzdornost a kyselinotvornost)
–
těžce tavitelné
speciální
slitiny (+W, V, Cr, Co) – elektrotechnika
•
ostatní–
teplotně
odolná
maziva (MoS2
)–
zemědělství
–
Mo
prášek jako hnojivo
–
barvení
plastů
a keramiky –
oranžový wulfenit
3.
Olovo (Pb)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• Mississippi Valley ?%
20%• vulkanosedimentární
(VHMS, SEDEX)
50%
• hydrotermální
(žilná)
?%
10%
Hlavní
producenti: Čína, Austrálie, USA, PeruDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 20 let
Použití:
akumulátory, ochranný
plášť
elektrických
a telekomunikačních
kabelů, protiradiační
ochrana
(kontejnery,
pláště), sklářství, glazury
(PbO), pigmenty
zvětrávací(oxidace
galenitu)
hydrotermálníPbCO3PbSO4
CerusitAnglesit
PbSGalenit
Klark: 13 ppm
min kovnatost: cca
3 % Pb
Australia21%
Chinae31%
United States14%
Peru10%
Russiae1%
Poland1%
Sweden2%
Canada2%
Irelande2%
Mexico4%
Romania1% Ostatní
4%
Olovo
(2004)3110
kt
Pb
Čína
31%Austrálie 21%USA
21%
Zinek (Zn)
Typy
ložisek:
% svět zásob
% svět těžby• vulkanosedimentární
(VHMS, SEDEX)
70%
• Mississippi Valley ?%
20%• hydrotermální
(žilná, metasomatická)
15%
Hlavní
producenti: Čína, Austrálie, Peru, Kanada, USADostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 20 let
Použití:
pozinkování
(60 %), slitiny
(mosaz), pigmenty
(ZnO
– běloba), Zn-prach
(redukční
činidlo), elektrotechnika
zvětrávacíHydrotermální(nízkoteplotní)
ZnCO3Zn4
(OH)2
Si2
O7
* H2
OZnO
SmithsonitHemimorfitZinkit
skarny
hydrotermální
ZnFe2
O4Zn2
SiO4
FranklinitWillemit
ZnSSfalerit
Klark: 76 ppm
min kovnatost: cca
3-5 % Zn
China 24%
Australia14%
Peru13%Canada
8%
United States8%
Mexico5%
Ireland5%
Brazil2%
Irane1%
Ostatní5%
Poland2%
Namibia2%
Russia 2%
Indiae4%
Sweden2%
Bolivia2%
Kazakhstan 4%
Zinek
(2004)9600
kt
Zn
Čína
24%Austrálie
14%
Peru
13%
PříbramPb-Zn-Ag
Kutná
HoraPb-Zn-Ag
Zlato (Au)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• epitermální
lož
(Au)
40%
20%• mesotermální
(Au)
60%
60%
• kvartérní
rozsypy
(Au)
-%
-%• paleorozsypy
(Au)
-%
15%
Hlavní
producenti:
JAR, Austrálie, USA, ČínaDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 20 let
Au2
BiCalaverit
AuTe2
Sylvanit
AuTe4Petzit
Ag3
AuTe2
Teluridyhydrotermální
lož.
(event. rozsypy)
Maldonit
AuBi2Intermetalické
sloučeniny
Au, Ag(Elektrum)
Ryzí
zlato, stříbroSlitina
Au-Ag
Klark: 4 ppb
min kovnatost: 2-4 ppm
Au
Au – použití a vlastnosti
•
Šperky a pozlacování: slitiny s Ag, Cu, Zn, Pa, Ni
•
Mikroelektronika: spoje v mikro-procesorech (vlivem dobré
vodivosti
a odolnosti
•
Sklářství: barvení
nebopozlacování
skla
•
Zubní
lékařství: dentální
slitiny
•
Bankovnictví
a finanční
spekulace
South Africa14%
Australia11%
United States11%
Chinae9%Peru11
7%Russia
7%
Canada5%
Ostatní8%Kyrgyzstane
1%
Zimbabwe1%
Mongolia1%
Brazil2%
Ghana2%
Papua New Guinea3%
Indonesia4%
Uzbekistane 4%
Kazakhstan 1%
Philippines1%
Chile2%
Tanzania 2%
Zlato
(2004)2 430
kt
Au
JAR
14%Austrálie 11%USA
11%
Čína
9%
Středočeská
metalogenetická
zóna
Produkce zlata v Čechách
panningmining
Stříbro (Ag)
• epitermální
lož.
(Au-Ag)• hydrotermální
žilná
(Příbram:
Ag-Pb-Zn;
Jáchymov
Co-Ni-As)
• vedlejší
produkt
zpracování
různých
typů
Pb-Zn-(Cu) rud
Hlavní
producenti:
centrální
Amerika, ČínaDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 20 let
•
Prvek:
záznamová
média (CD, DVD); kvalitní
zrcadla; katalyzátor ox. reakcí• Slitiny:
šperkařství; dentální
slitiny; pájky v elektrotechnice
hydrotermální
lož.Ag2
SAg-tetraedritAg3
AsS3Ag3
SbS3
Argentit
(akantit) FreibergitProustitPyrargyrit
AgClChlorargyrit zvětrávání
Au-Ag
Ag(Elektrum)
Ryzí
stříbroElektrum
Klark: 80 ppb
min kovnatost: 300 ppm
Ag
Peru 17%
Mexico15%
Chinae12%
Australia11%
Chile7%
Canada 7%
Russiae 6%
Poland6%
USA6%
Kazakhstan 4%
Sweden1%
Indonesia1%
Ostatní7%
Stříbro
(2004)19.7
kt
Ag
Peru
17%Mexiko
15%
Čína
12%Austrálie
11%
Antimon (Sb)
• hydrotermální
(žilná) • hydrotermální
(epitermální)
•
epigenetická
stratiformní
ložiska
v sedimentech
(Sikuang- Shan)
Hlavní
producenti: ČínaDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ ? let
• slitiny (např. nové
typy akumulátorů, výroba pájek, liteřina)•
elektronika: polovodiče typu N (diody, tranzistory), optické
disky
Valentinit, seramontit, kermezitSb-okry
(oxidy)
Sb2
S3Antimonit
„stibnit“ hydrotermální
SbRyzí
Sb
Klark: 0.2 ppm
min kovnatost: 1-3% Sb
Tadžikistán2%
Austrálie2%Bolívie
3%
JAR5%
Čína88%
Antimon
(2004)113
kt
Sb
Čína
88%JAR
5%
Arzen (As)
• hydrotermální
(skarny, sulfidická
lož.,
epitermální
lož. Au)
Hlavní
producenti: Čína
(~60%), Chile
(~20%) Dostupnost
současných
světových
zásob
: ~15 let
•
polovodiče v elektronice: GaAs
(solární
články) ; procesory a tranzistory (superčistý Si s As)• dříve pesticidy
pro impregnaci
dřeva
a podobné
chemikálie
• farmacie
FeAsSArzenopyritCu3
AsS4Cu3
AsS3.25
EnargitTenantit
As4 S4As2 S3
RealgarAuripigment
hydrotermální
AsRyzí
As
Klark: 1.8 ppm
min kovnatost: vedlejší
produkt
Vývoj
používání
As-chemikálií
(USA)
Bizmut (Bi)
• hydrotermální
různých
typů
Hlavní
producenti:
Čína, Mexiko, Peru, Bolívie
•
legovací
prvek ve slitinách (snižuje tvrdost a zvyšuje kujnost)•
díky nízké
toxicitě často nahrazuje olovo (instalatérské
materiály, střelivo)
Teluridy, sulfosole
Bi2
S3Bismutin hydrotermální
BiRyzí
Bi
Klark: 8 ppb
min kovnatost: vedlejší
produkt
Rtuť (Hg)
• monometalické
či polymetalické
rudy
(Hg+Sb, Hg+As, Hg+Au) • polymetalické
rudy
se schwazitem
• dentální
amalgámy• fyzikální
přístroje (teploměry (zákaz výroby v EU) a tlakoměry)
• polarografie (Heyrovský: Nobelova cena 1959)• vakcíny
Schwazit
HgSCinabarit
(rumělka)Metacinabarit hydrotermální
HgRyzí
Hg
Klark: 0.2 ppm
min kovnatost: 0.1 %
4.
Železo (Fe)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• sedimentární
(BIQ)
~90%
~90%• magmatická, skarny
Hlavní
producenti: Brazílie, Austrálie, Čína, RuskoDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 120 let
sedimentární(magmatická,
metamorfovaná) FeCO3(Ca,Fe)CO3
SideritAnkerit
silikátyChamosit
–
Thuringit(Chlority)
FeOOHGoethit
Fe3
O4Fe2
O3
MagnetitHematit
Klark: 6.2 %
min kovnatost: 30-60 % Fe
Brazil23%
Australia19%
China14%
India10%
Russia8%
Ukraine5%
United States5%
Ostatní5%
Kazakhstan2%
Venezuela2%Sweden
2%Canada2%
South Africa3%
Železo
(2004)739
Mt
Fe
Brazílie
23%Austrálie
19%
Čína
14%Indie
10%
Modely ložisek Fe
Mangan (Mn)
• sedimentární
lož.• zvětrávací
(reziduální)
Hlavní
producenti: JAR, Australie, BrazílieDostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 40 let
• feromangan
(pevnost, tvrdost, opracovatelnost
slitin
a ocelí)
sedimentární(magmatická,
metamorfovaná) Mn2+Mn3+6
SiO12Mn2+Mn3+
2
O4
BraunitHausmanit
silikátyChamosit
–
Thuringit(Chlority)
MnCO3(Mn2+,Fe2+,Mg,Ca)SiO
3
RodochrozitRhodonit
-MnO2MnOOHMnO2
* nH2
O
Psilomelan
„wad“PyroluzitManganit
Klark: 0.1 %
min kovnatost: 15-20 % Mn
Ukraine9%
China10%
Gabon12%
Brazil14%
Australia14%
South Africa19%
India7%
Kazakhstan, crude ore:6%
Ghana:6%
Other:2%
Mexico1%
JAR
19%Austrálie
14%
Brazílie
14%
Hliník (Al)
Typy
ložisek:
% svět zásob % svět těžby
• zvětrávací
(laterity)
100%
100%
Hlavní
producenti: Austrálie, Brazílie, …Dostupnost
současných
světových
zásob
: ~ 200 let
magmatická
zvětrávací(laterity)
Na3 AlF6KNa3 (AlSiO4
)3
KryolitNefelín
AlO(OH) (diaspor, boehmit) Al(OH)3 gibbsit
(hydrargyrit) BAUXIT
Klark: 8.4 %
min kovnatost: cca
30 % Al2
O3
India7%
Russia4%
Venezuela3%
Ostatní11%
Australia36%
Brazil12%Guinea
10%
China9%
Jamaica8%
Bauxit
(2004)159
Mt
bauxitu
Austrálie
36%Brazílie
12%
Guinea
10%
