Черные металлы

Металл называют фундаментом промышленности. Чем больше производит его страна, тем быстрее растет ее индустриальная мощь, успешнее решаются важные народнохозяйственные задачи. По объему производства стали Советский Союз вышел на первое место в мире.

В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы предусмотрено: "В черной металлургии обеспечить в 1980 году производство стали в количестве 160-170 млн. тонн и готового проката - 115-120 млн. тонн". Особое внимание при этом обращается на улучшение качественных показателей. Это - главное направление развития отрасли.

Железо было известно человеку задолго до нашей эры. Начало его применения ознаменовало наступление железного века, сменившего век бронзовый.

В земной коре железо распространено весьма широко; среднее содержание его составляет 4,2%.

Наиболее важные минералы железных руд - магнетит, или магнитный железняк, FeFe₂O₄ (72,4% Fe); гематит F₂O₃ (70% Fe); гётит Fe₂O₃*H₂O и лимонит 48-63% Fe) - обычно смесь гидроокислов железа называют бурым железняком; сидерит FeCO₃ (43,8% Fe); железистые хлориты, или гидросиликаты (27-38% Fe); ильменит FeTiO₃ (36,8% Fe и 31,6% Ti).

Из руд железа выплавляют чугун, сталь и ферросплавы.

Рис. 24. Месторождение Дашкесан, разработка железных руд. Азербайджанская ССР

В Азербайджанской ССР наиболее крупным и хорошо освоенным месторождением железных руд является Дашкесанское месторождение (рис. 24). В карьерах, похожих на красивые исполинские амфитеатры, здесь добывается большое количество магнетитовых руд (рис. 25), которые в полной мере удовлетворяют потребности черной металлургии Закавказья. Расположено это месторождение в живописных горах Малого Кавказа, в 35 км к юго-западу от Кировабада.

Рис. 25. Магнетит. Месторождение Дашкесан. Азербайджанская ССР

В Армении известно несколько месторождений железных руд и очень много рудопроявлений. К северу от Еревана находятся Разданское и Капутанское месторождения с содержанием железа в руде до 40-65%.

Подсчитанные запасы Абовянского месторождения магнетито-апатитовых руд позволяют говорить о его промышленном значении. В Армянской республике выявлены и другие месторождения и проявления железных руд.

В Закавказье известны также железорудные месторождения, связанные с вулканической деятельностью. Это месторождения Чатахив в Грузии и Чайкенд и др. в Армении.

Интересно также отметить высокое содержание магнетита в песках на побережье Черного моря между Супса и Натанеби в Грузии. В отдельных пробах песка концентрация железа достигает 12,2-18,7%. Происхождение магнетитовых песков связано с выветриванием (разрушением) рогово-обманково-слюдяных сиенитов и базальто-андезитов, распространенных у побережья и содержащих вкрапления магнетита.

В VIII-IX в.в. до нашей эры железо и изделия из него были известны на Кавказе и в Закавказье. В восточной части побережья Черного моря предки грузин - халибы применяли для выплавки железа распространенные здесь магнетитовые пески. Изделия халибов из железа отличались большой прочностью, так как пески содержали примесь титана и, следовательно, получаемое железо было природно-легированным.

Магнетитовые пески известны также на юго-западном побережье Каспийского моря (от порта Ильича на юг до Астары и южнее). Здесь пески образовались в результате разрушения туфов и базальтов, слагающих возвышенности Талыша в Азербайджане. Водными потоками (временными и постоянными) разрушенный материал сносился к Каспию и в прибрежной полосе отлагались пески с рассеянными мелкими зернами магнетита.

Запасы магнетита в прибрежных песках Черного и Каспийского морей еще полностью не выяснены.

По данным И. Г. Магакьян (1974 г.), к ископаемым россыпям типа магиетитовых песчаников относятся небольшие месторождения на территории Армении (Агарцин и др.), руды которых состоят из сцементированных окатанных зерен магнетита и титано-магнетита с примесью других минералов. Руды месторождения Агарцин содержат в среднем 35% Fe, 2-3% ТiO₂, 0,1-0,5% V₂O₅ и являются высококачественными.

На северном склоне Главного Кавказского хребта на территории Кабардино-Балкарской АССР железные руды установлены в ряде месторождений. Наиболее интересным пока является Малкинское месторождение природно-легированных железных руд. В составе малкинских железных руд содержится довольно большое количество легирующих примесей - хрома и никеля.

Марганец. Марганцеворудная промышленность начала бурно развиваться во второй половине XIX в., когда были открыты бессемеровский и мартеновский способы получения качественных сталей с применением марганца.

Содержание марганца в земной коре 0,1%- Наиболее ценные минералы марганцевых руд - пиролюзит MnO₂ (55-63% Mn); псиломелан m*MnO*MnO₂*nH₂O (35-65% Mn); манганит MnО₂[ОН]₂ (35-60% Mn) и др.

Издавна добавки пиролюзита (греч. "пир" - огонь) применялись для обесцвечивания стекла при его варке. Цвет пиролюзита светло-серый до черного, иногда с синеватой побежалостью. Блеск от тусклого до полуметаллического. Плотность 4,7-5,0. Твердость в зависимости от формы и структуры пиролюзита 2-6. Некоторые кристаллы обладают твердостью 5-6, очень хрупкие.

Крупнейшее Чиатурское (Грузия) месторождение пиролюзита приурочено к осадочно-морским отложениям. Известны месторождения пиролюзита, образовавшиеся при подводных извержениях, например, Дашсалахлинское месторождение (Азербайджан).

Пиролюзит является одним из важнейших компонентов марганцевых руд. Чистый пиролюзит используется при изготовлении электрических батарей, в стекольной, кожевенной промышленности, при производстве олифы, масел, воска, медицинских препаратов.

Манганит - от темно-серого цвета до черного; твердость его 4,0; плотность 4,2-4,3.

Псиломелан получил название за черный цвет и гладкую поверхность некоторых выделений (греч. "псилос" - голый, гладкий и "меланос" - черный). Цвет минерала от темно-стального до черного. Блеск полуметаллический до тусклого. Непрозрачный. Плотность 4,4-4,7. Твердость 4-6.

Металлический марганец, получаемый путем восстановления его окислов при накаливании с углем или алюминием, представляет собой твердый, но довольно хрупкий блестящий металл сероватого цвета с красноватым оттенком, напоминающий железо.

Марганец применяется в черной металлургии главным образом при выплавке углеродистой стали. Примесь марганца в железе и стали придает им вязкость и ковкость. Марганцевые стали имеют высокую прочность.

В Грузии в глубоком ущелье р. Квирила расположен красивый город грузинских горняков - Чиатура. Месторождение приурочено к бассейну этой же реки и расположено на плоскогорье, которое расчленено глубокими и живописными ущельями. Марганцевая руда (рис. 26) от штолен по канатным воздушным дорогам транспортируется к обогатительной фабрике. Марганцевые руды встречаются и в других местах Закавказья.

Рис. 26. Марганцевая руда. Чиатурское месторождение. Грузинская ССР

В пределах Северного Кавказа проявления марганцевых руд установлены на многих участках, но эти проявления или слишком малы, или еще не разведаны. На территории Северо-Осетинской АССР марганцевые руды известны в бассейне р. Архон-Дон у селений Згид и Дунта. В Кабардино-Балкарской АССР минералы марганца обнаружены в составе малкинских железо-хромо-никелевых руд. Марганец содержится в составе сферо-сидеритовых руд в нескольких пунктах Дагестана.

Хром. Содержание хрома в земной коре 0,035%. Промышленной рудой для получения этого металла является хромит FeCr₂O₄ с его разновидностями - магно-хромитом (Mg, Fe)Cr₂O₄ с содержанием Cr₂О₃ 50-65%, хромпикотитом (Mg, Fe) (Сr, Аl)₂О₄ с содержанием Cr₂О₃ 35-55% алюмохромитом (Fe, Mg)(Cr, Аl)₂О₄ с содержанием Cr₂О₃ 35-50%.

Магнохромитовая руда используется преимущественно в металлургии для изготовления нержавеющих сталей и железа. Хромпикотитовые и алюмохромитовые руды применяются при изготовлении огнеупорных кирпичей, которые идут на футеровку печей для плавки железа, меди, цинка, и др. Используются эти руды также в химической промышленности для производства красок, различных солей и химических препаратов.

На Кавказе месторождения хромитовых руд известны в Армении и Азербайджане, но промышленные запасы их еще полностью не выявлены. Наиболее крупным из выявленных месторождений считают месторождение Гей-Дара в Зодском районе.

В пределах Северного Кавказа месторождения хромита расположены в Карачаево-Черкесской АО по р. Большая Лаба, в бассейне рек Малый Кяфар - Кяфар - Агура в районе сел. Архыз и в Кабардино-Балкарии в бассейне р. Малка - Малкинское железорудное месторождение.