Мазмұны

1.3 Вольфрамның өндірістік шикізаттары

Вольфрам – аз таралған элемент, оның жер қыртысындағы орташа мөлшері \(10^{-4}\) % (массасы бойынша) құрайды. Табиғатта 15-ке жуық вольфрам минералдары белгілі, бірақ вольфрамит пен шеелит тобының минералдары ғана практикалық маңызға ие.
Вольфрамит \(\small (\text{Fe, Mn})\text{WO}_4\) - темір мен марганец вольфраматтарының изоморфты қоспасы (қатты ерітінді). Егер минералдың құрамында темір вольфраматы 80% - дан көп болса, минерал ферберит деп, егер марганец вольфраматы басым болса (80% - дан астам) – гюбнерит деп аталады. Осы көрсеткіштер аралығындағы қоспалар вольфрамиттер деп аталады. Вольфрамит тобының минералдары қара немесе қоңыр түсті, тығыздығы жоғары (7,1-7,9 \(\text{г/см}^3\)), минералогиялық шкала бойынша қаттылығы 5-5,5. Минерал құрамында 76,3-76,8% \(\small \text{WO}_3\) бар. Вольфрамит әлсіз магнитті.
Шеелит \(\small \text{CaWO}_4\) - кальций вольфраматы. Минерал ақ, сұр, сары, қоңыр түстерде кездеседі. Тығыздығы 5,9-6,1 \(\text{г/см}^3\), минералогиялық шкала бойынша қаттылығы 4,5-5. Шеелит құрамында көбінесе изоморфты қоспа - повеллит \(\small \text{CaMoO}_4\) кездеседі. Ультракүлгін сәулелерін түсіргенде шеелит көк-жасыл жарық беріп флуоресценттенеді. Молибденнің мөлшері 1% - дан асса, флуоресценция сары түске ие болады. Шеелит магнитті емес.
Вольфрам кендерінде вольфрамның мөлшері аз болады. Өңдеуге тиімді кендердегі \(\small \text{WO}_3\) минималды мөлшері қазіргі уақытта ірі кен орындары үшін 0,14-0,15% және ұсақ кен орындары үшін 0,4-0,5% құрайды.
Вольфрам минералдарымен бірге кендерде молибденит, касситерит, пирит, арсенопирит, халькопирит, танталит немесе колумбит және т. б. минералдары кездеседі.
Минералогиялық құрамы бойынша кен орындарының екі түрі бар - вольфрамитті және шеелитті, ал кен түзілімдерінің формасы бойынша – тамырлы (жильный) және контактілі типтер.
Тамырлы кен орындарында вольфрам минералдары тереңдігі аз (0,3-1 м) кварц тамыршаларында кездеседі. Кен орындарының контактілі типі гранит жыныстарының әктас қосылған аймақтарымен байланысып жатады. Оларға шеелитозды (шеелитоносного скарна) скарн (кварцталып кеткен әктастар) шөгінділері жатады. Вольфрамит пен шеелит тамырлы кен орындарының үгілуі әсерінен жиналып, шөгінділер түзеді. Шөгінділерде вольфрамит көбінесе касситериттің құрамында болады.
Вольфрам кендерін байыту нәтижесінде 55-65 % \(\small \text{WO}_3\) бар стандартты концентраттар алынады. Вольфрамит кендерін жоғары дәрежеде байыту үшін түрлі байыту әдістері қолданылады: гравитациялық, флотация, магниттік және электростатикалық сепарация.
Шеелит кендерін байыту мақсатында гравитациялық-флотациялық немесе таза флотациялық әдістерді қолданады. Вольфрам кендерінен байыту кезінде концентраттарға вольфрамды бөліп алу көрсеткіші 65-70% - дан 85-90% - ды құрайды.
Құрамы күрделі немесе байытылуы қиын кендерді байыту кезінде құрамында 10-20 % \(\small \text{WO}_3\) бар аралық өнімдерді химиялық (гидрометаллургиялық) әдістермен өңдеу экономикалық тиімді, нәтижесінде "жасанды шеелит" немесе вольфрамның техникалық үшоксиді алынады. Мұндай аралас өңдеу схемалары кендерден вольфрамның басым бөлігін өндіріп алуға мүмкіндік береді.
Вольфрам концентраттарындағы \(\small \text{W0}_3\) мөлшері мемлекет аралық стандарт (ГОСТ 213-83) бойынша жоғарғы сортында 66%-дан, 1-ші сортта 65 %-дан, 2 - ші сортта – 61% - дан кем емес болуы тиіс. Концентраттың құрамында сортына және өңдеу мақсатына (ферровольфрам, вольфрам ангидриді, вольфрам қышқылы немесе басқа қосылыстарды алуға) байланысты 0,01% - дан 1,0% - ға дейінгі аралықта \(\small \text{P}, \text{S}, \text{As}, \text{Sn}, \text{Cu}, \text{Pb}, \text{Sb}, \text{Bi}\) сияқты қоспалар болады.
Расталған мәліметтерге сәйкес, вольфрамның әлемдік қоры шамамен 2,6 миллион тоннаны құрайды. Вольфрам кен орындары әлемнің 60-тан астам елінде орналасқан. Жер қыртысының геологиялық құрылымы бойынша ең үлкен вольфрам кен орындары Альпі, Гималай, Тынық мұхиты аймағының тау жоталарында орналасқан. Бұл Қытайдың (әлемдегі ең өнімді кен орны – Жианши), Ресейдің (Тырныауз және Агылкинский кен орындары), Қазақстанның (ең ірі кен орны – Жоғарғы Қайрақты), Канаданың (Тангстен кен орны) және АҚШ-тың (Клаймакс кен орны) аумақтары. Әлемдік нарықта вольфрам өндірісінің көшбасшысы Азия елдері.
Еліміздегі Жоғарғы Қайрақты кен орны стратегиялық маңызды аумақ, measured+Indicated+Inferred санатындағы JORC стандарттары бойынша вольфрам үшоксидінің қоры 712 мың тонна. Қазақстан кен орындары вольфрам қоры бойынша әлемде екінші орын алғанымен (Қытайдан кейін), сапасының төмендігіне және сазды минералдарда вольфрамды байытудың заманауи технологияларының болмауына байланысты игерілмей келеді.
Вольфрам өндірісі үшін қызықты перспективалар ғарыш кеңістігінде де бар. Болжам бойынша, астероидтарда концентрациясы жоғары вольфрам минералдары мен қоры жеткілікті.