ИЛЬМЕНИТ —МИНЕРАЛ НАСТОЯЩЕГО И БУДУЩЕГО

Природа и мы. А.П. Моисеев


Недавно исполнилось 150 лет со времени открытия главного минерала титановых руд—ильменита. Свое название он получил от Ильменских гор, где впервые был обнаружен немецким любителем камня И. Менге, который определил его как «танталлит» и под этим названием передал Королевскому минералогическому обществу в Берлине. Однако химический анализ показал, что этот минерал представляет из себя неизвестное природное соединение, состоящее из почти равных частей окиси титана и закиси железа, что позволило считать находку новым минеральным веществом, названным по предложению известного немецкого минералога Густава Розе ильменитом.

После опубликования статьи Г. Розе «О так называемом ильмените» в «Горном журнале» за 1827 год минерал стал достоянием науки и практики. На протяжении нескольких десятилетий после открытия он был предметом чисто минералогических исследований. Подробные сведения о нем приведены в капитальней труде академика Н. И. Кокшарова «Материалы для минералогии России», изданном в 1852—1855 гг. Образцами кристаллических друз ильменита пополнились коллекции минералогических музеев многих стран мира.

В 1897—1900 гг. исследователь К. Шишковский, по поручению Златоустовского горного отдела, разведывал ильменит в Ильменских горах, где его добывали в небольшом количестве на южном склоне хребта и в Савельевом логу.

36

После Октябрьской революции в связи с использованием этого минерала в промышленности поисковые и разведочные работы в Ильменах продолжало Уральское отделение Института прикладной минералогии.

Ильменит в Ильменских горах встречается в нефелиновых сиенитах (миаскитах) и нефелин-сиенитовых и сиенитовых пегматитах, где он образует кристаллы размером 1—

5 сантиметров и агрегатные гнезда весом до нескольких килограммов. Крупные скопления его с ильменорутилом обнаружены в 1934 году инженером П. Г. Пантелеевым в сиенитовых (полевошпатовых) пегматитах близ деревни Селянкиной. Однако ограниченные запасы ильменита в Ильменских горах не могли удовлетворить нужды промышленности.

В предвоенные годы ильменит использовался только для получения окиси титана, из которой изготовляли белила, отличающиеся высокой укрываемостью, белизной, инертностью и устойчивостью к действию атмосферных агентов. И в настоящее время лакокрасочная промышленность потребляет около 50—60 процентов получаемой окиси титана.

Новая эра использования этого вида титанового сырья наступила в послевоенные годы, когда интерес к металлическому титану резко возрос. У него обнаружили замечательные конструкционные свойства, значительно превосходящие по ряду показателей сплавы железа, алюминия и магния. Сплавы на основе титана вдвое легче и прочнее стали. Их важное качество — устойчивость к коррозии и сохранение прочности при температурах до 500—550 градусов— обусловило широкое применение титана в авиа-, ракете и судостроении.

Пока получение металлического титана обходится дорого, но в дальнейшем его сплавы будут постепенно вытеснять традиционные конструкционные материалы: железо, алюминий и магний, после которых, по масштабам использования, титан уже сейчас занимает четвертое место.

Судьба титана во многом напоминает судьбу алюминия, который в начале XX века ценился на вес золота. Однако с развитием энергетики алюминий довольно быстро стал одним из самых распространенных конструкционных материалов. Металлический титан находится вне конкуренции с алюминием и железом; сфера его применения в машиностроении и других отраслях промышленности непрерывно расширяется. Окись титана используется в производстве пластмасс, твердых сплавов, в резиновой, текстильной промышленности и т. д. Везде этот металл придает новые полезные свойства материалам и повышает качество изделий и конструкций, поистине оправдывая свое мифологическое название. Будущее его для прогресса техники безгранично.

По традиции титан относят к группе редких металлов. Однако это довольно распространенный элемент, среднее содержание которого в земной коре составляет 0,57 процента. В природе известно 67 титан содержащих минералов, но практическое применение нашли лишь ильменит и рутил. Причем в зарубежных странах на долю ильменита приходится 90 процентов ежегодной добычи титановых руд, что составляет 3—4 миллиона тонн.

Коренные месторождения титановых руд связаны с основными (габброидными) и щелочными породами. Важное промышленное значение имеют прибрежно-морские и речные россыпные месторождения, образующиеся при разрушении коренных пород. Руды россыпных месторождений, представленные пластами песков, содержат ильменит, рутил и циркон, то есть являются комплексными, что вместе с легкостью обогащения повышает их ценность. Содержание полезных минералов измеряется десятками и сотнями килограммов в одном кубометре песков.

У поселка Магнитка в 40 километрах к северо-западу от Ильмен с 1802 года известно Кусинское железорудное месторождение, которое, однако, не разрабатывалось из-за тугоплавкости руд. Систематическое его изучение началось с 1928 года.

Оказалось, что кусинские руды, залегающие в габбро-амфиболитах, состоят из магнетита (60—80%) и ильменита (20—40%) с небольшой примесью силикатных минералов. Именно присутствие ильменита было причиной, препятствовавшей доменной плавке руд. Изучая руды под микроскопом, геологи обнаружили, что магнетит и ильменит образуют обособленные зерна размером 0,2—1 миллиметр. Следовательно, путем размола руд можно их разделить: магнетит легко отделяется путем магнитной сепарации, а оставшийся ильменит освобождается от нерудной примеси с помощью флотации. По разработанной технологии обогащения кусинских руд получаются магнетит — железная руда, содержащая полезную примесь ванадия, иильменитовый концентрат.

Кусинское месторождение начало эксплуатироваться в 30-е годы, удовлетворяя потребности лакокрасочной промышленности. Лет 20 назад в поселке Магнитка можно было видеть большие насыпи складируемого ильменитового концентрата, полученного при обогащении ильменит-магнетитовых руд. Это титановое сырье подготавливалось для переработки на ныне действующем Березняковском титано-магниевом комбинате. Сейчас Кусинское месторождение полностью выработано. Но это не значит, что Челябинская область перестала быть поставщиком ильменитового сырья для промышленности.

В пределах Кусинской габбровой интрузии южнее Кусинского давно известно Копайское титано магнетитовое месторождение. Несмотря на большие запасы, оно из-за отсутствия технологии обогащения руд пока не разрабатывается. Дело в том, что ильменит в отличие от Кусинских в Копанских рудах находится в тонком срастании с магнетитом и даже при самом тонком помоле разделить их невозможно.

Между двумя названными месторождениями близ деревни Медведевки расположен Медведевский габбровый массив, где геологи Челябинской геологоразведочной экспедиции разведали крупные скопления вкрапленных ильменит-титаномагнетитовых руд. При их обогащении получаются ильменитовый и титано магнетитовый концентраты. В ближайшие годы Медведевское месторождение, придя на смену отработанному Кусинскому, начнет эксплуатироваться и поставлять промышленности титановое сырье.

Полутора вековой юбилей ильменита знаменует рост его потребления в условиях непрерывно возрастающей роли титана в техническом прогрессе.

А. ВАРЛАКОВ, горный инженер-геолог, старший научный сотрудник лаборатории рифейских формаций Ильменского государственного заповедника имени В. И. Ленина