Kozarenko A. | Ložiska apatit-nefelin | Časopis zeměpisu č. 4/2001

Ve dvacátých letech dvacátého století. Obrovská ložiska apatitu byla objevena v pohoří Khibiny, které pojmenoval slavný geolog A.E. Fersman je kámen plodnosti, protože z tohoto minerálu se získávají fosforečná hnojiva.

V horkém polárním létě roku 1926 geolog A.N. Labuntsov a jeho společníci studovali geologickou stavbu jižních svahů Rasvumchorru (východně od dnešního Kirovsku) v pohoří Khibiny. Šedou jednotvárnost skal místy oživovaly světle žluté skvrny lišejníků. Náhle si mezi ruinami špinavě šedých nefelinových syenitů bystré oko geologa všimlo světlých, zelenožlutých bloků. Byl to apatit. Tak bylo objeveno rozsáhlé ložisko apatito-nefelinových rud Rasvumchorr, i když od roku 1923 jsou známy jednotlivé nálezy apatitu v pohoří Khibiny.

Tundry Khibiny a Lovozero1 jsou považovány za největší světový (2000 km2) masiv nefelinických syenitů (khibinitů, lujavritů, urtitů atd.). Khibiny část masivu je kuželovitá intruze khibinitů, urtitů a dalších hornin, zasahující do hloubky 7 km. Nová data naznačují, že masivy Khibiny a Lovozero vznikly ze stejného magmatologického potrubí. Alkalický masiv Khibiny vznikl asi před 360 miliony let.

<img src=”https://geo.1sept.ru/1.htm5.jpg” />Centrální důl prořízl úbočí hory a vyšel ven <br />do údolí řeky Wuonnemiok

Foto K.S. Lazarevič. 1995

V současné době jsou v provozu tyto doly: Kirovskij (ložiska Kukisvumchorr a Yukspor), Rasvumchorrsky (ložiska Apatit Circus a Rasvumchorr), Central (Náhorní plošina Rasvumchorr) a Vostočnyj (ložiska Koashva a Nyorkpakhk). V roce 1963 se kapacita prvního závodu na zpracování apatitu-nefelinu (ANOF-1) zdvojnásobila. Ve stejném roce byla spuštěna první etapa nové továrny ANOF-2; v roce 1984 byl postaven poslední těžební a zpracovatelský závod ANOF-3 – oba mimo pohoří, na Prikhibinské pláni. V současnosti se nachází v Kirovsku, ANOF-1, který je již dlouho morálně a fyzicky zastaralý, nefunguje. Hlavní výroba je soustředěna na ANOF-2. ANOF-3 je zakonzervován od roku 1997 a začal fungovat teprve v roce 2000 a vyráběl 200 tisíc tun apatitového koncentrátu měsíčně. V příštích letech se plánuje zavedení sezónního provozu továrny z důvodu úspory elektřiny a tepla. ANOF-3 bude fungovat v létě, kdy se zvýší poptávka po jejích produktech.

Maximálního objemu produkce bylo dosaženo v roce 1989: bylo vytěženo 60 milionů tun rudy a získáno asi 20 milionů tun apatitového koncentrátu. Objem výroby apatitového koncentrátu po průmyslovém útlumu v 90. letech postupně narůstá: v roce 1998 činil 8 mil. tun, v roce 1999 – 9 mil. tun a nefelinového koncentrátu – 858 tis 24 milionů tun asi 40 % apatitového koncentrátu se vyváží.

Nefelinový koncentrát se získává z odpadu pouze na ANOF-3.

Podíl ložisek Khibiny ve struktuře světových zásob apatitových rud je asi 30 %. Dosud bylo podrobně prozkoumáno devět ložisek apatito-nefelinových rud. Šest ložisek – Kukisvumchorrskoye, Yuksporskoye, Apatite Circus, Rasvumchorr plateau, Koashva a Nyorkpahk – využívá Apatit OJSC na základě licence na právo využívat podloží. Ložiska Kuelpor, Partomchorr a Oleniy Ruchey byla podrobně prozkoumána, ale dosud nebyla vyvinuta.

Ložiska apatito-nefelinových rud jsou vázána na komplex hornin ijolit-urthitové série. Ijolity (od Ijo, švédský název pro vesnici ve Finsku, kde byly tyto horniny poprvé studovány) jsou horniny sestávající především z nefelinu a aegirinu. Urtites (Luyavr-Urt je sámské jméno pro tundru Lovozero) sestává téměř výhradně z nefelinu. Rudný materiál (apatit) byl lokalizován v magmatických komorách jako výsledek krystalizační diferenciace magmatu pocházejícího pravděpodobně ze svrchního pláště.

Mocnost rudných apatitových těles je přibližně 150 m na ložisku Kukisvumchorr, 90 m na ložisku Yukspor, 80 m na Apatit Circus, 100 m na plošině Rasvumchorr, asi 60 m na Koashva a Nyorkpahka. Rudná tělesa mají podobu ložisek ve tvaru listové čočky. Rudy jsou zastoupeny různými odrůdami: skvrnitá, skvrnitá, brekciovaná a další.

Mineralogicky se apatito-nefelinové rudy Khibiny skládají ze šesti hlavních minerálů: apatit, nefelin, živec, titanomagnetit, sfén a pyroxen.

Bilanční zásoby apatito-nefelinových rud na těžených ložiskách dosahují 2,4 mld. tun s obsahem P2O5 15,2 %. Apatit-nefelinové rudy Khibiny jsou ve srovnání s jinými zdroji fosfátových surovin ve světě vysoce šetrné k životnímu prostředí, protože obsahují málo fluoru, arsenu, stroncia, rtuti, kadmia, uranu a yttria.

Možnosti zvýšení zásob apatito-nefelinových rud v těžených ložiskách jejich dalším průzkumem jsou v současnosti vyčerpány. Zvýšení produkce apatitového koncentrátu je možné pouze dodatečným průzkumem nových ložisek v rezervě a rozvojem hlubokých horizontů těžených ložisek. S roční úrovní produkce 25-30 milionů tun lze vytěžená ložiska rozvíjet po dobu nejméně 100 let.

A.E. hovořil o komplexním využití apatito-nefelinových rud. Fersman. Z apatit-nefelinových rud může asociace Apatit vyrábět koncentráty apatitu, titan-magnetitu, aegirinu, sfenu a nefelinu. Již v 50. letech začal být koncentrát nefelinu používán pro výrobu oxidu hlinitého v Pikalevsky Alumina Rafinery a Volchov Aluminium Plant. Zpočátku používala hliníkárna Kandalaksha oxid hlinitý z koncentrátu nefelinů, později přešla na levnější suroviny z bauxitu.

Nefelinový koncentrát v závodě Pikalevsky byl spékán s vápencem a z 1 tuny nefelinu bylo získáno 250 kg oxidu hlinitého, 180 kg uhličitanu sodného, ​​80 kg potaše, 2,6 tun portlandského cementu a gallia. V současnosti se oxid hlinitý nevyrábí z koncentrátu nefelinu, protože při výrobě 1 tuny oxidu hlinitého vzniká jako vedlejší produkt asi 10 tun portlandského cementu, který se v současné době v Rusku neprodává. V centrální laboratoři sdružení Apatit byla na poloprovozu vyvinuta nová technologie zpracování koncentrátu nefelinu, který vyrábí oxid hlinitý, sodu, potaš, dusičnan draselný a sodný a amorfní oxid křemičitý.

Nefelinový koncentrát ve formě pelet může zcela nahradit fluorit (fluorit) v hutní výrobě. Nefelinové pelety na rozdíl od fluoritu nejsou nosiči fluoru, nebezpečné látky znečišťující životní prostředí. Průmyslové zkoušky byly provedeny v elektrometalurgickém závodě Oskol a v některých ukrajinských podnicích. Nefelinový koncentrát se také používá při výrobě skleněné vaty a keramických výrobků.

Titanový magnetitový koncentrát je vypouštěn do odkaliště. Může však najít široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích, například jako zatěžovací prostředek pro vrtné kapaliny. Z titanomagnetitu Khibiny v metalurgických podnicích lze získat strusky s obsahem TiO2 až 70 % a z nich pigment oxid titaničitý (titanová běloba).

K získání pigmentu lze použít koncentrát sfénu. Koncentrát Aegirine se v současné době vyrábí poloprovozně z nefelinového flotačního produktu v množství 3 tuny denně. Tento koncentrát se používá při výrobě skleněného maziva pro výrobu válcování trubek v závodě Volzhsky Pipe Plant. K výrobě černých skel a glazur na keramiku je možné použít koncentrát aegirine.

Apatitový koncentrát se dodává do Čerepovce a Voskresenska, vyváží se i do zahraničí, především do Nizozemí, Německa, skandinávských zemí, Indonésie, Ukrajiny, Běloruska a Litvy. Vyspělé země nakupují koncentrát apatitu Khibiny ani ne tak pro výrobu fosfátových hnojiv, ale proto, aby z něj extrahovaly kovy vzácných zemin: niob, lanthan, cer, samarium, neodym a mnoho dalších. Podniky u nás zatím takové technologie nemají.

Těžba a obohacování apatito-nefelinové rudy vede k technogenním změnám v prostředí. Povrchová těžba rud na většině ložisek narušuje přírodní krajinu. V tomto případě se objevují velké antropogenní sutě a rozsáhlé lomy. Obrázek dolu Kirov je úžasný. Obrovská hora je téměř z poloviny zničená, jako by část jejího svahu ukousl obr. Obří římsy dolů Rasvumchorr a Vostočnyj jsou dobře viditelné již z dálky. Na náhorní plošině Rasvumchorr (Centrální důl) je stovky metrů hluboká díra, jejíž okraje se již prořezaly svahy náhorní plošiny. Škodlivé výfukové plyny se hromadí v lomech při provozu důlních zařízení a vozidel.

Znečišťující vliv se projevuje v toku odpadních vod ze závodů na zpracování apatitu-nefelinu do vodních ploch. Vody filtrované z odkaliště poblíž ANOF-2 v zátoce oplocené přehradou obsahují suspendované látky a rozpustné látky a prosakují do jezera Imandra a znečišťují ho. Z hlušiny je odnášen prach, který je unášen větry na vzdálenost až 6 km. Na povrchu rostlin se usazuje prach, ucpává průduchy listů a jehličí, což vede k jejich utlačování. Na druhou stranu usazování prachu na povrchu půdy zlepšuje jejich vlastnosti, protože minerální prachové částice usnadňují provzdušňování svrchních, rašelinných půdních horizontů, snižují kyselost a dodávají živiny (fosfor a mikroprvky). V polární alpské botanické zahradě Kolské pobočky Ruské akademie věd probíhají práce na výběru bylinek k výsevu na skládky hlušiny, aby se z jejich povrchu nefoukal prach.

TĚŽBA A ZPRACOVÁNÍ APATITU

K.S. LAZAREVIČ

Horník přesouvá rudu štolou. Rudnik pojmenovaný po CM. Kirov

Ruda se těží v povrchových dolech a pod zemí. Pro hlubinnou těžbu slouží horizontální důlní díla – štoly. Ale v Khibiny musí horníci pracující pod zemí spíše lézt nahoru než dolů do štol. Velká plošina – klec – se pohybuje paralelně s horským úbočím, přivádí horníky na požadovanou úroveň. Štoly umístěné na této úrovni jsou pojmenovány podle jejich absolutní nadmořské výšky; 570. horizont je tedy 570 m nad mořem.

Hlavní nebezpečí, která na těžaře uhlí čekají, zde nejsou. Střecha důlních děl je pevná a kolapsy jsou vzácné. Vyvřelé horniny nejsou plynonosné, výbuchy metanu jsou vyloučeny. Ale přesto jsou v dílech instalovány dřevěné podpěry, protože horniny jsou rozbité a používání výbušnin při těžbě zvětšuje trhliny a uvolňuje skalní bloky.

Na konci štoly (v čelbě) jsou vyvrtány otvory malého průměru – vrty. Otvor může směřovat dolů, do strany (horizontální otvor), nahoru (výstupní otvor). Do každého otvoru jsou umístěny výbušniny a po odstranění všech osob je proveden výbuch. Dokonce i obyvatelstvo přilehlých vesnic je varováno před nejsilnějšími výbuchy.

A po výbuchu je ruda z dolu odstraněna. V tomto případě se stává, že z hlavní masy skály odpadnou kusy, které jsou příliš velké na to, aby je bylo možné přepravovat. V takovém kusu (nadrozměrném) se udělá otvor a blok se rozbije s mírným výbuchem.

Těžební stroje pracují na získávání rudy z porubu.

Prach představuje pro horníky vážné nebezpečí. Pokud nepoužíváte ochranné prostředky, usazuje se v plicích a způsobuje vážné onemocnění – silikózu. Povinnému používání respirátorů v dolech a zpracovatelských závodech je proto věnována velká pozornost a městské zdravotnictví provozuje antisilikozní službu.

Povrchová těžba se provádí v lomech. Pokud ruda leží na povrchu, lze těžit přímo z povrchu (horníci říkají vždy před těžbou). Pokud je rudní těleso překryto jinými horninami – nadložím, je třeba tyto horniny nejprve odstranit, to znamená provést odtěžovací práce. Lom je buď schod na úbočí hory, nebo velká jáma, někdy i stovky metrů hluboká, se svahy v podobě obrovských schodů, po kterých mohou jezdit (a jezdit ve velkém) sklápěče.

Někdy se lom vytvořený v podobě prohlubně na plochém vrcholu hory, rozšiřující se, dosáhne jejího svahu a prořízne se jím a ústí do sousedního údolí.

Rudu oddělují od dna a stěn lomu také výbuchy, obvykle však mnohem silnější než při hlubinné těžbě. Nadrozměrné bloky, jako při hlubinné těžbě, jsou rozdrceny výbuchy s nízkou silou.

V Centrálním dole na náhorní plošině Rasvumchorr (horníci bez výjimky říkají důl) prošlo několik dolů – rudných průsmyků. Sklápěče do nich vysypávají rudu, ta padá do rudných vagónů vlaku stojícího v tunelu, který protíná celou horu. Aby se do vozů nedostaly příliš velké balvany, je v rudném průchodu instalováno něco jako síto – ocelové nosníky upevněné v pravém úhlu k sobě, do buněk, mezi které mohou padat kameny – velké, ale ne příliš velké; Zařízení nese expresivní název rachot. Není těžké uhodnout, že rudné povozy musí být docela odolné.

Ruda je dopravována vlakem do zpracovatelského závodu. Vykládání je jednoduché: vozy jsou samovyklápěcí. Ruda se dále drtí a mele na prášek. Znovu prach; tentokrát se uvolňuje ve velkém množství horkovzdušným potrubím továrny. Když jsem pracoval ve městě ANOF-1, děti v okolních domech trpěly silikózou; město si oddechlo, když byla továrna uzavřena. ANOF-2 a ANOF-3 byly umístěny moudře, daleko od obytných oblastí, s ohledem na směry převládajících větrů, aby tyto továrny nekazily život.

Rozemletá ruda se smíchá s vodou; jsou v něm rozpuštěny látky, díky kterým jsou některé minerály, které tvoří rudu, smáčeny a zůstávají v suspendovaném stavu (nestihnou se usadit), zatímco jiné – užitečná složka rudy – nejsou smáčeny; povrchové napětí kapaliny, ulpívají na vzduchových bublinách a plavou nahoru. Tento způsob obohacování se nazývá flotace (francouzsky flotace, anglicky floatation – plavení na hladině vody). Koncentrát obsahuje asi 40 % P2O5.