Мазурівське родовище нефелінових руд

Мазуровське родовище нефелінових руд — родовище нефелінових руд в межах Октябрського лужного масиву у Волноваському районі Донецької області. Геологічно розташоване на Східноприазовській площі. Запаси по 5 покладах становлять 451 млн т. при середньому вмісті в%: SiO₂ — 57,23; Al₂O₃ — 21,16; Na₂O + K₂O — 10,54; СаО — 4,0; сумарне залізо — 2-3; TiO₂ — 0.2-0.5; вологість — 2.

Мазурівське родовище нефелінових сієнітів — є підготовленим до промислового освоєння за ступенем геологічної, технологічної, гідрогеологічної та інженерно-геологічної вивченості.

Балансові руди є бідними за вмістом рідкісних металів, та важкозбагачуваними. Проведені дослідження показали можливість одержання нефелін-польовошпатових концентратів з вмістом Fe₂O₃ — 0,4-0,5 % і виходом більше 60 %, що дозволяє розглядати Мазурівське родовище у якості об'єкту видобутку нефелін-польовошпатової сировини. Супутньо можливе одержання цирконового концентрату, що поступається за якістю цирконовому концентрату Вільногірського ГМК, а також бідного ніобієвого промпродукту.

Опис родовища

Нефелінові сієніти родовища являють собою щільні й міцні дрібно- та середньозернисті породи з масивною або смугастою текстурою. Складаються вони в основному з нефеліну (30-40 %), мікрокліну (30 %), альбіту (10-15 %), з мінливою, звичайно невеликою кількістю лепідомелану (4-5 %), егірину (2-3 %) і карбонатів (1-3 %). З акцесоріїв присутні циркон (1,0 %), пірохлор (0,15 %), магнетит (~0,3 %), ільменіт (~0,3 %), сульфіди (≤0,1 %), апатит (<0,1 %), флюорит (<0,1 %).

Породотвірні мінерали мають розмір від десятих часток до декількох міліметрів, іноді до 10-15 мм, і тісно зростаються між собою. Розміри акцесорних мінералів значно менші, і лише циркон досягає розмірів 5-7 мм.

На родовищі за розповсюдженістю і запасами виділено три головних типи руд: маріуполіти, мікроклін-нефелінові пегматити і польовошпатові метасоматити.

Вміст основних рудних компонентів у природних різновидах руд мінливі і варіюють у широких межах — від 49 до 96 %. У породах чітко спостерігається загальне закономірне збільшення вмісту ніобію, танталу і цирконію в ряді: нефеліновий пегматит — маріуполіт — польовошпатовий метасоматит. Причому у всіх типах порід розподіл вмісту цирконію більш нерівномірний, ніж розподіл вмісту ніобію і танталу.

Зруденіння Мазурівського родовища представлено серією роз'єднаних, невеликих за розмірами промислово-вартісних ділянок, зближених, без строгої закономірності розташованих у просторі рудних тіл. У межах останніх завжди має місце чергування промислових, непромислових руд і порожніх порід у різних сполученнях. Промислово-вартісні ділянки важко або зовсім не піддаються оконтурюванню. Можливе лише проведення загального великого контуру переривчастого зруденіння в цілому, усередині якого розташовані всі роз'єднані промислові ділянки-скупчення. Таким контуром є геологічна границя виявлених рудних тіл.

Форма рудних тіл жилоподібна, плитоподібна, дуже часто ускладнена пережимами і роздувами. Усього в межах родовища виявлено й оконтурено 44 рудних тіла. Довжина більшості рудних тіл перевищує 500 м (27 тіл, або 61 %), а окремі тіла (15 тіл, або 34 %) простягаються без перерви більш ніж на 1 000 м.

Найбільша ширина тіл, що зустрічаються, 200—300 м (20 тіл, або 45 %), іноді відзначаються тіла шириною більше 300 м (18 тіл, або 41 %), а в окремих випадках (14 %) і більше — 500 м. Потужність виявлених рудних тіл досить невитримана і змінюється від перших десятків сантиметрів до 78,3 м. Середня арифметична потужність — 6,7 м; коефіцієнт варіації потужностей рудних тіл — 128 %.

З огляду на геометричні параметри рудних тіл Мазурівське родовище варто віднести до безперервного за кондиціями і до нерівномірного за вмістом корисних компонентів.

Основні запаси рідкіснометалево-нефелін-польовошпатових руд Мазурівського родовища зосереджені в двох головних рудних тілах — № 1 і № 5. Рудне тіло № 1 (у межах родовища) довжиною 900 м і шириною 600—800 м розкрите кар'єром в центральній частині родовища, розбурене 72-ма свердловинами. Мінімальна потужність його становить 1,0 м, максимальна — 46,9 м, середня — 16,0 м. Рудне тіло № 5 (у межах родовища) має довжину 1 100 м, ширину — 500—600 м, розкрито 75-ма свердловинами і простежується в інтервалі абсолютних висотних позначок від 149,6 до 7,6 м. Мінімальна потужність його становить 1,0 м, максимальна — 42,0 м, середня — 11,2 м.

За попередньою оцінкою сумарні запаси рудної маси в тілах № 1 і 5 до горизонту абсолютної позначки «+125 м» (45-55 м від денної поверхні) у межах Південно-східної (незабудованої) ділянки Мазурівського родовища становлять близько 5,7 млн тонн.

Перспективи розробки

Мазурівське родовище нефелінових сієнітів, верхній поклад якого розроблявся промисловістю майже до кінця 1960-х років минулого століття як джерело лише цирконію, було законсервоване після відкриття та освоєння Самотканського розсипного родовища циркон-ільменітових руд в Дніпропетровській області. Геологорозвідувальними роботами 1980-90-х років на глибину до 600 м встановлено існування 16 основних субгоризонтальних рудних тіл різної потужності, більш пологими, ніж це вважалося раніше, що відповідає уявленням про магматичний масив центрального типу з субгоризонтальним розшаруванням, та обґрунтовано можливість вилучення й інших корисних копалин — пірохлору, нефеліну, польового шпату.

Аналіз розробленої нової геолого-структурної моделі родовища показав, що існують геологічні передумови подальшого освоєння Мазурівського родовища, значного зростання ресурсних показників родовища за рахунок залучення до розробки флангів та глибоких горизонтів.

Сприятливі гірничо-геологічні, гідрогеологічні умови розробки родовища, відсутність розкриву на значній його площі завдяки попередній експлуатації, збережена розвинута інфраструктура в районі робіт — все це дає можливість знизити витрати та скоротити терміни освоєння родовища.

Мазурівське родовище слід відносити до комплексного рудного об'єкту, який є перспективним джерелом отримання рідкісних металів (цирконій, гафній, ніобій, тантал), якісних нефелін-польовошпатових концентратів для виробництва скла і кераміки. Глибока і комплексна переробка концентратів та напівпродуктів дозволяє додатково отримувати тетрахлорид кремнію для виробництва полікристалічного кремнію або тонкодисперсного оксиду кремнію, фероалюмінієвих продуктів, коагулянтів, та іншої продукції.

В зв'язку з цим родовище слід вважати нефелін-польовошпат-рідкіснометалічним, а не лише рідкіснометалічним, як затверджено в ДКЗ України. У відповідності з новим «статусом» родовища, необхідно перезатвердження його запасів як комплексного об'єкту.

Попередні розрахунки ТЕО освоєння Мазурівського родовища показують наступні показники його рентабельності:

• як рідкіснометалічного об'єкту — 10 %;
• за рахунок вдосконалення технологічної переробки в сучасних умовах — 21,3 %;
• при рекомендуємому комплексному підході — до 40 %, що вказує на значні потенційні ресурси родовища.

Це дає можливість обґрунтувати родовище у якості «еталонного комплексного пілотного об'єкту» для створення вітчизняної сировинної бази з повним циклом виробництва: від його розробки до створення високоякісної продукції нового покоління.

Поновлення розробки Мазурівського родовища доцільно за умови комплексної переробки руди, яка забезпечить отримання нефелін-польовошпатової продукції для вітчизняної керамічної та скляної промисловості, та супутнє вилучення інших корисних копалин і компонентів — оксидів цирконію, гафнію, ніобію, танталу, — що дозволить створити відносно дешеву вітчизняну сировинну базу для виробництва фероніобію, феросилікоцирконію, фероцирконію та напівпровідникового кремнію, що сприятиме реальному зниженню собівартості їхнього виробництва.

Організація кар'єра в межах раніше діючого на родовищі не являє особливих труднощів через невеликий обсяг розкривних робіт. Однак при цьому потрібно будівництво дробильно-подрібнювального комплексу, а також найпростішої сортувальної і при необхідності — збагачувальної установки, продуктивністю 400 тис. т на рік по вихідній сировині, або 160 тис. т на рік по концентрату.

В гідрогеологічному відношенні умови розробки родовища досить прості. Основним водоносним горизонтом, що визначає величину водоприпливів, є водоносний комплекс кристалічних порід раннього протерозою. Він, в цілому, характеризується низькими фільтраційними властивостями кристалічних утворень і малими витратами (від 0,008 до 0,8 л/с) свердловин. За хімічним складом води переважно сульфатні, жорсткі, з високим (до 5,3 г/л) вмістом солей. Води не придатні для зрошення. В процесі експлуатації родовища підземні води повинні бути цілком використані в технологічному циклі видобутку і переробки руди.

Розрахунки припливу рудникових вод виконані для відкритого варіанту видобутку корисних копалин. Водоприплив підземних вод у кар'єр на кінцевий термін експлуатації родовища не перевищить 47 м³/год, а з врахуванням величини атмосферних опадів — 71 м³/год, що не потребує спеціальних осушувальних заходів.

Товарною продукцією згідно з ТЕД тимчасових кондицій є польовошпатові (натрієвий і калієвий) продукти, цирконовий концентрат та пірохлоровий промпродукт, одержані при збагаченні руд родовища, а також щебінка (або пісок) розкривних основних-ультраосновних порід.

В процесі розвідки родовища УкрДІМРом (м. Сімферополь), Механобрчерметом (м. Кривий Ріг) та інш. виконаний великий комплекс технологічних досліджень. Розроблені технологічні схеми переробки руди передбачали попереднє збагачення у важких суспензіях і основне гравітаційно-магнітне, або гравитаційно-магнітно-флотаційне збагачення, що дозволяло виділити з рудної маси нефеліновий та польовошпатовий концентрати, і одержати кінцевий товарний цирконовий концентрат, магнетитовий та ільменітовий промпродукти, а також колективний ніобій-танталовий чорновий концентрат для наступної гідрометалургійної переробки. Запропоновані технологічні схеми забезпечують вилучення пентоксиду ніобію на рівні 25-30 % від вихідної руди в чорновий концентрат з вмістом 3-7 % Nb₂O₅, вилучення ZrO₂ в цирконовий концентрат на рівні 60-70 % (вихід — 0,5-0,7 %, масова частка ZrO₂ — 55-62 %).

Вихід нефелін-польовошпатового концентрату прогнозується на рівні 60-70 % з вмістом Fe2O3 — 0,4-0,5 %.

В результаті досліджень встановлено, що ільменітовий низькоякісний концентрат (масова частка TiO₂ — 30-42 %,) можливо отримати лише з низьким вилученням та виходом, а плагіоклазовий концентрат — з високою масовою часткою CaO (9,6 %), що виключає його реалізацію на ринку.

Пізніші наші дослідження дозволили розробити технологію гравітаційного збагачення у відцентровому полі з наступною високоградієтною магнітною сепарацією, та доводкою чорнового пірохлорового концентрату відновлювальною плавкою, яка забезпечила більш високі техніко-економічні показники переробки руди Мазурівського родовища. Але якість польовошпатового концентрату суттєво не покращилася.

Див. також

Мазурівське рідкіснометалічне родовище

Джерела

Галецький Л. С., Чернієнко Н. М., Романюк Л. С., Стрекозов С. М., Бородиня Б. В. та ін. Прогнозна геолого-економічна оцінка флангів та глибоких горизонтів рідкіснометалевих і рідкісноземельних родовищ Приазов'я з метою нарощування їх мінерально-сировинного потенціалу. Звіт про ндр. 2007—2009. Спецфонди ІГН НАН України. Від.геол.кор.коп. — № д.р. 0107U007392. — К. — 2009. — 164 с.
ІНВЕСТИЦІЙНИЙ ПОТЕНЦІАЛ МАЗУРІВСЬКОГО РОДОВИЩА НЕФЕЛІНОВИХ СІЄНІТІВ // Білецький В. С., Стрекозов С. М., Шпильовий К. Л., Шпильовий Л. В. / Надрокористування в Україні: матеріали Третьої міжнар. наук.-практ. конф.: у 2-х т. (4-6 жовтня 2016 р., м. Трускавець). С. 1-7.
Шпильовий К. Л. Удосконалення рудопідготовки при збагаченні нефелінових сієнітів для підвищення вилучення пірохлору / К. Л. Шпильовий, Л. В. Шпильовий // Качество минерального сырья. — 2014. — 2014. — С. 166—170. — Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/kachmin_2014_2014_22