МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА
ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Учебное пособие

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА
ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Учебное пособие
Под общей редакцией
канд. техн. наук, доц. О. Б. Колмачихиной
Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся
по направлению подготовки
22.03.02 — Металлургия

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2022

УДК 669.2/.8(075.8)
ББК 34.33я73
М61

Авторы:
О. Б. Колмачихина, С. Э. Полыгалов, В. Г. Лобанов, О. Ю. Маковская

Рецензенты:
завкафедрой металлургии Технического университета УГМК, д‑р техн.
наук, ст. науч. сотр. А. Б. Лебедь;
гендиректор Кыштымского медеэлектролитного завода, инженер-метал‑
лург А. В. Кудрявцев
Изображение на обложке — из личного архива О. Б. Колмачихиной.
    Минерально-сырьевая база цветной металлургии : учебное посо‑
М61 бие / О. Б. Колмачихина, С. Э. Полыгалов, В. Г. Лобанов, О. Ю. Маков‑
ская ; под общ. ред. канд. техн. наук, доц. О. Б. Колмачихиной ; М‑во
нау­ки и высшего образования РФ. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та,
2022. — 90 с.
ISBN 978-5-7996-3428-5
В учебном пособии приведены данные о классификации руд, запасах и ре‑
сурсах цветных металлов, основные кондиции месторождений, требования, предъ‑
являемые к сырью для получения цветных металлов. Учебное пособие содержит
данные об основных минералах и рудах меди, никеля, алюминия, золота, свинца
и цинка. Рассмотрены как природные, так и техногенные месторождения.
Пособие рекомендовано студентам-бакалаврам, обучающимся по направ‑
лению подготовки «Металлургия».
УДК 669.2/.8 (075.8)
ББК 34.33я73

ISBN 978-5-7996-3428-5

© Уральский федеральный
университет, 2022

Введение

С

уществует несколько классификаций химических элементов,
которые по-разному определяют группы металлов. За рубе‑
жом принято разделение на железные (ferrous) и нежелезные
(nonferrous). Традиционная промышленная классификации все метал‑
лы делит на две группы: черные и цветные. К черным металлам отно‑
сят железо, а также ванадий, марганец и хром, т. к. их производство
непосредственно связано с металлургией чугуна и стали. Все остальные
металлы (более 80) образуют группу цветных. Название «цветные ме‑
таллы» условно, поскольку характерный цвет имеют только медь (ро‑
зовато-красная) и золото (желтое). Прочие цветные металлы на пер‑
вый взгляд все бело-серые, но чистые металлы имеют свои цветовые
оттенки: серебро белое; алюминий, магний, платина, олово, кадмий,
ртуть — синевато-белые; сурьма и цинк — синевато-серые и т. д. Са‑
мое главное отличие цветных металлов от черных состоит в том, что
они практически не окисляются и значительно дольше сохраняют свои
свойства: влага и кислород действуют только на поверхность металла
и не могут проникнуть внутрь.
Большое количество цветных металлов определяет и большое раз‑
нообразие их минералов и руд. Руды цветных металлов — природное
минеральное сырье, исчерпаемое и невозобновляемое. В последние
десятилетия в мире наблюдается устойчивый рост производства всех
цветных металлов — это требует существенного увеличения объемов
добычи руд и приводит к тому, что качество руд, вовлекаемых в пе‑
реработку, постоянно снижается. Развитие обогатительной техники
3

Введение

и технологии делает возможной переработку руды сложного состава,
с низким содержанием металлов, но ведет к росту затрат — в себесто‑
имости цветных металлов затраты на добычу и обогащение могут со‑
ставлять до 60–70 %. Комплексное использование руд позволяет сни‑
зить затраты на переработку, экологическую нагрузку на регионы,
обеспечить необходимое качество получаемой продукции.

4

1. Общая характеристика руд цветных металлов
1.1. Руда и минералы: основные понятия

П

ервичным сырьем для получения всех металлов являются
руды. Руда любого металла состоит из двух основных ча‑
стей: рудного минерала — природного химического соеди‑
нения целевого металла (или металлов) с другими элементами; пустой
(вмещающей) породы — минералов, которые не содержат этот металл
(металлы) (рис. 1.1).
РУДА
Рудный минерал
Извлекаемый
металл

Пустая порода

Другие
элементы

Рис. 1.1. Принципиальный состав руд

Одни и те же минералы в одних рудах могут быть рудными мине‑
ралами, а в других — пустой породой. Например, в состав многих мед‑
ных руд входят минералы алюминия, но алюминий как сопутствую‑
щий металл из этих руд не извлекают, и минералы алюминия в данном
случае — пустая порода. А в бокситах — алюминиевых рудах — эти же
минералы являются рудными. В состав свинцово‑цинковых руд как
минерал пустой породы входит пирит (сульфид железа FeS2). Но если
пирит содержит золото, то он переходит в категорию рудных минера‑
5

1. Общая характеристика руд цветных металлов

лов. Критерием разграничения в данном случае является экономиче‑
ская целесообразность.
Понятие «пустая порода» весьма относительно. Пустая порода тоже
может представлять определенную ценность — например, как строи‑
тельные материалы [1].
Рудные минералы и пустая порода состоят из химических эле‑
ментов. Те элементы, извлечение которых технологически возмож‑
но и экономически целесообразно в настоящий момент, называются
полезными компонентами руды.
Полезные компоненты руды условно делятся на основные и со‑
путствующие (попутные) (рис. 1.2).
Химические элементы, входящие в состав руды
Извлекаемые (полезные)
Основные

Неизвлекаемые

Попутные
Образующие
собственные
минералы

Изоморфные
примеси

Рис. 1.2. Классификация химических элементов руды

Основные полезные компоненты содержатся в рудах в промышлен‑
ных концентрациях и определяют основную ценность руд. По назва‑
нию этих компонентов руды получают наименование — медно-нике‑
левые, медно-цинковые, свинцовые руды и т. д.
Попутные полезные компоненты руды — это элементы, извлечение
которых экономически целесообразно лишь совместно с основными
полезными компонентами. Попутные компоненты, в свою очередь,
делятся на две группы:
§ образующие собственные минералы;
§ не образующие собственных минералов (в этом случае компо‑
нент входит изоморфно в состав минералов других металлов).
Концентрация попутных компонентов в рудах цветных металлов
очень низкая (граммы на тонну руды) и, как правило, это редкие и рас‑
сеянные металлы: кадмий, индий, селен, теллур, германий, рений и др.
Понятие «полезные компоненты» меняется с течением времени: при
6

1.1. Руда и минералы: основные понятия

появлении новых потребностей промышленности, с развитием тех‑
ники и технологии добычи, обогащения и переработки минерально‑
го сырья из руд извлекается все большее число элементов [2].
Не каждая горная порода, содержащая металлы, является рудой —
только та, из которой сейчас технологически возможно и экономиче‑
ски выгодно извлекать конкретный металл. Минимальное содержание
основного металла в руде, позволяющее рентабельно ее перерабаты‑
вать, называется рентабельным минимумом.
Руды цветных металлов очень разнообразны, но их отличают сле‑
дующие общие признаки.
1. Руды цветных металлов, как правило, содержат несколько по‑
лезных металлов: например, медно-цинковые руды содержат медь,
цинк, золото, серебро, селен, теллур, индий, кадмий, германий и дру‑
гие металлы; медно-никелевые руды — медь, никель, кобальт, золото,
платину и платиноиды и т. д. Другими словами, руды цветных метал‑
лов являются комплексным сырьем и перерабатывают их с получени‑
ем целого ряда металлов.
2. Несмотря на то, что руды содержат несколько цветных металлов,
суммарное содержание цветных металлов в рудах низкое — на уровне
3–7 %, а содержание отдельных металлов (меди, цинка, никеля и т. п.)
составляет около 1–3 % и менее. Содержание сопутствующих метал‑
лов (редких, благородных и т. д.) — сотые и тысячные доли процен‑
та, поэтому их содержание определяется обычно в граммах на тонну
руды (г/т). Содержание всех металлов в добываемых рудах постоян‑
но снижается.
3. Большая часть цветных металлов производится из сульфидных
руд, на долю окисленных и самородных приходится весьма незна‑
чительная часть. Немногими исключениями являются, например,
алюминий (практически 100 % первичного алюминия производится
из окисленных руд) и никель (на долю окисленных руд приходится
порядка 50 % производимого никеля).
4. Наличие большого количества составляющих приводит к тому,
что руды цветных металлов очень разнообразны: руды одного и того же
металла в разных месторождениях (а часто и в одном месторождении)
могут отличаться по химическому, фазовому и минералогическому со‑
ставам, вкрапленности, крепости, обогатимости и т. д. Различные со‑
четания свойств руд создают большое многообразие их типов и раз‑
новидностей.
7

1. Общая характеристика руд цветных металлов

5. В рудах цветных металлов ценные минералы и минералы пустой
породы (вмещающие) прочно связаны между собой и разрушить эти
связи сложно.

1.2. Классификация руд цветных металлов
По наличию извлекаемых металлов руды цветных металлов могут
быть монометаллическими и полиметаллическими. Монометаллические руды содержат только один ценный компонент (например, неко‑
торые золотосодержащие руды), однако большинство руд цветных ме‑
таллов являются полиметаллическими и содержат несколько ценных
металлов (например, медно-цинковые и медно-никелевые руды, ко‑
торые содержат до 10 извлекаемых металлов).
По содержанию металлов руды делят на балансовые (экономиче‑
ские), которые подразделяют на богатые и бедные (убогие); и забалан‑
совые (потенциально экономические) (рис. 1.3).
Руды цветных металлов
Балансовые
(экономические)

Богатые

Бедные

Забалансовые

(потенциально экономические)

Разработка
убыточна

Разработка
невозможна

Рис. 1.3. Разделение руд цветных металлов по содержанию металлов

К балансовым относятся руды, разработка которых на данный мо‑
мент экономически выгодна.
К забалансовым относятся руды, разработка которых на данный
момент либо убыточна, либо невозможна из-за их нахождения в при‑
родоохранных зонах, населенных пунктах, заповедниках и т. д.
Это деление весьма условно, т. к. при выработке богатых руд бед‑
ные руды переходят в разряд богатых, забалансовые — в разряд бедных.
Руды, средние по содержанию цветных металлов, называются рядовыми.
8

1.2. Классификация руд цветных металлов

Кроме того, развитие технологий горнодобывающей промышленно‑
сти, разработка новых реагентов и оборудования для обогащения руд
позволяет перевести руды из категории забалансовых в категорию бед‑
ных. Изменение статуса территории, на которой находится месторож‑
дение, например снятие статуса природоохранной зоны, дает возмож‑
ность добывать руды, разработка которых ранее была невозможна,
и руды из разряда забалансовых могут сразу перейти в разряд богатых.
В зависимости от вида рудных минералов руды цветных металлов
подразделяют:
§ на сульфидные, в которых ценные металлы находятся в форме
соединений с серой;
§ окисленные: металлы присутствуют в форме соединений с кис‑
лородом;
§ смешанные: металлы могут находиться как в окисленной, так
и в сульфидной форме;
§ самородные — содержащие металлы в виде частиц (например,
самородное золото, серебро, платина).
Как правило, в рудах содержатся и сульфидные, и окисленные
минералы целевых металлов. Для разных руд и месторождений раз‑
работаны свои критерии для отнесения их к той или иной категории,
но по общей классификации, предложенной С. И. Митрофановым
и С. И. Полькиным, к сульфидным относятся руды, в которых содер‑
жание окисленных минералов не превышает 10 %; к смешанным —
руды, содержащие 10–20 % окисленных соединений металла; к окис‑
ленным — содержащие более 20 % оксидов.
Сульфидные руды, в свою очередь, делят на сплошные и вкраплен‑
ные. Сплошные (массивные) — это руды, в которых рудных минералов
больше 80 %, т. е. они практически полностью состоят из рудных ми‑
нералов, которые имеют резкие границы с вмещающими породами,
а доля пустой породы в этих рудах мала.
Вкрапленные (прожилковые) руды делятся:
§ на густовкрапленные: содержание рудных минералов — 50–80 %;
§ вкрапленные — 30–50 %;
§ бедные вкрапленные — менее 30 %.
В рудах этого типа редкие вкрапления рудных минералов распре‑
делены в пустой породе и не имеют отчетливых границ.
Для большинства цветных металлов характерны вкрапленные
и бедные вкрапленные руды, на многих месторождениях встречают‑
9

1. Общая характеристика руд цветных металлов

ся оба типа руд: в средней части рудного тела они сплошные, а на пе‑
риферии — вкрапленные.
По крупности вкрапленности различают руды:
§ с тонкой (эмульсионной) вкрапленностью ценных минералов
(менее 0,1 мм);
§ мелковкрапленные (0,1–2 мм);
§ крупновкрапленные (2–20 мм);
§ очень крупновкрапленные (более 20 мм).
Руды цветных металлов в большинстве своем тонко- и мелковкра‑
пленные.
Руды цветных металлов в пределах даже одного месторождения
весьма неоднородны, они различаются по минеральному и химиче‑
скому составу, физико-механическим и технологическим свойствам,
структурам и т. д. Поэтому при проведении геологоразведочных работ
проводят классификацию руд по природным и технологическим ти‑
пам и сортам, что очень важно для выбора способа переработки.
Природный, или геологический, тип руды — это руда, обладающая
относительно устойчивым минеральным составом, определенными
текстурно-структурными особенностями и физическими свойствами.
Руды природных типов занимают часть объемов рудных тел или пол‑
ностью образуют самостоятельные рудные тела. Название природно‑
го типа руды дается на основе главных рудообразующих минералов.
Например, в сульфидных медно-никелевых месторождениях выделя‑
ют следующие природные типы руд: пирротиновый (основной рудный
минерал — никеленосный пирротин FenSn + 1), халькопиритовый (ос‑
новной рудный минерал — халькопирит CuFeS2), кубанитовый (ос‑
новной рудный минерал — кубанит CuFe2S3).
Технологический тип руды — это руда устойчивого минерального
и химического состава, принципиально отличающаяся от других руд
вещественным составом и технологическими свойствами и требую‑
щая обогащения по определенной схеме. Руда одного технологиче‑
ского типа соответствует одному или нескольким природным типам,
близким по технологическим свойствам. Основное условие выделения
технологического типа — возможность его раздельной добычи и пе‑
реработки. Руды каждого технологического типа оконтуривают, под‑
считывают, добывают и перерабатывают отдельно. Технологические
типы руды подразделяются на сорта.

10

1.3. Запасы руд

Технологический сорт руды — это руда, имеющая общую для данного
технологического типа схему переработки, но отличающаяся различным
содержанием полезных компонентов, крепостью и другими свойства‑
ми, а также технологическими показателями переработки (извлечени‑
ем целевого металла в получаемый концентрат, содержанием метал‑
ла в концентрате), что требует изменения режима отдельных операций
в технологической схеме. Технологические сорта одного и того же типа
перерабатывают совместно в определенных соотношениях.
Типы и сорта руд, их распределение в недрах являются основными
факторами, которые определяют технологию добычи и переработки [3].

1.3. Запасы руд
Запасы — это полное количество полезного ископаемого в место‑
рождении. Запасы делятся на балансовые и забалансовые.
Балансовые — это запасы, которые удовлетворяют всем требовани‑
ям (кондициям) их промышленного использования на современном
уровне развития техники — пригодные для добывания.
Забалансовые — запасы, которые не удовлетворяют требованиям,
а их использование в настоящее время нецелесообразно, но может ока‑
заться целесообразным при соответствующем развитии технологий.
Запасы твердых полезных ископаемых, в том числе руд цветных
металлов, по степени их изученности подразделяются на следующие
категории:
§ разведанные — категории А, В и С1;
§ предварительно оцененные — категория С2;
§ прогнозные ресурсы, которые по степени их обоснованности
подразделяются на категории Р1, Р2 и Р3 (рис. 1.4).
Запасы руд подсчитывают, а ресурсы — оценивают.
Запасы категории А должны удовлетворять следующим требова‑
ниям:
§ проведена детальная разведка с помощью скважин и горных
выработок; имеются все данные о качестве полезного ископа‑
емого;
§ определены природные разновидности, выделены и оконтуре‑
ны промышленные (технологические) типы и сорта руд, уста‑
11

1. Общая характеристика руд цветных металлов

новлены их состав, свойства и распределение ценных и вредных
компонентов по минеральным формам; количество выделен‑
ных промышленных (технологических) типов и сортов руд оха‑
рактеризовано по всем предусмотренным кондициями пока‑
зателям;
технологические свойства руд детально изучены, получены ис‑
ходные данные, достаточные для проектирования технологиче‑
ской схемы переработки руд с комплексным извлечением всех
компонентов, имеющих промышленное значение;
допустимая погрешность в оценке запасов категории А состав‑
ляет до 10 % от их объема.

§

§

Запасы твердых полезных ископаемых

Р3
Потенциальная
возможность
открытия

Р2
Возможность
открытия

Прогнозные ресурсы

Р1
Расширение
месторождений

С1
Оцененные

В
Установленные

А
Достоверные

С2
Предварительно
оцененные

Предварительно
оцененные

Разведанные

Балансовые

Рис. 1.4. Классификация запасов

Запасы категории В:
§ разведаны с помощью разведочных выработок, выявлены ос‑
новные особенности залегания и качество полезного ископа‑
емого без точного оконтуривания участков с кондиционными
и некондиционными запасами;
§ определены природные разновидности, выделены и при воз‑
можности оконтурены промышленные (технологические) типы
руд или установлены закономерности пространственного рас‑
пределения и количественного соотношения промышленных
12

1.3. Запасы руд

(технологических) типов и сортов руд, минеральные формы
нахождения полезных и вредных компонентов; качество про‑
мышленных типов и сортов руды охарактеризовано по всем
предусмотренным кондициями показателям;
§ технологические свойства руды изучены в степени, необхо‑
димой для выбора принципиальной технологической схемы
переработки, обеспечивающей рациональное и комплексное
использование руды с извлечением компонентов, имеющих
промышленное значение;
§ допустимая погрешность в оценке запасов категории В не пре‑
вышает 15 %.
Запасы категории С1:
§ определены на основании более редкой сети буровых скважин
или разведочных выработок и экстраполяции по геологическим
и геофизическим данным; условия, определяющие ведение гор‑
но-эксплуатационных работ, выяснены в общих чертах;
§ определены природные разновидности и промышленные типы
руд, установлены общие закономерности их распространения
и количественные соотношения промышленных типов и со‑
ртов, минеральные формы нахождения полезных и вредных
компонентов; качество выделенных промышленных типов
и сортов охарактеризовано по всем предусмотренным конди‑
циями показателям;
§ технологические свойства руд охарактеризованы в степени,
достаточной для обоснования промышленной ценности раз‑
веданных запасов;
§ допустимая погрешность в оценке запасов категории С1 не долж‑
на превышать 25 %.
Запасы категории С2:
§ предварительно оценены по геологическим данным, контур
принят по данным примыкающих разведанных участков;
§ качество и технологические свойства руд определены по ре‑
зультатам исследований единичных лабораторных проб либо
оценены по аналогии с более изученными участками того же
или другого подобного месторождения;
§ погрешность в оценках объема запасов категории С2 может до‑
стигать 50 %.

13

1. Общая характеристика руд цветных металлов

Таким образом, основная разница между этими категориями —
в степени изученности и готовности руд для переработки.
Как было сказано ранее, прогнозные ресурсы участков недр по сте‑
пени их обоснованности подразделяются на категории P1, P2, P3. Про‑
гнозные ресурсы необходимы для планирования геологоразведочных
работ, которые дают прирост запасов категории С2. Классификация
прогнозных ресурсов выполняется на основании последовательного
повышения точности их оценки и надежности информации.
Прогнозные ресурсы категории P1 учитывают возможность расши‑
рения границ распространения руды за контуры запасов C2 или вы‑
явления новых рудных тел на рудопроявлениях, разведанных и раз‑
ведываемых месторождениях. Для количественной оценки ресурсов
этой категории используются геологически обоснованные представ‑
ления о размерах и условиях залегания известных тел. Оценка ресур‑
сов основывается на результатах геологических, геофизических и гео‑
химических исследований участков недр возможного нахождения руд,
на материалах структурных и поисковых скважин, а в пределах место‑
рождений — на геологической экстраполяции структурных, литоло‑
гических, стратиграфических и других особенностей, установленных
на более изученной их части, ограничивающих площади и глубину.
Прогнозные ресурсы категории P2 учитывают возможность обнару‑
жения в рудном районе новых месторождений, предполагаемое нали‑
чие которых основывается на положительной оценке выявленных при
крупномасштабной геологической съемке и поисковых работах прояв‑
лений руд. Количественная оценка ресурсов, представления о разме‑
рах предполагаемых месторождений, минеральном составе и качестве
руд основаны на комплексе прямых и косвенных признаков рудонос‑
ности, на материалах отдельных рудных пересечений, а также на ана‑
логии с известными месторождениями того же геолого-промышлен‑
ного типа. Прогнозные ресурсы выявляются при крупномасштабной
геологической съемке, поисках и частично при геологических съем‑
ках в масштабе 1 : 200 000. Прогнозные ресурсы P2 с привязкой к ло‑
кальным площадям служат основой для планирования детальных по‑
исковых работ.
Прогнозные ресурсы категории P3 учитывают лишь потенциальную
возможность открытия месторождений на основании благоприят‑
ных геологических и палеогеографических предпосылок, выявленных
в оцениваемом районе в масштабе 1 : 200 000 с комплексом прогноз‑
14

Контрольные вопросы

но-поисковых работ, и по итогам геологического картографирования
в масштабе 1 : 1 000 000. Их количественная оценка проводится без при‑
вязки к конкретным объектам.

Контрольные вопросы
1. Назовите основные характеристики руд цветных металлов.
2. Дайте определение понятию «руда».
3. В чем разница между запасами и ресурсами руд цветных ме‑
таллов?
4. Что такое технологический тип руды?
5. Что такое рентабельный минимум?
6. Какие элементы относят к полезным компонентам руды?
7. С какой целью определяют технологические типы и сорта руд
цветных металлов?

15

2. Общая характеристика
месторождений цветных металлов

Р

уды многих цветных металлов образуют в земной коре участ‑
ки, содержащие горные породы с повышенной концентра‑
цией металла. Различают месторождения и рудопроявления.
Рудопроявление — природное скопление полезного ископаемого
в земной коре, требующее дополнительного изучения, недостаточное
по запасам или качеству для разработки. В результате разведки и изу‑
чения может быть переведено в разряд месторождений.
Месторождение содержит руды в таком количестве и такого каче‑
ства, что их разрабатывать экономически целесообразно.
Месторождения, в свою очередь, делятся на промышленные и непромышленные. Месторождения с одинаковой по качеству и запасам ру‑
дой могут быть промышленными при наличии благоприятных усло‑
вий для разработки (залегание вблизи поверхности земли, большая
мощность, доступность инфраструктуры, технические возможности
разработки на данном уровне развития техники и т. д.) и непромыш‑
ленными из-за сложных условий залегания, отдаленности от транс‑
портных путей, населенных пунктов и других причин.
Минералы, образовавшиеся в результате горно-геологических про‑
цессов одновременно с месторождениями, называются первичными
рудными минералами. Эти первичные минералы под влиянием различ‑
ных физико-химических процессов (например, воздействие осадков,
подземных вод, кислорода воздуха и пр.) претерпевают различные хи‑
мические изменения и образуют вторичные минералы. В месторожде‑
ниях цветных металлов вторичные минералы располагаются, как пра‑
вило, на верхних горизонтах, а первичные — на нижних. Существуют
16

2.1. Кондиции

цветные металлы, не имеющие собственных месторождений и добы‑
ваемые попутно с другими металлами (например, индий, германий,
селен и др.).
Месторождения руд цветных металлов по степени изученности
подразделяют на разведанные и оцененные.
К разведанным относятся месторождения, в которых запасы руд,
их качество, технологические свойства, условия разработки изучены
с полнотой, достаточной для технико-экономического обоснования
решения о порядке и условиях вовлечения месторождения в промыш‑
ленное освоение, а также о проектировании строительства или рекон‑
струкции горнодобывающего предприятия.
К оцененным относят месторождения, запасы которых, их каче‑
ство, технологические свойства, условия разработки изучены в сте‑
пени, позволяющей обосновать целесообразность дальнейшей раз‑
ведки и разработки.
Запасы месторождений подсчитываются на основе разработанного
для конкретного месторождения технико-экономического обоснова‑
ния кондиций на минеральное сырье (ТЭО кондиций). После откры‑
тия месторождения полезных ископаемых и проведения разведочных
работ запасы месторождения утверждает Государственная комиссия
по запасам, и месторождение ставится на государственный учет.

2.1. Кондиции
Месторождения цветных металлов относительно небольшие
по запасам руд, часто находятся в труднодоступных местах, залега‑
ют на большой глубине, и далеко не все месторождения вовлекают‑
ся в разработку. Чтобы месторождение было рентабельно разраба‑
тывать, оно должно отвечать ряду требований, которые называются
кондициями.
Кондиции — совокупность требований промышленности к каче‑
ству руд и горно-геологическим параметрам месторождения при его
оконтуривании и подсчете запасов в недрах. Таким образом, это та‑
кие качественные и количественные показатели, которые определя‑
ют пригодность месторождения для промышленного использования
в настоящее время.
17

2. Общая характеристика месторождений цветных металлов

Основные показатели кондиций — следующие.
1. Минимальное промышленное содержание полезного компонента
(металла) в руде подсчетных блоков (подсчетный блок — геологиче‑
ски и технологически однородный участок месторождения) — это та‑
кое содержание, при котором ценность добываемого минерального
сырья равна эксплуатационным затратам на получение товарной про‑
дукции. Минимальное промышленное содержание зависит от ценно‑
сти металла, возможности его извлечения из руды, характера место‑
рождения, экономических условий и т. д.
2. Бортовое содержание металла в руде краевых проб: по нему про‑
изводится оконтуривание месторождения. Бортовое содержание —
это наименьшее содержание металла в пробе, при котором она может
быть включена в контур подсчитываемых блоков.
3. Минимальная мощность рудного тела. Мощность рудного тела —
это кратчайшее расстояние между его боковыми поверхностями (по пер‑
пендикуляру); называется истинной или нормальной. Мощность, из‑
меряемая в горизонтальной плоскости, называется горизонтальной,
измеряемая в вертикальной плоскости — вертикальной (рис. 2.1).

В

Рудное
тело

С
А

90о

D

Рис. 2.1. Мощность рудного тела:
АВ — вертикальная; АС — истинная (нормальная); АD — горизонтальная

Мощность изменяется от нескольких сантиметров до километра
и более. Рудные тела делят на маломощные (до 5 м, в том числе тон‑
18

2.1. Кондиции

кие — мощностью меньше 0,6–0,8 м); средней мощности (от 5 до 10–
15 м), мощные (более 10–15 м), весьма мощные (более 50–80 м). Ос‑
новной объем руд добывают из залежей средней мощности и мощных.
Таким образом, минимальная мощность рудного тела — это мощность,
при которой промышленная добыча руды еще экономически целесоо‑
бразна и рудный участок может быть включен в промышленный кон‑
тур месторождения. Чем богаче руда, тем меньшей мощности может
быть рудное тело.
4. Максимальная глубина залегания рудного тела: глубина залегания
рудных тел прямо влияет на себестоимость добычи и транспортирова‑
ния рудной массы до обогатительной фабрики.
5. Линия падения рудного тела — наибольший наклон пласта отно‑
сительно горизонтальной плоскости. Месторождения по углу падения
делятся на горизонтальные (0–3°), пологопадающие (3–30°), наклон‑
ные (от 30 до 45–50°) и крутопадающие (более 45–50°).
6. Максимальное значение коэффициента вскрыши. Вскрыша — пу‑
стая порода, которая находится над рудным телом и вынимается при
добыче руды открытым способом (карьером). Коэффициент вскры‑
ши (KB) показывает, какое количество пустой породы необходимо
вынуть из недр для добычи единицы руды в технологических конту‑
рах карьера.
Единицы измерения коэффициентов вскрыши — т/т, м 3/м 3, м 3/т.
Если коэффициент измеряется в тоннах вскрышной породы на тон‑
ну полезного ископаемого (т/т), он называется весовым. Например,
если КВ = 5 т/т, это значит, что на 1 т добываемой руды вынимается
5 т пустой породы. Если КВ измеряется в м 3/м 3, он называется объем‑
ным. Выделяют граничный (предельный, критический) коэффициент
вскрыши, который позволяет судить о максимально возможном объ‑
еме вскрышных пород, перемещаемых в отвал; при его превышении
разработка становится нерентабельной. В процессе разработки карье‑
ра применяют средний, контурный, слоевой, эксплуатационный, пла‑
новый и другие коэффициенты вскрыши [4].
Величина КВ сильно влияет на удельные затраты добычи руды
и для различных полезных ископаемых изменяется в широких пре‑
делах в зависимости от ценности полезного ископаемого, но суще‑
ствуют приближенные показатели допустимых соотношений объе‑
мов вскрышных пород и руды: для цветных металлов — до 15 т/т, для
редких металлов — до 20 т/т.
19

2. Общая характеристика месторождений цветных металлов

7. Минимальное значение коэффициента рудоносности — это попра‑
вочный коэффициент при подсчете запасов месторождений сложного
строения, который определяется как отношение площади или объе‑
ма собственно рудных участков к общей площади или объему рудной
толщи. Минимальный коэффициент рудоносности устанавливается
по опыту разработки аналогичных месторождений.
8. Максимальное содержание вредных компонентов. Устанавлива‑
ют предельное содержание вредных примесей, которое позволяет по‑
лучать из руд кондиционные концентраты или использовать руды без
предварительного обогащения.
Кроме вышеперечисленных, к показателям кондиций относятся так‑
же минимальные запасы полезного ископаемого и некоторые другие.
Кондиции разрабатывают геологические организации и проектные
институты для каждого месторождения на основе материалов предва‑
рительной и детальной разведки. Утверждает их Государственный ко‑
митет по землепользованию, и действуют они, как правило, в течение
всего срока отработки месторождения.

2.2. Способы разработки месторождений
Добыча руд цветных металлов осуществляется тремя способами:
открытым (карьерным), подземным (шахтным) и комбинированным.
Рост объемов добычи руд привел к выработке месторождений, находя‑
щихся близко к поверхности, и в настоящее время глубина разработ‑
ки возросла с нескольких десятков и сотен метров до глубины 1000 м
и более.
При разработке месторождений вместе с рудой вынимают пустую
породу. Пустая порода и руда образуют рудную массу — смесь руды
с породой, которая попадает в руду в процессе выемки (рис. 2.2).
Главное препятствие применения открытого способа добычи —
большая глубина залегания рудных тел и их малая мощность, в этих
условиях коэффициент вскрыши составляет 10 т/т и более, что может
сделать карьерный способ нерентабельным. Тем не менее значитель‑
ную часть руд сейчас добывают открытым способом. Глубина карье‑
ров на мощных месторождениях достигает 400 м и более и имеет тен‑
денцию к дальнейшему увеличению.
20

2.2. Способы разработки месторождений

ГОРНАЯ МАССА
Пустая порода

Руда

Извлекаемая
вместе
с рудой

Извлекаемая
отдельно
от руды

Рудная масса
Рис. 2.2. Горная и рудная массы

Эксплуатация карьера начинается с вскрышных работ, обеспечи‑
вающих открытый доступ к рудному пласту. Непосредственная раз‑
работка рудного пласта включает буровзрывные работы, эвакуацию
отбитой массы и ее транспортировку на поверхность и далее к обога‑
тительной фабрике.
Существенный недостаток карьерного способа — разубоживание
руды, т. е. попадание в руду пустой породы или некондиционных руд,
что приводит к снижению содержания целевых металлов. Количество
пустой породы в общей массе может составлять от 5 до 20 %. Попада‑
ние пустой породы не только приводит к снижению содержания метал‑
лов в товарной руде, но и негативно сказывается на процессах обога‑
щения (увеличивается выход хвостов, снижается качество концентрата
и пр.), увеличивает затраты на транспортировку руды, снижает эконо‑
мические показатели работы. Разубоживание неизбежно, т. к. доля кон‑
диционной руды в полиметаллических месторождениях, к которым от‑
носятся практически все месторождения цветных металлов, составляет
порядка 30–50 %, для золотосодержащих руд этот показатель равен 10–
25 %, а рудные зоны имеют сложную форму, разные углы падения и т. д.
В глубоких карьерах добыча руды осложняется повышенной за‑
пыленностью воздуха и содержанием в нем вредных примесей. Тем
не менее производительность труда рабочих при таком способе до‑
бычи в 4–5 раз выше, чем при подземной разработке, а себестоимость
добытой руды в 2–3 раза ниже. В то же время при открытом способе
высоки экологические платежи за изъятие сельскохозяйственных зе‑
мель под отвалы вскрышных пород, а часть запасов руды может остать‑
ся за контуром карьера.
21

2. Общая характеристика месторождений цветных металлов

Подземный (шахтный) способ применяют для добычи руд дорогих
металлов (например, золота), залегающих достаточно глубоко. Устрой‑
ство шахт зависит от пространственной формы рудного тела, свойств
рудной массы и вмещающих пород, рельефа местности и многих дру‑
гих факторов. Глубина шахт составляет 0,3–1,5 км и более. Этот спо‑
соб требует устройства систем для откачки вод, подачи воздуха, подъ‑
ема руды на поверхность, транспортировки рабочих и т. д. Основными
технологическими операциями при подземной разработке месторож‑
дений являются отбойка руды (отделение ее от рудного тела), переме‑
щение отбитой руды от забоя до откаточного горизонта, транспорти‑
ровка руды на поверхность.
При комбинированном способе добычи карьером добывают руды
верхних горизонтов, а затем шахтным способом — глубоко залегаю‑
щие руды. Так разрабатывают, например, Гайское месторождение мед‑
но-цинковых руд в Оренбургской области: основные рудные залежи
разрабатываются подземным способом, а верхние и фланговые — от‑
крытым способом.
При любом способе разработки месторождений извлечь всю руду
не удается. Часть остается в недрах или отправляется в отвалы вме‑
сте с пустой породой. Потери на уровне 2–3 % от запасов есть всегда,
но они могут достигать 10–20 % и более [5].

2.3. Предоставление недр в пользование
и налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ)
Главными правовыми актами, определяющими условия недро‑
пользования в России, являются Конституция России и Закон РФ
«О недрах», а также Федеральный закон «О драгоценных металлах
и драгоценных камнях» и ряд других федеральных законов, напрямую
не связанных с недропользованием.
В России в соответствии с действующими правовыми актами недра
находятся в государственной собственности и предоставляются в поль‑
зование на условиях, определяемых законодательством.
Право собственности на недра отделено от права собственности
на землю: владелец земельного участка не имеет каких-либо прав на со‑
ответствующий участок недр. Недропользователю оформляется лицен‑
22

2.3. Предоставление недр в пользование и налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ)

зия на право пользования недрами, неотъемлемой частью которой яв‑
ляется договор или соглашение об условиях пользования.
Лицензия — установленной формы бланк с государственным гер‑
бом Российской Федерации. Лицензия на добычу полезного ископа‑
емого может выдаваться на все месторождение или его часть, обособ­
ляемую геологическими, горнотехническими или технологическими
условиями. Лицензия является юридическим документом, удостове‑
ряющим право ее владельца на пользование участком недр в опреде‑
ленных границах с указанной целью в течение установленного срока
и при соблюдении оговоренных условий. После получения лицензии
налогоплательщики должны встать на учет в налоговую по месту на‑
хождения участка в течение 30 календарных дней.
Организации и индивидуальные предприниматели, которые зани‑
маются добычей полезных ископаемых в РФ на основании лицензии,
платят государству за возможность пользования природными богат‑
ствами федеральный налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ),
введенный с 1 января 2002 г. с принятием 26 главы «Налог на добычу
полезных ископаемых» Налогового кодекса Российской Федерации.
НДПИ был введен вместо платежей за пользование недрами при до‑
быче полезных ископаемых и отчислений на воспроизводство мине‑
рально-сырьевой базы.
По НДПИ установлены следующие виды налоговых ставок:
§ твердые: применяются при добыче газа горючего природного;
§ процентные: установлены в отношении большинства добы‑
тых полезных ископаемых, в том числе для руд цветных ме‑
таллов.
Ставка НДПИ зависит от вида добываемых полезных ископае‑
мых и ряда других факторов. При установлении процентной став‑
ки сумма налога по добытому полезному ископаемому исчисляет‑
ся по формуле
НДПИ = СТ · С %/100,
где СТ — стоимость добытого полезного ископаемого, С % — ставка
НДПИ, %.
Полезные ископаемые, которые являются объектом налогообло‑
жения, приведены ниже в табличной форме.

23

2. Общая характеристика месторождений цветных металлов

Полезные ископаемые
Являются объектом
Не являются объектом
налогообложения
налогообложения
Полезные ископаемые, добытые
Общераспространенные полезные ис‑
из недр на территории РФ на участ‑
копаемые (мел, песок, некоторые виды
ке недр, предоставленном налогопла‑ глин), не числящиеся на государствен‑
тельщику в пользование в соответ‑
ном балансе запасов полезных ископа‑
ствии с законодательством РФ
емых, добытые индивидуальным пред‑
принимателем и используемые им
непосредственно для личного потребления
Полезные ископаемые, извлеченные Полезные ископаемые, извлеченные
из отходов (потерь) добывающего про‑ из собственных отвалов или отходов (по‑
изводства, если такое извлечение под‑ терь) горнодобывающего и связанных
лежит отдельному лицензированию
с ним перерабатывающих производств,
если при их добыче из недр они подле‑
в соответствии с законодательством
жали налогообложению в общеустанов‑
РФ о недрах
ленном порядке
Добытые (собранные) минералогиче‑
Полезные ископаемые, добытые
из недр за пределами территории РФ, ские, палеонтологические и другие гео‑
если эта добыча осуществляется на тер‑ логические коллекционные материалы
риториях, находящихся под юрисдик‑
цией РФ (а также арендуемых у ино‑
странных государств или используемых
на основании международного догово‑
ра) на участке недр, предоставленном
налогоплательщику в пользование

Налоговой базой для цветных металлов является стоимость добы‑
тых полезных ископаемых, которая определяется отдельно по каждо‑
му виду добытого полезного ископаемого. Налог начисляется по ито‑
гам месяца отдельно по каждому виду добытых полезных ископаемых.
Всю сумму нужно уплатить в бюджет по месту нахождения каждого
участка недр, предоставленного налогоплательщику в пользование.
Руды цветных металлов являются основным источником редких
элементов. Редкие металлы составляют почти половину периодической
системы Д. И. Менделеева, хотя их суммарный кларк всего ~0,2 % зем‑
ной коры. Ставка налога на добычу полезных ископаемых (НДПИ) для
редких металлов, которые являются попутными компонентами в ру‑
дах цветных металлов, с 2020 г. снижена с 8 до 4,8 % (это минимальная
ставка для металлов, установленная Налоговым кодексом) для стиму‑
лирования добычи этих металлов.
24

2.3. Предоставление недр в пользование и налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ)

Данные о ставках НДПИ (по состоянию 2020 г.) для руд цветных
металлов приведены ниже в табличной форме.
Ставка
налога, %
4,0
4,8
5,5
6,0
6,5

8,0

Применяется при добыче
апатит-нефелиновых, апатитовых и фосфоритовых руд
редких металлов (с 2020 г.)
кондиционных руд черных металлов
сырья радиоактивных металлов
нефелинов, бокситов
концентратов и других полупродуктов, содержащих золото
концентратов и других полупродуктов, содержащих драгоценные
металлы (кроме золота)
драгоценных металлов, являющихся полезными компонентами
комплексной руды (кроме золота)
кондиционных руд цветных металлов (за исключением нефелинов
и бокситов)
многокомпонентных комплексных руд, а также полезных компо‑
нентов руды, кроме драгоценных металлов
природных алмазов и других драгоценных и полудрагоценных камней

Исключения из ставок НДПИ составляли предприятия Красно‑
ярского края, добывающие многокомпонентные комплексные руды.
Для них ставка НДПИ (до 2021 г.) составляла 730 руб. за тонну руды
(если руда содержит медь, никель или платину) или 270 руб. за тон‑
ну прочих руд.
С 1 января 2021 г. в России введен рентный коэффициент (Крен‑
та) в размере 3,5 к действующей ставке НДПИ на все твердые полез‑
ные ископаемые, кроме драгоценных камней, угля, торфа и золота,
а также редких металлов, добываемых попутно.
Таким образом, эффективная ставка НДПИ для кондиционных руд
цветных металлов (за исключением нефелинов и бокситов), составит
8 % (действующая ставка) × 3,5 (рентный коэффициент) = 28 %.
Но при реализации новых инвестиционных проектов, для которых
заключено соглашение о защите и поощрении капиталовложений, ко‑
эффициент Крента принимается равным 1 в отношении полезных ис‑
копаемых, добытых на участках недр, степень выработанности запа‑
сов которых по состоянию на 1 января 2021 г. составляет менее 1 %.
25

2. Общая характеристика месторождений цветных металлов

Доходы от повышенного в 3,5 раза НДПИ будут зачисляться в фе‑
деральный бюджет (85 %) и в региональный (15 %). В отношении твер‑
дых полезных ископаемых, ставка НДПИ для которых не менялась,
сохраняется действующий норматив распределения доходов: в феде‑
ральный бюджет — 40 %, в региональный — 60 %.

Контрольные вопросы
1. В чем состоит основное различие между рудопроявлением и ме‑
сторождением руд цветных металлов?
2. Что такое первичные и вторичные рудные минералы?
3. Дайте определение понятию «кондиции месторождения».
4. Назовите основные показатели кондиций месторождений руд
цветных металлов.
5. Что такое мощность рудного тела?
6. Что показывает коэффициент вскрыши?
7. Каков порядок уплаты НДПИ?

26

3. Руды цветных металлов
3.1. Медь

С

реднее содержание меди в земной коре составляет 0,0047 %.
Медь — типичный халькофильный элемент и чаще всего
встречается в виде сульфидов. В настоящее время ресурсы
меди выявлены более чем в 90 странах и составляют порядка 1600 млн т;
мировые запасы оцениваются в 720 млн т. Распределение ресурсов
и запасов меди приведено на рис. 3.1.
а

б

Рис. 3.1. Распределение ресурсов (а) и запасов (б) меди

Открытым способом в мире добывают более 2/3 медных руд. Самый
главный продуцент — Чили — около 30 % мировой добычи. Второе ме‑
сто занимают Китай и Перу (порядка 9 % каждый), на третьем месте —
США (7 %). Россия находится на 4–5 месте, добывая порядка 4 %.
Медь образует химические соединения с 36 элементами, но в боль‑
шинстве промышленных месторождений она присутствует в виде суль‑
27

3. Руды цветных металлов

фидных соединений. Известно более 200 медьсодержащих минералов,
из них промышленное значение имеют 15, а около 90 % мировых за‑
пасов и добычи меди приходится на долю четырех главных промыш‑
ленных минералов — халькопирита, борнита, халькозина и кубанита.
Названия основных минералов меди и их химические формулы при‑
ведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1

Основные минералы меди
Минерал
Халькопирит
(медный колчедан)
Борнит
Халькозин
Кубанит
Блеклые руды
Энаргит
Ковеллин
Малахит

Химический состав
(формула)

Минерал

Химический состав
(формула)

CuFeS2

Азурит

2CuCO3 ∙ Cu(OH)2

Cu5FeS4
Cu2S
CuFe2S3
3Cu2S(Sb, As)2S3
Cu3AsS4
CuS
CuCO3 ∙ Cu(OH)2

Хризоколла
Брошантит
Атакамит
Куприт
Тенорит
Самородная
медь

CuSiO3 ∙ 2H2O
CuSO4 ∙ 3Cu(OH)2
CuCl2 ∙ 3Cu(OH)2
Cu2O
CuO
Cu

Халькопирит CuFeS2 — самый главный минерал меди. Название
минералу дал немецкий химик и металлург И. Ф. Хенкель в 1725 г.
от греческих слов халькос — медь и пирос — огонь. От слова пирос про‑
исходит и название минерала железа, часто встречающегося в место‑
рождениях медных руд: пиритес — пирит — «камень, дающий огонь»
(FeS2). Еще одно название халькопирита — медный колчедан.
Цвета кристаллов халькопирита могут быть желтыми, зелеными,
пестрыми, синими (рис. 3.2). За желтый цвет и металлический блеск
отвечают примеси в халькопирите — титан, золото и селен.

Рис. 3.2. Халькопирит в руде

28

3.1. Медь

Если среди примесей есть углерод, цвет халькопирита становится
близким к черному. Такую разновидность называют магнитным ко‑
рольком. Когда халькопирит окисляется, его поверхность покрывает‑
ся радужной оксидной пленкой.
Халькопирит в процессе выветривания превращается в сульфаты
меди и железа, а образовавшиеся сульфаты меди при взаимодействии
с кислородом или карбонатами и при наличии воды превращаются
в азурит (или медную лазурь) Cu3(СО3)2(ОН)2 и малахит Cu2CO3(OH)2;
при взаимодействии с оксидом кремния — в хризоколлу CuSiO3 ∙ 2H2O.
В рудах халькопирит обычно ассоциирует с пиритом, пирротином,
сфалеритом, галенитом, блеклыми рудами и многими другими мине‑
ралами.
Медные руды очень разнообразны и для их характеристики ис‑
пользуют различные критерии.
По содержанию основного металла — меди — медные руды разде‑
ляются:
§ на весьма богатые (содержание меди более 3–5 %),
§ богатые (более 2 % меди, для медно-порфировых руд — более 1 %);
§ среднего качества, или рядовые (более 1 %, для медно-порфи‑
ровых — более 0,4 %);
§ бедные (0,7–1 %, для медно-порфировых — менее 0,2 %).
По степени окисления руды подразделяются на сульфидные, сме‑
шанные и окисленные. Критерием для отнесения медных руд к тому
или иному типу служит содержание меди в оксидной форме: для суль‑
фидных руд — до 10 % оксидных минералов меди; смешанных — 11–
50 %; окисленных — более 50 %. Но для каждого месторождения эта
цифра уточняется в процессе технологических исследований. Так,
для Удоканского месторождения разработаны другие пределы: к суль‑
фидным относятся руды, содержащие до 30 % окисленных минералов
меди, к смешанным — 31–70 %, к окисленным — более 70 %. В мед‑
ных окисленных и смешанных рудах, как правило, одновременно
присутствуют карбонаты (малахит, азурит), оксиды (куприт, тено‑
рит), силикаты (хризоколла) и сульфаты (брошантит и халькантит)
меди. С технологической точки зрения в зависимости от минераль‑
ного состава окисленные медные руды делят на легкообогатимые
(основные медные минералы — малахит и азурит), среднеобогати‑
мые (содержащие оксиды и карбонаты) и труднообогатимые (вклю‑
чения хризоколлы и куприта).
29

3. Руды цветных металлов

Медные руды, как правило, являются комплексными. В них обыч‑
но присутствуют минералы железа, цинка, свинца, молибдена, мы‑
шьяка, сурьмы, а также золото, серебро, селен, теллур, рений, кадмий,
германий, индий, галлий, таллий и другие металлы.
Месторождения меди относительно невелики по запасам:
§ уникальные — месторождения с запасами меди более 5 млн т;
§ крупные — 5–1 млн т;
§ средние — 1,0–0,2 млн т;
§ мелкие — менее 0,2 млн т.
Российские балансовые запасы меди составляют порядка 92,7 млн т;
прогнозные ресурсы меди в России — 69 млн т, но ресурсы наиболее
достоверной категории Р1 составляют всего 12,4 млн т. Государствен‑
ным балансом запасов полезных ископаемых Российской Федерации
учтено 171 коренное месторождение меди, в том числе 100 существен‑
но медных и 71 комплексных медьсодержащих; на 12 из них опреде‑
лены только забалансовые запасы.
Мировые запасы меди распределяются главным образом по сле‑
дующим типам месторождений:
§ медно-порфировые руды (около 65–70 % мировых запасов
меди);
§ медистые песчаники и сланцы (15–20 % мировых запасов
меди);
§ медно-цинковые (колчеданные) руды (5–8 % мировых запасов
меди);
§ сульфидные медно-никелевые (2–3 % мировых запасов меди).
За рубежом основная часть запасов меди сосредоточена в меднопорфировых месторождениях — таких месторождений в мире насчи‑
тывается около 150, на их долю приходится более 65 % мировых запа‑
сов и около 60 % мировой добычи меди, более 60 % запасов молибдена
и около 70 % его добычи, а также практически все запасы и добыча ре‑
ния. Разрабатываются месторождения, содержащие в среднем 0,5–
1,5 % Cu и 0,01–0,1 % Mo. В рудах содержится Au (0,01–1,0 г/т), Ag
(1–10 г/т), Re (0,01–1,0 г/т), сопутствующие элементы — Se, Te, In,
Tl, Ga, Ge, Bi, Cd, Со. Медно-порфировые месторождения с запаса‑
ми более 4 млн т считаются крупными, 1–3 млн т — средними. Наибо‑
лее значительные ресурсы и запасы медно-порфировых руд сосредо‑
точены в Чили — только месторождения Чукикамата и Эль-Теньенте
имеют запасы более 20 млн т.
30

3.1. Медь

Российская сырьевая база меди отличается от мировой своей струк‑
турой: наибольшее количество меди в России находится в сульфидных
медно-никелевых (~41 % балансовых запасов страны) и медно-цинко‑
вых (колчеданных) месторождениях (около 21 %). В РФ месторожде‑
ния медных руд представлены следующими типами (рис. 3.3):
§ медно-никелевыми;
§ медными песчаниками;
§ медно-порфировыми;
§ медно-цинковыми.

Рис. 3.3. Локализация основных месторождений меди в России

Медно-никелевые месторождения: среднее содержание меди в до‑
бываемых медных рудах 1–2 %, сопутствующие компоненты — Ni,
Co, S, Ag, Au, рассеянные элементы, металлы платиновой группы. Ос‑
новные рудные минералы — халькопирит (CuFeS2) и никеленосный
пирротин (FenSn+1). Соотношение Cu : Ni в рудах колеблется от 1 : 4
до 3 : 1. Месторождения расположены в Красноярском крае (Нориль‑
ский рудный район): Октябрьское месторождение (около 25 % запа‑
сов меди России) и Талнахское (более 10 %).

31

3. Руды цветных металлов

Медно-песчаные месторождения имеют крупные размеры, часто
относятся к уникальным. Руды месторождений имеют относительно
простой минеральный состав, основные рудные минералы — халько‑
пирит (CuFeS2), халькозин (Cu2S), борнит (Cu5FeS4), пирит. Сульфи‑
ды меди в таких месторождениях находятся в тонком и тесном взаим‑
ном прорастании. Халькопирит, борнит и халькозин образуют цемент
в тонкозернистых песчаниках. Месторождения обладают минеральной
зональностью: снизу вверх и к флангам сульфиды меняются в после‑
довательности «халькозин — борнит — халькопирит — пирит». В зоне
окисления руды, как правило, пористые, глинистые, пропитанные ги‑
дрооксидами железа и марганца. Рудными минералами в окисленной
зоне являются малахит Cu2CO3(OH)2, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, брошан‑
тит Cu4SO4(OH)6, куприт Cu2O, хризоколла (Cu, Al)2H2Si2O5 (OH)4·nH2O
и самородная медь.
Для руд медно-песчаных месторождений принята своя класси‑
фикация по степени окисленности: сульфидные руды — содержание
меди в окисленной форме 10–30 %; окисленные руды — содержание
меди в окисленной форме 50–70 %; смешанные руды — промежуточ‑
ное содержание меди в окисленной форме.
Содержание меди в рудах от 1 до 6 %, кроме меди, руды содержат
свинец и цинк в примерном соотношении Pb : Zn : Cu = 1 : 0,5 : 10. По‑
путные компоненты: серебро, платиноиды, полиметаллы, рений, се‑
лен, теллур, реже — кобальт. Руды медно-песчаных месторождений со‑
держат от 1 до 15 % сульфидов. Пустая порода — кварц, полевой шпат,
оксиды и силикаты алюминия и т. д. Основная часть сульфидных руд
медно-песчаных месторождений относится к легко- и среднеобогати‑
мым, окисленные руды — к сложнообогатимым.
Единственное выявленное в РФ месторождение меди, относящее‑
ся к типу медистых песчаников — Удоканское — находится в трудно‑
доступной местности Читинской области Забайкалья. По своим пара‑
метрам месторождение относится к уникальным. Разведанные запасы
месторождения (А + В + С1) составляют 14434,6 тыс. т меди, предвари‑
тельно оцененные (С2) — 5519,6 тыс. т. Руды содержат серебро: запасы
серебра категории А + В + С1 — 7345,5 т при содержании в руде 10 г/т.
Ресурсный потенциал Удоканского месторождения оценивается
более чем в 27 млн т меди. На месторождении выявлена большая зона
окисления мощностью от 5 до 350 м. Главные рудные минералы —
халькозин и борнит, второстепенные — халькопирит, пирит и гематит.
32

3.1. Медь

Содержание меди в руде — от 0,2 до 4 % (среднее — 1,56 %). На место‑
рождении выделены три типа руд: пирит-халькопиритовые, халько‑
пирит-борнитовые и борнит-халькопиритовые. Серебро и золото кон‑
центрируются в основном в халькопирите, свинец и индий связаны
с борнитом и халькопиритом, кобальт и никель — с пиритом. На ме‑
сторождении выявлена зона окисления глубиной 10–20 м, но окис‑
ленные минералы присутствуют и на глубине до 500 м. Основные ми‑
нералы окисленных руд — малахит, ковеллин, брошантит, гидроксиды
железа, халькозин и др. Встречается самородная медь.
Удоканское месторождение — самое крупное в России и третье
по величине в мире неразрабатываемое медное месторождение, т. к.
его нахождение в центре хребта Удокан создает серьезные трудности
в освоении.
Медно-порфировые месторождения характеризуются практически
равномерным вкраплением сульфидов в руде при общем содержании
сульфидов не более 3–4 %. Порфировая структура — это строение гор‑
ных пород, при котором более или менее крупные правильно огра‑
ненные кристаллы (вкрапленники) погружены в общую тонкозерни‑
стую массу породы, называемую основной массой. Главные минералы
первичных руд: халькопирит и пирит; второстепенные — молибденит
(MoS2), борнит, энаргит, халькозин, блеклые руды, галенит, сфалерит
и др. Основные нерудные минералы — кварц, полевой шпат, серицит.
Из-за низкого содержания в рудах сульфиды практически не влияют
на физико-механические свойства руд.
Среднее содержание меди в первичных рудах составляет 0,2–0,7 %,
в зоне вторичного обогащения увеличивается до 1,0–1,5 %. По содер‑
жанию меди в окисленной форме руды медно-порфировых место‑
рождений делят на сульфидные (10–15 % меди в окисленной форме),
смешанные (от 10–15 % до 50–75 % меди в окисленной форме), окис‑
ленные (более 50–75 %). Основная масса запасов — это сульфидные
руды. В окисленных рудах медь находится в виде малахита, азурита,
хризоколлы, брошантита и т. д. Окисленные руды являются упорны‑
ми (труднообогатимыми), с тонкодисперсным строением, имеют су‑
щественное ожелезнение и каолинизацию. Обогащение осложняется
наличием силикатов меди (хризоколла CuSiO3 ∙ 2H2O).
Как правило, вторым попутно извлекаемым металлом является
молибден (содержание в рудах 0,005–1,05 %), также извлекают селен,
теллур и рений.
33

3. Руды цветных металлов

В верхней части медно-порфировых месторождений часто нахо‑
дится зона окисления руд, наиболее богатая медью, содержание меди
в этой зоне примерно в 2,5 раза выше по сравнению с первичными ру‑
дами. Строение этой зоны сверху вниз показано на рис. 3.4.
Зона выщелачивания

0,5–80 м

Зона окисления
CuCO3 ∙ Cu(OH)2
2CuCO3 ∙ Cu(OH)2
CuSiO3 ∙ 2H2O
Cu2O
CuO
Cu

50–200 м

Зона смешанных руд
Зона вторичного сульфидного
обогащения
CuFeS2
CuS

Переменная мощность

200–300 м

Рис. 3.4. Строение зоны окисления медно-порфировых месторождений

Среди медно-порфировых месторождений по составу руд и соот‑
ношению меди, золота и молибдена выделяют следующие минераль‑
ные типы:
§ медно-порфировые (содержание Au 0,3–0,4 г/т);
§ собственно медные;
§ молибден-медные (содержание молибдена достаточно для про‑
мышленного извлечения);
§ золотомедно-порфировые (содержание Au 0,5–3,0 г/т).
В 2015 г. на государственный учет поставили крупнейшее в Рос‑
сии медно-порфировое месторождение Малмыжское в Хабаровском
крае, содержащее более 5 млн т меди (содержание меди в руде 0,41 %);
после этого доля запасов меди в медно-порфировых месторождениях
практически сравнялась с запасами в медно-колчеданных, достигнув
17 %. В настоящее время месторождение не разрабатывается.
34

3.1. Медь

Разрабатываемое Михеевское месторождение медно-порфировых
руд (Челябинская область) входит в список 50 крупнейших медных ме‑
сторождений мира. На месторождении выделено три сорта медьсодер‑
жащих руд: первичные сульфидные руды, рыхлые сульфидные руды,
окисленные руды. Среднее содержание меди в руде 0,5 %, молибдена
30 г/т, золота 0,14 г/т, серебра 1,23 г/т. Основные минералы — халь‑
копирит, борнит, кварц, хлорит, гематит, малахит, азурит.
Для медно-колчеданных месторождений характерно высокое со‑
держание в рудах пирита FeS2 — 50–95 %. Пирит называют также сер‑
ным или железным колчеданом (рис. 3.5), отсюда и название место‑
рождений.

Рис. 3.5. Пирит

Эти месторождения являются медно-цинковыми: основные руд‑
ные минералы — халькопирит (CuFeS2) и сфалерит (ZnS), которые ча‑
сто тесно ассоциируют; содержание меди в среднем 1,4 %, цинка 2 %.
Соотношение меди, цинка и серы колеблется в широких пределах:
§ сплошные руды Cu : Zn : S — от 1 : 1 : 20 до 1 : 1 : 25;
§ вкрапленные руды Cu : Zn : S — от 1 : 1 : 5 до 1 : 1 : 10.
Кроме халькопирита, пирита и сфалерита, руды содержат пирро‑
тин, марказит FeS2, борнит, ковеллин, теннантит Cu12As4S13, арсено‑
пирит FeAsS, кубанит и др. Пустая порода представлена кварцем SiO2,
хлоритом (Mn, Al)6(OH)8(Si, Al)2 (минерал получил название из-за зе‑
леного цвета, греч. хлорос — зеленый), серицитом KAl2(AlSi3O10)(OH)2,
баритом BaSO4, кальцитом СаСО3, сидеритом FeCO3.
В зависимости от преобладания тех или иных сульфидных мине‑
ралов на месторождениях выделяют халькопирит-пиритовый, халько‑
пирит-сфалерит-пиритовый и другие типы руд.
Медно-колчеданные месторождения служат основной рудной ба‑
зой медной и цинковой промышленности РФ. Попутные компоненты
35

3. Руды цветных металлов

в руде — свинец, сера, золото (0,2–10,0 г/т), серебро (30–40 г/т), кад‑
мий, селен, теллур, кобальт. Пустая порода представлена кварцем, хло‑
ритом, баритом, карбонатами. Руды тонковкрапленные, минералы меди
и цинка прочно сращиваются между собой, что приводит к проблемам
при получении медных и цинковых концентратов (рис. 3.6) [5, 6].

Рис. 3.6. Образцы медно-цинковых руд месторождений Урала

Самыми сложными для обогащения являются сплошные медноцинковые руды.
Если рассматривать структуру месторождений этого типа, то вер‑
тикальный разрез месторождения можно представить в виде схемы
(рис. 3.7): в верхних зонах находятся окисленные минералы (так на‑
зываемая «железная шляпа», обогащенная золотом и серебром) и вто‑
ричные сульфидные минералы — и те, и другие являются продуктами
окисления первичных сульфидных минералов. Окисление происхо‑
дит за счет воздействия кислорода воздуха и атмосферных осадков.
Глубина распространения «железной шляпы» для месторождений
Урала может составлять до 50 м. Ниже находится зона окисленных руд
(рис. 3.8) и зона образования вторичных сульфидов.
В зоне вторичных сульфидов всегда повышенное содержание меди
за счет того, что вторичные сульфиды меди замещают первичные и вы‑
деляются между кристаллами первичных сульфидов. В условиях очень
сухого климата в зоне окисления сохраняются также различные суль‑
фаты меди, которые могут легко растворяться в поступающих водах.
Эта зона называется зоной вторичного обогащения и распространяет‑
ся на глубину до 170 м. Ниже зоны вторичного обогащения идет зона
первичных руд, более бедных по содержанию меди. В месторождении
границы отдельных зон не ярко выражены и особенно трудно разгра‑
ничить зоны вторичного обогащения и зону первичных руд.
36

«железная шляпа»:
пустая порода
бурый железняк nFe2O3+nH2O
малахит CuCO3 ∙ Cu(OH)2
обогащена Au и Ag
окисленные (упорные) руды:
малахит CuCO3 ∙ Cu(OH)2
азурит 2CuCO3 ∙ Cu(OH)2
хризоколла CuSiO3 ∙ 2H2O
зона вторичного сульфидного обогащения:
Cu2S
халькозин
Cu2O
куприт
первичные сульфиды:
CuFeS2
халькопирит
Cu5FeS4
борнит

=

на обогащение

зона окисления

3.1. Медь

Рис. 3.7. Структура медно-колчеданного месторождения

Рис. 3.8. Образец окисленной медной руды с борнитом и малахитом

Месторождения сульфидных руд в присутствии карбонатов дают
другую картину строения месторождений: вверху вместо «железной
шляпы» находится зона окисленных руд, в которой основные медные
минералы — карбонаты, оксиды, хризоколла. Эта зона богаче зоны
первичных руд и сопоставима по содержанию меди с зоной вторично‑
го обогащения, расположенной ниже. Зона первичных руд также рас‑
положена ниже зоны вторичного обогащения.
37

3. Руды цветных металлов

По количеству сульфидов (массовой доли серы) в медных и мед‑
но-цинковых типах выделяют следующие промышленные сорта руд:
§ сплошные (более 35 % серы);
§ вкрапленные (до 35 % серы).
Для их обозначения введены следующие сокращения:
§ МС — руда медная сульфидная сплошная;
§ МВ — руда медная сульфидная вкрапленная;
§ МЦС — руда медно-цинковая сульфидная сплошная;
§ МЦВ — руда медно-цинковая сульфидная вкрапленная.
Сплошные сульфидные руды (медистые пириты) являются слож‑
ным объектом для флотационного обогащения, т. к. имеют непосто‑
янный химический состав, разное соотношение сульфидов меди и пи‑
рита, для них характерна очень тонкая вкрапленность сульфидных
минералов и их взаимное прорастание.
В России разведано 55 медно-колчеданных месторождений различ‑
ного масштаба, но преобладают средние по запасам. Одно из крупней‑
ших месторождений России — Гайское месторождение в Оренбург‑
ской области, относится к разряду уникальных. Запасы меди в этом
месторождении оцениваются на уровне 4,6 млн т, среднее содержа‑
ние меди в рудах 1,3 %; цинка около 0,5 %. В рудах присутствуют кад‑
мий, золото и серебро.

3.2. Никель
Кларк никеля в земной коре 0,0058 % — выше, чем меди. Извест‑
но 45 минералов никеля, основные промышленные минералы нике‑
ля приведены ниже:
Название минерала
Пентландит
Никелистый пирротин
Миллерит (красный колчедан)
Шмальтин-хлоантит
Гарниерит
Ревдинскит
Никелевый керолит

38

Химическая формула
(Fe, Ni)9S8
FenSn+1
NiS
(Cо, Ni)As2
(Ni, Mg)4[Si4O10](OH)4 · 4H2O
(Ni, Mg)8[Si4O10](ОН)8
(Mg, Ni)4[Si4O10](ОН)4 · 4Н2О

3.2. Никель

Название минерала
Нонтронит
Асболан

Химическая формула
m{Mg3[Si4O10](OH)2}·p{(Al, Fe)2 · [Si4O10](ОН)2}
m(Co, Ni)O · MnO2 · nН2 О

В природе известны три группы месторождений никелевых руд:
§ гипергенные силикатные (месторождения окисленных руд);
§ сульфидные медно-никелевые;
§ отложения железо-марганцевых конкреций в глубоководных
океанических впадинах морского дна.
Конкреции являются перспективным сырьем, т. к. их добыча пред‑
ставляет большие сложности.
На сегодняшний день в мире разведано более 400 месторождений
никелевых руд, в том числе около 240 сульфидных и более 150 окис‑
ленных, но количество пригодных для рентабельной разработки огра‑
ничено: в 34 наиболее крупных месторождениях сосредоточен 91 %
мировых подтвержденных запасов, и эти месторождения обеспечи‑
вают 93 % мировой добычи. По разведанным запасам месторождения
никеля подразделяются:
§ на уникальные — более 1 млн т;
§ весьма крупные — 1 млн — 500 тыс. т;
§ крупные — 500–250 тыс. т;
§ средние — 250–100 тыс. т;
§ мелкие — менее 100 тыс. т.
К уникальным месторождениям относятся, например, сульфидные
месторождения Норильск‑1, Талнахское и Октябрьское в России, груп‑
пы месторождений Садбери и Томпсон в Канаде, Камбалда и МаунтКейт в Австралии, Цзиньчуань в Китае, а также месторождения окис‑
ленных руд Непуи в Новой Каледонии, Помала и Гебе в Индонезии.
На начало XXI в. мировые запасы никеля в рудах были оценены
в 135 млн т, в том числе достоверные запасы — 49 млн т (рис. 3.9).
В Канаде, России, Китае и ЮАР от 90 до 100 % никеля заключено
в сульфидных месторождениях, в Австралии на них приходится око‑
ло 50 % запасов. В остальных странах запасы никеля связаны с место‑
рождениями окисленных руд. Всего в мире насчитывается 38 стран
с выявленными ресурсами никеля. Доля окисленного никеля состав‑
ляет около 70 %, сульфидного — около 30 %; общемировая горная до‑
быча никеля составляет порядка 40–45 % из сульфидных руд и 55–60 %
из окисленных [7–9].
39

3. Руды цветных металлов

Рис. 3.9. Запасы никеля по странам, млн т

Российские месторождения никеля сосредоточены в трех регио‑
нах: на севере Красноярского края, в Мурманской области и на Урале
(рис. 3.10). Более 90 % никеля России находится в сульфидных медно‑
никелевых рудах, остальное — в окисленных рудах.

Рис. 3.10. Локализация основных месторождений никеля в России

40

3.2. Никель

В настоящее время Государственным балансом России учтено
52 месторождения никеля, в том числе 15 месторождений — с заба‑
лансовыми запасами.
В распределенном фонде недр находится 32 месторождения. Ха‑
рактеристика основных месторождений приведена в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Основные месторождения никеля в РФ
Месторождение

Тип руд

Октябрьское (Красноярский
Сульфидные
край)
медно-никелевые
Талнахское (Красноярский край)
То же
Ждановское (Мурманская
»
область)
Буруктальское (Оренбургская
Окисленные
область)
Сахаринское (Челябинская
То же
область)
Серовское (Свердловская
»
область)

Доля
в запасах
А + В + С1, %

Содержание Ni
в рудах, %

37,5

0,85

24,4

0,7

12,4

0,56

6,8

0,63

0,4

0,84

1,8

0,75

Сульфидные и окисленные руды никеля сильно отличаются по со‑
ставу, свойствам и способам переработки. Но они имеют некоторое
сходство: те и другие руды обязательно содержат оксид магния MgO,
который затрудняет металлургическую переработку руд; содержание
Al2O3 в рудах примерно одинаково; содержание СаО в рудах низкое.
В обоих рудах содержится кобальт, и, как правило, его в 25–30 раз
меньше никеля. Окисленные никелевые руды в России играют под‑
чиненную роль в запасах и добыче никеля и кобальта. В зарубежных
странах эти руды — основные в запасах никеля и кобальта и их про‑
изводстве.
Ценными (извлекаемыми) компонентами в окисленных никелевых
рудах (ОНР) являются никель и кобальт, при производстве феррони‑
келя дополнительно в товарный продукт переходит железо. Благород‑
ных металлов руды практически не содержат.
Руды очень сложные, непостоянные по своему составу, отлича‑
ются большой гигроскопичностью (до 40 %) из-за наличия глинистых
41

3. Руды цветных металлов

пород. Поскольку никель часто изоморфно входит в кристаллическую
решетку других минералов, обогатить подобные руды известными ме‑
тодами не удается, и на переработку поступает вся масса руды.
По минералогическому составу руды подразделяются:
§ на серпентиновые (лат. serpens — змея, русское название мине‑
рала — змеевик): прочная горная порода, включающая в себя
серпентин Mg6[Si4O10](OH)8 — не менее 50 % от общего объе‑
ма породы, тальк Mg3Si4O10(OH)2, энстатит MgSiO3, силикаты
железа, магнетит Fe3O4 и др.;
§ нонтронитовые — вторичная глинистая горная порода, об‑
разованная путем разрушения первичных минералов в про‑
цессе выветривания, основной минерал — нонтронит
Fe2(OH)2[Si4O10]·nН2О, руда содержит до 14 % Al2O3, до 8 % MgO,
до 2 % CaO и др.;
§ охристые: рыхлая горная порода, основной минерал — бурый
железняк Fe2O3·nН2 О, руда содержит глину Al2O3·2SiO2·2H2O,
кремнезем SiO2, практически не содержит магнетит Fe3O4.
По способу образования принято разделение ОНР на две группы.
1. Силикатные никелевые руды образуются в результате выветрива‑
ния серпентинитовых пород. Основные минералы — магниевые, алю‑
момагниевые и алюможелезомагниевые силикаты, кварц. Руды с вы‑
соким содержанием MgО (6–12 %) и SiO2 (30–50 %). Никель входит
в кристаллическую решетку силикатов, изоморфно замещая магний
и железо, общее название таких минералов — никель-магнезиальноводный силикат (Ni·Mg)SiO3·nH2O. Содержание никеля в рудах коле‑
блется от десятых долей процента до 2–3 %. Соотношение Ni : Со со‑
ставляет от 1 : 20 до 1 : 40.
2. Никельсодержащие железные руды (латеритовые) образуют‑
ся в тропическом климате при особом латеритовом выветривании —
процессе разложения первичных минералов (оливина и серпентина)
в условиях жаркого и теплого климата со сменой дождливых и су‑
хих сезонов. В этом случае происходит образование и накопление
в коре выветривания свободных гидроксидов железа, что и приво‑
дит к возникновению латеритов — глиноподобной кирпично-крас‑
ной или светло-бурой горной породы с высоким содержанием железа
(до 45 %) и низким — MgО (1–4 %). Основные минералы этих руд —
это минералы железа: гётит FeO(OH), гидрогётит 3Fe2O3·4H2O, маг‑
гемит γ-Fe2O3, гематит Fe2O3, гидрогематит Fe2O3·nH2O. Смесь этих
42

3.2. Никель

минералов железа образует лимонит — бурый железняк с общей фор‑
мулой Fe2O3·nH2O. Поэтому руды еще называют лимонитовыми.
Никель и магний при разрушении первичных минералов высво‑
бождаются и перемещаются, часто совместно с кобальтом, из верхних
горизонтов коры выветривания в нижние. Происходит это за счет того,
что никель переходит в раствор в виде бикарбоната Ni(HCO3)2, пере‑
мещается в нижние слои горной породы, затем из-за увеличения ще‑
лочности осаждается в виде вторичных минералов (гарниерита, рев‑
динскита, асболана, непуита), а также частично сорбируется глинами
и входит в состав нонтронита, хлорита, вермикулита и др. Таким об‑
разом, никель изоморфно замещает железо в железистых минералах
или находится в адсорбированном виде. Содержание никеля в руде
составляет 0,8–1,4 %. Кобальт входит в решетки оксидов железа и ас‑
болана (Со, Ni)O∙MnO2∙nH2O, содержание кобальта в руде составляет
0,05–0,12 %. В условиях спокойного тектонического режима во влаж‑
ных тропиках латериты достигают мощности десятков метров, а в зо‑
нах разломов — сотен метров [10].
Для месторождений России характерны силикатные руды, для
большинства зарубежных месторождений — латеритовые. Крупные
месторождения никеленосных латеритов находятся, например, в Но‑
вой Каледонии, Австралии, Кубе.
Для металлургического производства принята классификация ОНР
в зависимости от содержания шлакообразующих компонентов (Fe2O3,
SiO2 и MgO):
§ железистые: содержание оксидов железа 27–30 % и выше;
§ силикатные: содержание кремнезема SiO2 45–50 % и выше;
§ магнезиальные: содержание оксида магния MgO более 15 %.
Силикатные и магнезиальные руды часто объединяют в общую ка‑
тегорию — сапролитовые. Примерный состав ОНР приведен в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Средний состав окисленных никелевых руд
Тип руды
Силикатная
Латеритовая
Магнезиальная

MgO
5,0–15,0
1,0–2,0
18,0–20,0

SiO2
25,0–48,0
3,0–4,0
41,0–43,0

Содержание, %
Fe2O3
Al2O3
14,0–34,0
0,5–20,0
28,0–45,0
5,0–12,0
15,0–17,0
3,0–5,0

Ni
0,8–4,0
1,0–2,0
0,8–1,0

43

3. Руды цветных металлов

Окисленные никелевые руды залегают близко к поверхности зем‑
ли горизонтальными пластами, месторождения разрабатывают карьер‑
ным способом.
Российские месторождения ОНР невелики по масштабам, качество
руд невысокое со средним содержанием никеля менее 1 % (рис. 3.11).
Самыми крупными являются Буруктальское месторождение в Орен‑
бургской области, в котором заключено около 5 % разведанных запа‑
сов России (среднее содержание никеля 0,63 %; кобальта — 0,06 %),
и Серовская группа месторождений в Свердловской области (2 % раз‑
веданных запасов; среднее содержание никеля 0,75 %) [11].

Рис. 3.11. Образцы окисленных никелевых руд Урала

Месторождения имеют, как правило, зональное строение: верхний
слой — около 70 % месторождения — железистые руды с низким со‑
держанием никеля и магния, но высоким содержанием железа (более
35 %); ниже расположены сапролитовые руды, обогащенные никелем
и магнием (содержание MgO 35–40 %) и обедненные железом (менее
20 %). Между слоями сапролитовых и железистых руд находится пе‑
реходной слой смешанных руд. В каждом месторождении есть зоны
различного состава, поэтому определить средний состав руды очень
сложно, химический состав окисленных никелевых руд в месторож‑
дениях может меняться в весьма широких пределах, а минералогиче‑
ский состав варьируется в отношении пропорций основных минера‑
лов, составляющих руду [12–14].
В отличие от окисленных руд, сульфидные руды очень прочные,
негигроскопичные и могут подвергаться обогащению (рис. 3.12). Ниж‑
ним пределом содержания никеля для комплексных сульфидных мед‑
но-никелевых руд считается 0,3 %. Сульфидные руды являются ком‑
44

3.2. Никель

плексными медно-никелевыми: кроме никеля, руды содержат медь,
кобальт, платину и платиноиды (палладий, иридий, рутений, осмий),
а также золото и серебро. Стоимость благородных металлов, содержа‑
щихся в рудах, может превышать стоимость меди и никеля.
Основные минералы сульфидных руд — никеленосный пирротин
Fe7S8, железоникелевый колчедан (пентландит) (Ni, Fe)9S8 и халько‑
пирит CuFeS2. Прочие минералы содержатся в небольшом количестве:
магнитный железняк Fe3O4, пирит FeS2, талнахит Cu9Fe8S10, кубанит
CuFe2S3, миллерит NiS, зигенит (Со, Ni)3S4, кобальт-никелевый пи‑
рит (Со, Ni, Fe)S2 и др.

Рис. 3.12. Образец медно-никелевой руды Норильских месторождений

Среднее содержание никеля колеблется от 0,25 до 4 %, меди —
от 0,2 до 7,5 % в зависимости как от типов месторождений, так и от ти‑
пов руд. Основным рудным минералом является пирротин или маг‑
нитный колчедан, в котором содержится никель в форме изоморфной
примеси или очень тонких прорастаний пентландита, содержащего
кобальт (отношение кобальта к никелю от 1 : 30 до 1 : 15) и на некото‑
рых месторождениях — платину.
Выделяют две разновидности пирротина: редко встречающийся
гексапирротин (формула FeS или Fe1–хS, где значения х — от 0,1 до 0,2;
название происходит от греч. гекс — шесть) и клинопирротин (Fe7S8).
Эти разновидности сложноразличимы, поэтому обычно используют
общее название «пирротин». Кроме никеля и кобальта, пирротин в ка‑
честве примесей может содержать медь (в виде включений халькопи‑
рита), иногда цинк и марганец.
В России сульфидные медно-никелевые месторождения Нориль‑
ского района — Норильск‑1, Талнахское и Октябрьское — являют‑
45

3. Руды цветных металлов

ся основными источниками никелевых руд. Отрицательные факто‑
ры добычи руд на Севере — тяжелые природные условия (холодный
климат, многолетняя мерзлота, полярная ночь и т. д.) и значительная
глубина залегания рудных тел на рудниках Норильского комбината:
подземные работы осуществляются в сложных геологических и горно‑
технических условиях на глубине более 1000 м. Тем не менее эти ме‑
сторождения составляют основу минерально-сырьевой базы кобальтникелевой промышленности страны (около 70 % балансовых запасов
никеля России). Руды отличаются высоким качеством, что обеспечи‑
вает их рентабельную отработку даже в условиях Заполярья.
В сульфидных медно-никелевых месторождениях Норильского
района выделяются три промышленно-генетических типа руд: бога‑
тые (сплошные), медистые и вкрапленные.
1. Богатые (сплошные) руды на 70–100 % состоят из сульфидов
и содержат 2–5 % Ni; 2–25 % Cu; 5–100 г/т металлов платиновой груп‑
пы. В зависимости от преобладания основного рудного минерала вы‑
деляют следующие разновидности сплошных руд: пирротиновые, ку‑
банитовые, халькопиритовые, талнахитовые.
2. Медистые руды состоят на 20–75 % из сульфидов (среднее со‑
держание сульфидов — 25 %) и содержат 0,2–2,5 % Ni; 1–15 % Cu;
5–50 г/т металлов платиновой группы. Основные минералы — пент‑
ландит, халькопирит, пирротин, пирит. Руды характеризуются тонкой
вкрапленностью сульфидов и наличием большого количества вторич‑
ных минералов (серпентина, хлорита, серицита и пр.), поэтому около
30 % медистых руд труднообогатимы.
3. Вкрапленные руды содержат от 5 до 30 % сульфидов. Содержа‑
ние в них ценных компонентов таково: 0,2–1,5 % Ni; 0,3–2,0 % Cu;
5–10 г/т металлов платиновой группы. Основные рудные минералы:
пирротин, халькопирит, кубанит и пентландит. Содержание никеля
в пентландите составляет 25–30 %, а в пирротине — 0,1–1,0 %. Драго‑
ценные металлы (платиноиды, золото и серебро) в качестве примеси
входят в состав сульфидных минералов, значительно реже образуют
собственные минеральные формы.
В табл. 3.4 приведен средний состав руд разного типа Талнахско‑
го месторождения.
Изменчивость содержаний полезных компонентов в месторожде‑
ниях сульфидных никелевых руд, особенно вкрапленного типа, неве‑
лика. Соотношение Ni : Cu в различных месторождениях и участках
46

3.3. Свинец

может изменяться от 1 : 1 до 1 : 10, что связано с различным содержа‑
нием в рудах пирротина, халькопирита, пентландита и магнетита.
Таблица 3.4
Состав руд Талнахского месторождения
Тип руды
Сплошная
Медистая
Вкрапленная

Ni, %
3,2
0,88
0,48

Среднее содержание
Cu, %
4,6
3,32
0,92

Платиноиды, г/т
10,8
9,82
4,34

Из вредных компонентов, входящих в состав сульфидных никеле‑
вых руд, особое значение имеют свинец и мышьяк, т. к. содержание
свинца в руде даже в тысячных долях процента отрицательно сказы‑
вается на качестве никеля, а мышьяк при плавке загрязняет отходя‑
щие газы.
Месторождения никеля в Печенгском районе в Мурманской об‑
ласти содержат порядка 20 % запасов никеля России. Руды вкраплен‑
ные, с невысоким (менее 0,7 %) содержанием никеля; самым крупным
является Ждановское месторождение, его руды содержат в среднем
0,56 % никеля. Среднее соотношение Ni : Cu в рудах 2 : 1. Руды ме‑
сторождений Мончегорского района (Мурманская область) являются
перспективным источником получения элементов платиновой груп‑
пы, никеля, меди, кобальта: содержание Pd около 1,5 г/т; Pt 0,21 г/т;
Ni 1,5–2,5 %; Cu 0,3–0,5 %; Co 0,1 % [15].

3.3. Свинец
У свинца самый высокий из всех металлов коэффициент исполь‑
зования во вторичной переработке. В настоящее время только 40 %
свинца производят из первичного сырья, а 60 % получают при пере‑
работке вторичного сырья — старых аккумуляторов, оболочек кабе‑
лей, сплавов и других отходов промышленности.
Мировые ресурсы свинца оцениваются в 1,5 млрд т. Большая
часть их сосредоточена в США, Австралии, Канаде, Казахстане, Ки‑
тае, России, Мексике, Индии, ЮАР, Перу и Испании. Общие запасы
47

3. Руды цветных металлов

свинца в мире составляют порядка 220,2 млн т, а подтвержденные —
136,3 млн т. Лидером по добыче свинцовых руд является Китай, на долю
которого приходится около половины мирового производства свинца
в концентратах. На втором месте — Австралия, третье место занима‑
ют страны Латинской Америки (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Доля стран в производстве свинцовых концентратов
(в пересчете на металл)

Среднее содержание свинца в земной коре составляет 0,0016 %. Са‑
мородный свинец в природе не встречается. В настоящее время прак‑
тически весь свинец получают из сульфидных руд, и хотя в природе
известно более 200 минералов, содержащих свинец, только три име‑
ют промышленное значение:
§ PbS — галенит (свинцовый блеск), основной минерал;
§ PbCO3 — церуссит;
§ PbSO4 — англезит.
Важнейший свинцовый минерал — галенит РbS (от лат. galaena —
свинцовая руда) — встречается в полиметаллических рудах всех типов,
кроме полностью окисленных. Разновидностью минерала является се‑
ленистый галенит, содержащий в качестве примеси селен (в составе
непрерывного изоморфного ряда до клаусталита PbSe). Другими при‑
месями в галените могут быть серебро (содержание в галените — до де‑
сятых долей процента), медь, цинк, висмут, мышьяк, железо, молиб‑
ден и др. Как правило, эти элементы представляют собой мельчайшие
включения минералов указанных металлов. Физическая разновид‑
48

3.3. Свинец

ность галенита — свинчак — представляет собой плотную сплошную
матовую тонкозернистую массу, отличную по внешнему виду от кри‑
сталлического галенита.
Цвет галенита — темно-серый, с характерным блеском (рис. 3.14).
Это прочный малорастворимый минерал, поэтому он встречается даже
на поверхности месторождений. При выветривании руд и при их окис‑
лении галенит покрывается коркой англезита PbSO4, переходящего
с поверхности руды в церуссит РbСО3 — важнейший минерал зоны
окисления сульфидных руд. Англезит и церуссит — труднораствори‑
мые соединения свинца, которые образуют плотную корку вокруг цен‑
тральных участков галенита, перекрывая доступ окисляющих агентов
внутрь. Поэтому сплошные массы галенита с таким защитным покры‑
тием могут находится даже в зонах окисления месторождений. Кроме
того, в зоне окисления, помимо англезита и церуссита, могут образо‑
ваться и другие труднорастворимые соединения свинца, например ар‑
сенаты и молибдаты. По этой причине зоны окисления свинцово‑цин‑
ковых месторождений, как правило, обогащены свинцом.
В свинцовых рудах присутствуют халькопирит, арсенопирит, пи‑
рит, пирротин. Обычно свинцовые руды содержат серебро в виде ми‑
нерала аргентита Ag2S.

Рис. 3.14. Галенит в руде

Свинец образует весьма многочисленные руды:
§ свинцовые — встречаются редко;
§ свинцово‑цинковые — имеют широкое распространение, ос‑
новные источники свинца и цинка в мировой добыче;
§ медно-свинцово‑цинковые — очень сложные полиметалличе‑
ские руды;
49

3. Руды цветных металлов

свинцово‑цинково‑оловянные, свинцово‑цинково‑оловянномолибденовые и другие — количество таких руд невелико, пе‑
реработка их затруднена из-за сложного состава.
Пустая порода в свинцовых рудах представлена кварцем, кальци‑
том, полевыми шпатами и др. В зависимости от состава пустой поро‑
ды выделяют следующие типы свинцовых руд:
§ кислые: основной минерал пустой породы — кремнезем SiO2;
§ осно́вные: основной минерал пустой породы — известняк
СаСО3;
§ нейтральные: кремнезем, известняк и соединения железа в пу‑
стой породе присутствуют в пропорциях, соответствующих их
содержанию в шлаках свинцовой плавки.
Все свинцовые руды содержат благородные металлы. Чисто свин‑
цовых руд в природе очень мало, и из всего разнообразия руд, содер‑
жащих свинец, основным источником свинца являются свинцово‑цинковые руды (табл. 3.5). Почти во всех рудах содержание цинка больше,
чем свинца.
§

Таблица 3.5
Характеристика свинцово‑цинковых руд по содержанию металлов
Тип руды
Богатые руды
Руды среднего качества (рядовые)
Бедные руды

Содержание металлов, %
Pb
Pb + Zn
> 4,0
> 7,0
2,0–4,0
4,0–7,0
1,2–2,0
2,0–4,0

В свинцово‑цинковых рудах практически отсутствуют минералы
меди (или присутствуют в непромышленных количествах). Основные
минералы свинцово‑цинковых руд — галенит, сфалерит, пирит, мар‑
казит, церуссит. Руды тонковкрапленные, с тесным взаимным прорас‑
танием рудных и нерудных минералов, затронутые окислением, часто
содержат барит BaSO4.
В мире насчитывается около 43 крупных свинцово‑цинковых ме‑
сторождений. По суммарным запасам свинца и цинка выделяют:
§ уникальные меторождения — суммарные запасы свинца и цин‑
ка более 5 млн т;
§ очень крупные — от 5 до 2 млн т;
§ крупные — от 2 млн до 600 тыс. т;
50

3.3. Свинец

§ средние — от 600 до 200 тыс. т;
§ мелкие — менее 200 тыс. т.
Для строения месторождений характерно, что в глубоких гори‑
зонтах фиксируется постепенное уменьшение свинцовых минералов
и увеличение количества сфалерита ZnS и других сульфидных мине‑
ралов — пирита, халькопирита, арсенопирита и т. д.
По степени окисления руды свинцово‑цинковых месторождений
разделяют на три типа: сульфидный, смешанный и окисленный. Кри‑
терием для отнесения руд к тому или иному типу служит содержание
свинца и цинка в оксидной форме (табл. 3.6).
Таблица 3.6

Типы свинцово‑цинковых руд
Тип руды
Сульфидная
Смешанная
Окисленная

Содержание окисленных минералов, %
Pb
Zn
≤ 15
≤ 10
16–50
11–50
> 50
> 50

Окисленные руды образуются в зоне выветривания и окисления
сульфидных месторождений (верхние горизонты до глубины 100–
200 м), свинец в таких рудах содержится в основном в виде церуссита
РbСO3 и англезита РbSO4. В форме карбонатов в них находятся также
Zn, Сu, Fе и Сd. Серебро большей частью представлено хлоридом АgCl.
В смешанных рудах наряду с минералами вторичного происхож‑
дения присутствуют сульфидные минералы. Доля сульфидного свин‑
ца в смешанных рудах может изменяться от 15 до 60 %.
Руды всех свинцово‑цинковых месторождений — комплексные
и имеют сложный минеральный состав. Кроме свинца и цинка, в рудах
присутствуют медь, сурьма, висмут, олово, кадмий, серебро, золото,
селен, теллур, германий, таллий, галлий, индий. В свинцово‑цинко‑
вых рудах сосредоточено более 80 % мировых запасов кадмия, 40–50 %
таллия, 25–30 % германия, 20–25 % селена, теллура, индия, 15–20 %
галлия и висмута. Эти руды дают 50 % мировой добычи серебра.
Количество балансовых запасов свинца в России достигает поч‑
ти 20 млн т; страна занимает по этому параметру третье место в мире
после Австралии и Китая. Месторождения свинца в России сосредо‑
точены на Северном Кавказе, Алтае, в Сибири, Забайкалье и Примо‑
рье. В России на сегодняшний день имеется около 100 месторождений
51

3. Руды цветных металлов

свинца, из которых 70 — свинцово‑цинковые. Они содержат поряд‑
ка 93 % запасов свинца страны. Остальные запасы приходятся на ком‑
плексные месторождения, из руд которых свинец практически не из‑
влекается из-за низкого содержания. Основу минерально-сырьевой
базы свинца России составляют всего 7 месторождений свинцово‑цин‑
ковых руд, в которых заключено около 80 % всех разведанных запасов
страны. Наибольшее количество запасов сосредоточено на Горевском
месторождении (42,6 %) в Красноярском крае, Холоднинском (14,4 %)
и Озерном (10,5 %) в Республике Бурятии, Корбалихинском (3,0 %)
в Алтайском крае, Ново‑Широкинском (1,7 %) в Читинской области,
Николаевском (3,5 %) и Партизанском (3,5 %) в Приморском крае.
Не все эти месторождения разрабатываются.
Самое крупное разрабатываемое месторождение свинцово‑цин‑
ковых руд — Горевское. Это пятое в мире месторождение по запа‑
сам свинца и цинка. Мощность рудовмещающей толщи 1000–1160 м.
Руды — пирротин-сфалерит-галенитовые, на 60–80 % состоят из си‑
дероплезита (Fe, Mg)CО3, анкерита Ca(Mg, Fe)[СО3]2 и кварца. Ос‑
новные рудные минералы — галенит и сфалерит. Основной минерал
железа — пирротин, реже встречаются пирит и марказит (лучистый
колчедан FeS2, образующий игольчатые кристаллы). Помимо свинца
и цинка, промышленный интерес представляют извлекаемые попут‑
но серебро и кадмий. Серебро в руде присутствует в виде самородно‑
го серебра и аргентита Ag2S. В рудах присутствуют в незначительных
количествах германий, таллий, галлий, теллур, индий, сурьма, мы‑
шьяк и кобальт.
Расположено месторождение на левом берегу реки Ангары, в 40 км
от ее устья и в 82 км от поселка Мотыгино. Месторождение было от‑
крыто в 1956 г. и разведано в 1963 г. Его промышленная эксплуата‑
ция началась примерно двадцать лет спустя. Месторождение является
уникальным по запасам и качеству руд: запасы месторождения по ка‑
тегориям В + С1 + С2 составляют 114,14 млн т руды; 7,42 млн т свин‑
ца; 1,83 млн т цинка; 5 879,3 т серебра. На месторождении выделяются
свинцовые руды с содержанием цинка менее 1 % и свинцово‑цинко‑
вые руды с содержанием цинка более 1 %. Свинцово‑цинковые руды
концентрируют 71,5 % запасов свинца и 94 % цинка. Соотношение со‑
держания в рудах свинца и цинка составляет 6 : 1. Месторождение обе‑
спечивает примерно 70 % добычи свинца в РФ.

52

3.3. Свинец

Медно-свинцово‑цинковые (полиметаллические) руды имеют различ‑
ные вещественные составы, которые зависят от месторождения и сте‑
пени окисленности руд. Кроме основных металлов — меди, свинца
и цинка, руды содержат (часто в промышленных количествах) золото,
серебро, кадмий, индий. В рудах встречаются минералы сурьмы, вис‑
мута, олова. В качестве сопутствующих элементов — галлий, таллий,
германий, теллур, селен и другие. По содержанию свинца в окислен‑
ной форме полиметаллические руды делят на сульфидные (доля свинца
в окисленной форме — 10–15 %); смешанные (доля свинца в окислен‑
ной форме от 10–15 % до 40–85 %) и окисленные (доля свинца в окис‑
ленной форме — 40–85 %).
В сульфидных полиметаллических рудах основными минералами
являются галенит, халькопирит и сфалерит, присутствует пирит, ар‑
сенопирит, блеклые руды. Пустая порода (нерудные минералы) пред‑
ставлена кварцем, кальцитом, баритом, хлоритом, иногда флюори‑
том и серицитом. Серебро в рудах связано с галенитом и теннантитом
Cu12As4S13. Золото находится в свободном состоянии или связано с пи‑
ритом и халькопиритом.
Окисленные и смешанные полиметаллические руды имеют более
сложный вещественный состав, они глинистые, содержат большое ко‑
личество шламистых частиц. Руды являются труднообогатимыми —
плохо извлекаются окисленные цинковые минералы, а извлечение
свинца осложняется тем, что наряду с хорошо флотируемыми мине‑
ралами (галенитом, церусситом, англезитом и др.) в них содержат‑
ся практически нефлотируемые плюмбоярозит Pb(Fe+3)6(SO4)(OH)12
и другие ожелезненные свинецсодержащие соединения.
В России месторождения полиметаллических руд расположены
главным образом на Алтае (месторождения Степное, Зареченское,
Рубцовское, Корбалихинское и др.).
Прогнозные ресурсы свинца России невелики — около 17 млн т.
Наиболее разведанная часть — ресурсы категории Р1 — составляет
в общем количестве всего 14 %. Основная часть ресурсов прогнозиру‑
ется на территории Красноярского, Алтайского, Приморского края
и острове Новая Земля (Архангельская область).

53

3. Руды цветных металлов

3.4. Цинк
Содержание цинка в земной коре составляет 0,0076 %. В насто‑
ящее время цинк находится на третьем месте по применению среди
цветных металлов после алюминия и меди. Мировые запасы цинка
оцениваются на уровне 350–400 млн т, а прогнозные мировые ресур‑
сы — на уровне 2,4 млрд т. Карьерным способом добывают около 20 %
цинковых руд, шахтным ~60 %, остальное — комбинированным спо‑
собом. Мировым лидером по добыче цинковых руд и производству
концентратов является Китай (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Доля стран в производстве цинковых концентратов
(в пересчете на металл)

На сегодняшний день известно более 70 минералов цинка, в само‑
родном виде цинк, как и свинец, не встречается. Главные минералы
цинка — сульфиды, силикаты и карбонаты. Названия основных мине‑
ралов цинка и их химические формулы приведены ниже:
Минерал
Сфалерит (цинковая обманка)
Вюртцит
Смитсонит
Каламин
Цинкит
Гидроцинкит
Виллемит

54

Формула
ZnS
ZnS
ZnCO3
Zn4(Si2O7)(OH)2 · H2O
ZnO
Zn5 (OH)6(CO3)2
Zn2SiO4

3.4. Цинк

Основной промышленный минерал — сфалерит ZnS (рис. 3.16),
из него производится более 95 % цинка. Сфалерит, или цинковая об‑
манка, в виде изоморфной примеси может содержать до 25 % железа.
Обычный цвет сфалерита — темно-серый, но при высоком содержа‑
нии железа сфалерит приобретает почти черный цвет, и его форму‑
лу можно представить как (Zn, Fe)S, такая модификация называется
марматит. При низком содержании железа сфалерит может быть про‑
зрачным и называется клейофан, если содержит марганец — вюртцит;
богатый кадмием — пршибрамит (содержание Cd до 5 %). Кроме этих
элементов, сфалерит может содержать германий, индий (до сотых до‑
лей процента), кобальт, ртуть, медь в виде халькопирита CuFeS2 или
станнина Cu2FeSnS4.

Рис. 3.16. Сфалерит в медно-цинковой руде

Сфалерит в рудах легко окисляется и относительно быстро разла‑
гается с образованием сульфита цинка, легкорастворимого в воде, по‑
этому зоны окисления месторождений часто сильно обеднены цин‑
ком. Смитсонит (карбонат цинка) образуется в случае наличия в рудах
известняка.
Основные типы месторождений цинка:
§ колчеданно-полиметаллические (медно-свинцово‑цинко‑
вые) — основные минералы: галенит, пирит, халькопирит, сфа‑
лерит, пирротин, марказит, арсенопирит и т. д.;
§ медно-колчеданные (медно-цинковые) — основные минералы:
пирит, халькопирит, сфалерит, пирротин, блеклые руды и т. д.;
§ полиметаллические — основные минералы: галенит, сфалерит,
пирит, пирротин, марказит, арсенопирит, магнетит и т. д.;
§ свинцово‑цинковые — основные минералы: галенит, сфале‑
рит, блеклые руды, халькозин, магнетит и т. д.
55

3. Руды цветных металлов

В колчеданных месторождениях основную массу породы составля‑
ют сульфиды железа, основной из которых — пирит. Руды всех место‑
рождений являются полиметаллическими, практически все содержат
благородные и редкие металлы. Руды отличаются тонким взаимопро‑
растанием минералов, что создает сложности для обогащения и полу‑
чения чистых концентратов. Вмещающие породы состоят из кварца,
известняка CaCO3, доломита CaCO3·MgCO3, глинозема Al2O3.
Россия занимает одно из первых мест в мире по подтвержденным
запасам цинка — около 60 млн т, что составляет почти 10 % от миро‑
вых запасов.
Государственным балансом Российской Федерации по состоянию
на 2018 г. учтено 151 месторождение цинка, в том числе 20 забалансо‑
вых. Руды всех месторождений содержат, кроме цинка, свинец, сере‑
бро, золото, медь и другие металлы [3].
Около 60 % запасов цинка России сосредоточено в следующих ре‑
гионах (рис. 3.17).
1. Восточно-Сибирский регион: месторождение Горевское — сред‑
нее содержание цинка в рудах 1,4 % (главным промышленным ком‑
понентом руд этого объекта является свинец); Савинское‑5, Воздви‑
женское, Покровское, Кызыл-Таштыгское.
2. Урал: Гайское, Учалинское, Турьинское, Волковское, Южное
и другие. Среднее содержание цинка — от 0,17 % до 5,5 %. Перспекти‑
вы увеличения сырьевой базы цинка в Уральском регионе достаточ‑
но высоки: на территории Республики Башкортостан, Оренбургской
и Челябинской областей локализовано более 2,8 млн т ресурсов цин‑
ка категории Р1.
3. Западно-Сибирский регион: месторождение Холоднинское со‑
держит около 35 % балансовых запасов цинка России при среднем со‑
держании цинка в руде 4 %. Месторождение Озерное находится вблизи
озера Байкал и содержит 13,6 % российских запасов цинка, содержа‑
ние цинка в рудах 6,2 %. Эти месторождения сейчас не разрабатыва‑
ются. Корбалихинское, Рубцовское и другие небольшие месторожде‑
ния с высококачественными рудами (10–22 % цинка) содержат около
8 % российских запасов цинка.
Структура российской сырьевой базы существенно отличается
от мировой. Цинк в РФ добывается в основном из медно-колчедан‑
ных месторождений Урала, в то время как в мире — преимуществен‑
но из свинцово‑цинковых и серебро-полиметаллических руд.
56

3.5. Алюминий

Рис. 3.17. Локализация основных месторождений цинка в России

3.5. Алюминий
Алюминий — один из самых распространенных элементов в при‑
роде: он занимает третье место после кислорода и кремния, его кларк
8,05 %. В чистом (самородном) виде Al никогда не встречается из‑за
своей высокой химической активности. Название «алюминий» металл
получил от латинского слова alumen — вяжущий, т. к. впервые оксид
алюминия был выделен из глины в XVIII в.
Алюминиевых минералов насчитывается около 250, из которых
более 100 относятся к группе алюмосиликатов — соединений с крем‑
нием (табл. 3.7).
Несмотря на широкое распространение в земной коре и большое
количество минералов, алюминиевой рудой считается только горная
порода в виде крупных месторождений, имеющая высокое содержа‑
57

3. Руды цветных металлов

ние глинозема Al2O3 в такой форме, которая позволяет легко его из‑
влечь. По этой причине в настоящее время сырьем для производства
алюминия являются две породы — бокситы (основное сырье) и нефе‑
лины (табл. 3.8). Перспективным сырьем являются алуниты и каоли‑
ны (глины) [16].
Таблица 3.7

Группы минералов алюминия
Группа

Основные минералы
Формула
Оксиды
Корунд
Al2O3
Гиббсит (гидраргиллит)
Al(OH)3
Байерит
Al(OH)3
Гидроксиды
Бёмит
AlOOH
Диаспор
AlOOH
Нефелин
(Na, K)2O·Al2O3·2SiO2
Полевой шпат (ортоклаз)
K2O·Al2O3·6SiO2
Алюмосиликаты
Кианит
Al2O3·SiO2
Лейцит
K2O·Al2O3·4SiO2
Шпинели
–
МеО·Al2O3
Гидроалюмосиликаты Каолинит
Al2O3·2SiO2·2H2O
Сульфаты
Алунит
Na(K2SO4)·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
Галоиды
Криолит
Na3AlF6
Таблица 3.8
Средний состав бокситов и нефелинов
Руда
Боксит богатый
Боксит бедный
Нефелин

Аl2 О3
60,0
44,5
27,3

SiО2
1,6
13,0
40,3

Содержание, %
Fe2O3
Na2О + K2О
11,0
–
16,7
–
5,2
11,9

CaO
4,0
4,0
7,6

Бокситы были открыты во Франции в местности Les Baux, и по ме‑
сту открытия получили свое название. Внешне бокситы напомина‑
ют глину, но существенно отличаются от нее по составу: основу бок‑
ситов составляют гидроксиды алюминия, а основу глин — минералы
каолинитовой группы, монтмориллониты, гидрослюды и т. д. В ме‑
сторождениях бокситов встречаются глины с железо-алюминиевыми
бобовинами, которые по своей структуре сходны с бокситами, но со‑
держание глинозема в них низкое — на уровне 5–10 %. Такие породы
часто называют бокситовыми глинами.
58

3.5. Алюминий

Более 90 % добываемых бокситов идет на производство алюминия,
остальные — на производство огнеупоров, цемента, абразивов и т. д.
В настоящее время около 98 % глинозема получают из бокситов.
Мировые ресурсы бокситов оцениваются в 55–75 млрд т и сосредото‑
чены главным образом в тропическом поясе (рис. 3.18).
Добывают бокситы в 26 странах, но 80 % добычи приходится на Ав‑
стралию, Гвинею, Ямайку, Бразилию, Китай и Индию.

Рис. 3.18. Распределение мировых ресурсов бокситов

Бокситы образуют месторождения с большими запасами:
§ уникальные — более 500 млн т;
§ крупные — 500–50 млн т;
§ средние — 50–15 млн т;
§ мелкие — менее 15 млн т.
Химический состав бокситов колеблется в очень широких преде‑
лах даже в одном месторождении. В состав бокситов может входить бо‑
лее 60 элементов, которые можно условно разделить на главные (Al,
Fe, Ti, Si), второстепенные (Na, Ca, K, Mg, Mn, S, P, Cорг) и элемен‑
ты‑примеси (остальные). Средний химический состав бокситов: 30–
80 % Al2O3; 50 % Fe2O3; 20 % SiO2; 10 % TiO2; 5 % CaO, 50–100 г/т Sc;
до 45 г/т Ga; 6–7 г/т Gе и т. д.
В составе боксита может быть до 100 минералов. Кроме мине‑
ралов алюминия, в состав бокситов входят кремнезем SiO2; окси‑
ды, гидроксиды, карбонаты, силикаты железа (например, шамуазит
4FeO·Al2O3·3SiO2·4H2O); оксиды титана (TiO2 — анатаз, брукит, ру‑
тил); кальцит CaCO3 и прочие. По поведению минералов при обога‑
59

3. Руды цветных металлов

щении бокситов и поведению при производстве глинозема их делят
на полезные (глиноземсодержащие — гиббсит, бёмит, диаспор, ко‑
рунд, байерит), балластные (железосодержащие — гематит, гётит, маг‑
гемит, магнетит) и вредные (шамуазит, каолинит, кварц, кальцит, до‑
ломит, пирит, сидерит) [17].
Чтобы горная порода относилась к бокситам, содержание Al2O3
должно быть выше 28 %. Чем больше глинозема и меньше кремнезе‑
ма, тем лучше боксит. Для оценки качества боксита служит кремневый
модуль — отношение по массе Al2O3 к SiO2; чем он выше — тем выше
качество боксита. Для бокситов модуль должен быть не менее 2. Для
богатых бокситов он равен 10–15, для бедных 3–4. Сопутствующие
бокситам породы с кремниевым модулем менее 0,85 называют сиал‑
литами, а с модулем 0,85–2,0 — аллитами.
Алюминий в бокситах содержится в виде бёмита, диаспора (хими‑
ческая формула обоих АlOОН, но в диаспоре все атомы кислорода со‑
единены между собой водородной связью, а в бёмите — только поло‑
вина из них, поэтому бёмит и диаспор отличаются по внешнему виду
и химической активности) или гидраргиллита Аl(ОН)3.
В зависимости от того, в какой минеральной форме в боксите на‑
ходится алюминий, различают несколько групп бокситов:
Группа бокситов
Корундовые (безводные)
Диаспор-бёмитовые (одноводные)
Гиббситовые или гидраргиллитовые (трехводные)
Смешанные (например, гиббсит-бёмитовые)

Форма алюминия
Аl2О3
AlOOH
(моногидрат α-Аl2 О3·Н2О)
Al(OH)3
(тригидрат γ-Аl2 О3·3Н2О)
Al(OH)3 и AlOOH

Минеральная форма глинозема, в свою очередь, определяется воз‑
растом породы: аморфный глинозем, входящий в состав минералов
алюминия, со временем испытывает старение и преобразуется в бё‑
мит, а бёмит — в гиббсит. Самыми древними считаются диаспоровые
бокситы, в них встречается корунд, а самыми молодыми — гиббсито‑
вые. Наиболее широко распространены в мире именно гиббситовые
бокситы, содержащие небольшое количество бёмита. Содержание
А12 О3 в таких бокситах 32–63 %, SiO2 1–12 %. Именно эти высокомо‑
дульные гиббситовые бокситы, образующие крупные месторождения
60

3.5. Алюминий

простой конфигурации, расположенные практически на поверхности
земли вблизи морских берегов, составляют основную сырьевую базу
зарубежных предприятий [18, 19].
Самым легковскрываемым (т. е. таким, из которого легко извлечь
глинозем) бокситом является гиббситовый. Самым трудновскрывае‑
мым — диаспор-бёмитовый.
Бокситы обычно имеют буро-красный или кирпичный цвет изза высокого содержания оксида железа Fe2O3, но могут быть белыми,
желтыми и т. д. Из-за высокой адсорбционной способности бокситы
содержат большое количество примесей — титан, хром и другие.
Часто основная масса боксита имеет включения в виде округлых
телец, так называемых бобовин, дающих бобовую структуру (рис. 3.19).
Бобовины состоят из чередующихся наслоений гематита, гидрогёти‑
та, силикатов железа, диаспора, гиббсита и других минералов. В про‑
межутках между бобовинами находятся гидраргиллит, диаспор, бёмит.
По текстуре выделяют три основные разновидности бокситов:
§ каменистые (полнобобовые);
§ рыхлые (неполнобобовой структуры);
§ глиноподобные (редкобобовая структура, оолитовые, бобовые,
брекчиевые, яшмовидные).

Рис. 3.19. Бокситы уральских месторождений

Каменистые бокситы имеют полнобобовую структуру, когда почти
вся масса вещества заключена в бобовинах, а цемент практически от‑
сутствует. Встречаются редко. Это крепкая горная порода темно-крас‑
ного, кирпичного цвета; бобовины обычно овальные и значительно
темнее цемента. Кроме целых бобовин, боксит содержит их обломки
неправильной или слабоокатанной формы. Размер бобовин и облом‑
ков 1–15 мм. Такой структурой обладают высокоглиноземистые или
61

3. Руды цветных металлов

высоко-железистые бокситы, содержащие небольшое количество алю‑
мосиликатов и оксида кремния.
Рыхлые бокситы имеют неполнобобовую структуру и содержат
около 5–20 % от общей массы боксита рыхлых, округлых или оваль‑
ных бобовин размером 1–6 мм. В боксите присутствуют обломки бо‑
бовин и посторонние включения. Цвет бобовин — розово‑красный,
кирпично-красный, желто-бурый. Цемент светлее бобовин, он менее
прочный, чем в боксите каменистого типа, содержит большое коли‑
чество алюмосиликатов. Бокситы среднего качества.
В глинистых бокситах (редкобобовые) количество бобовин менее
15 % от общей массы, размер бобовин до 3 мм. Бобовины и цементи‑
рующая масса резко отличаются по химическому и минералогическо‑
му составу. Глинистые бокситы характеризуются высоким содержа‑
нием каолинита и низким содержанием оксидов железа.
Месторождения бокситов относятся к хемогенному типу. Хемо‑
генные (химические) горные породы — это породы, которые обра‑
зовались непосредственно путем химического осаждения из вод или
растворов без участия биологических процессов, т. е. они образуются
при кристаллизации солей из вод морей, озер, подземных источников
и т. п. По способу образования выделяют два генетических типа место‑
рождений боксита: остаточно-хемогенный и осадочно-хемогенный.
К остаточно-хемогенному типу относятся основные мировые за‑
лежи бокситов. Остаточные (латеритные) бокситы образуются из раз‑
личных алюмосиликатных магматических пород при их химическом
выветривании в условиях влажного тропического климата. В этих ус‑
ловиях первичные горные породы исчезают, часть химических эле‑
ментов удаляется, а из оставшихся формируются новые минералы.
Главный воздействующий фактор — вода, насыщенная кислородом
и углекислым газом.
Осадочные (прибрежно-морские и континентальные) месторожде‑
ния образуются из-за переноса продуктов латеритного выветривания
и их переотложения в котлованах различного происхождения. К это‑
му типу бокситов относят большинство месторождений бокситов Рос‑
сии, которые состоят из нескольких различных слоев, часть бокситов
в них может быть замещена глинами.
Практически все месторождения бокситов разрабатывают откры‑
тым способом, исключения составляют Россия, Греция и некоторые
другие страны, ведущие подземную разработку.
62

3.5. Алюминий

Государственным балансом РФ учитывается 58 месторождений
бокситов. В семи основных из них — Кальинском, Новокальинском,
Черемуховском, «Красная Шапочка» (Североуральские бокситовые
рудники, Свердловская область), Иксинском (Архангельская область),
Вежаю-Ворыквинском (Республика Коми) и неразрабатываемом Вис‑
ловском (Белгородская область) — заключено 70 % разведанных запа‑
сов бокситов России.
Все активные запасы бокситов сосредоточены в трех субъектах РФ:
Республике Коми, Свердловской и Архангельской областях.
Россия обладает примерно 4 % мировых прогнозных ресурсов бок‑
ситов, они составляют около 750 млн т. Почти три четверти общего ко‑
личества ресурсов приходится на ресурсы высоких категорий (Р1 и Р2),
локализованы они в Республике Коми на полуострове Тиман (60 %
от всех прогнозных ресурсов), в Белгородской области в районе круп‑
ного неосвоенного месторождения Висловское (28 %) и Ямало-Ненец‑
ком автономном округе. Ресурсы категории Р3 сосредоточены на терри‑
тории Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов.
Бокситы российских месторождений по качественным характеристи‑
кам значительно уступают зарубежным: они в основном средне- и низ‑
косортные, с кремневым модулем (отношение Al2O3 : SiO2) от 3 до 21
(в бокситах зарубежных месторождений — от 8 до 50) и требуют зна‑
чительных затрат энергии для переработки на глинозем.
Уральские месторождения бокситов — Североуральские боксито‑
вые рудники (СУБР) — расположены в районе города Североуральск
Свердловской области. В группу Североуральского бокситоносного
района входят Ивдельская, Североуральская и Карпинская группа ме‑
сторождений. Североуральская группа является основной и включает
в себя месторождения Красная Шапочка, Кальинское, Ново‑Кальин‑
ское, Черемховское, Сосьвинское и Всеволодо-Благодатское. Разра‑
батывается в настоящий момент Черемховское месторождение. Это
самые высококачественные бокситы в России — диаспор-бёмито‑
вые. Бокситы добываются шахтным способом с глубины около 1000 м
и имеют очень высокую себестоимость. Для уральских бокситов ха‑
рактерно высокое содержание окиси углерода и серы.
На Среднем Урале есть еще три группы месторождений — Ала‑
паевская, Каменская и Режевская. На данный момент они находятся
в государственном резерве. На Южном Урале выделяют две группы
месторождений — Орловскую и Пашийскую. На данный момент разве‑
63

3. Руды цветных металлов

данные и подготовленные к добыче шахты себя исчерпали, и они фак‑
тически тоже зарезервированы. Месторождения бокситов есть в Ал‑
тайском крае, Красноярском крае и Республике Бурятии.
В 1949 г. были открыты месторождения в Республике Коми на по‑
луострове Тиман. Эти бокситы относятся к каолинит‑гиббсит‑бёмито‑
вому и каолинит‑бёмитовому типам, они невысокого качества, но их
запасы достаточно велики — от 260 до 360 млн т. Одно из достоинств
месторождения заключается в том, что его разработку ведут открытым
способом, а это снижает себестоимость добычи на 15–20 % по сравне‑
нию с шахтными разработками.
В настоящее время добычу бокситов в России осуществляют
на трех объектах: Североуральском бокситовом руднике (СУБР), Се‑
веро‑Онежском бокситовом руднике; Средне‑Тиманском боксито‑
вом руднике [20].
В России для производства глинозема кроме бокситов используют
нефелины — более низкокачественное сырье (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Локализация основных месторождений бокситов и нефелинов
в России

64

3.5. Алюминий

В масштабах мирового производства доля глинозема, производи‑
мого из нефелинового сырья, составляет около 2 %. Этот объем обе‑
спечивают всего два предприятия, расположенных в России: Ачин‑
ский глиноземный комбинат (Красноярский край) и Пикалевское
объединение «Глинозем» (Ленинградская область). Но из этого ко‑
личества глинозема производится примерно 40 % российского алю‑
миния.
Нефелин (Na, K)2O·Al2O3·2SiO2·2H2O. Название «нефелин» про‑
исходит от греч. нефеле — облако, т. к. при его разложении в кисло‑
тах образуется «облако» геля SiO2. Твердость минерала по минерало‑
гической шкале 5,5–6,0; плотность 2,5–2,6 г/м 3; цвет розовый, серый
или зеленоватый.
Существуют нефелиновые и нефелин-апатитовые руды.
Нефелин-апатитовые руды — комплексное сырье, промышлен‑
ная ценность руд определяется содержанием нефелина. В качестве
примесей в рудах могут присутствовать CaO, Ga2О5, V2О5, Fe2О3 и др.
В результате обогащения апатитовых руд получают концентрат апати‑
товый и хвосты, в которые переходит нефелин. Месторождения нефе‑
лин-апатитовых руд расположены на Кольском полуострове — это
Хибинская группа месторождений. Хибинские апатит-нефелиновые
руды характеризуются 12 основными типами руд с содержанием апа‑
тита Ca5(PO4)3(F, Cl, OH) 10–74 % и нефелина 12–51 %.
Нефелиновые руды — это щелочные породы, состоящие в основ‑
ном из щелочных алюмосиликатов. В среднем нефелиновые руды со‑
держат 43–48 % кремнезема, 29–35 % глинозема, 17–30 % щелочей,
как изоморфные примеси присутствуют оксиды кальция, галлия и же‑
леза. Нефелиновые руды относятся к высококремнистым плотным
породам с объемной массой 2670 кг/м 3, с мелко- и среднезернистой
структурой. Требования к качеству нефелиновых руд определяются
кондициями для конкретных месторождений, но установлены пре‑
дельно допустимые содержания основных компонентов для всех руд:
Аl2О3 не менее 22,5 %; SiO2 не более 45 %; Na2О + К2О не менее 9,5 %
и Fe2О3 не более 7 %.
Нефелиновые руды по качеству подразделяются на три сорта.
1. Первый сорт — высококачественные бесполевошпатовые руды.
Содержание основных компонентов, %: Аl2О3 более 26; Na2О+К2О
более 10; SiО2 менее 45; Fe2О3 менее 5. Они могут перерабатываться
на глинозем без предварительного обогащения.
65

3. Руды цветных металлов

2. Второй сорт — нефелин-плагиоклазовые руды, содержащие 10–
50 % нефелина (22–25 % Аl2О3, 8–12 % Na2О+К2О и 7–10 % Fe2О3). Эти
руды требуют предварительного обогащения для удаления минералов
железа.
3. Третий сорт — высококремнистые нефелин-полевошпатовые
руды (нефелиновые сиениты), состоящие на 10–30 % из нефелина,
щелочных полевых шпатов и оксидов железа (18–24 % Аl2О3; 2–7 %
Fe2О3; 10–14 % Na2О + К2О). Эти руды требуют предварительного хи‑
мического обогащения с целью уменьшения содержания SiO2.
Нефелиновые руды экономически целесообразно перерабаты‑
вать лишь комплексно, т. к. содержание глинозема в них невысо‑
кое — до 28 %. Добыча нефелиновых руд осуществляется в основном
открытым способом. Месторождения нефелиновых руд в Pоссии: КияШалтырское, Горячегорское, Тулуюльское (Кузнецкий Алатау); Му‑
хальское, Нижнебурульзайское (Бурятия), Баян-Кольское и др. (Тыва)
и другие. В настоящее время разрабатывают месторождения на юге
Красноярского края (Кия-Шалтырское месторождение) и на Коль‑
ском полуострове (в составе апатит-нефелиновых руд). Перспек‑
тивными считаются Мухальское (содержание Al2O3 в рудах 27–28 %)
и Баянкольское (Al2O3 27–24 %) месторождения. Балансовые запа‑
сы нефелиновых руд России огромны: запасы только апатит-нефе‑
линовых руд по эксплуатируемым месторождениям Хибин составля‑
ют 4,16 млрд т, поэтому их прогнозные ресурсы не подсчитываются.
Кроме России, наиболее крупными месторождениями нефелинполевошпатовых руд обладает Mонголия. Месторождения нефели‑
новых сиенитов имеются в США, Канаде, Норвегии, Португалии,
Италии, Мексике, Бразилии, странах Северной Африки и др. Эти ме‑
сторождения рассматриваются как потенциальные источники алюми‑
ниевого сырья.
Алунит (Na, K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3. Промышленные месторож‑
дения алунитовых руд расположены на тихоокеанском побережье Азии,
Австралии, Северной и Южной Америки и т. д. Алунит — минерал груп‑
пы основных двойных сульфатов алюминия и щелочных металлов, со‑
держит наряду с алюминием серу и щелочи, поэтому алунитовые руды
используются как комплексное сырье для получения глинозема, суль‑
фатов натрия и калия, серной кислоты, редких металлов и элементар‑
ной серы. Содержание глинозема в рудах низкое — около 22–30 %, руды
перед металлургической переработкой обогащают флотацией.
66

3.6. Золото

Промышленными считаются месторождения, имеющие запасы алу‑
нита более 30 млн т. Крупнейшими в мире являются месторождения
Фан-Шань и Тайху в Юго-Восточном Китае. Месторождения России —
«Точильный камень» (Свердловская область), Ичетуйское (Забайкалье),
Буриндинское (Амурская область), Дальнегорское (Приморье), Дальне‑
восточное — сейчас не используются. Промышленные ресурсы алунита
известны в России, США, Китае, Иране, Мексике, Австралии, Италии.

3.6. Золото
Кларк золота 4,5 · 10–7 % (4,5 мг/т). Из-за своей химической инертно‑
сти золото находится в рудах почти исключительно в виде самородного
металла, но всегда содержит примеси: содержание золота в самородном
металле составляет 75–90 %, серебра — 1–30 %, меди около 0,2 %, же‑
леза до 1 %, в малых количествах могут присутствовать ртуть, мышьяк,
висмут, теллур, селен и другие элементы. В медно-никелевых место‑
рождениях встречается золото с примесями палладия, родия, платины.
Разведанные мировые запасы золота в настоящее время составля‑
ют около 55 тыс. т. В действительности драгметалла гораздо больше,
но он находится в распыленном состоянии в мизерной концентра‑
ции и пока не поддается извлечению. Наибольшими запасами золота
в мире обладают 10 стран (табл. 3.9) [21].
Таблица 3.9

Запасы и месторождения золота
Страна

Запасы золота, т

США
Канада
ЮАР
Россия
Австралия
Чили
Мексика
Гана
Папуа Новая Гвинея
Индонезия

13 428
13 367
13 229
9 306
7 332
4 183
3 873
3 460
3 116
2 995

Количество промышленных
месторождений (ресурсы более 30 т)
59
99
33
33
56
15
33
16
8
8

67

3. Руды цветных металлов

Золотосодержащие руды отличаются большим разнообразием.
В некоторых рудах более 90 % по массе составляет кварц, в других, наря‑
ду с кварцем, преобладающими минералами являются оксиды железа —
до 29 % или карбонаты — до 20–30 %. Содержание сульфидов, в основ‑
ном пирита FeS2, колеблется от 0 до 80 %. В рудах присутствуют и многие
другие минералы, а также вмещающие породы (граниты, сланцы и дру‑
гие). Руды, содержащие не менее 60 % кварца и не более 12 % глинозема,
часто используют в качестве флюсов на пирометаллургических заводах.
Такие руды называются золотокварцевыми, т. к. в них промышленную
ценность представляют оба компонента — и золото, и кварц.
Известно 22 минерала золота, из них 13 являются интерметалли‑
ческими соединениями и твердыми сплавами, а девять — теллурида‑
ми. Промышленным минералом является практически только само‑
родное золото, все остальные минералы встречаются редко и не имеют
промышленного значения [2; 22]:
Минерал
Химическая формула
Самородное золото
Au
Интерметаллические соединения
Электрум
AuAg
Аурикуприд
AuCu3
Ауростибит
AuSb2
Родит
Au(Rh, Ir, Pd)
Кюстелит
Ag(Au)
Теллуриды
Калаверит
AuTe2
Сильванит
(Au, Ag)Te4
Креннерит
(Au, Ag)Te2
Петцит
Ag3AuTe2
Нагиагит
АuРb7Sb2Те3Sb

Поскольку золото имеет большое сродство с серебром и медью,
оно образует с этими металлами твердые растворы и интерметалли‑
ческие соединения.
В технологическом отношении важнейшие признаки, определя‑
ющие характер золотосодержащих руд, таковы:
1. Наличие в рудах, наряду с золотом, других полезных компонен‑
тов, имеющих промышленное содержание. По содержанию полезных
68

3.6. Золото

компонентов руды делятся на золотые, золотопиритные, золотомы‑
шьяковые, золотосеребряные, золотомедные, золотосурьмяные, зо‑
лотоурановые, золотополиметаллические (руды, имеющие кроме зо‑
лота еще два или более промышленно ценных компонента, например
медь, свинец, цинк, серебро и др.)
2. Содержание в рудах окисленных и сульфидных минералов, т. е.
степень окисления руд.
3. Наличие в рудах компонентов, существенно усложняющих тех‑
нологию переработки. Руды, в которых золото вкраплено в частицы
сульфидных минералов (пирит, арсенопирит, пирротин и др.), отно‑
сятся к упорным видам золотосодержащего сырья. Это труднообога‑
тимые руды золота, переработка которых с приемлемыми технологи‑
ческими показателями не может быть осуществлена по стандартным
технологиям.
4. Характер золота в рудах, в первую очередь крупность частиц.
Крупность золота — одно из его важнейших технологических свойств.
Исходя из поведения золота в последующих технологических опера‑
циях, принято деление на тонкодисперсное золото (до 10 мкм), мел‑
кое (до 0,1 мм), среднее (до 1 мм), крупное (до 5 мм) и самородки (бо‑
лее 5 мм или 10 г по массе). Размеры самородков сильно различаются.
Мелкие самородки добывают тысячами, крупные — очень редко, ги‑
гантские — явление уникальное. Самым крупным самородком в мире
за всю историю золотодобычи считается «Плита Холтермана» — са‑
мородок, найденный в XIX в. на австралийских приисках. Самородок
представлял собой обломок кварцевой жилы, в которой скопление зо‑
лота составляло 93,3 кг. До настоящего времени «Плита Холтермана»
не сохранилась.
В природе встречаются два типа месторождений золота: коренные
(рудные или первичные) и россыпные (вторичные).
В коренных (рудных или первичных) месторождениях золото ассоци‑
ировано с кварцем или сульфидами. В основе образования таких ме‑
сторождений лежат особенности формирования земной коры на фоне
вулканической активности: содержание золота в магме намного выше,
чем в среднем в земной коре. Магма двигалась и застывала неравно‑
мерно, тугоплавкие минеральные формы — базальты, граниты и др. —
кристаллизовались в первую очередь. Через трещины и разломы за‑
твердевшей породы жидкая часть прорывалась в верхние слои коры
и менее тугоплавкие составляющие — сульфиды, кварц и растворен‑
69

3. Руды цветных металлов

ное в этих минералах самородное золото — локализовались в «зазо‑
рах» затвердевших гранитов.
В первичных месторождениях золото редко находится в чистом
виде — вкрапления драгметалла встречаются в рудах железа, меди,
свинца, цинка. Коренные залежи имеют характер жил и штокверков,
а т. к. следствием вулканической активности являются горы, искать
первичные золотые запасы целесообразно в гористой местности. Руды
коренных месторождений по содержанию золота делят на богатые (бо‑
лее 10 г/т), средние (10–3 г/т), бедные (3–2 г/т) и убогие (менее 2 г/т).
Коренные месторождения по запасам золота разделяются на уни‑
кальные (свыше 1000 т), крупные (свыше 50 т), средние (50–5 т) и мел‑
кие (менее 5 т). Промышленными считаются коренные месторожде‑
ния с содержанием золота в рудах от 2–5 г/т (0,0002–0,0005 %) и выше
в зависимости от масштабов и типа месторождения. Все самые круп‑
ные месторождения золота в мире — первичные. Коренные месторож‑
дения золота являются источниками золотоносных россыпей. Состав
золотоносных россыпей определяется составом тех коренных место‑
рождений, в результате разрушения которых они образовались.
Россыпные (вторичные) месторождения, образовавшиеся в резуль‑
тате атмосферного разрушения коренных золотоносных пород, распо‑
лагаются в виде новых залежей по руслам рек. В течение миллионов
лет первичные руды подвергались механическому и химическому воз‑
действию: подземные воды, ветер, обвалы породы и другие факторы
способствовали разрушению первичных руд. Основная «заслуга» в по‑
явлении россыпных месторождений принадлежит воде: дожди и гор‑
ные реки уносили куски породы вниз. Сталкиваясь с валунами и друг
другом, магматическая порода измельчалась, высвобождая крупицы
золота. Золото инертно по отношению к другим химическим элемен‑
там, и его частицы оседали в чистом виде в углублениях речного дна.
Россыпные месторождения меньше первичных, но проще в разра‑
ботке, т. к. лежат на поверхности, а частички золота находятся в сво‑
бодном состоянии и перемешаны с песчаной и глинистой породами.
Основные запасы находятся в россыпях на глубине менее 25 м, что по‑
зволяет разрабатывать их открытым способом.
Россыпи состоят из нескольких слоев породы. Самый верхний
слой, который называется «торфы», не содержит золота в промыш‑
ленных количествах. Мощность торфов — это глубина залегания про‑
дуктивного пласта.
70

3.6. Золото

Под торфами располагается золотосодержащий (продуктивный)
пласт — пески, как правило, это глинисто-галечные отложения.
По крупности горные породы, образующие пески, делят на валуны
и глыбы (100–150 мм и более), гальку и щебень (10–100 мм), гравий
и дресву (1–10 мм), песок (0,1–1,0 мм), алеврит (0,01–0,1 мм) и глину
(менее 0,01 мм). Гранулометрический состав песков серьезно влияет
на разработку россыпей: наличие валунов и глин ее усложняет. По ва‑
лунистости россыпи делят на маловалунистые (содержание валунов
в породе до 1 %), средней валунистости и валунистые (1–10 %), силь‑
новалунистые (10–30 % и более). Наличие глин затрудняет промывку,
и по содержанию илисто-глинистых частиц выделяют легкопромыви‑
стые россыпи (содержание фракции –0,01 мм менее 10 %), среднепро‑
мывистые (10–15 %), труднопромывистые (15–20 % и более). Торфы
и пески похожи по составу и их разделение часто условно.
Внизу находится коренная порода — плотик. Наибольшая кон‑
центрация золота наблюдается у самой границы песков с плотиком.
Особенно благоприятными местами для накопления золота являют‑
ся неровности плотика: выступы коренных пород, трещины, углубле‑
ния — карманы, воронки и т. д. Вместе с золотом здесь накапливаются
его спутники и другие тяжелые минералы — магнетит, ильменит и др.
Для россыпного типа крупными являются месторождения с запа‑
сами свыше 3 т, средними — 0,5–3,0 т, мелкими — менее 0,5 т. Про‑
мышленными считаются россыпи с минимальным содержанием зо‑
лота 0,1 г/м 3.
Месторождения золотосодержащих руд разрабатываются преиму‑
щественно открытым способом, реже — подземным или комбиниро‑
ванным, а также методом подземного выщелачивания золота [2, 3].
За всю историю золотодобычи в мире добыто более 100 тыс. т зо‑
лота, из этого количества на долю россыпей приходится около 25 %.
В настоящее время ежегодно в мире добывается около 4000 т золота.
Но запасы легкодоступного россыпного золота во всем мире неуклонно
снижаются, золото остается большей частью в первичных месторожде‑
ниях, затраты на освоение которых значительно выше. При сохране‑
нии современных темпов добычи, по мнению большинства геологов,
мировые запасы золоторудного сырья могут исчерпаться уже к 2035 г.
Кроме собственно золотых месторождений, все большее значение
в производстве золота приобретают месторождения сульфидных руд
цветных металлов — меди, никеля, свинца и цинка. Золото обычно тес‑
71

3. Руды цветных металлов

но связано с сульфидными соединениями цветных металлов — халь‑
копиритом, сфалеритом, галенитом, арсенопиритом, антимонитом
и родственными им минералами или с продуктами их окисления — пи‑
ритом, бурым железняком и др. Золото в этих рудах распылено в виде
неправильных, комковатых, проволочных агрегатов размером около
0,05–1,0 мм. Золото и серебро из этих руд извлекается попутно с ос‑
новными металлами. Содержание золота в таких рудах очень низкое,
но объемы добычи породы ежегодно растут, соответственно, возрас‑
тает количество попутно получаемых благородных металлов.
Сравнительные характеристики месторождений золота приведе‑
ны в табл. 3.10.
Таблица 3.10

Характеристики основных типов месторождений золота
Характеристика
Основной металл
Промышленное
содержание золота
По запасам золота:
 уникальные;
 крупные;
 средние;
 мелкие
Доля в запасах золота
Доля в добыче золота

Коренные
Au
2–5 г/т
и более
1000 т и более
50 т и более
5–50 т
Менее 5 т
55–60 %
70 %

Тип месторождения
Россыпные
Полиметаллические
Au
Cu, Ni, Zn, Pb
Минимум
Не оценивается
0,1 г/м 3
–
Более 3 т
0,5–3,0 т
Менее 0,5 т
10–15 %
7–9 %

–

25–30 %
15–20 %

В России за всю историю золотодобычи около 85–90 % золота по‑
лучено из россыпных месторождений. Регионы страны с самыми боль‑
шими запасами золота не всегда являются главными производителя‑
ми металла (рис. 3.21).
Основные объемы разведанных запасов золотосодержащих руд со‑
средоточены в Якутии, Восточной Сибири, Приамурье, на Дальнем
Востоке. Большинство золотых приисков и месторождений рудного
золота находится на территориях со сложным климатом.
По градации Министерства природных ресурсов России круп‑
ными считаются месторождения золота с запасами более 50 т. При
этом в собственно золотых рудах коренных месторождений заключе‑
но 61,1 % разведанных запасов, в комплексных рудах — 25,5 %, в рос‑
72

3.6. Золото

сыпях — 13,4 %. Прогнозные ресурсы коренных месторождений со‑
ставляют порядка 38,8 тыс. т, россыпей 2,8 тыс. т.

Запасы золота, тонн

2000 1500 1000 500

Кемеровская обл.
Бурятия
Камчатский край
Хабаровский край
Свердловская обл.
Челябинская обл.
Амурская обл.
Оренбургская обл.
Башкортостан
Чукотский АО
Забайкальский край
Красноярский край
Якутия
Магаданская обл.
Иркутская обл.

Добыча золота, тонн

10

20

30

40

50

60

Рис. 3.21. Основные запасы и добыча золота по регионам России, т

К числу наиболее известных и крупных месторождений рудного
золота России относят следующие.
1. Березовское коренное месторождение (Свердловская область):
добыча золота началась в середине XVIII в. и продолжается сейчас. Ме‑
сторождение относится к золотосульфидно-кварцевому типу. По со‑
стоянию на 2010 г. запасы руды составляют 48,5 млн т. Рудные ми‑
нералы (2–10 % от общей массы породы) — пирит, шеелит, галенит,
халькопирит, айкинит. Самородное золото в рудах мелкое, пылевид‑
ное, ассоциирует с кварц-пиритовыми рудами, пробность золота —
800–900. Разрабатывается месторождение шахтным способом.
2. Воронцовский рудник (Свердловская область): разработка нача‑
лась в 2000 г., на месторождении впервые опробован метод кучного вы‑
щелачивания золота при минусовой температуре окружающей среды.
3. Олимпиадинское месторождение (Красноярский край) — на се‑
годняшний день самое крупное в стране разрабатываемое месторож‑
дение и второе по запасам — 227,7 т золота. Разрабатывается карьером
(глубина 450 м), годовой объем добычи золота превышает 50 т. Впер‑
73

3. Руды цветных металлов

вые в России для извлечения «упорного» золота применена перспек‑
тивная технология бактериального выщелачивания.
4. Сухой Лог (Иркутская область) — крупнейшее в России по раз‑
веданным запасам месторождение (28 % запасов золота России, 2700 т
золота и 1530 т серебра). Сейчас промышленная разработка не ведется.
5. Наталкинское месторождение (Магаданская область): доказан‑
ные запасы месторождения составляют 293 млн т руды при среднем
содержании золота 1,7 г/т. В 2018 г. добыча золота составила 4,1 т.

Контрольные вопросы
1. Назовите основные промышленные минералы меди.
2. Какие типы месторождений медных руд составляют основу сы‑
рьевой базы России?
3. Какие горные породы являются сырьем для получения алюми‑
ния?
4. Какие сопутствующие металлы присутствуют в свинцово‑цин‑
ковых рудах?
5. Какие месторождения никелевых руд преобладают в Ураль‑
ском регионе?
6. В чем особенность окисленных никелевых руд?
7. В чем различия между коренными и россыпными месторож‑
дениями золота?

74

4. Техногенное и вторичное сырье
4.1. Техногенное сырье

В

последние десятилетия из-за интенсивной разработки наи‑
более богатые месторождения руд цветных металлов практи‑
чески исчерпаны, содержание металлов в добываемых рудах
постоянно снижается, а добычу часто приходится вести на все боль‑
шей глубине. В то же время даже с учетом комплексной переработки
в среднем используется не более 5–7 % добытой горной массы. На‑
пример, для получения 1 т меди из руды с содержанием меди около
1 % с учетом неизбежных потерь на этапе добычи, обогащения и ме‑
таллургического производства необходимо добыть порядка 120–130 т
руды и вынуть 1000–2000 т вмещающих и вскрышных пород; затем
при обогащении руды остается 110–120 т хвостов; на этапе металлур‑
гического производства образуются шлаки — 5–7 т (с учетом добав‑
ленных флюсов) и шламы. Количество всех полученных шлаков при
плавке превышает выход штейнов и черновых металлов. Таким обра‑
зом, с ростом добычи и производства цветных металлов ежегодно уве‑
личивается и количество отходов, которые складируют на специально
отведенных местах. С усилением природоохранного законодательства
затраты на складирование различных хвостов и отходов, на миними‑
зацию экологического ущерба для окружающей среды приблизились
к расходам на добычу полезных копаемых [23].
Содержание цветных металлов во многих шлаках и шламах сопо‑
ставимо, а то и превышает содержание металлов в исходной руде, осо‑
бенно в старых отвалах и хвостохранилищах, которые формировались
75

4. Техногенное и вторичное сырье

в 40–50‑е гг. ХХ в., когда кондиции добычи и переработки руд были
значительно выше современных, а уровень комплексности использо‑
вания сырья — ниже. Все эти материалы в местах складирования об‑
разуют техногенно-минеральные объекты, среди которых можно вы‑
делить техногенные месторождения — искусственные образования
(отвалы, хвостохранилища, шламохранилища и шлакоотвалы) на по‑
верхности Земли, по количеству и качеству содержащихся в них метал‑
лов пригодные для промышленного использования в настоящее время
или в будущем (по мере развития технологий и изменения экономиче‑
ских условий). Таким образом, чтобы отнести техногенно-минераль‑
ный объект к категории техногенного месторождения, необходимо
провести его геологическую и технико-экономическую оценку — из‑
учить химический и фазовый состав полезных компонентов, возмож‑
ность их извлечения, запасы, оценить экономические затраты и т. д.
Только в том случае, если объект отвечает всем требованиям, он мо‑
жет быть признан техногенным месторождением.
Больше всего металлов теряется при добыче и обогащении руд,
следовательно, их запасы значительны в техногенных месторожде‑
ниях горнодобывающей промышленности, но содержание металлов
в таких техногенных месторождениях гораздо ниже, чем в товарной
руде; потери в металлургическом производстве ниже, но содержание
металлов в отходах металлургических производств выше содержания
металлов в рудах.
Техногенные месторождения появились в последние десятилетия
из-за бурного роста горнодобывающей и металлургической промыш‑
ленности. Поэтому, в отличие от естественных месторождений цвет‑
ных металлов, техногенные месторождения расположены только в про‑
мышленно развитых районах (там, где велась добыча и переработка
природного сырья); они находятся на поверхности Земли; часто со‑
стоят из мелкодисперсных материалов (шламы и хвосты обогащения);
их, как правило, отличает более сложный фазовый состав, т. к. мате‑
риалы подвергались металлургической переработке (шлаки и шламы).
По способу формирования такие месторождения можно разделить
на три группы: образовавшиеся в результате добычи руд, в результате
обогащения и металлургической переработки (рис. 4.1).
По составу техногенные месторождения цветных металлов мож‑
но разделить на породные — состоящие из природных горных пород
(горные отвалы, сформированные из вскрышных пород, хвостохра‑
76

4.1. Техногенное сырье

нилища обогатительных фабрик и т. п.) и образованные продуктами
металлургической переработки (шлакоотвалы и шламохранилища).
В породных техногенных месторождениях металлы находятся в виде
исходных минералов. В шлакоотвалы и шламохранилища поступает
материал, прошедший металлургическую обработку, соответственно,
металлы в этих месторождениях находятся в соединениях, существен‑
но отличающихся от первичного рудного сырья [24, 25].

Шламохранилища

Образовавшиеся
в результате
металлургического
производства

Шлакоотвалы

Хвостохранилища

Забалансовые руды

Образовавшиеся
в результате
обогащения руд

Отвалы вскрышных
пород

Образовавшиеся
в результате добычи руд

Отвалы вмещающих
пород

Техногенные месторождения цветных металлов

Рис. 4.1. Классификация техногенных месторождений

Каждое техногенное месторождение, точно так же, как и природ‑
ное, абсолютно уникально. Как и природные месторождения, техно‑
генные месторождения имеют зоны вторичного обогащения и окис‑
ления. Условия образования материалов, формирующих техногенные
месторождения, оказывают влияние не только на их химический и фа‑
зовый состав, но и на крупность. Отвалы горных пород, забалансовые
руды и шлаки представляют собой крупнокусковые материалы, а хво‑
сты и шламы — мелкодисперсные. И эти различия в свойствах при‑
водят к тому, что техногенные месторождения оказывают различное
экологическое воздействие на окружающую среду. Горные породы
и шлаки практически не разрушаются при хранении, не образуют пы‑
лей, поэтому относятся к категории неопасных. Шламы и хвосты обо‑
гащения содержат вредные вещества (флотореагенты, кислоты, щело‑
77

4. Техногенное и вторичное сырье

чи, соли, оставшиеся в мелкодисперсном материале после обогащения
и металлургической переработки), при хранении мелкодисперсные
материалы высыхают и начинают пылить — все это приводит к нега‑
тивному воздействию на окружающую среду, и эти месторождения от‑
носят к категории поражающих атмосферу и гидросферу. К этой кате‑
гории относятся, например, красные шламы — отходы производства
глинозема из бокситов.
Производство глинозема — сырья для получения алюминия —
из бокситов оставляет большое количество красного шлама: от 2
до 5 т шлама на 1 т произведенного алюминия или от 1 до 2,5 т шла‑
ма на 1 т глинозема. Количество красного шлама зависит от соста‑
ва боксита: чем он беднее, тем больше выход шлама при его перера‑
ботке на глинозем.
Красные шламы содержат большое количество ценных компо‑
нентов, в них остается до 20 % глинозема от содержащегося в боксите,
а также железо, редкие металлы и т. д. Основные составляющие шла‑
ма — Аl2O3, SiO2, Fе2O3, СаО, ТiO2, Nа2O. В настоящее время, несмо‑
тря на интенсивные поиски технологии переработки, шламы никак
не используют, а складируют в шламохранилищах. Поскольку бокси‑
ты во всем мире являются основным сырьем для получения алюми‑
ния, то к настоящему времени в мире накоплено около 2 млрд т крас‑
ных шламов, и это количество ежегодно растет. В шламохранилища
шлам направляют в виде пульпы (Ж : Т = (3…10) : 1) с высокой щелоч‑
ностью (рН = 10…13), что создает большую экологическую нагрузку
на регионы. Шламохранилища занимают огромные территории, шла‑
мы загрязняют почву и воду соединениями щелочных металлов, по‑
этому утилизация и использование красного шлама — проблема всех
стран, производящих глинозем.
В России красных шламов накоплено суммарно более 130 млн т,
отдельные шламохранилища содержат до 10 млн т шлама. Красные
шламы являются потенциальным источником не только алюминия
и железа, но и редких и редкоземельных металлов, например скан‑
дия, иттрия и др. Содержание скандия в шламах составляет порядка
100 г/т. На уральских предприятиях (Богословском алюминиевом за‑
воде в Краснотурьинске и Уральском алюминиевом заводе в Камен‑
ске-Уральском) ежегодно образуется около 2,5 млн т красного шла‑
ма — мелкодисперсного материала, который практически полностью
отправляют в шламохранилища (табл. 4.1).
78

4.1. Техногенное сырье

Таблица 4.1
Запасы и состав красного шлама
Локализация
Всего по РФ
На Урале

Запасы,
млн т
Al2O3
600
14–20
137

Среднее содержание, %
SiO2
Fe2O3
TiO2
Na2O

CaO

9–18

1–12

39–55

3–4

5–12

В России на учете находится около 500 техногенных месторождений,
наибольшее число — в Мурманской, Свердловской, Магаданской областях.
На Урале накоплено огромное количество материалов, образовав‑
шихся после переработки медно-цинковых руд (табл. 4.2). В процес‑
се хранения хвосты обогащения медно-цинковых (колчеданных) руд
частично подвергаются природному выщелачиванию, что приводит
к снижению содержания металлов в твердой фазе и ухудшению каче‑
ства техногенного сырья. Кроме того, из-за окисления, выветривания
минералов руд и вмещающих пород происходит изменение первичных
минералов. Основные минералы хвостохранилищ: пирит — 57 %, сфа‑
лерит — 1,1 %, халькопирит — 0,8 %, оксиды железа (лимонит, магне‑
тит, гематит) — 2 %, вторичные сульфиды — 0,2 %, нерудные минера‑
лы (кварц, полевые шпаты, серицит, хлорит, барит, кальцит) — 8,9 %.
Таблица 4.2
Характеристика техногенных отходов медно-цинкового производства Урала
Тип техногенного сырья
Забалансовые руды и вскрыша
Хвосты обогащения, всего
В том числе:
§ Гайский ГОК;
§ ОФ СУМЗ;
§ ОФ ППМ;
§ ОФ «Святогор»;
§ Учалинский ГОК;
§ Сибайский ГОК;
§ ОФ «Карабашмедь»
Шлаки медеплавильных заводов

Медь
Цинк
Запасы, Среднее
Среднее
Запасы,
Запасы,
млн т содержасодержатыс. т
тыс. т
ние, %
ние, %
10617,0
0,34
36098,0
0,22
23357,0
208,8

0,37

770,1

0,39

820,5

47,0
32,0
29,6
26,0
24,0
18,0
9,1
110,9

0,32
0,26
0,18
0,37
0,36
0,15
0,25
0,37

152,0
83,0
51,0
97,0
86,0
28,0
23,0
410,2

0,33
0,42
0,25
0,7
0,59
0,51
0,33
2,29

155,0
136,0
71,0
183,0
142,0
93,0
30,0
2538,6

79

4. Техногенное и вторичное сырье

В Мурманской области находится 43 техногенных месторождения,
которые представлены забалансовыми рудами, вскрышными порода‑
ми, хвостами обогащения, металлургическими шлаками и т. п., семь
из которых находятся на территории Ковдорского ГОКа; шесть —
на территории ГМК «Печенганикель», два — на территории ГМК «Се‑
вероникель» и т. д.
По общим запасам металлов техногенные месторождения превос‑
ходят многие природные, а для их разработки не нужны вскрышные
работы. Но каждое техногенное месторождение имеет свои особенно‑
сти из-за состава исходного сырья, технологии добычи, обогащения
и металлургической переработки. Поэтому перед тем, как шлакоот‑
вал или шламохранилище будут признаны техногенным месторожде‑
нием, проводят их детальное изучение: опробуют материал откосов,
поверхности отвалов, кернов; изучают химический и минералогиче‑
ский состав; на основании полученных данных составляют геологи‑
ческую карту и делают разрезы, оценивают концентрации полезных
компонентов и дают прогнозную оценку запасов. Такая оценка прове‑
дена, например, для шлакоотвала Среднеуральского медеплавильного
завода (г. Ревда Свердловской области). На шлакоотвале СУМЗа на‑
коплено несколько десятков миллионов тонн шлаков. Основные хи‑
мические соединения шлаков — магнетит, пирротин, фаялит, оксиды
меди, кремния, шпинели и т. д. Химический состав: железо (34–42 %),
кремнезем (32–38 %), глинозем (4,6–7,5 %), цинк (2–5 %), медь (0,6–
0,7 %), сера (0,9–1,2 %).
Техногенные месторождения цветных металлов являются потенци‑
альным источником извлечения металлов, в том числе редких, редко‑
земельных и благородных; а также источником сырья для производства
стройматериалов, закладки выработанного пространства в подзем‑
ных выработках. Возможность их разработки определяется в первую
очередь наличием технологий, позволяющих рентабельно извлекать
металлы из такого бедного и сложного сырья. Важным фактором яв‑
ляется то, что товарная продукция, полученная от вовлечения техно‑
генных отходов и некондиционных руд в разработку, в соответствии
с Федеральным законом от 22.07.2008 № 158‑ФЗ не облагается нало‑
гом на добычу полезных ископаемых.
В настоящее время разработка техногенных месторождений огра‑
ничена, т. к. при извлечении меди, цинка, никеля, золота и других цвет‑
ных металлов из этих месторождений по существующим технологиям
80

4.2. Вторичное сырье

не происходит сокращения вторичных отходов (вторичных шлаков,
хвостов обогащения, кеков выщелачивания и т. д.), а иногда, наобо‑
рот, происходит увеличение количества отходов. Для складирования
этих вторичных отходов нужны площади, поэтому общая площадь,
занятая отходами, практически не уменьшается. Кроме того, вторич‑
ные отходы также представляют опасность для окружающей среды,
т. к. они зачастую более токсичны, чем исходные.

4.2. Вторичное сырье
Цветные металлы за счет высокой коррозионной стойкости со‑
храняют свои свойства десятилетиями, их можно многократно пере‑
плавлять, получать из них различные сплавы. Но наступает момент,
когда изделия из цветных металлов и сплавов приходят в негодность,
утрачивают эксплуатационную ценность. Средний срок службы алю‑
миниевых деталей и изделий составляет 25 лет, медных — 35 лет, мед‑
ных водопроводных труб — 50 лет, после чего они переходят в амор‑
тизационный лом.
В металлообрабатывающей промышленности постоянно образу‑
ются различные отходы и бракованные изделия. При разливке метал‑
ла образуются отходы в виде сплесков металлов и съемов, при механи‑
ческой обработке — в виде обрезков, высечки, стружки, кромок и т. п.
Но вторичным сырьем будут только те отходы и лом, перерабатывать
которые в данный момент экономически целесообразно. Такие мате‑
риалы необходимо возвращать в оборот (рис. 4.2) [26].
ГОСТ Р 54564–2011 дает следующие определения лому и отходам.
Лом цветных металлов — это непригодные для прямого исполь‑
зования изделия или части изделий, содержащие цветные металлы
или их сплавы, которые по решению собственника утратили экс‑
плуатационную ценность в результате физического или морально‑
го износа.
Отходы цветных металлов — это отходы при производстве изде‑
лий из цветных металлов и сплавов, а также изделия из цветных ме‑
таллов и сплавов, имеющие неисправимый брак, возникающий в про‑
цессе производства.

81

4. Техногенное и вторичное сырье

Вторичное сырье цветных металлов

Бракованные изделия

Стружка

Сплески, съемы

Промышленный лом

Военный лом

Бытовой лом

Обрезь, высечки

Отходы

Лом

Рис. 4.2. Основные виды вторичного сырья цветных металлов

Отходы цветных металлов подразделяют:
§ на текущие, которые отправляют для переработки на специа‑
лизированные предприятия;
§ оборотные, которые перерабатывают на тех же предприятиях,
где они образуются (т. е. возвращают в оборот);
§ отвальные (неперерабатываемые), переработка которых в на‑
стоящее время экономически нецелесообразна;
§ безвозвратные потери, которые образуются при коррозии, ис‑
тирании, механической обработке, угаре металлов и т. д.
В последние десятилетия доля производства металлов из вторич‑
ного сырья неуклонно растет, т. к. переработка лома и отходов менее
энерго- и трудозатратна, чем производство металлов из первичного
(рудного) сырья. Количество перерабатываемого вторичного сырья
растет еще и потому, что запасы богатых руд истощаются, руды обе‑
дняются, добывать их приходится все с большей глубины, а получе‑
ние чистых металлов из рудного сырья требует все более сложных тех‑
нологий.
Одной из самых главных статей расходов при производстве ме‑
таллов являются энергетические затраты. Если сравнить производ‑
ство алюминия из первичного и вторичного сырья, то экономия при
82

4.2. Вторичное сырье

получении алюминия из вторичного сырья составляет до 95 % энер‑
гозатрат. В настоящее вторичное сырье дает более 30–40 % от общего
объема производства алюминия.
Переработка лома и отходов цветных металлов называется рециклинг. Полностью восполнить потребности в металлах переработка
лома и отходов не может, поскольку объемы потребления металлов по‑
стоянно растут, кроме того, в процессе эксплуатации возникают без‑
возвратные потери металлов из-за истирания изделий, угара металлов
при переплавке и т. п. Такие потери составляют около 10–15 % от объ‑
ема выпуска цветных металлов.
Согласно ГОСТ Р 54564–2011, лом и отходы цветных металлов
и сплавов подразделяют по металлам, их физическим свойствам и хи‑
мическому составу на группы:
Наименование лома и отходов цветных металлов
Алюминий и алюминиевые сплавы
Вольфрам, вольфрамсодержащие химические соединения, сплавы
вольфрама
Кадмий и кадмиевые сплавы
Кобальт, его соединения и сплавы
Магний и магниевые сплавы
Медь
Латунь
Бронза
Молибден, молибденсодержащие химические соединения и сплавы
Никель и никелевые сплавы
Олово и оловянно-свинцовые сплавы
Ртуть и ее соединения
Свинец и свинцовые сплавы
Титан и титановые сплавы
Цинк и цинковые сплавы
Лом сложный
Биметаллы

Группы
А1–А38
В1–В17
Кд1–Кд2
Ко1–Ко3
Мг1–Мг7
М1–М13
Л1–Л22
Бр1–Бр14
Мо1–Мо9
Н1–Н10
О1–О10
Р1–Р6
С1–С17
Т1–Т7
Ц1–Ц12
Сл1–Сл7
БМ1–БМ6

Самый чистый лом (содержание основного металла 98–99 %) отно‑
сится к первой группе. Чем больше номер группы, тем ниже содержа‑
ние металла во вторичном сырье. Таким образом, первая группа — это
технически чистый металл, а последняя — низкокачественные отхо‑
83

4. Техногенное и вторичное сырье

ды. Имеет значение не только содержание металла, но и степень раз‑
делки, габариты, засоренность и приделки.
Засоренность — это механические примеси неметаллических ма‑
териалов, а также влага, масло и т. п.
Приделки — это детали из черных металлов (стали, чугуна), неме‑
таллических материалов, а также из цветных металлов и сплавов, отли‑
чающиеся по химическому составу от лома, с которым они соединены.
Каждая группа подразделяется на три сорта.
Первый сорт — самый качественный лом с высоким содержани‑
ем металла, без примесей других металлов и неметаллических вклю‑
чений; определенного размера, не требующий специальной подготов‑
ки перед плавкой. Если это сплавы, то они должны соответствовать
определенному составу.
Второй сорт лома — это также лом одной марки (сплавы одного
состава), но с большей засоренностью, чем лом первого сорта.
Третий сорт — лом с большой засоренностью, примесями черных
металлов. Такой лом перед плавкой необходимо специально готовить.
Тот лом, который не отвечает требованиям, предъявляемым к со‑
ртовому лому, но применим для дальнейшей переработки (хотя требу‑
ет сортировки и разделки), относится к низкокачественному сырью.
На сегодняшний день, по оценкам специалистов, в мире накоплено
более 210 млн т медных отходов и лома, общее количество алюминие‑
вого лома составляет более 650 млн т. Структура лома, заготавливаемо‑
го в России, выглядит следующим образом: около 50 % — лом и отхо‑
ды алюминия, 40 % –лом и отходы меди, 10 % — лом и отходы свинца
и цинка. Общий объем лома составляет более 1,3 млн т ежегодно.
Медь, алюминий, свинец, цинк и сплавы этих металлов составля‑
ют порядка 95 % собираемого лома и отходов цветных металлов. Са‑
мый большой объем производства во вторичной металлургии занима‑
ет медь. Утилизируют электротехническую медь — провода, кабели,
обмотки трансформаторов, печатные платы и травильные растворы
для них, а также медные сплавы, трубы и т. д. Низкокачественный
лом переплавляют совместно с первичным сырьем (концентратами),
высококачественный лом либо переплавляют самостоятельно, либо
подвергают огневому рафинированию совместно с черновой медью,
полученной из первичного сырья.
Второе место по объему занимает алюминий и его сплавы — элек‑
тротехнический алюминий для кабелей, конструкционный дюралюми‑
84

Контрольные вопросы

ний, бытовой лом и т. д. Например, в последние годы баночный алю‑
миниевый лом составляет до 40 % используемого алюминиевого лома.
Но самый высокий коэффициент возврата в оборот имеет свинец
за счет утилизации автомобильных аккумуляторов и оболочек кабе‑
лей. Аккумуляторный свинцовый лом составляет около 80 % свинцо‑
вого вторичного сырья.

Контрольные вопросы
1. В чем разница между техногенным и вторичным сырьем цвет‑
ных металлов?
2. Что такое техногенное месторождение?
3. Какие существуют группы техногенных месторождений?
4. В чем особенность техногенного сырья по сравнению с руд‑
ным сырьем цветных металлов?
5. На какие группы подразделяют вторичное сырье цветных ме‑
таллов?
6. Что влияет на качество вторичного сырья?
7. Какие проблемы возникают при переработке техногенного сы‑
рья?

85

Список библиографических ссылок
1. Егорова И. В., Войтенко В. Н. Геолого-разведочные работы
в России в 2005–2006 гг. // Минеральные ресурсы России. Эко‑
номика и управление. 2007. № 1. С. 10–20.
2. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых :
учебник / В. В. Авдонин, Г. В. Ручкин, Н. Н. Шатагин [и др.] ;
под ред. В. В. Авдонина. М. : Академический проект : Фонд
«Мир», 2007. 540 с.
3. Месторождения металлических полезных ископаемых / В. В. Ав‑
донин, В. Е. Бойцов, В. М. Григорьев [и др.]. 2‑е изд., испр.
и доп. М. : Академический проект : Трикста, 2005. 720 с.
4. Батугина Н. С., Джемакулова И. Д., Ткач С. М. Новые аспек‑
ты оценки разубоживания руд при разработке месторожде‑
ний // Современные технологии освоения минеральных ре‑
сурсов : сб. науч. тр. 2006. Вып. 4. С. 168–177.
5. Минеральное сырье: от недр до рынка : в 3 т. М. : Научный мир,
2011. Т. 2 : Цветные металлы. Алюминий, медь, никель, олово,
свинец, цинк / отв. ред. А. П. Ставский. 496 с.
6. Учалинский горно-обогатительный комбинат на рубеже
XXI века / И. А. Абдрахманов, П. И. Пирожок, A. B. Чадченко
[и др.]. Уфа : Полиграф-комбинат, 1999. 304 с.
7. Кривцов А. И., Клименко Н. Г. Минеральное сырье. Никель
и кобальт : справочник / науч. ред. Г. В. Ручкин, П. Е. Оста‑
пенко. М. : Геоинформмарк, 1997. 56 с.
8. Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель : в 3 т.
М. : Наука и технологии, 2003. Т. 3. 608 с.

86

Список библиографических ссылок

9. Global Nickel Long-term Outlook Q1 2016. [S. l.] : Wood Mackenzie
Ltd., 2016.
10. Вершинин А. С. Никелевый пояс Урала. Рудные субформации
гипергенных никелевых месторождений Урала и их особенно‑
сти // Известия вузов. Горный журнал. 1996. № 8–9. С. 5–16.
11. Вершинин А. С. Месторождения никеля на Урале // Известия
вузов. Горный журнал. 1996. № 8–9. С. 23–57.
12. Kyle J. Nickel laterite processing technologies — where to
next? // ALTA 2010 Nickel/Cobalt/Copper Conference, 24–27 May,
Perth, Western Australia. 2010. URL: http://researchrepository.mur‑
doch.edu.au/4340 (дата обращения: 20.05.2021).
13. Подготовка окисленных никелевых руд к плавке / В. Н. Ми‑
щенко, В. А. Книсс, В. А. Кобелев [и др.]. Екатеринбург : УрО
РАН, 2005. 324 с.
14. Elias M. Nickel Laterites in SE Asia. Bali, 2013. URL: https://www.
csaglobal.com/wp-content/uploads/2015/03/Bali‑2013‑Elias.pdf
(дата обращения: 20.05.2021).
15. Производство металлов за полярным кругом. Технологическое
пособие для инженерно-технических работников, специали‑
стов, рабочих Заполярного филиала ОАО ГМК «Норильский
Никель». Норильск : Антей лимитед, 2007.
16. Беляев В. В. Минерально-сырьевая база алюминиевой про‑
мышленности России: состояние и перспективы. Сыктывкар :
Коми научный центр УрО РАН, 1999. 66 с.
17. Бенеславский С. И. Минералогия бокситов. М. : Недра, 1974. 168 с.
18. Шемякин В. С. Рудоподготовка и комплексное использование
алюминийсодержащего сырья // Известия вузов. Горный жур‑
нал. 1993. № 10. С. 130–149
19. Логинова И. В., Кырчиков А. В., Пенюгалова Н. П. Технология
производства глинозема : учеб. пособие / под общ. ред. проф.
И. В. Логиновой. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. 336 с.
20. Абрамов В. П., Лебедев В. А., Смирнов В. Г. Бокситы латерит‑
ного типа на Среднем Тимане // Разведка и охрана недр. 1972.
№ 2. С. 5–10.
21. Мустакимова А. Г. Общие сведения о месторождениях золо‑
та // Молодой ученый. 2016. № 20. С. 459–462.
22. Царьков В. А. Опыт работы золотоизвлекательных предприя‑
тий мира. М. : Руда и металлы, 2004. 112 с.
87

Список библиографических ссылок

23. Коняев В. П., Крючкова Л. А., Туманова Е. С. Техногенное
минеральное сырье России и направление его использова‑
ния // Инф. сб. 1994. Вып. 1. 42 с.
24. Макаров А. Б. Главные типы техногенно-минеральных место‑
рождений Урала. Екатеринбург : УГГУ, 2006. 206 с.
25. Талалай А. Г., Макаров А. Б., Зобнин Б. Б. Техногенные ме‑
сторождения Урала, методы их исследования и перспективы
разработки // Известия вузов. Горный журнал. 1997. № 11–12.
С. 20–36.
26. Биишев Л. З. Разработка эффективной технологии открытой
отработки пиритсодержащих хвостохранилищ : дис. … канд.
техн. наук. Челябинск, 2000. 174 с.

88

Оглавление
Введение............................................................................................... 3
1. Общая характеристика руд цветных металлов................................. 5
1.1. Руда и минералы: основные понятия........................................... 5
1.2. Классификация руд цветных металлов........................................ 8
1.3. Запасы руд................................................................................... 11
Контрольные вопросы...................................................................... 15
2. Общая характеристика месторождений цветных металлов............ 16
2.1. Кондиции.................................................................................... 17
2.2. Способы разработки месторождений........................................ 20
2.3. Предоставление недр в пользование
и налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ)......................... 22
Контрольные вопросы...................................................................... 26
3. Руды цветных металлов.................................................................. 27
3.1. Медь............................................................................................. 27
3.2. Никель......................................................................................... 38
3.3. Свинец......................................................................................... 47
3.4. Цинк............................................................................................ 54
3.5. Алюминий................................................................................... 57
3.6. Золото.......................................................................................... 67
Контрольные вопросы...................................................................... 74
4. Техногенное и вторичное сырье...................................................... 75
4.1. Техногенное сырье...................................................................... 75
4.2. Вторичное сырье......................................................................... 81
Контрольные вопросы...................................................................... 85
Список библиографических ссылок.................................................... 86
89

Учебное издание

Колмачихина Ольга Борисовна
Полыгалов Сергей Эдуардович
Лобанов Владимир Геннадьевич
Маковская Ольга Юрьевна
МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА
ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Редактор Т. Е. Мерц
Верстка О. П. Игнатьевой

Подписано в печать 21.02.2022. Формат 70×100 1/16.
Бумага офсетная. Цифровая печать. Усл. печ. л. 7,3.
Уч.-изд. л. 4,7. Тираж 30 экз. Заказ 6.

Издательство Уральского университета
Редакционно-издательский отдел ИПЦ УрФУ
620049, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5
Тел.: 8 (343) 375-48-25, 375-46-85, 374-19-41
E‑mail: rio@ustu.ru
Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ
620075, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4
Тел.: 8 (343) 350-56-64, 350-90-13
Факс: 8 (343) 358-93-06
E‑mail: press-urfu@mail.ru

I SBN 5 79 96342 8 - 4

9 785799 634285