Области применения. Вольфрам находит широкое применение в производстве сталей в качестве легирующей добавки, в твердых жаропрочных сплавах, в электротехнике, в производстве кислотоупорных и специальных сплавов, в химической промышленности. Долгое время более 60 вольфрама использовалось в металлургии для изготовления инструментальных, нержавеющих легированных и специальных сталей.
Присадка вольфрама к стали 1-20 придает ей прочность, твердость, тугоплавкость, самозакаливаемость, кислотоупорность, повышает предел упругости и сопротивление растяжению.
В настоящее время 55 вольфрама в виде карбида идет на изготовление твердых сплавов, используемых для буровых коронок фельер для волочения проволоки, штампов, пружин, деталей пневматических инструментов, клапанов двигателей.
Твердые сплавы, состоящие из вольфрама 3-15 , хрома 25-35 и кобальта 45-65 с примесью 0,5-2,7 углерода, применяются для покрытия сильно изнашивающихся деталей. Сплавы вольфрама медью и серебром являются хорошими контактными материалами и применяются в рабочих частях рубильников, выключателей и др. Сплав вольфрама 85-95 с никелем и медью обладающий высокой плотностью, используется в радиотерапии для устройства защитных экранов от гамма лучей. Металлический вольфрам применяется для изготовления нитей накаливания в электролампах, электродов для водородной сварки, заменяя платину, для нагревателей высокотемпературных электропечей, работающих при температуре свыше 3000 оС, термопар, роторов в гироскопах оптических пирометров для катодов рентгеновских трубок, электровакуумной аппаратуры, радиоприборов, выпрямителей и гальвонометров.
Соединения вольфрама применяются в качестве красителей, для придания тканям огнестойкости и водоустойчивости. В США вольфрам используется 68 в производстве машин и оборудования для металлообрабатывающей, горнодобывающей и строительной промышленности, 12 для изготовления ламп и светильников, 12 в электронной промышленности и транспорте, 5 в химических отраслях и 3 в прочих областях. 3. основные минералы вольфрама Известно 20 вольфрамовых минералов.
Наиболее распространены минералы группы вольфрамита и шеелит, имеющие промышленное значение. Реже встречается сульфид вольфрамита тунгстенсит WS2, а также окисноподобные соединения тунгстит, ферро - и купротунгстит, гидротунгстит.
Довольно широко распространены псиломеланы, вады с высоким содержанием вольфрама. В экзогенных условиях образуются минералы группы вульфенита штольцит bPbWO4 изоструктурный с шеелитом и его моноклинная разновидность-распит - aPbWO4 . Группа вольфрамита представлена минералами изоморфного ряда MnWO4 и FeWO4. 4.оценка месторождений при поисках и разведке На площадях получивших в результате региональных исследований оценку прогнозных ресурсов вольфрамого сырья по категориям Р3и Р2 проводят поисковые работы.
Целью поисков является выявление месторождений вольфрама. Для этого проводят изучение перспективной площади с составлением прогнозных карт масштаба 150 000 на геолого-структурнофациальной основе, оконтуривание орудинения и установление факторов контролирующих его локализацию.
Предварительно оценивают параметры рудных тел на поверхности и распространения оруденения на глубину залегания рудопродуцирующих магматических образований, размеры, форму, комплексность и продуктивность геохимических аномалий, содержание вольфрама и других сопутствующих элементов в рудных телах, степень окисленности руд, контуры зон, участков рудных пересечений с промышленными параметрами. На участках развития потенциального оруденения оценивают прогнозные ресурсы по категории Р2 и частично Р1 и при хороших геолого-экономических показателях переходят к оценочным работам.
Целью оценочных работ является установления промышленного значения оруденения и выбор объектов под проектирование разведки и эксплуатации Результатом оценочных работ является наличие или отсутствие коммерческого открытия, которое обосновывают Геологическая карта участка в масштабах 1 5 000 1 2 000. Структурно-литолого-фациальные карты с разрезами.
Планы, разрезы и проекции рудных тел. Карта поисково-оценочных критериев и признаков с отображением факторов рудолокализации рудовмещающих литологических комплексов и структур, фаций метасамотитов контуров рудных тел и минерализационных зон, элементов зональности минеральных типов руд, литологических ореолов элементов-индикаторов орудинения, комплексных геофизических аномалий. Прогнозная карта на структурно-фациальной основе с контурами промышленных и предполагаемых рудных тел и принципиальной моделью месторождения.
Подсчитанные ресурсы категории Р1, запасы категории С2 и частично С1 . Данные о масштабах месторождения и качестве руд. Технико-экономические расчеты целесообразности разведки и отработки месторождения. Основная цель разведки, как начальной стадии разработки - обоснование промышленного значения месторождения и ожидаемых технико-экономических показателей, составления проекта освоения.
Для этого устанавливают Формы и размеры рудных тел и их запасы по категориям С1 и С2, иногда и категории В. Границы месторождения, его геолого-структурные особенности, прогнозные ресурсы категории Р1. Среднее содержание и фазовый состав основных и сопутствующих компонентов. Технологические свойства руд, типы и сорта руд, степень извлечения вольфрама и сопутствующих компонентов по лабораторным и при необходимости укрупненным пробам. Горнотехнические условия отработки.
Гидрогеологическую обстановку месторождения. Геолого-экономические условия месторождения, водо- и энергоснабжение будущего предприятия, капиталовложения, производительность по руде и концентратам, себестоимость продукции, рентабельность. Технология ведения геологоразведочных работ на вольфрам зависит от задач той или иной стадии, ландшафтно- геохимической обстановки, вероятного промышленного типа оруденения. Для выявления и оценки вольфрамовых месторождений используются геологические геохимические и геофизические методы, горно-буровые работы и опробование, минералого-петрографические и аналитические методы исследований.
В зависимости от детальности изучения меняется роль и соотношение применяемых методов. Важное значение при поисках вольфрама приобрели дистанционные методы, основанные на интерпретации космо- и аэрофотоснимков, снятых в разных спектрах. Эти данные дают важный материал для расшифровки морфоструктурных позиций потенциальных рудных объектов, позволяя более централизованно ориентировать поиски.
Визуальные поиски позволяют выявлять прямые признаки оруденения в открытых и частично открытых районах. Этому способствуют свойства вольфрамита и шеелита, длительно сохраняющихся в условиях денудации. Разрушение вольфрамита в зоне окисления сопровождается образованием по нему тукнгстита или гидроксдов железа, которые содержат повышенные концентрации вольфрама диагностика вольфрамита обычно не вызывает затруднений. Шеелит устойчив в зоне окисления, но иногда переходит в трудно определяемую мучнистую разновидность.
Поэтому для применяются люминоскопы, использующие способность шеелита к свечению в ультрафиолетовых лучах. Шлиховой метод позволяет выявлять прямые признаки вольфрамового оруденения. Он является наиболее чувствительным и обладает высокой разрешающей способностью. С его помощью улавливаются содержание триоксида вольфрама n10-6 и даже n10-7 . знаки в шлиховой пробе превышают чувствительность экспрессного полуколичественного спектрального анализа.
При поисках вольфрамовых месторождений применяется литохимический метод по вторичным и первичным ореолам рассеивания вольфрама и сопутствующим элементов. Поиски по вторичным ореолам применяются в районах развития открытых ореолов осадосных, наложенных, диффузионного и аккумулятивного типов. Это гумидные зоны горно-таежных областей, аккумулятивно-денудационные равнины в умеренно влажном и умеренно аридном климатах. Поискам по вторичным ореолам предшествует ландшафтно-геохимических условий, составление соответствующих карт и выяснение положения представительного горизонта.
Отбор проб производиться из копушей и материала скважин. Поиски по первичным ореолам применяются на обнаженных территориях или с применением скважин на закрытых площадях. Геофизические методы в комплексе с геологическими решают задачи выявление благоприятных факторов оруденения, его оконтуривания и оценки прогнозных ресурсов. При поиске и оценке вольфрамового оруденения обязательно проведение гравио и магниторазведки, эффективно применение электроразведочных методов, гамма спектрометрического метода.
При поисках вольфрамовых руд успешно применяется нейтронно-активационная съемка на фтор. Скважинные методы превалируют на стадиях оценки и разведки. Из скважинных методов на ряду со стандартным комплексом каротажа ПС, КС, кавернометрия инклинометроия, гамма-каротаж, эффективен каротаж магнитной восприимчивости КМВ, метод заряда МЗ метод вызванных потенциалов МВП, МЭП, рентгенорадиометрический каротаж РРК. Эффективно также применение гамма-гамма-плотносного ГГК-П и гамма-гамма-селективного каротажа ГГК-С. Горно-буровые работы являются неотъемлемой частью поисков и разведки их назначение- установление геохимических и геофизических аномалий, подтверждение прогноза, вскрытие рудных тел в коренном залегании и прослеживание орудинения на глубину, для оценки промышленного значения выявленного орудинения и подсчета запасов.
Одновременно эти работы используются для геологического изучения месторождения, оценки качества первичных руд, отбора минералогических и технологических проб. Разведка месторождений в зависимости от ландшафтно-геохимических условий осуществляется системой буровых скважин в комбинации с проходкой шурфов с рассечками, а в условиях резко расчлененного рельефа штолен с системой квершлагов с рассечками, пересекающими рудное тело. Для изучения качества орудинения, характера его распределения и оконтуривания производится бороздовое опробование горных выработок коренных обнажений и керновое в скважинах.
Штуфное опробование является вспомогательным.
Скловое и точечное опробование применяются для отбора геохимических проб. Для изучения химических свойств руд и разработки технологических схем производится отбор технических проб. 5. разработка месторождений В зависимости от условий залегания, типа и морфологии вольфрамовых месторождений для их разработки используются подземные, открытые и комбинированные способы.
Открытые горные работы Открытые горные работы получили широкое распространение в странах СНГ и за рубежом. Открытым способом разрабатывается Инкурское, Спокойнинское, Бом-Горхонское месторождения в России, месторождения Флэт-Ривер в Канаде, Кинг-Айленд в Австралии и др. Производительность открытых разработок достигает десятки и более тысяч тонн в сутки, коэффициент вскрыши на отдельных карьерах 10 м3т, потери руды 7 и разубоживание до 30 . Однако в среднем показатели значительно благоприятней коэффициент вскрыши1-2 м3т, Потери 2-5 и разубоживание 3-5 . Технология открытых горных работ мало отличается от технологии добычи других типов скальных руд. Отбойка руды производится буровзрывными работами. Для транспорта руды и вскрыши применяют автомобильный, железнодорожный и контейнерный транспорт.
Структура эксплуатационных затрат на добычу руд составляет Буровзрывные работы 10-15. Экскавация 15-25. Транспорт - 40-50. Отвалообразование 15-20. Подземные работы Подземные работы для добычи вольфрамовых руд также получили широкое распространение.
Этим способом отрабатываются Акчатауское Казахстан, Ингичкинское Узбекистан месторождения, месторождение Восток 2 и др. в России. За рубежом подземные работы применяют в Канаде, США, Австралии, Боливии, Португалии и др. Для отработки рудных тел используют системы слоевого обрушения с закладкой выработанного пространства, магазинированием руды и др. Комбинированный способ Комбинированный способ отработки месторождений получил распространение для мощных, крутопадающих тел. Он применяется в странах СНГ, Австралии, Турции, и др. Себестоимость руды и капитальные вложения при комбинированном способе добычи почти всегда является наиболее благоприятным, чем при подземном способе отработки месторождений. 6.