Месторождения и производство молибдена

Молибден – это переходный металл, имеющий светло-серый цвет. Относится к редким элементам, так как его содержание в недрах земли составляет порядка 0,001%, что существенно меньше содержания вольфрама, кобальта, олова.

Содержание металла в рудах крайне мало. Так, если его процентная концентрация в руде достигает 1%, то такую руду принято считать богатой. Сегодня известно порядка 20 минералов молибдена, из которых наиболее распространенными являются четыре: молибденит (MoS₂), повеллит (СаМоО₄), молибдит (Fe(MoO₄)₃·nH₂O), а также вульфенит (PbMoO₄). Из указанных минералов наивысшая ценность принадлежит именно молибдениту, в котором концентрация металла максимальная – порядка 60%.  В связи с таким высоким процентным содержанием молибдена, данный минерал выступает основным сырьем для получения ферромолибдена, которому отведена роль легирующего вещества, добавляемого к стали.

Месторождения молибдена

Началом добычи молибденовых руд считается вторая половина 19 ст. Однако, на протяжении достаточно длительного времени, вплоть до первой мировой войны, промышленная добыча металла велась только на территории некоторых стран (Австралия и Норвегия). Добывался он в относительно незначительных количествах, которые не превышали несколько десятков тонн. В 20-х годах 20 века во всем мире было произведено 800 тонн молибдена.

Месторождения молибдена также разделяются согласно генетическим типам, которых существует всего два: гидротермальный и скарновый.

Стоит сказать, что на территории развитых стран при разработке месторождений преимущество отдают штокверковым молибденовым и медно-порфировым месторождениям. Первые из них характеризуются крупными плутонами умеренно кислы гранитоидов, со штоками и дайками порфировых пород. Формирование залежей происходит в несколько стадий под воздействием гидротермальных условий. Огромная роль в формировании залежей отводится тектоническим разломам.

Сегодня месторождения молибдена разрабатываются во многи уголках мира. Наиболее крупными месторождениями славятся такие страны, как США, Мексика, Чили, Канада, Австралия, Норвегия, Россия. Армения владеет количеством молибденовых залежей, превышающим 7% всех его мировых запасов. Стоит отметить, что Каджаранское медно-молибденовое месторождение в своих недрах хранит около 90% из них.

Производство молибдена

Молибден производится путем окислительного обжига стандартных молибденитовых концентратов, в составе которых содержание чистого вещества, без учета присутствующих примесей, достигает 47-50%. Во время данного процесса температура поддерживается в районе 570-600⁰С. Для этого используются многоподовые печи или печи кипящего слоя.

Однако, это, можно сказать, финишная прямая на пути получения вещества. Предшествующим этому этапом является обогащение руды флотационным методом. Перед флотацией осуществляется дробление руды. Данный процесс позволяет на выходе получить концентрат, в котором содержится порядка 10% вещества. После этого осуществляется следующий этап флотации уже полученного концентрата – селективная, при которой применяются специальные реагенты, в результате чего путем селективного отделения от других сульфидов удается получить МоS₂. Для получения молибденового концентрата высокого качества, содержание молибдена в котором достигает 48-58%, весь производственный цикл повторяется 5-6 раз, используя при этом промежуточное измельчение.

Главное место среди всех этапов химической переработки концентрата отводится обжигу, позволяющему удалить нежелательные примеси в виде серы, воды, а также остаточных частиц флотореагентов. В случае присутствия в составе концентрата рения, во время обжига получается летучий оксид Re₂O₇, удаляющийся вместе с печными газами.

Таким образом, при обжиге дисульфид молибдена окисляется до триоксида 2MoS₂ + 7O₂ = 2MoO₃ + 4SO₂. Кроме этого, в процессе также происходит много побочных реакций, которые имеют существенное влияние на дальнейшее получение молибдена:

• 6CuFeS₂ + 19O₂ = 2Fe₃O₄ + 6CuO + 12SO₂
• MoO₃ + CaCO₃ = CaMoO₄ + CO₂
• MoO₃ + CuO = CuMoO₄
• MoO₃ + PbO = PbMoO₄.

На то, насколько эффективным будет обжиг, влияет ряд факторов, основным их которых выступает степень измельчения концентрата.

Полученный с содержанием молибденового ангидрида огарок переводится в парамолибдат аммония или чистый MoO­₃, которые в последствии позволяют получить любые молибденовые соединения, даже с максимальной очисткой.

При получении металла также пользуется популярностью аммиачный способ, суть которого заключается в растворении молибденового ангидрида в 8-10% водном аммиаке. При этом большая часть содержащихся в огарке примесей, остаются нерастворенными. Этот метод при определенных условиях позволяет получить около 80-95% молибдена. Та часть MoO₃, которая осталась в огарке, перерабатывается дополнительно.

Еще одним способом, позволяющим получить металл, является возгонка из огарков при температурах 900-1000⁰С. Посредством данного метода возможно получить на 99,95% чистый MoO₃.

Для получения металлического молибдена используется восстановительный метод, когда восстановление MoO₃ происходит в токе сухого водорода. Для этого процесса применяют специальные трубчатые печи, температура в которых достигает на первой стадии восстановления 700⁰С, а на второй – 1000⁰С.

Производство молибдена в России

Российская Федерация славится достаточно богатыми залежами данного металла. По некоторым данным, их количество на территории российского государства превышает 2 млн тонн. Это позволяет стране занять шестое место в мировом рейтинге государств по масштабу минерально-сырьевой базы, пропустив вперед Чили, США, Китай, Канаду и Перу. Однако, России принадлежит всего порядка 2% от мирового горного производства металла.

Главным образом, на территории России разрабатываются штокверковые молибденовые, медно-порфировые, скарновые и жильные месторождения. Руда, добываемая на территории российского государства, не уступает по качеству зарубежным, однако имеет некоторые структурные отличительные особенности.

Основные запасы молибдена на территории России сосредоточены на юге Сибири. Именно там расположено 3/4 всех залежей государства и находится абсолютное большинство эксплуатируемых месторождений. Также запасами металла славится и Восточно-Забайкальская металлогеническая провинция, где локализировано порядка 1/3 части всех государственных запасов. Около 3% молибдена в России сосредоточено в богатых рудах (Жирекенское месторождение).

В 2012 году наблюдалось увеличение количества проводимых геологоразведочных работ на двадцати месторождениях. Тогда России удалось произвести 4939 тонн металла, однако, данный показатель был на 18% ниже показателя 2011 года.

Основные производители молибдена обеспечивают около 95% отечественного горного производства металла. К ним относятся добывающие компании ООО «Сорский ГОК» и ОАО «Жирекенский ГОК».

Производство молибденовых концентратов в российском государстве осуществляется обогатительными фабриками, которые являются частью компаний ООО «Сорский ферромолибденовый завод» и ООО «Жирекенский ферромолибденовый завод».