Марганцеві руди
Другим за важливістю серед чорних металів є марганець – незамінний у чорній металургії компонент при виплавці чавуну та сталі. За стратегічними запасами марганцевих руд Україна посідає друге місце у світі та є одним із лідерів з виробництва марганцевої продукції.
Місцеродіння марганцю у світі
Розподіл виявлених ресурсів марганцевих руд у світі
Австралія та Океанія
Розподіл ресурсів марганцевих руд за окремими країнами
За спрощеною класифікацією головні промислові марганцеві родовища суші поділяються на:
1) пластові родовища залізо-марганцевих та марганцевих руд в осадових, вулканогенно-осадових та метаморфічних породах;
2) родовища кори вивітрювання метаморфічних переважно докембрійських порід;
3) гідротермальні родовища.
Саме з цих трьох типів нині і видобувається переважна більшість марганцевого сировини. У пластових родовищах, розташованих в Австралії, Болгарії, Болівії, Габоні, Грузії, Казахстані, Китаї, Мексиці, Україні, ПАР, укладено до 90% світових підтверджених запасів марганцю. Близько 8% родовищ перебуває у древніх корах вивітрювання. Такі родовища розвідані у Бразилії, Буркіна-Фасо, Гані, Індії, Кот-д'Івуарі, Малі та інших країнах. 2%, що залишилися, представлені дрібними гідротермальними родовищами на території Алжиру, Аргентини, Болівії, Єгипту і Марокко.
Значні прогнозні ресурси марганцевих руд зосереджені у скупченнях залізо-марганцевих конкрецій та кобальт-залізо-марганцевих кірок, на дні Тихого, Індійського та Атлантичного океанів. Їхній ресурс оцінюється в 100 млрд. тонн (при вмісті марганцю близько 25%), що перевищує прогнозні ресурси суші майже в 5 разів.
Світові запаси марганцю
Ресурси марганцевих руд встановлені у 56 країнах світу та оцінюються у 21,3 млрд. тонн. З огляду на те, що достовірні оцінки світових прогнозних ресурсів марганцю становлять комерційну таємницю, виявлення середньомасштабних родовищ ще можливе у межах щодо слабко вивчених територій. До таких можна віднести окремі райони Австралії, Аргентини, Болівії, Бразилії, Ботсвани, Буркіна-Фасо, Габона, Демократичної Республіки Конго, Індії, Ірану, Марокко, Перу, Туреччини та Чилі. Сумарні прогнозні ресурси цих країн оцінюються 2500 млн. тонн.
Основні виробники марганцево-рудної продукції (2000 рік)
Понад 95% світових загальних запасів локалізовано у 13 країнах (у порядку зменшення): ПАР, Україна, Казахстан, Габон, Бразилія, Китай, Австралія, Болівія, Грузія, Мексика, Болгарія, Україна та Індія. Високосортні руди мають лише ПАР, Габон, Австралія і Бразилія, в інших країнах руди середньої та низької якості.
Щорічний експорт товарної марганцевої руди (2001 рік)
Видобуток марганцевих руд та виробництво концентратів здійснюється у 30 країнах світу. Основний обсяг товарних марганцевих руд використовується у виробництві марганцевих сплавів (феромарганцю, силікомарганцю, феросиліцію та ін), а також марганцю-металу. Головними світовими виробниками сплавів є країни, які ведуть основний видобуток марганцевих руд (ПАР, Україна, Китай), а також мають технологічний потенціал і досить дешеву електроенергію для її переробки (Японія, Франція, Норвегія). Вони формують лідируючу шістку світу з виробництва марганцевих сплавів.
З роками частка експорту руд стосовно експорту сплавів поступово зменшується. Основними споживачами імпортної марганцевої продукції,багатої руди та концентратів, є Японія, США, ФРН, Франція, Китай, Норвегія, Південна Корея та інші країни з розвиненою чорною металургією, які не мають достатнього ресурсу власної сировини.
Марганцева руда України
Україна з її розвиненою чорною металургією та вельми значущою марганцево-рудною базою є провідною у світі з виробництва та споживання марганцевої продукції (руда, феромарганець, силікомарганець, металевий марганець та ін.).
Усі промислові запаси марганцевих руд України зосереджені у найбільшому у світі Нікопольському марганцеворудному басейні (Дніпропетровська, Запорізька та Херсонська області). Ці запаси, розташовані у низці родовищ (Марганецьке, Зеленодольське, Орджонікідзевське, Токмакське), знаходяться в осадових олігоценових породах, що покривають Український щит. Їхні сумарні затверджені запаси становлять 2426,1 млн. тонн, при середньому вмісті марганцю в руді 23,9%.
Марганцеві родовища України розробляються з 1883 р. За цей період відпрацьовано значну частину первісних запасів марганцевих руд. Лише у Нікопольському басейні за останні півстоліття видобуто понад 500 млн. тонн руди. За таких темпів сировини вистачить лише на найближчі 20 років.
Видобуток марганцевих руд нині ведуть у східній частині Нікопольського басейну (Марганецький) та у західній частині басейну (Орджонікідзевський) ГЗК, з продуктивністю, відповідно, 2,0 та 7,1 млн. тонн руди на рік. Для відпрацювання Токмацького родовища було збудовано Таврійський дослідно-промисловий гірничо-збагачувальний комбінат та шахта з проектною продуктивністю 2 млн. тонн руди на рік. Однак у 1995 р. через низьку продуктивність та інших причин видобуток і переробка руди тут було припинено, а підприємства законсервовані.
Схема розташування родовищ марганцю на території України:
1 – осадові олігоценові руди (1 – Нікопольський марганцеворудний басейн; 2 – Токмацьке родовище);
2 – осадові міоценові руди (3 – Бурштинське родовище);
3 – осадові пліоценові марганцево-залізні руди (4 – Керченський марганцево-залізорудний басейн);
4 – мезо-кайнозойські залізо-марганцеві руди (5 – Хащеватське родовище).
Нині в експлуатації перебувають 7 шахт та 10 кар'єрів. Руда збагачується на 4 збагачувальних фабриках з одержанням товарного марганцевого концентрату, що містить 34% (Марганецький ГЗК) та 37,9% (Орджонікідзевський ГЗК) металу. Отримана продукція постачається на металургійні, феросплавні та інші заводи. Частина руди та продукції експортуються до країн СНД та Європи. Окремі сорти малофосфористого марганцевого концентрату у невеликих обсягах Україна імпортує із Грузії та Казахстану.
Нікопольський марганцево-рудний басейн
Родовища Нікопольського басейну знаходяться у Середньому Наддніпрянщині в межах єдиної Южно-Української марганцеворудної провінції. Вона є частиною більшого Південно-Європейського олігоценового басейну, що включає відповідні родовища та прояви в Болгарії, Румунії, Україні, Україні та Грузії.
Марганценосність геологічних комплексів цього регіону відкрита у 1874 р. у басейні нар. Інгулець, а 1883 р. – нар. Солона, а промислова розробка родовищ марганцю було розпочато вже у 1886 р. Нині тут діють Орджонікідзевський і Марганецький гірничо-збагачувальні комбінати (ГЗК). У 1939 р. в районі м. Токмак було виявлено Токмакське родовище, а в 1948 р. – прояви марганцю біля сіл Щербак та Кам'янське. Згодом у північній частиніТокмацького родовища було створено Таврійський ГЗК.
Нікопольський марганцеворудний басейн у плані представляє S-подібну смугу, що простягається із заходу Схід на 250 км (шириною 25–50 км) від долини р. . Інгулець (Дніпропетровська область) вздовж північного берега Каховського водосховища до с. Нововасильівки (Запорізька область). Річка Дніпро ділить басейн на правобережну (західну) та лівобережну (східну) частини.
Схематичний геологічний розріз Запорізького кар'єру Нікопольського рудного басейну:
1-суглинки; 2 – глини; 3 – вапняк-черепашник; 4 – пісок; 5 – марганцева руда; 6 – каолін.
Марганценосними є товщі олігоцену, що представляють однакові піщано-глинисті утворення та включають насичений марганцем пласт.
Родовищам Нікопольського басейну належать 100% усіх врахованих у Державному балансі України запасів марганцевих руд, що становлять 2249,28 млн. тонн.
Бурштинське родовище, відкрите 1951 р., розташоване на території Галицького та Рогатинського районів Івано-Франківської області у басейнах річок Гнила Липа та Нараївка. Рудоносними тут є піщані, піщано-вапняні та вапнякові породи міоценового віку. Загальні запаси металевого марганцю Бурштинського родовища оцінюються приблизно 2 млн. тонн, за середнього його вмісті у рудній масі трохи більше 9,5%. Поклади марганцю розміщуються тут у найглибших частинах западин. Одна з них завширшки 3–4 км та завдовжки 13 км розташована на правому березі річки Гнила Липа, інша завширшки 4 км та завдовжки 8 км – на міжріччі Гнила Липа та Нараївки.
Керченський марганцево-залізорудний басейн
Найбільш значущі концентрації марганцю є у пліоценових (кіммерійських) залізняках родовищКерченського півострова (Керченський залізорудний басейн). Вони є типовими бурими залізняками, які через відносно підвищений вміст марганцю можуть використовуватися як природно-леговані марганцем залізні руди. Для Керченського басейну характерне збільшення вмісту марганцю в залізняках із заходу на схід від 2-3% до 22%.
Кількість марганцю, зосередженого у рудах провінції, оцінюється в 60 млн. тонн, у тому числі в Керченському басейні – 40 млн. тонн. На Державному балансі запасів України складаються 8 родовищ, що нині не розробляються, залізних руд Керченського басейну – Яниш-Такильське, Ельтиген-Ортельське, Камиш-Бурунське, Катерлезьке, Баксинське, Кезенське, Оссовинське та Північне (Чегене-Салинське).
На кристалічних породах докембрія Українського щита у мезозої та кайнозої інтенсивно розвивалися кори вивітрювання. У ряді випадків створювалися марганценосні кори вивітрювання, які при відповідних вмістах марганцю можуть бути невеликими родовищами. Найбільш значущим серед них є Хащеватське родовище марганцевих руд, що розташоване у Гайворонському районі Кіровоградської області на лівому березі річки Південний Буг. Родовище простягається в широтному напрямку на 10 км (при ширині близько 1 км) і становить серію (близько 15 рудних пластів). Тут підраховано невеликі промислові запаси руд, доки не враховані Державним балансом
Технології сухого збагачення марганцевих руд дозволяють переробляти сухим способом карбонатні, окислені та змішані марганцеві руди з отриманням концентрату та хвостів. Їх перевагами є: відсутність у процесі збагачення води, практично повна відсутність екологічного навантаження на навколишнє середовище та застосування у схемі збагаченняобладнання з низькими матеріало- та енергоємностями, що дозволяє знизити не тільки капітальні, а й експлуатаційні витрати.
Селективність розкриття мінеральних зерен при ударному руйнуванні дозволяє деяких типів руд розпочати процес збагачення на стадії дроблення.
При збагаченні окислених марганцевих руд, на стадії дроблення гуркотінням було виділено близько 10% відвальних хвостів більшістю понад 10 мм.