Месторождения и минералы титана

Титан - один из наиболее распространенных химических элементов как по содержанию его в земной коре (литосфере), так и по наличию минералов. По распространённости среди металлов титан занимает седьмое место, по разным оценкам его кларк от 0,63 до 0,75 %.

Титановые минералы встречаются почти во всех типах пород, особенно в глинах, бокситах, песках и песчаниках. Большинство минералов титана сформированы в соединении с кислородом и железом, в меньшей степени - с кальцием и кремнием. Практически во всех минералах титан находится в виде оксида TiО₂, т.е. в четырёхвалентной форме. Титановые руды подвергают обогащению и получают титановые концентраты, содержащие не менее 45 % TiО₂.

Месторождения титановых руд в основном имеют магматическое (магматогенное) происхождение. С течением времени происходит разрушение магмы на поверхности земли за счёт процессов выветривания, окисления и коррозии. Так образуются россыпные месторождения минералов.

Основными мировыми продуцентами (производителями) титановых концентратов являются десять стран, на которые приходится 94% выпуска ильменитовых, 90% рутиловых и 100% лейкоксеновых концентратов.

Страны-продуценты титановых концентратов делятся на две большие группы.

К первой группе относятся страны, в которых титан добывается в основном из магматогенных месторождений. В Канаде— крупнейшем продуценте ильменитовых концентратов (22% мирового производства) разрабатываются самые богатые в мире руды (34 % TiO₂) гигантского ильменитового месторождения Лак-Тио. Китай производит 10% мирового выпуска ильменитовых концентратов из руд ильменит-титаномагнетитовых месторождений, в том числе гигантского месторождения Паньчжихуа, руды которого содержат 12% TiO₂. Норвегия даёт 8% мирового выпуска ильменитовых концентратов из богатых руд (18% TiO₂) гигантского ильменит-титаномагнетитового месторождения Теллнес.

Ко второй группе относятся страны, эксплуатирующие в основном россыпные месторождения. Среди них крупнейшим продуцентом ильменитовых (11,5% мирового выпуска), рутиловых (57%) и лейкоксеновых (100%) концентратов является Австралия, где разрабатываются многочисленные прибрежно-морские россыпи — поверхностные и близповерхностные. ЮАР производит 12% ильменитовых и 16% рутиловых концентратов также из рудных песков поверхностных прибрежно-морских россыпей.

Вьетнам обладает довольно скромными ресурсами диоксида титана, но все они находятся в легкодоступных прибрежно-морских россыпях, расположенных вдоль побережья Южно-Китайского моря. На долю этой страны приходится около 8% мирового выпуска ильменитовых концентратов.

Крупные ресурсы диоксида титана, главным образом в прибрежно-морских россыпях в двух гигантских разрабатываемых месторождениях с богатыми рудами Чатрапур и Чавара, позволяют Индии выпускать 6 % ильменитовых и 3 % рутиловых концентратов.

Значительными ресурсами диоксида титана в россыпях располагают также Мозамбик и Мадагаскар.

Ресурсы диоксида титана Украины заключены как в магматогенных, так и в россыпных месторождениях, но разрабатываются только прибрежно-морские и аллювиальные россыпи.

Доля России в мировом производстве титановых концентратов составляет 0,6%, по производству TiO₂ мы не входим даже в десятку. По ресурсам диоксида титана Россия находится на втором месте в мире после Китая, однако добыча его крайне незначительна и только в качестве попутного компонента комплексных лопаритовых руд. Россия - единственная в мире страна, которая выпускает лопаритовый концентрат. В 2017 году в нем содержалось всего 3 тыс.тонн диоксида титана.

Фактически в неэксплуатируемом фонде лежат 97 % наших запасов. Это обусловлено тем, что в российской минерально-сырьевой базе титана преобладают месторождения, уступающие зарубежным по производственным характеристикам. Руды магматогенных месторождений по качеству сравнимы с зарубежными, но месторождения эти расположены в малоосвоенных регионах, а россыпные месторождения, хотя и сравнимы по объему и содержанию титана с зарубежными аналогами, но значительно отличаются от них в худшую сторону по горно-техническим параметрам и обогатимости. Руды гигантского Ярегского нефте-титанового месторождения (Коми), где лежит 50% нашего титана, требуют сложной и дорогостоящей технологии обогащения, На похожем объекте в Канаде (Атабаска) добыча так и не начата.

Из необходимых 130 тыс. тонн титановых концентратов, то большую часть Россия экспортирует со всего мира — Украина, Австралия, Мозамбик, Китай… Если говорить о губчатом титане, тут мы уже третьи, а по производству титановых слитков Россия — лидер.

Сегодня ведутся работы по строительству горнодобывающего и перерабатывающего комбинатов крупнейшего в стране Куранахского титаномагнетитового месторождения железных руд, расположенного на севере Приамурья.

Как известно, зона БАМа является своеобразным Клондайком. Тут под землей скрыта практически вся таблица Менделеева: от драгоценных металлов (золота и платины) до не менее дорогих (ванадия и титана). Железная дорога параллельно Транссибу по северным районам Сибири и Дальнего Востока строилась именно для освоения крупнейших месторождений. Большинство из них являются уникальными не только в России, но и во всем мире. Железная дорога - главная составляющая проекта. Без нее ни один инвестор не станет осваивать месторождение. Все строительные грузы, машины, оборудование сегодня доставляются только по железной дороге. Автомобильного проезда ни на запад, ни на восток отсюда нет.

Когда Байкало-Амурская магистраль была сдана в эксплуатацию, оказалось, что дорога не оправдывает своего первоначального предназначения. Из множества месторождений вдоль БАМа начали разрабатывать только одно - Нерюнгринское угольное в Республике Саха (Якутия). Разведанными, но так и неосвоенными остались самое крупное в мире Удоканское месторождение меди в Читинской области, асбестовое - в Бурятии, Куранахское титаномагнетитовое - в Амурской области и многие другие.

Министерство путей сообщения в 90-е годы прошлого века взяло на себя инициативу по строительству подъездных путей от БАМа непосредственно к залежам. Но, как показала практика, государственные вложения без частного инвестора не приносят должного результата.

В поселок Олекма, рядом с которым находится месторождение, пришла «Peter Hambro Mining» и начала работы по его освоению с нуля. Сначала построили 40 километров автомобильной дороги от Олекмы до месторождения, звтем была построена линия электропередачи. Инженеры отмечают уникальность этой ЛЭП - второй в России - благодаря телескопическим опорам. В тайгу завозили собранные опоры и уже на месте их раздвигали на нужную высоту. Телескопические металлические опоры гораздо удобнее в эксплуатации в зоне вечной мерзлоты и труднодоступных местах, чем железобетонные.

Первая очередь предусматривает ввод в эксплуатацию дробильно-сортировочного комплекса, где добытую железную руду будут измельчать до необходимой фракции. На самом месторождении наверху сопки, практически под облаками, ведут вскрышу глубиной 20 метров: снимается слой скалы для того, чтобы добраться до самих залежей руды. Мощнейшие самосвалы «Вольво» грузоподъемностью 40 тонн пока перевозят скальный грунт, а затем возьмут железную руду, которую доставят на дробильно-сортировочный комплекс. После измельчения и сепарации, уже на других машинах переработанная руда в виде концентрата отправится для погрузки на станцию Промышленная.

Этот уникальный комплекс - единственный в Сибири и на Дальнем Востоке. Сегодня в России железную руду за Уралом и дальше на восток нигде не добывают. В год с Куранаха на первом этапе планируется отгружать чуть более 1 миллиона тонн титанового концентрата, это в среднем один железнодорожный состав в сутки. Компания будет продавать железную руду и ее составляющие - титан и ванадий. Для извлечения этих металлов и производства диоксида титана, строится горно-перерабатывающий комбинат.

У редкого и очень дорогого элемента ванадия, используемого в черной металлургии для придания стали жаропрочности и твердости, а также при изготовлении ядерных реакторов, тоже есть покупатели. Цена за тонну пентаоксида ванадия (V₂O₅) на мировом рынке - около 30 тысяч долларов, а феррованадий стоит еще дороже - 90 тысяч долларов за тонну.

Еще более востребованы соединения титана. Разведанных запасов Куранахского месторождения хватит на 20 лет, но рядом лежат аналогичные залежи гигантского магматогенного ильменит-титаномагнетитового месторождения Большой Сейим. Его оценочные запасы составляют 45 миллионов тонн. В России перспективы освоения в ближайшие годы есть также у крупнейшего россыпного Туганского циркон-рутил-ильменитового месторождения в Томской области.