Факультет

Студентам

Посетителям

Марганец

Вот уже более полутора веков (с 1825 г.) этот элемент широко используется в черной металлургии, которая поглощает не менее 9/10 добываемого марганца. Здесь он применяется в качестве легирующего (облагораживающего) металла. Так, небольшие добавки марганца в стали (в среднем до 1 %) повышают ее механическую прочность, твердость, ковкость, вязкость, сопротивление изнашиванию, жаропрочность. Сталь с высоким содержанием углерода (до 1,5 %) и марганца (до 14 %) устойчива к истиранию, немагнитна, она используется, например, при изготовлении железнодорожных рельс и колес для вагонов, гусеничных передач, вооружения. Расход марганца при выплавке обычной стали составляет 6 кг на 1 т, а при выплавке специальных сталей значительно больше.

Почти полвека назад, в годы Великой Отечественной войны, когда гитлеровцы захватили Никопольский марганцевый бассейн, (он был временно оккупирован фашистами: с конца 1941 г. по февраль 1944 г.), а Чиатурский бассейн на Кавказе был заблокирован немецкими войсками, наша страна оказалась в тяжелейшем положении: ведь без марганца нельзя варить броню для танков, делать стволы орудий. За короткий срок геологи разведали и открыли в Сибири, на Урале, в Средней Азии целый ряд мелких месторождений марганца. Это позволило сохранить, а потом и нарастить военный потенциал Советской Армии. Когда наши войска подошли к Никопольскому марганцевому бассейну, на совещании в штабе группы армий. «Юг» (март, 1943 г.) Гитлер заявил, что потеря Никополя означала бы конец войны. Сюда были брошены свежие немецкие дивизии. Осенью 1943 г. на совещании в штабе 3-го Украинского фронта представитель ставки Верховного Главнокомандующего, маршал А. М. Василевский прежде всего заговорил об общей задаче для всего фронта — как можно скорее овладеть Никополем, лишить немецкую промышленность дарового марганца. Наши войска окружили район Никопольских рудников, оборона их оказалась безуспешной, и гитлеровцы, неся огромные потере, отступили. Интересно, что в захваченных немецких архивах оказались проекты развития марганцевых рудников в Никопольском бассейне, подготовленные гитлеровцами задолго до войны…

Месторождения марганца расположены так, что практически все западные европейские страны и США зависят от импорта марганца. В годы второй мировой войны фашисты специально держали свои подводные лодки на путях транспортировки марганца в США и топили суда с марганцевой рудой.

Около одной двадцатой части добываемого марганца используется в цветной металлургии, в электросварке, химической промышленности, фармакологии. Марганец входит в состав 150 минералов, но промышленное значение имеют лишь пиролюзит (оксид, содержит 63 % марганца), псиломелан (гидрооксид, 62 %), браунит (оксид, 62 %), гаусманит (оксид, 72 %), родохрозит (карбонат, 42 %), манганокальцит (карбонат, 5—27%). Название минерала «пиролюзит» происходит от греческого «пирос» — огонь и «люзиос» — мытье, уничтожение, чистка («стекольное мыло» — ранее минерал употреблялся для уничтожения зеленого оттенка в стекле). Минерал имеет столбчатые, волокнистые или радиальнолучистые агрегаты, образует конкреции, наблюдается в виде сажистых масс. Цвет имеет от черного до стально-серого, с синеватым оттенком. Название «псиломелан» (или вад) происходит от греческих «псилёс» — гладкий, лысый, голый и «меляс» — черный (по цвету и внешнему облику натечных образований, известных под названием «черная стеклянная голова»). Название «родохрозит» происходит от греческого «родон» — роза (цвет его розовый различных оттенков). Минералы «браунит» и «гаусманит» названы в честь немецких ученых К. Брауна и И. Ф. Л. Гаусманна.

Обычно марганцевые руды представлены скоплением конкреций, ноздреватых стяжений, обломков или распыленных марганцевых минералов среди песчано-глинистой толщи. Здесь выделяются наиболее богатые окисные пиролюзит-псиломелан-манганитовые руды и более бедные карбонатные руды родохрозит-мангано-кальцитовые, а также смешанные (оксид-карбонатные). Важнейшее значение имеют оксидные руды.

В СССР известно более 70 марганцевых месторождений, разведанные запасы которых к началу 70-х гг. составили около 3 млрд. т, при этом 2408 млн. т (или 82,4 %) размещено в пределах Никопольского и Большетокмакского месторождений, составляющих единый Южно-Украинский олигоценовый марганцеворудный бассейн, и более 6 % — в Чиатурском месторождении. Крупные залежи марганца в СССР размещаются на Урале, на юге Сибири.

Четыре пятых добычи марганца страны приходится на Украину. Долгие годы добыча марганцевой руды осуществлялась на Никопольском месторождении, где у городов Никополь и Марганец разрабатываются огромные карьеры и шахты. Когда впервые попадаешь в эти марганцевые карьеры, кажется, что не человек, а более могущественные силы, родственные вулканическим или горообразовательным, разворотили землю, создали эти огромные по площади котлованы глубиной до 60 м. На дне их мощные роторные и шагающие экскаваторы с длинными стрелами кажутся совсем маленькими, а снующие вокруг них бульдозеры и самосвалы, отвозящие руду на обогатительные фабрики, выглядят карликовыми. По стальным нитям узкоколеек ящерицами мелькают поезда.

Красочно выглядит «рабочий» борт карьера. Горные породы, лежащие горизонтальными слоями, еще не успели высохнуть, поблекнуть и сохраняют свою природную окраску. Как на яркой картине, созданной словно специально для школьного учебника географии, четко вырисовывается последовательность отложений. Внизу, где стоят экскаваторы, выходят граниты и гнейсы. Над ними залегают желтые и бурые коры выветривания, заполняющие неровности в древнем рельефе. Выше лежит 5-метровый слой зеленых морских песков с глауконитом и кремнистые глины. Над ними — темный пласт с марганцевой рудой. Мощность его колеблется от 1,5 до 5 м. Рудный пласт перекрыт 20-метровым слоем зеленых глин и песков. Еще выше залегают миоценовые желтые известняки и зеленые глины, белые, ярко-зеленые пески и глины, затем плиоценовые известняки — ракушечники и черные глины, наконец, в кровле — четвертичные светло-палевые лёссы.

По остаткам древних организмов в рудоносном, подстилающем и перекрывающем слоях геологи определили, что вся эта толща образовалась в олигоценовую эпоху, последнюю эпоху палеогенового периода, у северных побережий огромного Средиземноморского бассейна, покрывавшего 30—40 млн. лет назад равнинные пространства юга Украины.

Образование марганцевых руд этих месторождений долго оставалось загадкой. Только изучение современных процессов марганценакопления в морских условиях (например, в заливах Балтийского моря, неглубоких заливах Шотландии по соседству со скалистыми берегами) дало возможность в какой-то степени расшифровать условия скопления марганцевых минералов: за счет отмирания богатой растительности на суше в условиях теплого и влажного климата того времени образовалось много органических кислот. Просачиваясь с водой по трещинам и порам в горные породы, слагающие Украинский щит, они способствовали быстрому их разрушению. Вместе с другими породами разрушались и докембрийские базальты, диабазы и железисто-кремнистые породы, содержащие до 1 % марганца. Продукты разрушения в виде металлорганических соединений переносились в олигоценовое море. Волны его омывали скалистые утесы сильно изрезанных южных склонов Украинского щита (окрестности современных городов Никополя, Марганца, Токмака). Здесь недалеко от берега и многочисленных останцовых островов формировались марганцевые скопления. На глубинах 5—10 м скапливались оксиды и гидрооксиды, содержащие до 27 % марганца (они характерны для месторождений Никополя и Марганца), а на глубинах 20—40 м — карбонатные соединения (характерны для руд района Токмака), марганец в которых составляет 19—26 %. Руда состоит из неправильных ноздреватых и пористых стяжений, шарообразных конкреций с бугорчато-почковидной поверхностью и радиально-лучистым внутренним строением. Марганцевые стяжения и конкреции достигают 30 см в диаметре.

Мировые разведанные запасы марганца на континентах в 40 странах несоциалистического мира в 1987 г. составили 15,6 млрд. т, причем 90 % их размещается в ЮАР (13, 6 млрд. т). Большие запасы (в млрд. т) имеются в Австралии (0,4), Габоне (0,4), Бразилии (0,3). Подтвержденные запасы в этих странах составляют 4 млрд. т. Основные месторождения марганцевых руд размещены в ЮАР (рудное поле Калахари, район Блэк-Рок), Габоне (Моанда), в Австралии (Грут-Айленд), Бразилии (рудное поле Мату-Гросу), Урукум, Каражас. Таким образом, большая часть марганцевых руд сосредоточена в докембрийских отложениях. Крупные запасы этих руд имеются и в осадочных месторождениях кайнозоя в пределах Южно-Европейской олигоценовой марганцеворудной провинции (Никополь, Токмак, Чиатура); они представлены оолитовыми мелководно-морскими рудами.

Мировая добыча марганцевых (товарных) руд в 1986 г. составила около 24,5 млн. т, в том числе до 40 % их приходится на СССР — 9,7 млн. т (90 % добывается в Никопольском и Большетокмакском месторождениях), в КНР производится 1,6 млн. т. В странах несоциалистического мира извлечено из недр более 12 млн. т: в ЮАР — 3,7, в Габоне и Бразилии — по 2,5, в Австралии — 1,6, в Индии — 1,2.

СССР является крупнейшим в мире экспортером марганцевых руд. На экспорт идет в основном никопольская руда. Она экспортируется в десятки социалистических, капиталистических и развивающихся стран, среди которых важнейшими и постоянными импортерами являются Польша, Германия, Чехо-Словакия, Великобритания, Франция.

Цены на марганцевую руду (до 48—50 % марганца) на международном рынке составляет 70—72 дол. за 1 т, на высококачественный ферромарганец — до 300—500 дол. за 1 т.

Источник: В.Д. Войлошников, Н.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. Издательство «Недра». Москва. 1991