LOŽISKA RUD - CVIČENÍ

Transkript

1 LOŽISKA RUD - CVIČENÍ Petr Drahota 2010/2011

2 Učebnice, skripta René, M., 1989, Geologie rudních ložisek: Praha, Universita Karlova, 111 p. Pertold, Z., René, M., 1982, Kvalitativní hodnocení nerostných surovin: I. rudy: Praha, Universita Karlova, 92 p. Evans, A. M., 1993, Ore geology and Industrial minerals An introduction: Oxford, Blackwell Sci. Publ., (geologická knihovna studovna), případně starší vydání: Evans, A. M., 1987, An introduction to ore geology: Oxford, Blackwell Sci. Publ., 357 p. (geologická knihovna studovna) Rozložník, L., Havelka, J., Čech, F., Zorkovský, V., 1987, Ložiská nerastných surovín a ich vyhledávanie: Praha- Bratislava, SNTL-ALFA, 693 p. Smirnov, V. I., 1983, Geologie ložisek nerostných surovin: Praha, SNTL, 654 p. Havelka, J., Rozložník, L., 1990, Ložiska rudy: Praha, SNTL, 389 p.

3 Literatura k dispozici ve studovně geologické knihovny

4 MEZINÁRODNÍ ČASOPISY Mineralium Deposita (studovna + el. přístup z fakultního intranetu) Ore Geology Reviews (el. přístup z fakultního intranetu) Economic Geology (pouze ve studovně geologické knihovny)

5

6 UŽITEČNÉ ODKAZY: (celosvětové statistiky, USA, různé komoditní studie) (přehledy a statistiky z ČR) (rudní minerály pod mikroskopem)

7 POŽADAVKY K ZÁPOČTU rudy (celkem 5 vzorků): A) Poznávání minerálů (hlavní rudní i nerudní minerály ve vzorku) B) Zájmový (užitkový) prvek v daném vzorku (např. Fe, Au) C) Minimální kovnatost (hm. %) daného kovu v rudě D) Vzorce hl. rudních a nerudních minerálů Požadována je znalost stechiometrických vzorců následujících minerálů: křemen, K-živec, kalcit, siderit, magnezit, dolomit, fluorit, baryt, bauxit (přibližně), arsenopyrit, chromit, chalkopyrit, tetraedrit, magnetit, hematit, goethit, cinabarit (rumělka), molybdenit, pentlandit, pyrhotin, pyrit, galenit, antimonit, kasiterit, rutil, ilmenit, scheelit, wolframit, sfalerit U ostatních minerálů stačí vědět zda se jedná o oxid, hydroxid, karbonát, síran, sulfid, silikát apod.) E) Základní ložiskový typ (magmatický, sedimentární, hydrotermální, zvětrávací, metamorfogenní) pokud jde určit

8 ZÁKLADNÍ POJMY Rubanina veškerý těžený materiál Ruda [ore] nerostná surovina obsahující užitkové nerosty v takovém množství, že je lze v průmyslovém měřítku ekonomicky získávat Rudnina obsahuje užitkové nerosty (rudu) Jalovina/hlušina/skrývka bezcenná složka rudniny/rubaniny; ukládá se na haldy (odvaly)/odkaliště Klark průměrná koncentrace prvků v zemské kůře Kovnatost koncentrace užitkových složek (hm. %, g/t, g/m 3 ) Koncentrační faktor kovnatost rudy / klark prvku

9 ZÁKLADNÍ POJMY Hierarchie mineralogický výskyt (rudní výskyt, rudní indicie) => zvýšený/anomální obsah prvku v hornině rudní těleso [ore body] => ložisko [ore deposit] rudní revír, okrsek, obvod [ore district] metalogenetická zóna metalogenetická provincie (desková tektonika => distribuce ložisek v prostoru a čase)

10 Klasifikace ložisek: ZÁKLADNÍ POJMY Popisné (geologické prostředí, morfologie, složení) Genetické (ložiskotvorný proces) Průmyslové (podle ložiskového obsahu kovy) Ložiskové typy (geologické prostředí + popis ložiska ± ekonomické ± technologické parametry)

11 ŽÍLA: deskovité těleso zejména v metamorfních horninách šířka submilimetry až stovky metrů, délka cm až km, laterálně se mění Vznik: obvykle v extenzních trhlinách migrace fluid difuzí nebo advekcí vlivem tlakového spádu krystalizace vlivem nižšího tlaku v žíle (rozpustnost obvykle stoupá s tlakem) Alterace: ZÁKLADNÍ POJMY vzniká vlivem interakce fluida s okolní horninou obvykle podobná šířka jako u žil

12 ZÁKLADNÍ POJMY Určení P-T-X vzniku žíly: Mineralogie thermocalc, klasické termometry a geobarometry Stabilní izotopy geotermometry (frakcionace izotopů mezi minerály) Fluidní inkluze chemické složení fluid, teplota fluid Stáří vzniku relativní ze strukturních vztahů, absolutní pro granát U-Pb, zirkon SHRIMP, titanit U-Pb, sulfidy Re-Os, slídy Ar-Ar Tok fluid (malých měřítek: cm-m; středních: desítky m km; velkých měřítek: km-desítky km)

13 TEXTURA RUD Typ prostorového rozmístění minerálních agregátů, lišících se navzájem tvarem, rozměrem a složením MASIVNÍ T. typická pro rudy celistvého mono- nebo polyminerálního složení PÁSKOVANÁ T. střídání pásků různého minerálního složení (sedimentogenní vrstevnatá, metamorfogenní rulovitá, břidličnatá, magmatogenní krustifikační, proudovitá) ZÁVALKOVÁ / ZÁVALKOVITÁ T. KOLOMORFNÍ T. vzniká v různých stádiích přeměny minerálních agregátů koloidního původu FRAGMENTOVÁ / BREKCIOVITÁ T. typická pro vícestádiovou tvorbu ložisek, ve kterých úlomky starší ložiskové výplně jsou tmeleny mladší mineralizací

14 Chrom (Cr) Klark: 100 ppm min kovnatost: ~ 40 % Cr 2 O 3 Chromit (Fe,Mg)(Fe,Al,Cr) 2 O 4 Vítané příměsi: Škodlivé příměsi: Ni, V, Pt S, P, SiO 2, Ca Základní typy ložisek: % svět zásob % svět těžby zvrstvené intruze (magmatická) 85% 45% podiformní chromity (magmat.) 15% 55% rozsypy (zvětrávací) - 0.X% Hlavní producenti: JAR, Kazachstán, Indie Dostupnost současných světových zásob: ~ 100 let

15 Russia 1% Iran Chinae 1% 1% Australia 1% Tur key 1% Brazil6 3% Finland 4% Zimbabwe 5% South Africa 48% India 14% Kazakhstan 19% Chromitová ruda 15,5 Mt rudy JAR 48% Kazachstán 19% Indie 14%

16 Chromit (Fe,Mg)Cr2O4

17 Metalurgie (70-80%) ferochrom (FeCr, C elektrická pec) FeCr (+C), FeCr(-C), ferrochromsilicium (FeCrSi) z toho 80 % na nerezové slitiny klasická ocel (0.2-1 % Cr) uhlíková ocel ( % Cr) nerezová ocel (18 % Cr) Co-Cr, Ni-Cr, Ti-Cr úprava povrchu kovů technické (1.3 až 760 μm) a dekorativní ( až 2,5 μm; i plasty) odolnost proti otěru, malé tření, tvrdost, antikoroze, restaurování korodovaných povrchů Chemický průmysl (14%) dvojchroman sodný Na 2 Cr 2 O 7 Refraktorní použití (9%) mletý chromit + magnezit -> vyzdívky pecí

18 Světová produkce chromitové rudy důsledek rostoucího použití nerezových ocelí a slitin

19 Cr -dopadynažp Těžba: pouze podzemním způsobem velmi koncentrovaná (malý zábor plochy) pouze prach Zpracování konverze na ferrochrom v elektrických obloukových pecích výroba chemických sloučenin produkuje jako odpad H 2 SO 4 Cr 3+ - netoxický (metabolismus glukózy, cirkulace insulinu - přípravky na hubnutí ) pracovníci (těžba, úprava, zpracování) netrpí žádnými specifickými chorobami z povolání, které by prokazovaly toxicitu Cr 3+ Cr 6+ - karcinogenní (pouze v chemikáliích, ne v přírodních fázích), Erin Brockovich

20 Nikl

21 Nikl (Ni) Klark: 75 ppm min kovnatost: % Ni Pentladit Hydrosilikáty Ni Ni-limonit Nikelín Rammelsbergit Gersdorfit (Fe,Ni) 9 S 8 (garnierit, nepouit, schuchardit) (Fe,Ni)O(OH) NiAs NiAs2 NiAsS magmatická zvětrávací (Ni-laterity) komplexní Ni-Co-As rudy hydrotermálního původu (Jáchymov) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby magmatická sulfidická lož. 40% 60% zvětrávací (laterity) 60% 40% hydrotermální (žilná) -% -% Hlavní producenti: Rusko, Austrálie, Kanada, Nová Kaledonie Dostupnost současných světových zásob : ~ let

22

23 Russia 23% Greece 2% Botswana 2% South Africa 3% Brazil 3% Dominican Republic 3% Chinae 4% Australia 15% Cuba 5% Colombia 5% Canada 12% Indonesia 10% New Caledonia 8% Niklová ruda 1,4 Mt rudy/rok Rusko 23% Austrálie 15% Kanada 12% Indonézie 10%

24 Současné typy rud Typy ložisek Ni magmatické sulfidické rudy Ni-laterity (zvětrávací ložiska) (zásoby cca 50 Mt / 130 Mt Ni) Budoucí nové typy (dosud nevyužívané) Mn-konkrece a krusty (hlubokomořské sedimenty) příměs sulfidických rop až 2.5% S, až 80 g/t Ni, 300 g/t V, organické komplexy

25 Metalurgie (82%) zvyšuje pevnost za vyšších teplot a odolnost vůči korozi nerezové slitiny (60%) cca 300 Fe-slitin, obvykle 8-12% Ni zejména feronikl (FeNi, C elektrická pec) speciální slitiny a superslitiny (30%) speciální slitiny: nejběžnější slitiny: Typ 304 (18% Cr, 8% Ni), Typ 316 (18% Cr, 10% Ni, 2% Mo) - výroba turbín, nádrží pro kapalný dusík Duplex (větší odolnost vůči korozi, větší pevnost) až 6% Mo mincovní slitiny (2-8% Ni) obyčejné mince (Euro, dolar) slitiny s jinými kovy (Cu, Co, Al) (20%) magnetické slitiny (AlNi, aj.), termočlánkové bimetaly, invar pokovování (20%) elektrolytické i chemické

26 Chemický průmysl (13%) NiCO 3, NiCl 2, NiO, NiSO 4 NiMoO 4, Ni-V-Mo, - katalyzátory Akumulátory NiCd, NiMH největší roční nárůst elektrická hybridní vozidla

27 Použití nerezových slitin architektura (střechy) potravinářský průmysl (nádoby) slitiny s malou tepelnou roztažností (35% Ni Fe): nádrže na kapalný dusík, turbíny, reaktory, apod.

28 Vznik sulfidů během magmatického procesu likvace (nemísivost silikátového a sulfidického magmatu) sulfidické rudy Cu, Ni, Co (Fe) ± Pt (PGE) 0.X-2 % Ni, X-20 g/t Pt poměry jednotlivých kovů jsou variabilní na jednotlivých ložiscích Magmatická sulfidická ložiska

29 Klark: 30 ppm Erytrín Hydrosilikáty Co Co-limonit Linnéit Pyrhotin Skutterudit Saflorit Kobaltín Glaukodot Kobalt (Co) min kovnatost: % Co Co 3 (AsO 4 ) 2 * 8 H 2 O (asbolan, ) (Fe,Co)O(OH) Co 3 S 4 (Fe,Ni,Co) 1-x S x CoAs 3-2 CoAs2 CoAsS (Co,Fe)AsS zvětrávací (Ni-Co laterity) magmatické sulfid. komplexní Ni-Co-As rudy hydrotermálního původu (Jáchymov) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby magmatická sulfidická lož. 40% 60% zvětrávací (laterity) 60% 40% hydrotermální (žilná) -% -% Hlavní producenti: Rusko, Austrálie, Kanada, Nová Kaledonie Dostupnost současných světových zásob : ~ let

30 Platinové kovy PGE Klark: 1-10 ppb min kovnatost: ~2 g/t (ppm) Kovy a jejich slitiny Sulfidy, arsenidy, teluridy Intermetalické sloučeniny Příměs v běžných sulfidech (pevný roztok) Pt, Ir, Os-Ir, aj. Sperrylit PtAs2 Laurit (Ru,Ir,Os)S2 Froodit PdBi2 Pyrhotin Chalkopyrit Pyrit magmatická či hydrotermální lož. (druhotně rozsypy) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby magmatická sulfidická lož. 40% 60% magmatická nesulfidická lož. 60% 40% hydrotermální (žilná) -% -% Hlavní producenti: JAR, Rusko, Finsko Dostupnost současných světových zásob : ~ let

31 Mineralogie Pt rud oříšek pro metalurgy velmi nízké koncentrace v primárních rudách (X-30 g/t) komplexní mineralogie rud: vsoučasnosti je známo > 300 fází (kovy, slitiny, sulfidy, teluridy, arsenidy, ) velikost fází je běžně okolo 1 mikronu PGM tvoží často inkluze v jiných minerálech (úprava!)» ze % tvoří pevný roztok v sulfidech (pyrhotin, pentlandit, pyrit)» z % samostatné fáze finačně náročná technologie: zpracování velkého objemu suroviny mletí na vysokou jemnost náročné hydrometalurgické a pyrometalurgické zpracování vysoká cena finálního produktu

32 Světové zásoby PGE země Pt (t) Pd (t) Suma (t) JAR Rusko Finsko Zimbabwe USA Kanada Čína Kolumbie Celkem South Africa Russia JAR 56% Rusko 16% Finsko 12% Zimbabwe 9% USA 6% Finland USA ZIM

33 PGE roční těžba (2002) Platina Paládium JAR 72% Rusko 19% Rusko 43% JAR 37%

34 PGE světové zásoby - % dle zemí JAR 71% Rusko 13% Zimbabwe 11%

35 Autokatalyzátory snižují atmosférické znečištění Pt, Pd, Rh Šperkařství snubní prsteny, módní šperky Pt Zubařství slitiny pro spravování zubů Pt, Pd Elektronika pevné disky Pt vícevrstvé keramické kondenzátory Pd Chemický pr. katalyzátory chemických syntéz Pt, Pd, Rh... Ropařský pr. katalyzátory čištění benzínu Pt pokovování elektrod Ir, Ru Sklářství výroba skla Pt, Rh Medicína léky na rakovinu, implantáty Pt Senzory teploty a plynů Pt, Rh

36

37

38

39 PGE - klenotnictví individuální obliba (USA, Japonsko, Čína) díl produkce s mizivou recyklací pro zvýšení tvrdosti se přidává cca 10 % Pd (X % Ru)

40

41 Titan (Ti) Klark: 0.57 ppm min kovnatost: % Ti Rutil Ilmenit leukoxen Titanomagnetit TiO 2 FeTiO 3 ilmenit z něhož zvětráváním bylo uvolněno železo (Fe,Ti) 3 O 4 magmatická lož. rozsypy Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby magmatická lož. 70% 20% rozsypy (plážové, black sands) 30% 80% Hlavní producenti: Rusko, Japonsko, Čína Těžba v cca 12 zemích! Kvalitní bohaté rozsypy se blíží vyčerpání. Dostupnost současných světových zásob : ~ 10 let (80-90 let)

42 Ti - ložiska Současnost: plážové rozsypy (většinou fosilní) nízká koncentrace lož. magmatického typu v mafických horninách (anortosit, gabro) technicky náročnější, dražší těžba, ale vyšší koncentrace) Budoucnost: bitumenózní písky Tar sands (Alberta, CAN) vedlejší produkt

43 Ti použití a vlastnosti lehký (4,5 g/cm 3 ) pevnost i za vysokých teplot (t T : 1678 C) odolnost vůči korozi dobrá opracovatelnost netoxický (kostní implantáty) komerčně využíván od r nejprve jako minerál (ilmenit, rutil) později jako TiO 2 -prášek (bílý pigment) letectví (cca 30 % hmotnosti letadla), raketová technika

44 Ti rudy - zpracování rozklad reakcí s Cl na TiCl 4 při cca 800 C redukce na kovový Ti pomocí kovového Na či Mg v argonové atmosféře vzniklá titanová houba se přetavuje v elektrické peci přečišťování frakční krystalizací zpracování rudy a kovu je bezpečné vzhledem k životnímu prostředí (přítomnost U, Th minerálů v asociaci s Ti-min, může způsobit radioaktivitu rmutu z úpravy)

45 Klark: 135 ppm Karnotit Roscoellit Příměs v ropě (některé) Příměs: v magnetitu v titanomagnetitu Vanad (V) V-slída (až 33 % V v popelu) (až 3 % V 2 O 5 ) (až 4.5 % V 2 O 5 ) min kovnatost: 0.01 % V epigen. lož. v sedimentech sedimentární magmatická Typy ložisek: magmatická lož. zvrstvené intruze (Bushveld) rozsypy (magmatických ložisek) vedlejší produkt při zpracování U (U-V) rud, fosfátů, Fe-rud epigenetické rudy v sedimentech (U-V pískovce, Colorado Plateu, USA) Hlavní producenti: USA, Čína, Rusko, JAR (hl. světový exportér) Dostupnost současných světových zásob : ~ 120 let

46 V - ložiska Současnost: lož. magmatického typu v mafických horninách (anortosit, gabro) magnetit (až 5 % V) 21 magnetitových poloh v Bushveldském komplexu (JAR) podobně Kačkanar (Sibiř) nízko T - hydrotermální lož. oxidací V 3+ v horninách se mobilizuje vysoce rozpustný V 5+, později vysrážení na redukčních bariérách USA, Colorado Plateau, U-V pískovce rollového typu Budoucnost: vazba na organickou hmotu (uhlí, ropa, tars) Tar sands (Alberta, CAN) vedlejší produkt ( % V)

47 V použití a vlastnosti hustota 6.1 g/cm3 pevnost i za vysokých teplot (t T : 1900 C) příměs v ocelích (cca 0.01 až 1%) zvyšuje pevnost, tažnost, produkt - kov (85 %) netoxická (hydro-)metalurgie (je-li dobře provozována) spalováním fosilních paliv se do ovzduší dostává o 2- řády více V než z V-metalurgie (hutí)

48 V rudy vliv minerálního složení klark Cu < klark V => různý koncentrační faktor ale chalkopyrit a jiné Cu min jsou mnohem častější než V-min. vliv minerální vazby na četnost výskytu ložisek rud V 3+ je geochemicky podobný Fe 3+ isomorfní zastupování rozsáhlé V 5+ je vysoce mobilní/rozpustný mobilizace během zvětrávání a transport

49 Karbonatity magmatické hor. tvořené Ca-Na-Fe-Mg-karbonáty téměř vždy doprovázené alkalickými horninami (nefelit, urtit, ijolit, melteigit), někdy výskyt spolu s UB (pyroxenity, dunity) původ magmatu svrchní plášť 1. částečné tavení hornin sv. pláště s malým množstvím karbonátů 2. vzájemná nemísivost silikátové taveniny s malým množstvím karbonátů Zdroje surovin P apatit Fe-Ti magnetit, titanit, titanomagnetit REE bastnezit, parisit, monazit (Ce,La,Nd,Th)PO 4 Cu chalkopyrit (pouze - Palabora, JAR) U-Th Nb-Ta pyrochlor (Ca,Na) 2 Nb 2 O 6 (OH,F) Zr baddeleyit ZrO 2 ostatní: fluorit, baryt, stroncianit (SrCO 3 ), flogopit, kalcit

50 2.

51 Lithium (Li) Klark: 18 ppm min kovnatost: 0.5% LiO 2 ; 0.17 ppm v mořské vodě Li-karbonát Li-chlorid Spodumen (pyroxen) Petalit Amblygonit Lepidolit ( cinvaldit ) Li 2 CO 3 LiCl LiAlSi 2 O 6 LiAlSi 4 O 10 (Li,Na)Al(PO 4 )(F,OH) K(Li,Al) 3 (Si,Al) 4 O 10 (F,OH) 2 Typy ložisek: % svět těžby podzemní solanky (0.X-0.0X% Li) 30% pegmatity 70% Hlavní producenti: Austrálie, Chile Dostupnost současných světových zásob : ~ let solanky (poušť Atacama, Chile; podzemní solanky) pegmatity

52 Lithium (2004) 258 kt Li Austrálie 46% Chile 17% Kanada 9% Lithium chloride 2% China, carbonate 6% Lithium carbonate 2% United States, subsurface brine 1% Chile, carbonate from subsurface brine 17% Russia, minerals not specified7 1% Australia, spodumene 46% Brazil, concentrates 5% Zimbabwe, amblygonite, eucryptite, lepidolite, petalite, and spodumene 5% Portugal, lepidolite 6% Canada, spodumene 9%

53 SOUČASNÉ APLIKACE přísady do keramiky, skla (21%) přímé použití minerálních koncentrátů Li-baterie (19%) rostoucí trh mazadla (16%) teplotně stálá, letectví (LiOH H 2 O) farmacie (9%) vzduchotechnika (8%) absorbce vlhkosti (LiBr) výroba hliníku (5%) snižování teploty tání a viskozity ostatní (21%) MOŽNÉ BUDOUCÍ APLIKACE CO 2 -absorbce: speciální Lisloučenina schopná absorbovat až 10x více CO 2 než jiné látky, až do teplot 700 C hybridní elektrická vozidla baterie s dlouhodobou životností (až 12 let)

54 Rubidium, Cesium (Rb-Cs) Klark: Rb 78 ppm Cs 2.6 ppm Pollucit (skupina zeolitů) Lepidolit (slída) min kovnatost: % Rb % Cs 2 O (Cs,Na)[AlSi 2 O 6 ] nh 2 O (Cs + n=1) K(Li,Al) 3 (Si,Al) 4 O 10 (F,OH) 2 pegmatity Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby pegmatity?% 100 % vedlejší produkt zpracování lepidolitu, spodumenu, cinvalditu, solanek Hlavní producenti: Kanada, Zambie Cs: speciální výplachy o vysoké hustotě pro vrtání ropy a zemního plynu Rb-Cs: atomové hodiny (navigace, GPS, GMS) vláknová optika, přístroje na noční vidění, solární články DNA separace

55 Berylium (Be) Klark: 2 ppm min kovnatost: % Be Beryl (4 % Be) Bertrandit (1 % Be) Bertrandit (1 % Be) Al 2 Be 3 (Si 6 O 18 ) Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2 Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2 pegmatity metasomatity Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby Be-metasomatity?% % pegmatity?% % Hlavní producenti: USA Dostupnost současných světových zásob : ~? let lehký kov s vysokou teplotou tání letectví a kosmonautika legující přísada do speciálních ocelí (žárupevnost, antikorozní) slitiny Be-Cu vysoká tepelná a elektrická vodivost, tvrdost, pevnost BeO-keramika (elektrické izolační vlastnosti,odolnost vysokých teplot)

56 Mozambique 4% Zambia 0,20% Portugal 0,15% Madagascar 0,03% China 15% Beryllium (2005) 3440 t Be United States 81% USA 81% Čína 15%

57 Cín (Sn) Klark: 2.1 ppm min kovnatost: % Sn Kasiterit Stannin Teallit SnO 2 Cu 2 FeSnS 4 PbSnS 2 hydrotermální Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby rozsypy?% 70 % hydrotermální?% 25 % subvulkanická žilná a greisenová vulkanosedimentární skarny Hlavní producenti: Čína, Indonésie Dostupnost současných světových zásob : ~ let

58 Brazil 5% Bolivia 6% Vietname 2% Malaysia 1% Cín (2004) 262 kt Sn Čína 42% Indonézie 25% Peru 16% China 42% Peru 16% Indonesia 25%

59 Sn použití a vlastnosti antikorozní účinky kontakty vodičů v elektrotechnice potravinářství staniol, pocínování plechů konzervárenství slitiny bronz (+Cu) liteřina (+Pb a Sb) cínové kompozice (+ Cu, Sb, Pb) chemický průmysl stabilizace PVC (organické Sn látky)

60 Wolfram (W) Klark: 1.2 ppm min kovnatost: 0.2 % W Wolframit Scheelit (Mn, Fe)WO 4 CaWO 4 hydrotermální Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby hydrotermální?% 99 % skarny žilná a greisenová (plutonická) Hlavní producenti: Čína Dostupnost současných světových zásob : ~ 70 let vysoká tvrdost, pevnost, vysoký bod tání (3345 C) W-oceli a ferowolfram W-karbidy vlákna do žárovek

61 Portugal 1% Austria 2% Korea, North 1% Bolivia 1% Ostatní 1% Russia 4% Wolfram (2004) 74 kt W Čína 91% Rusko 4% China 90%

62 Měď (Cu) Klark: 70 ppm min kovnatost: % Cu Ryzí měď Chalkopyrit Tetraedrit Bornit Covellín Chalkozín Enargit Tenantit Malachit Azurit CuFeS 2 Cu 12 Sb 4 S 13 Cu 3 FeS 4 CuS Cu 2 S Cu 3 AsS 4 Cu 3 AsS 3.25 Cu 2 (CO 3 )(OH) 2 Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby porfyrová lož.?% 70% Cu v sedimentech?% 15% vulkanosedimentární?% 15% Hlavní producenti: Chile, USA Dostupnost současných světových zásob: ~ 40 let Cu hydrotermální ložiska hydrotermální ložiska (příp. supergenní) zvětrávání/supergenní

63 Zambia: 3% Kazakhstane 3% Poland 4% Canada 4% China 4% Russiae 5% Argentina 1% Mexico: 3% Indonesia6 Australia: 6% 6% Mongolia 1% Ostatní 6% Peru: 7% Měď (2004) 14.6 Mt Sn Chile 37% USA 8% Peru 7% Chile:5 37% United States:6 8%

64 Cu pužití a vlastnosti vysoká tepelná a elektrická vodivost kujnost a slévatelnost pyrometalurgie (oxidační pražení, kamínek, konvertory) hydrometalurgie (loužení s H 2 SO 4, NH 4 OH, bakteriemi a následná elektrolýza) 98% jako kov: elektrické vodiče, plechy, trubky a jiné konstrukční prvky slitiny: Cu-Zn mosaz Sn-Al bronz Be, Ni, Mn, biomedicínské aplikace fungicidy (CuSO 4 ) zdroj RTG záření (tomografie, atd.)

65 Molybden (Mo) Klark: 1.2 ppm Molybdenit Wulfenit MoS 2 PbMoO 4 min kovnatost: 0.1 % Mo nebo vedlejší produkt hydrotermální Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby porfyrová Mo 40% 30% porfyrová Cu-Mo 60% 60% ostatní hydrotermální -% X% Hlavní producenti: USA, Chile, Čína Dostupnost současných světových zásob: ~ 70 let

66 Mexico 3% Canada 4% Armenia 2% Russiae 2% Mongolia 1% Irane 1% Molybden (2004) 141 kt Mo USA 30% Chile 29% Čína 21% Peru 7% United States 30% Chinae 21% Chile 29%

67 Mo použití a vlastnosti vysoký bod tání (t T : 2623 C) Metalurgie přísada do oceli (zvyšuje pevnost, žáruvzdornost a kyselinotvornost) těžce tavitelné speciální slitiny (+W, V, Cr, Co) elektrotechnika ostatní teplotně odolná maziva (MoS 2 ) zemědělství Mo prášek jako hnojivo barvení plastů a keramiky oranžový wulfenit

68 3.

69 Olovo (Pb) Klark: 13 ppm Galenit Cerusit Anglesit PbS PbCO 3 PbSO 4 min kovnatost: cca 3 % Pb hydrotermální zvětrávací (oxidace galenitu) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby Mississippi Valley?% 20% vulkanosedimentární (VHMS, SEDEX) 50% hydrotermální (žilná)?% 10% Hlavní producenti: Čína, Austrálie, USA, Peru Dostupnost současných světových zásob : ~ 20 let Použití: akumulátory, ochranný plášť elektrických a telekomunikačních kabelů, protiradiační ochrana (kontejnery, pláště), sklářství, glazury (PbO), pigmenty

70 Irelande 2% Canada 2% Poland 1% Sweden 2% Mexico 4% Russiae 1% Romania 1% Ostatní 4% Chinae 31% Peru 10% Australia 21% United States 14% Olovo (2004) 3110 kt Pb Čína 31% Austrálie 21% USA 21%

71 Zinek (Zn) Klark: 76 ppm Sfalerit Smithsonit Hemimorfit Zinkit Franklinit Willemit ZnS ZnCO 3 Zn 4 (OH) 2 Si 2 O 7 * H 2 O ZnO ZnFe 2 O 4 Zn 2 SiO 4 min kovnatost: cca 3-5 % Zn hydrotermální zvětrávací Hydrotermální (nízkoteplotní) skarny Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby vulkanosedimentární (VHMS, SEDEX) 70% Mississippi Valley?% 20% hydrotermální (žilná, metasomatická) 15% Hlavní producenti: Čína, Austrálie, Peru, Kanada, USA Dostupnost současných světových zásob : ~ 20 let Použití: pozinkování (60 %), slitiny (mosaz), pigmenty (ZnO běloba), Zn-prach (redukční činidlo), elektrotechnika

72 Sweden 2% Poland 2% Russia 2% Kazakhstan 4% Namibia 2% Indiae 4% Bolivia 2% Ireland 5% Mexico 5% Brazil 2% United States 8% Zinek (2004) 9600 kt Zn Ostatní 5% Irane 1% Canada 8% Peru 13% Čína 24% Austrálie 14% Peru 13% China 24% Australia 14%

73 Příbram Pb-Zn-Ag

74 Kutná Hora Pb-Zn-Ag

75 Zlato (Au) Klark: 4 ppb Ryzí zlato, stříbro Slitina Au-Ag Teluridy Intermetalické sloučeniny Au, Ag (Elektrum) Au 2 Bi Calaverit AuTe 2 Sylvanit AuTe 4 Petzit Ag 3 AuTe 2 Maldonit AuBi 2 min kovnatost: 2-4 ppm Au hydrotermální lož. (event. rozsypy) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby epitermální lož (Au) 40% 20% mesotermální (Au) 60% 60% kvartérní rozsypy (Au) -% -% paleorozsypy (Au) -% 15% Hlavní producenti: JAR, Austrálie, USA, Čína Dostupnost současných světových zásob : ~ 20 let

76 Au použití a vlastnosti Šperky a pozlacování: slitiny s Ag, Cu, Zn, Pa, Ni Mikroelektronika: spoje v mikroprocesorech (vlivem dobré vodivosti a odolnosti Sklářství: barvení nebo pozlacování skla Zubní lékařství: dentální slitiny Bankovnictví a finanční spekulace

77 Zimbabwe Kyrgyzstane 1% 1% Kazakhstan 1% Philippines 1% Chile 2% Brazil 2% Tanzania 2% Ghana 2% Papua New Guinea 3% Indonesia 4% Uzbekistane 4% Mongolia 1% Zlato (2004) kt Au Canada 5% Russia 7% Ostatní 8% Peru11 7% South Africa 14% Chinae 9% JAR 14% Austrálie 11% USA 11% Čína 9% Australia 11% United States 11%

78 Středočeská metalogenetická zóna

79 Produkce zlata v Čechách panning mining

80 Klark: 80 ppb Ryzí stříbro Elektrum Argentit (akantit) Freibergit Proustit Pyrargyrit Chlorargyrit Stříbro (Ag) Ag (Elektrum) Ag 2 S Ag-tetraedrit Ag 3 AsS 3 Ag 3 SbS 3 AgCl min kovnatost: 300 ppm Ag epitermální lož. (Au-Ag) hydrotermální žilná (Příbram: Ag-Pb-Zn; Jáchymov Co-Ni-As) vedlejší produkt zpracování různých typů Pb-Zn-(Cu) rud Hlavní producenti: centrální Amerika, Čína Dostupnost současných světových zásob : ~ 20 let hydrotermální lož. zvětrávání Au-Ag Prvek: záznamová média (CD, DVD); kvalitní zrcadla; katalyzátor ox. reakcí Slitiny: šperkařství; dentální slitiny; pájky v elektrotechnice

81 Sweden 1% Kazakhstan 4% USA 6% Indonesia 1% Ostatní 7% Peru 17% Stříbro (2004) 19.7 kt Ag Peru 17% Mexiko 15% Čína 12% Austrálie 11% Poland 6% Mexico 15% Russiae 6% Canada 7% Chinae 12% Chile 7% Australia 11%

82 Antimon (Sb) Klark: 0.2 ppm min kovnatost: 1-3% Sb Ryzí Sb Sb Antimonit stibnit Sb-okry (oxidy) Sb 2 S 3 Valentinit, seramontit, kermezit hydrotermální (žilná) hydrotermální (epitermální) epigenetická stratiformní ložiska v sedimentech (Sikuang- Shan) Hlavní producenti: Čína Dostupnost současných světových zásob : ~? let hydrotermální slitiny (např. nové typy akumulátorů, výroba pájek, liteřina) elektronika: polovodiče typu N (diody, tranzistory), optické disky

83 Antimon (2004) 113 kt Sb Bolívie 3% Tadžikistán 2% Austrálie 2% Čína 88% JAR 5% JAR 5% Čína 88%

84 Arzen (As) Klark: 1.8 ppm min kovnatost: vedlejší produkt Ryzí As Realgar Auripigment Arzenopyrit Enargit Tenantit As As 4 S 4 As 2 S 3 FeAsS Cu 3 AsS 4 Cu 3 AsS 3.25 hydrotermální hydrotermální (skarny, sulfidická lož., epitermální lož. Au) Hlavní producenti: Čína (~60%), Chile (~20%) Dostupnost současných světových zásob : ~15 let polovodiče v elektronice: GaAs (solární články) ; procesory a tranzistory (superčistý Si s As) dříve pesticidy pro impregnaci dřeva a podobné chemikálie farmacie

85 Vývoj používání As-chemikálií (USA)

86 Bizmut (Bi) Klark: 8 ppb Ryzí Bi min kovnatost: vedlejší produkt Bi Bismutin Teluridy, sulfosole Bi 2 S 3 hydrotermální hydrotermální různých typů Hlavní producenti: Čína, Mexiko, Peru, Bolívie legovací prvek ve slitinách (snižuje tvrdost a zvyšuje kujnost) díky nízké toxicitě často nahrazuje olovo (instalatérské materiály, střelivo)

87 Rtuť (Hg) Klark: 0.2 ppm min kovnatost: 0.1 % Ryzí Hg Cinabarit (rumělka) Metacinabarit Schwazit Hg HgS hydrotermální monometalické či polymetalické rudy (Hg+Sb, Hg+As, Hg+Au) polymetalické rudy se schwazitem dentální amalgámy fyzikální přístroje (teploměry (zákaz výroby v EU) a tlakoměry) polarografie (Heyrovský: Nobelova cena 1959) vakcíny

88 4.

89 Železo (Fe) Klark: 6.2 % min kovnatost: % Fe Magnetit Hematit Goethit Siderit Ankerit Chamosit Thuringit (Chlority) Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 FeOOH FeCO 3 (Ca,Fe)CO 3 silikáty sedimentární (magmatická, metamorfovaná) Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby sedimentární (BIQ) ~90% ~90% magmatická, skarny Hlavní producenti: Brazílie, Austrálie, Čína, Rusko Dostupnost současných světových zásob : ~ 120 let

90 Venezuela Sweden 2% Canada 2% 2% South Africa 3% United States 5% Ukraine 5% Russia 8% Železo (2004) 739 Mt Fe Kazakhstan 2% Ostatní 5% Brazílie 23% Austrálie 19% Čína 14% Indie 10% Brazil 23% Australia 19% India 10% China 14%

91 Modely ložisek Fe

92 Mangan (Mn) Klark: 0.1 % Psilomelan wad Pyroluzit Manganit Rodochrozit Rhodonit Braunit Hausmanit Chamosit Thuringit (Chlority) - MnO 2 MnOOH MnO 2 * nh 2 O MnCO 3 (Mn 2+,Fe 2+,Mg,Ca)SiO 3 Mn 2+ Mn 3+ 6 SiO 12 Mn 2+ Mn 3+ 2 O 4 silikáty min kovnatost: % Mn sedimentární (magmatická, metamorfovaná) sedimentární lož. zvětrávací (reziduální) Hlavní producenti: JAR, Australie, Brazílie Dostupnost současných světových zásob : ~ 40 let feromangan (pevnost, tvrdost, opracovatelnost slitin a ocelí)

93 Kazakhstan, crude ore: 6% Ghana: 6% Other: 2% Mexico 1% JAR 19% Austrálie 14% Brazílie 14% South Africa 19% India 7% Ukraine 9% Australia 14% China 10% Gabon 12% Brazil 14%

94 Hliník (Al) Klark: 8.4 % min kovnatost: cca 30 % Al 2 O 3 BAUXIT Kryolit Nefelín AlO(OH) (diaspor, boehmit) Al(OH) 3 gibbsit (hydrargyrit) Na 3 AlF 6 KNa 3 (AlSiO 4 ) 3 zvětrávací (laterity) magmatická Typy ložisek: % svět zásob % svět těžby zvětrávací (laterity) 100% 100% Hlavní producenti: Austrálie, Brazílie, Dostupnost současných světových zásob : ~ 200 let

95 Venezuela 3% Russia 4% India 7% Bauxit (2004) 159 Mt bauxitu Ostatní 11% Austrálie 36% Brazílie 12% Guinea 10% Australia 36% Jamaica 8% China 9% Guinea 10% Brazil 12%