Марганцеві руди — мінеральні утворення з вмістом манґану в таких кількостях, при яких його доцільно вилучати за сучасного рівня розвитку техніки. Марганцеві руди почали використовувати наприкінці XVIII ст. для виготовлення фарб і медичних препаратів. У природі відомо близько 160 мінералів, що вміщують манґан. Основні з них (вміст манґану до 72 %) — псиломелан (45–60 %), брауніт (69 %), піролюзит (63,2 %), манґаніт (62,5 %), родохрозит (47,8 %), гаусманіт (72 %), манґанокальцит (7–25 %), родоніт (32–41 %), вернадит (44–52 %), олігоніт (23–32 %).

Класифікація

Розрізняють оксидні, карбонатні та оксидно-карбонатні манганові руди.

Основні промислові руди — оксидні, представлені піролюзитом, псиломеланом, криптомеланом, манґанітом, гаусманітом, браунітом, голандитом, коронадитом, біксбіїтом, нсутитом, бернеситом, тодорокітом та інш. мінералами.

Підлегле значення мають карбонатні руди, які містять кальцієвий родохрозит, манґанокальцит, кутнагорит та інші. Силікатні, переважно кварц-родоніт-бустамітові і спесартинові руди, як правило, містять підвищену кількість кремнезему, механічно важко збагачувані, і тому використання їх ускладнене. Більше значення мають їх окиснені різновиди.

Родовища манганових руд за генезисом поділяють на осадові, вулканогенні, метаморфізовані та родовища кори вивітрювання. Осадові родовища поділяють на власне осадові і вулканогенно-осадові.

Історія Марганцеві руди почали застосовувати в кінці 18 ст. для виготовлення фарб і медичних препаратів.

Промислове використання марганцю для легування сталі розпочалося у 19 ст., що обумовило початок промислового видобування і переробки марганцевих руд. У 1856 році британський виробник сталі Роберт Форестер Мюшет ( 1811-1891), використав марганець, щоб покращити здатність сталі, виробленої методом Бессемера. Міцна зносостійка сталь, що містить приблизно 12 відсотків марганцю, була розроблена в Шеффілді, Англія, Робертом Ебботтом Гедфілдом (1858-1940) у 1882 році. Феромарганець вперше був комерційно виплавлений у доменній печі в 1875 році; виробництво електричних печей почалося в 1890 році. Чистий марганець став комерційно доступний з 1941 року після застосування електролізу, проведеної в 1930-х роках під керівництвом С.М. Шелтона в Гірничому бюро США.

У липні 1883 геолог, гірничий інженер В. Домгер (1851–1885; тепер Росія) склав геологічну карту регіону, який охоплював південь України (13 000 кв. верст у Верхньодніпровському і Катеринославському повітах Катеринославської губернії, а також Херсонському і Олександрійському повітах Херсонської губернії та по лінії Катерининської залізниці). У процесі системних геологорозвідувальних робіт Домгер виявив у оголеннях берегів р. Солоної (притока р. Базавлук) виходи марганцевої руди на поверхню. Було проведено дослідження рудного пласта протяжністю 7 верст і виконано хімічні аналізи проб руди, які довели наявність промислового родовища марганцю. Повідомлення про це Домгер опублікував 1884 у виданні «Вісті Геологічного комітету», що засвідчило його пріоритет у відкритті родовища. У липні 1885 була закладена перша штольня «Надія», що показала наявність великих запасів високоякісної марганцевої руди. У грудні 1885 запрацював перший рудник «Покровські марганцеві копальні» (тепер Дніпропетровська область). Виробництво було значно розширено в 1950-х роках, коли відкритий видобуток карбонатних руд розпочався в Орджонікідзе (нині Покров), на північний захід від Нікополя.

Поширення і запаси

Типові представники власне осадових родовищ — нижньоолігоценові родовища України (Нікопольське, Великотокмацьке та ін.), Грузії (Чіатурське). Масштаби рудоносності цих родовищ великі — близько 50–75 % від запасів марганцевих руд всіх континентів. Прикладом вулканогенно-осадових родовищ можуть бути стратифіковані родовища залізних і марганцевих руд в морській кременисто-карбонатній товщі фаменської доби Атасуйського району Центрального Казахстану, Південної Африки (Калахарі, запаси 7,5 млрд т з вмістом Mn понад 30 %). Серед вулканогенних родов. виділяють гідротермальні і контактово-метасоматичні. Характерні представники метаморфізованих родовищ — родовища Індії, представлені метаморфізованими докембрійськими осадовими утвореннями. Серед родовищ кори вивітрювання виділяють залишкові накопичення і продукти їх локального перевідкладення (типу латеритів, глибокого вилуговування) та інфільтраційні утворення. Розподіл родовищ дуже нерівномірний. Велика частина світових промислових запасів манґанових руд припадає на Україну (42,2 %), ПАР (19,9 %), Казахстан (7,3 %), Габон (4,7 %), Австралію (3,5 %), Китай (2,8 %) і Росію (2,7 %). Значна кількість манґану виготовляється в Бразилії та Індії. Головні родовища марганцевих руд знаходяться в Україні (Нікопольське, Великотокмацьке), ПАР — в Капській провінції і в провінції Трансвааль, в Грузії (Чіатурське), в Центр. Казахстані. Інші родовища марганцевих руд відомі в Австралії, Габоні, Бразилії, Індії, Ґані.

Родовища вивітрювання утворені по манґанвмісних метаморфізованих силікатних і карбонатних породах. Поширені вони головним чином в Індії і Бразилії, а також в Канаді, Венесуелі, Габоні, ПАР і Австралії. Вміст Mn в них 30–50 %. Великі метаморфогенні родовища є в Індії і Бразилії, де вміст Mn 10–20 %, а також в ПАР (Калахарі), де сумарна продуктивна потужність пластів становить 20–50 м при вмісті Mn в руді 38–48 %.

Геологічна служба США у 2021 році повідомила, що Південно-Африканська Республіка, Бразилія, Австралія, Габон, Індія та Китай зробили переоцінку своїх запасів і значно збільшили їх. Крім того, в світі продовжують виявляти великі родовищр марганцевої руди. Так, у 2020 році в Нью-Брансвіку, Канада, було виявлено велике родовище, оцінене в 194 мільйони тонн руди.

Оцінка загальних світових запасів марганцевих руд Геологічною службою США у 2021 році такі (млн. т): Австралія (270), Бразилія (270), Китай (54), Габон (61), Гана (13), Індія (34), Казахстан (у перерахунку на концентрат – 5), ПАР (640), Україна (у перерахунку на концентрат – 140), загалом світ – 1500. Частка України в загальних запасах була оцінена як ≈10 % від світових.

Видобуток і переробка руд Видобуток марганцевих руд здійснюється в основному відкритим способом з використанням високопродуктивних екскаваторів. Збагачення марганцевих руд здійснюють гравітаційними, гравітаційно-магнітними методами і флотацією. Отримані концентрати марганцевих руд розрізнюють за сортами в залежності від вмісту Mn — вищі сорти містять 45–49 %. Загальний світовий видобуток марганцевих руд в кінці ХХ — на початку ХХІ ст. 20–25 млн т на рік. Загальні світові запаси марганцевих руд — 15 млрд т (1998). У перспективі є намір добувати залізо-марганцеві конкреції з дна Тихого, Індійського та Атлантичного океанів.

Видобуток марганцевих руд Геологічною службою США у 2021 році оцінюється в таких обсягах (млн. т): Австралія (3,3), Бразилія (0,4), М᾽янма (0,25), Китай (1,3), Кот-д᾽Івуар (0,5), Габон (3,6), Грузія (0,19), Гана (0,64), Індія (0,6), Казахстан (у перерахунку на концентрат — 0,16), Малайзія (0,36), Мексика (0,2), ПАР (7,4), Україна (у перерахунку на концентрат — 0,67), В᾽єтнам (0,12), інші країни (0,26), загалом світ — 20.

Для того щоб марганцеві руди відповідали вимогам металургійної промисловості, вони піддаються збагаченню. Комбіновані схеми збагачення дозволяють комплексно і ефективно використовувати марганцеві руди в металургійній промисловості. Для оксидних марганцевих руд застосовують гравітаційне, гравітаційно-магнітне збагачення митої руди і флотацію шламів промивки. Відповідно до прийнятої технології здійснюються такі операції: дроблення вихідної руди до 16–50 мм, грохочення, промивка, дроблення митої руди до 16–25 мм, грохочення дробленої руди на вузькі класи з наступним збагаченням класів крупніше 3 мм відсадкою або за магнітно-гравітаційною схемою.

Збагачення карбонатних марганцевих руд відбувається за такою схемою: крупний клас (15–3 мм) митої руди піддається збагаченню у важкосередовищних гідроциклонах. Промпродукти подрібнюються, класифікуються по розміру зерен (до 0,16 мм) і направляються на електромагнітну сепарацію, магнітна фракція якої перечищається відсадкою. Шлами (клас 0–0,16 мм) збагачуються за схемами селективної флотації.

Фосфор є найбільш шкідливою домішкою в марганцевих рудах, він має тісний фізико-хімічний зв'язок з мінералами марганцю і практично повністю переходить у товарні концентрати, які призначені для феросплавного виробництва. Сталь, отримана при добавці феросплавів з підвищеним вмістом фосфору, стає дуже крихкою при низьких температурах. При підвищеному вмісті фосфору марганцеві руди усереднюються, при цьому не допускають змішування різновидів, що містять фосфор у вигляді вільних фосфатів з сировиною, в якій фосфор асоційований з рудними мінералами (карбонатами і залізними мінералами).

Марганцеві руди в Україні

Див. Історія відкриття і освоєння українських марганцевих руд

Загальні запаси марганцевих руд в Україні становлять 2,5 млрд т (42,3 % світових). За якісним складом марганцеві руди України поділяються на оксидні, карбонатні та змішані. Найбагатші — оксидні руди (вміст Mn 37–45 %), але запаси їх обмежені (20 % від загальної кількості). Найбільші запаси мають карбонатні руди, але вони гірше збагачуються та мають вміст Mn 29–31 %. Головні рудні мінерали (вміст Mn 72–73 %) — псиломелан, брауніт, піролюзит, манганіт, родохрозит. Найбільше в Україні — Нікопольське манганове родовище (початок розробки з 1886 р.), яке вміщає головним чином оксидні, а також змішані і карбонатні руди. Великотокмацьке родовище в кінці ХХ ст. законсервоване.

Див. також Манган Ресурси і запаси мангану Технологія збагачення марганцевих руд

Література

U.S. Geological Survey, 2022, Mineral commodity summaries 2022: U.S. Geological Survey, 200 p., https://doi.org/10.3133/mcs2022.

Посилання Марганцеві руди