ЭКОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

"ЭКОМОНИТОРИНГ"

СРЕДНЕУРАЛЬСКАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ

620014 г.Екатеринбург ул.Вайнера, 55 (Уралнедра), каб. 513

тел. 257-20-06, 219-39-08 факс 257-20-06

Главная страница

Наши заказчики

Вопрос / Ответ

Справочник

Полезные ссылки

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ УРАЛА И ИХ ЗАМЕНИТЕЛИ

1. Состояние полевошпатовой сырьевой базы Российской Федерации

Полевые шпаты составляют большую группу алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных оксидов, главным образом оксидов калия, натрия и кальция. Основными видами полевых шпатов являются ортоклаз, микроклин, альбит и анортит.

В чистом виде, отвечающем теоретическому составу, полевые шпаты в природе встречаются крайне редко. Благодаря способности к образованию твердых растворов природные полевые шпаты обычно имеют переменный состав, в зависимости от которого подразделяются на калиево-натриевые полевые шпаты, включающие ортоклаз, микроклин, альбит; кальциево-натриевые шпаты, или плагиоклазы, образованные альбитом и анортитом в различных соотношениях.

Для производства тонкокерамических изделий обычно применяют полевые шпаты, занимающие промежуточное положение между калиевыми и натриевыми. При этом желательно преимущественное содержание калиевого шпата, образующего при расплаве густоплавкое стекло, обладающее большой вязкостью.

В соответствии с требованиями промышленности месторождения полевошпатового сырья, с точки зрения возможности получения концентратов для определенных областей использования, подразделяются на:

- высококалиевое для электротехнической, абразивной отраслей промышленности, производства сварочных электродов, оконного и технического стекла;

- калиевое для фарфоро-фаянсовой, частично электротехнической отраслей промышленности;

- кали-натриевое для промышленности строительной керамики;

- натровое для стекольной промышленности и производства эмалей.

Полевошпатовая промышленность Российской Федерации представлена специализированными предприятиями (Чупинское, Енское, Приладожское, Мамско-Чуйское - рудоуправление и «Мамслюда», Кондаположский пегматитовый завод, ОАО «Сибирский фарфор») и неспециализированными предприятиями, выпускающими полевошпатовое сырье из хвостов основного горнорудного производства (Вишневогорский ГОК, Малышевское рудоуправление и Забайкальский ГОК).

Полевошпатовое сырье добывают также на многочисленных предприятиях местного значения, к которым относятся карьеры по добыче полевошпато-кварцевых песков, пегматита.

Специализированные предприятия, за исключением Чупинской фабрики, разрабатывают месторождения гранитных пегматитов, получая в результате ручной сортировки чистые разновидности керамического сырья (пегматит, иногда полевой шпат и кварц).

Однако современное состояние полевошпатовой промышленности не соответствует ее значению. Добыча полевошпатового сырья для тонкой керамики, электротехнической и абразивной отраслей промышленности производится на нескольких месторождениях керамических пегматитов. Разработка месторождений обычно производится мелкими карьерами, пегматит сортируют вручную, причем более 50% полезного ископаемого (пегматита) направляют в отвалы. Такой порядок эксплуатации месторождений керамических пегматитов приводит к нерациональному использованию запасов наиболее качественного сырья, а многие месторождения вообще не могут отрабатываться из-за невозможности выделить чистые разновидности путем ручной сортировки. Пригодность пегматита для использования определяется визуально по наличию вредных примесей (слюды, магнетита, турмалина и др.) на внешних поверхностях кусков пегматита (полевого шпата, кварца) размером 200-20 мм. Этот кусковой материал поступает к потребителю, где производится вторичная сортировка материала и отбраковывается еще около 25% сырья. Предприятия электротехнической, фарфоро-фаянсовой и абразивной отраслей промышленности и частично заводы строительной керамики, получая кусковое сырье, вынуждены занимать производственные площади под размещение дробильно-измельчительного оборудования. Это оборудование обычно приводит к намолу аппаратного железа, работает периодически и имеет низкий коэффициент использования.

Наиболее ценным сырьем являются чистые калиевые полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), предельное содержание К2О в которых может достигать 16,9% при полном отсутствии свободного кварца и примесей. Добываемые в настоящее время пегматиты содержат часто повышенное количество оксидов железа и не могут быть использованы без предварительного обогащения.

Поскольку разведанные месторождения чистых калиевых полевых шпатов крайне редки и к тому же практически выработаны, в промышленности используют природные изоморфные смеси калиевого и натриевого полевых шпатов, а также пегматиты, представляющие собой горную породу, в которую кроме полевых шпатов входит значительное количество свободного кварца и примесей. Ограниченность запасов полевошпатового сырья привела к необходимости использования его заменителей, которые относятся к различным видам горных пород, а также искусственно полученных флюсов. За рубежом на их долю приходится более 60% общей добычи щелочесодержащих материалов. При этом широкое применение получили эффузивные метаморфизованные породы типа липаритов, риолитов, дацитов и другие специфические виды флюсующих материалов, например, волластонита. К комплексному керамическому сырью относятся так называемые фарфоровые камни (Корноуэльский в Англии, предствляющий собой сильно каолинизированный гранит, Каролинский в США, «Тосеки» и «Розеки» в Японии - разложенные граниты и липариты, аплиты и порфиры в Германии).

Все это заставило обратить внимание на широко распространенные месторождения гранитов и горных пород, содержащих полевые шпаты (аляскитов, миаскитов, аплитов, нефелин-сиенитов). Они характеризуются обычно более мелкозернистым строением по сравнению с пегматитом, несколько повышенным содержанием полевого шпата; в нефелиновых сиенитах весь кварц заменен нефелином (Na[AlSiO4]), в аляските слюда присутствует в незначительных количествах.

В РФ и странах СНГ граниты и сиениты не нашли широкого применения как стекольно-керамическое сырье, хотя в ряде ранее проведенных исследований по изучению обогатимости этих пород (Украина, Карелия, Урал, Закавказье) было показано, что путем электромагнитной сепарации измельченного материала можно получить кондиционное сырье для стекольной промышленности, а также концентраты, удовлетворяющие требованиям к полевому шпату и пегматиту для тонкой керамики.

Наша страна обладает огромными ресурсами таких заменителей самого разнообразного состава: микроклиновые или так называемые лейкократовые (светлоокрашенные) плагиомикроклиновые граниты, нефелиновые сиениты, лестивариты, содержащие до 85% полевых шпатов, плагиоклазы (97% плагиоклаза), уртиты с содержанием нефелина 95-97% и др. Преимущества этих минералов магматического происхождения и массивного сложения перед жильными пегматитами очевидны: они сохраняют по условиям своего образования более или менее стабильный состав не только по поверхности массива, но и на значительной его глубине и содержат огромные запасы полевых шпатов и их аналога - нефелина. Это дает возможность организовать на их основе крупные горнодобывающие и обогатительные предприятия с высокой механизацией труда.

В РФ полевошпатовое сырье получают в основном с месторождений гранитных пегматитов. Существенный недостаток таких месторождений - неоднородность состава по простиранию и на глубину, малые размеры самих рудных тел. Запасы полевошпатовых материалов в пегматитовых жилах редко превышает сотни тысяч тонн. Основные месторождения сосредоточены в Карелии, на Кольском полуострове и в Украине. На имеющихся месторождениях, часто удаленных на тысячи километров от центров потребления, объем добычи пегматита незначителен. Балансовые запасы полевошпатового сырья по промышленным категориям разведаны по пяти разновидностям горных пород - гранитным пегматитам, гранитам, альбититам, каолинсодержащим пескам и гидротермально измененным фельзит-порфирам. Учтенные балансовые запасы сырья размещены на территории РФ неравномерно. Основная часть запасов разведана на Северо - Западе (77,8%), на Урале (13,4%), Дальнем Востоке (8,8%).

Выявленные запасы полевошпатового сырья достаточно велики и составляют 170,7 млн. тонн, из них пегматита - 120,3 млн. тонн, полевого шпата - 0,4 млн. тонн, гранита - 50,0 млн. тонн. Несмотря на это, растущая потребность промышленности в полевошпатовых материалах, превысившая 1,2 млн. тонн в год, не удовлетворяется. Наибольшие трудности испытывают фарфоро-фаянсовая, электроизоляторная и абразивная отрасли промышленности, потребляющие высококалиевое сырье. Причины этого заключаются в следующем.

Большая часть выявленных запасов представлена плагиоклазовым или микроклино-плагиоклазовым сырьем, требующим обогащения и пригодным только для производства стекла и строительной керамики. Разведанные и утвержденные запасы высококачественного полевошпатового сырья - калиевого полевого шпата - крайне незначительны. Такое положение с полевошпатовым сырьем ставит ряд задач:

- изучение и обобщение материалов по минерально-сырьевой базе полевошпатовой промышленности РФ;

- определение требований промышленности к качеству руд различных геолого-промышленных типов месторождений полевошпатового сырья;

- создание высокорентабельного производства высококачественного полевошпатового сырья в России.

2. Классификация и технические требования промышленности к качеству полевошпатового сырья

Полевые шпаты объединяют обширную группу чрезвычайно широко распространенных минералов, по химическому составу представляющих собой алюмосиликаты калия, натрия, кальция, бария. В малых количествах в них присутствуют рубидий, цезий, стронций, бор, галлий, таллий.

Минералы группы полевых шпатов - наиболее распространенные составные части земной коры. Полевые шпаты занимают по массе 50% ее состава, в горных породах они почти всегда являются спутниками. Приблизительно около 60% полевых шпатов заключено в магматических горных породах, около 30% приходится на долю метаморфических пород и 10% - на долю осадочных пород.

Сложная природа полевошпатового сырья обусловила их видовое разнообразие и, как следствие этого, многообразие принципов и схем классификации полевых шпатов по химическим, физическим и структурным свойствам. Это свидетельствует как о сложности проблемы, так и о недостаточной ее изученности.

Классификация полевых шпатов по генетическим признакам основана на разделении месторождений на эндогенные и экзогенные. К первым относятся кислые, основные и щелочные горные породы магматического происхождения; ко вторым - первичные каолины, полевошпатовые пески и песчаники. Кроме того, выделяют группы метасоматического генезиса, образовавшиеся в условиях приконтактового выщелачивания или автометасоматоза на больших и средних глубинах. В процессе приконтактового выщелачивания из породы выносятся некоторые оксиды щелочноземельных и красящих элементов.

Минералы полевошпатовой группы по характерным для каждого из них типам структуры разделяют на моноклинные с незначительным отличием разностей по морфологическим признакам. Все полевые шпаты имеют сравнительно низкие показатели преломления, большую твердость (6-6,5), совершенную спайность по двум направлениям, пересекающимся под углом, близким к 900, небольшую плотность (2,5-2,7 г/см3).

Калиево-натриевые полевые шпаты делят на существенно калиевые (микроклины, ортоклазы, санидины), смешанные (анортоклазы, натриевые санидины, ортоклаз - криптопертиты) и существенно натриевые (альбиты). Те минералы, которые находятся между альбитом и анортитом, относятся к плагиоклазовым, а между альбитом и микроклином - к группе щелочных. Природные минералы представляют собой изоморфные смеси калиевого и натриевого шпата (подгруппа калиево-натриевых или щелочных полевых шпатов) или натриевого и известкового шпатов (подгруппа плагиоклазов).

Высокотемпературные разности калиево-натриевой подгруппы представляют непрерывную серию твердых растворов, но при охлаждении которых наблюдается распад смесимости. Поэтому низкотемпературные разновидности не гомогенны и представляют смесь калиевой и натриевой фаз (так называемые пертиты) с размерами выделений от субмикроскопических до видимых невооруженным глазом.

В плагиоклазах высокая смесимость натриевой и калиевой фаз наблюдается в широком интервале температур и пертитовые структуры не образуются.

В промышленности широко используют калиево-натриевые полевые шпаты. Из них важнейшие - микроклин и микроклин-пертит (микроклины с вростками плагиоклаза). Высокотемпературная разность носит название санидин; более низкотемпературная - ортоклаз; наиболее низкотемпературная - микроклин.

Калиевый полевой шпат - ортоклаз или микроклин (К2О·Al2О3×6SiО2), не имеет определенной температуры плавления, так как при плавлении распадается на лейцит (К2О·Al2О3×4SiО2) и стекло, богатое кремнеземом. Разложение ортоклаза или микроклина начинается при 1170ºС, окончательное расплавление происходит при 1510-1530ºС.

Калиевый полевой шпат бывает белого, серого, желтоватого, коричневато-красного, темно-красного и других цветов. Он выгодно отличается от других полевых шпатов значительной вязкостью при высоких температурах и относительно малым снижением вязкости расплава при повышении температуры нагревания.

Натриевый полевой шпат, или альбит (Na2О·Al2О3×6SiО2), не имеет определенной температуры плавления. Он постепенно переходит в расплав при 1120-1200ºС, бывает белого, желтого, красноватого, серого и других цветов. Альбит имеет значительно меньшую вязкость при высоких температурах, более низкую температуру плавления и более короткий температурный интервал вязкого состояния, по сравнению с калиевым полевым шпатом. Существенным недостатком его является резкое уменьшение вязкости расплава с повышением температуры, что обусловливает склонность обжигаемых изделий к деформации. Присутствие в калиевом полевом шпате незначительного количества натриевого полевого шпата значительно снижает температуру плавления и мало влияет на изменение вязкости расплава.

Помимо алюминия, кремнезема, калия, натрия и кальция в составе полевых шпатов в виде структурных изоморфных примесей могут присутствовать барий, титан, железо, магний, стронций, реже марганец. Кроме того, ряд химических элементов может привноситься с тонкодисперсными включениями минералов, характерных для полевых шпатов (гематит, ильменит, рутил). Вследствие этого химический состав природных полевых шпатов значительно отличается от указанного выше идеального стехиометрического состава.

Разделение полевых шпатов на группы производится как по химическому составу, так и по их оптическим свойствам. С учетом комплекса геологических данных, включающих генетический тип, состав вмещающих пород, минеральный состав руды, морфологию тел, выделяют промышленные группы этого сырья. При этом, учитывая соотношение К2О : Na2О, различают нормальное полевошпатовое сырье с соотношением К2О:Na2О менее трех и высококалиевое с соотношением К2О : Na2О более трех. При отнесении к промышленной группе учитывают запас сырья и возможность попутного извлечения сопутствующих компонентов из породы путем обогащения.

В связи с ограниченностью запасов высококачественного полевошпатового сырья в керамической промышленности используют в качестве его заменителей некоторые горные породы - пегматит, гранит, аплит, нефелиновый сиенит и другие.

Пегматит - магматическая горная порода, содержащая полевой шпат и кварц. Качество пегматита определяется количественным соотношением калиевого и натриевого полевого шпата, содержанием кварца, а также посторонних примесей в породе. Полевой шпат в пегматите находится или в виде крупных кристаллов, или же в виде кусков, состоящих из тесно сросшихся зерен полевого шпата с кварцем. В последнем случае полевой шпат не выделяют и породу используют целиком. Присутствие кварца не препятствует применению пегматита, так как кварц также является компонентом керамической массы. Однако другие примеси, в частности железистые, затрудняют использование пегматитов многих месторождений.

Граниты - изверженные интрузивные породы, содержащие калиевый полевой шпат, кварц и другие минералы. Применение гранитов в производстве фарфора затруднено из-за загрязненности их железистыми и другими примесями. Значительный интерес представляют светло-слюдистые разновидности породы (содержащие калийную слюду). Следует отметить, что при разработке пегматитов в них неизбежно попадает значительное количество вмещающих их гранитов, которые и поступают потребителю.

Аплиты - это светлоокрашенные, желтые или розоватые мелко- или тонкозернистые, обычно равномернозернистые, лейкократовые породы, состоящие из калиевого полевого шпата (микроклина, ортоклаза), кварца и реже - мусковита. Иногда в них содержатся и второстепенные материалы - топаз, гранит-альмандин, бесцветный или слабо окрашенный турмалин.

В зависимости от связи с соответствующими интрузиями выделяют гранит-аплиты (или просто аплиты), сиенит-аплиты, диорит-аплиты и габбро-аплиты.

Аплиты залегают в виде жил или даек различной мощности (от нескольких миллиметров до нескольких десятков метров), главным образом среди материнских пород (гранитов). Дайки аплитов обычно четко выражены в рельефе.

Аплиты по минеральному составу не отличаются от пегматитов и, часто составляя боковые зоны пегматитовых жил, постоянно и в значительном количестве попадают в пегматит при его разработке.

Отметим, что ряд фарфоровых заводов Венгрии и других западных стран используют в производстве керамики аплит, выпуская превосходную продукцию.

Нефелин-сиенит содержит нефелин (К2О·3Na2О·4Al2О3×9SiО2) и другие минералы (микроклины, альбит, слюды). В зависимости от количественного соотношения минералов свойства его меняются в широких пределах. Температура плавления от 1150 до 1200ºС; при замене полевого шпата нефелиновым сиенитом улучшаются некоторые свойства продукта - повышается механическая прочность и увеличивается интервал спекания. Однако применение его в производстве фарфора возможно только после предварительного обогащения.

Чтобы обеспечить возрастающую потребность отраслей промышленности в полевошпатовом сырье, необходимо не только количественно увеличить их добычу, но и основательно изменить ассортимент товарной полевошпатовой продукции. Она должна в подавляющей массе состоять из молотого обогащенного материала стандартного качества.

ГОСТ 23034-78, устанавливающий типы, марки, основные параметры и преимущественные области применения полевошпатового и кварц-полевошпатового сырья в различных отраслях промышленности, является по существу сводным классификационным ГОСТом на эти материалы. Установлены стандарты и технические требования на полевошпатовые и кварц-полевошпатовые материалы для производства художественного, хозяйственного и электротехнического фарфора (ГОСТ 7030-75), строительной керамики (ГОСТ 15045-78), стекольной промышленности (ГОСТ 13451-77), производства фарфоровой глазури (ТУ 21-25-97-77) и другие. Однако они не гарантируют поставку качественной продукции.

Изучение требований различных отраслей промышленности к качеству полевошпатового сырья позволило сделать следующие выводы.

Содержание оксида железа в полевошпатовом сырье передовых зарубежных стран обычно не превышает 0,10%, достигая в отдельных случаях 1,09%. В керамической промышленности США содержание оксида железа в полевошпатовом сырье колеблется от 0,04% до 0,15%.

Массовое соотношение содержаний оксидов калия и натрия в сырье для тонкокерамической и абразивной промышленности в развитых странах варьирует от 1,2 (Англия) до 23,2 (Германия). Исключение составляет производство типа «стекловидный фарфор», где используется натриевое сырье.

В настоящее время за рубежом наиболее распространенными промышленными методами обогащения стали флотация и электромагнитная сепарация. В США методом флотации получают около 68% полевошпатового сырья.

Высококалиевые полевошпатовые материалы для электротехнической, фарфоро-фаянсовой, абразивной и некоторых других отраслей промышленности за рубежом получают путем рудоразборки дифференцированных гранитных пегматитов, либо используют дезинтегрированные полевошпатсодержащие породы.

Отечественная керамическая промышленность (электрофарфор, хозяйственный фарфор, санитарно-строительные изделия и другие) используют в массах в качестве флюсующего материала высококалиевые полевые шпаты, так как они содействуют увеличению интервала стеклообразования и имеют большую вязкость расплава, чем натрий-кальциевые алюмосиликаты, что весьма важно для сохранения изделий от деформации при обжиге, придают фарфору большую механическую прочность, лучшую просвечиваемость и термостойкость. В связи с этим для изделий тонкой керамики наиболее пригодно полевошпатовое сырье с калиевым модулем 2-3. Для лучших марок сырья этот показатель составляет 3 и выше. Строго лимитируется в сырье содержание оксидов железа (0,15-0,30%).

Для промышленности строительной керамики (производство санитарно-керамических изделий, отделочных и облицовочных плит, низкотемпературного фарфора) основные лимитируемые компоненты в молотом кварц-полевошпатовом сырье - оксиды железа (до 0,3%) и калиевый модуль (0,9).

Специфические требования электротехнической промышленности в части массового соотношения содержания оксида калия к оксиду натрия связаны с различным поведением этих элементов в электрическом поле. Величина отношения оксида калия к оксиду натрия в изоляторном фарфоре определяет такие важные электрофизические характеристики изоляторов, как тангенс угла диэлектрических потерь, пробивная напряженность электрического поля и другие.

Наиболее вредной примесью для электротехнического и бытового фарфора является оксид железа. Присутствие тонкодисперсного железа ухудшает электроизоляционные свойства за счет снижения электрической прочности изделий и электросопротивления. Электрические свойства понижают и отдельные включения железосодержащих минералов, которые образуют на поверхности изделий явные и скрытые выплавки. Огромное значение для производства фарфоро-фаянсовых изделий имеет содержание в полевошпатовом сырье красящих оксидов (Fe2О3, ТiO2, Cr2O3, MnO), сказывающееся на белизне и просвечиваемости изделий, а также присутствие слюд. Известно, что 0,1% содержания красящих оксидов снижает белизну материала на 10%. Наличие в фарфоровой массе до 1,5% мусковита, биотита, лепидолита, вследствие свойственного слюдам вспучивания, приводит в процессе обжига к развитию пор, образованию мушки, снижению плотности фарфора и появлению остеклованных каверн.

Вредной примесью для электрокерамики и бытового фарфора являются также оксиды кальция и магния. Повышенное содержание их отрицательно влияет не только на качество изделий, но и на технологический процесс. Особенно отрицательное действие оказывают соли кальция при оформлении изделий методом шликерного литья в гипсовых формах. Даже десятые доли процента растворимых солей кальция могут резко изменить литейные свойства шликера.

Повышенное содержание оксида кальция в полевошпатовом сырье снижает температурный интервал спекания фарфора, что приводит к неоднородности структуры и образованию дефектов в материале, выявляющихся при эксплуатации электроизоляторов. Аналогичную роль играет MgО.

Важными показателями качества полевошпатового сырья является однородность его минерального и химического составов.

Удовлетворение потребности промышленности в полевошпатовом сырье может быть реализовано за счет реконструкции действующих предприятий, а также использования в составах керамических масс нетрадиционных видов кварц-полевошпатового сырья.

3. Месторождения полевых шпатов Урала и их заменители

Урал богат полевошпатовым сырьем. Известно много месторождений различных размеров и мощности, большинство из них представлено мелкими жилами, неоднородными по составу, с большим содержанием загрязняющих примесей, которые изучены пока недостаточно. Уральские полевошпатовые материалы в основной своей массе сложены калиевыми полевыми шпатами: микроклином и ортоклаз-пертитом. Плагиоклазовые вростки принадлежат альбиту или кислым плагиоклазам.

К сожалению, качественная характеристика уральских полевошпатовых материалов в необогащенном виде не удовлетворяет требованиям керамической промышленности. Так как непостоянство состава затрудняет производство изделий тонкой керамики, особенно высоковольтных изоляторов и бытового фарфора, к которым предъявляют повышенные требования в отношении механической и электрической прочности для первых и высокой белизны для вторых. В качестве возможных источников полевошпатового сырья в Уральском регионе могут рассматриваться щелочные пегматиты (Вишневогорское месторождение), гранитные пегматиты (месторождение Северная Мыльница, Тысячница), аляскиты (месторождение Режик), миаскиты (Вишневые горы), аплиты, а также каолинизированная дресва Кременкульского месторождения, нефелинолиты и конгресситы Потанинского месторождения (Южный Урал), щелочные каолины многих месторождений Южного Урала.

Краткая характеристика названных месторождений полевошпатового сырья Урала представлена ниже.

Вишневогорское месторождение полевых шпатов находится в Каслинском районе Челябинской области в 18 км от станции Маук Южноуральской ж/д. Данное месторождение находится в массиве биотитовых нефелиновых сиенитов (миаскитов). Из разведанных и изученных месторождений по запасам и качеству полезного ископаемого это месторождение следует поставить на первое место. Породы его имеют практический интерес для керамической и стекольной промышленности.

Вишневогорский полевой шпат светло-серый, довольно свежий, с блестящими плоскостями спайности. По трещинам излома и по плоскостям спайности (010) иногда встречается довольно много натеков бурого железняка и глинистых скоплений. Включения слюды и кварца макроскопически почти незаметны. Плотность 2,572 г/см3.

Полевой шпат представлен ортоклазом, проросшим значительным количеством альбита. Последний образует две системы пересекающихся между собой тонких полос, а также скоплений, независимо от системы полосок в виде довольно крупных выделений. Альбит местами серицитизирован. В микропертите в небольшом количестве наблюдаются включения кварца, слюды и магнитного железняка.

Материал содержит полевых шпатов 96,57% (ортоклаза - 70,89%, альбита - 25,08%, анортита - 0,60%), бурого железняка 0,18%, слюды и каолинита 2,28%, кварца 1,13%. Средний состав полевого шпата (%): SiO2 - 65,52; Al2O3 - 18,89; К2O - 14,40; CaO - 0,13; MgO - 0,6-0,8; Na2О - 3,06. После обжига полевого шпата в кусках при температуре 1000ºС цвет его в массе становится белым, местами с красноватым и розовым оттенком и серыми или оранжевыми выцветами; на некоторых кусках обнаружены мелкие черные точки. После обжига шпата в кусках при температуре 1350ºС он полностью спекается, при этом образуя бесцветную прозрачную массу, местами наблюдаются небольшие непрозрачные участки и едва заметные мелкие черные точки.

При обжиге полевого шпата до 1350ºС, при крупности зерна 0,2 мм и 0,125 мм, получен сплав, содержащий небольшое количество мелкой мушки. При крупности зерна 0,07 мм сплав не содержит включений.

Фарфоровая масса, изготовленная на необогащенном полевом шпате при крупности зерна сито 0,07 мм и обожженная до 1350ºС, не показала наличия мушки и обожженный материал обладал значительной белизной, не уступающей белизне керамики, изготовленной с использованием лучшего чупинского шпата.

Пегматитовые тела Вишневогорского месторождения имеют форму жил, длина которых колеблется от нескольких до сотен метров, мощность от одного до нескольких десятков метров. Руды месторождения являются комплексными. В пегматитах преобладает микроклин-пертит. Отмечено присутствие нефелинового сиенита, доля которого достигает 9%. Присутствует также примесь эгирина в виде отдельных кристаллов и скоплений.

Щелочной пегматит состоит, в основном, из ортоклаза и нефелина. Ортоклаз темно-серого, серого и розового цветов. Цветные минералы пегматита представлены биотитом и эгирином. Центральная часть пегматитовых жил представлена преимущественно крупными кристаллами ортоклаза (пертитового) и нефелина. Состав полевого шпата: 73% ортоклаза, 27% альбита.

Содержание красящих оксидов колеблется от 0,3% до 1,0%. В измельченном и сплавленном виде пегматит образует зеленоватый расплав пенистого характера с темной мушкой. В составе пегматитов преобладает микроклин-пертит.

Полевошпатовые пегматиты загрязнены биотитом, эгирином, роговой обманкой и ильмено-рутилом. По преобладающему минералу из загрязняющих примесей они подразделяются на эгириновые и ильмено-рутиловые. Особенностью эгирино-полевошпатовых пегматитов является резкая неоднородность их состава и структуры.

Большая часть добываемого пегматита (более 90%) отправляется в отходы, которые не могут быть использованы в тонкокерамическом производстве из-за высокого содержания оксидов железа и титана. В связи с этим необходимо проводить дополнительное обогащение.

Вишневогорский массив нефелиновых пород состоит из трех главных тел, залегающих параллельно друг другу. Центральное тело нефелиновых пород является наиболее крупным - длина 25 км и мощность 2-3 км в северной части и несколько десятков метров в южной - и слагает гряду Вишневых гор. Западное тело имеет длину не более 0,5 км, размеры восточного тела незначительны. Центральное и западное тела сложены главным образом миаскитами, окруженными по периферии щелочными сиенитами в виде оторочек мощностью в несколько десятков метров. Восточное тело состоит в основном из щелочных сиенитов, миаскиты в нем встречаются в виде маломощных пластообразных тел.

Миаскиты и окружающие их щелочные сиениты сопровождаются пегматитами, разделяющимися по минеральному составу на два типа: нефелин- полевошпатовые и полевошпатовые, причем первые связаны с миаскитами, а вторые - со щелочными сиенитами. Миаскиты состоят на 24-27% из нефелина, на 58-68% из полевых шпатов (микроклина и альбита).

Нефелин-полевошпатовые пегматиты приурочены, главным образом, к периферической части миаскитов и представлены линзообразными телами, отличающимися от вмещающих пород более крупнозернистым сложением. Из товарных сортов пегматита выходит: полевого шпата 35-40%, нефелина 2-10%, среднезернистого пегматита 50%. Хвосты гравитационного обогащения Вишневогорской фабрики имеют следующий минеральный состав (%): альбит - 40, микроклин - 30, биотит - 13, кальцит - 6, нефелин - 5, эгирин - 2,5, олигоклаз - 2,0, магнетит - 0,30, апатит - 0,40, ильменит - 0,35, циркон - 0,15, пирохлор - 0,08. На Вишневогорском ГОК разработана и внедрена технология дообогащения хвостов, обеспечивающая получение полевошпатовых концентратов с содержанием оксида железа до 0,5%.

После дообогащения хвостов остается значительное количество щелочесодержащих отходов. Минеральный состав отходов (%): микроклин 15-20, плагиоклаз 30-40, нефелин 5-10, биотит 7-20, кальцит 5-10, эгирин 2-5, роговая обманка 1-3.

Щелочесодержащие отходы Вишневогорского ГОК являются активным плавнем в керамических массах для плиток внутренней облицовки, обжигаемых при температуре 1050ºС.

При дообогащении хвостов гравитационного обогащения пегматитов получены нефелин-полевошпатовые концентраты следующего состава (%): выветрелые руды: SiO2 - 65,9-67,4; Al2O3 - 18,6-18,79; Fe2О3 - 0,2-0,8; К2O - 5,5-6,85; CaO - 0,61; Na2О - 0,61-1,61; MgO - 0,16; ТiО2 - 0,09; ППП - 0,38. При обогащении невыветренных пород содержание оксида железа в концентрате составляет 0,38-0,45%. Содержание Al2O3 в нефелин- полевошпатовом концентрате Вишневогорского ГОК составляет 21,7%, а в кварц-полевошпатовом концентрате месторождения Луппико 14%; соответственно этому норма расхода вишневогорского концентрата в производстве стекла будет в 1,5 раза меньше, чем луппиковского. Вишневогорский ГОК поставляет концентрат, не содержащий кварца. Комбинат выпускает и более ценные концентраты. Продукция пользуется большим спросом более чем 100 предприятий РФ и ближнего зарубежья. Наиболее крупными их них являются Саратовский, Салаватский, Красноусольский, Великодворский стекольные заводы, Паневежский «Экранас», завод «Красное эхо», Московский Запрудненский электровакуумный завод и др.

Концентрат относят к одному из основных компонентов в производстве оконного и витринного стекла, а также в производстве цветных и черно-белых кинескопов, в электронной, медицинской отраслях промышленности при изготовлении приборов и посуды, в производстве белой и полубелой стеклянной посуды, абразивном производстве, при производстве сварочных электродов, в керамической промышленности (производство глазури, низкотемпературного фарфора, санитарно-строительной керамики).

Имея в своем составе высокое и стабильное содержание оксидов алюминия (не менее 20%), оксида калия (5-6%), оксида натрия (7-8%), полевошпатовый, нефелин-полевошпатовый концентраты не имеют отечественных и зарубежных аналогов. Их применение позволяет получать стекольную шихту, обеспечивающую высокую чистоту и прозрачность изделий. Использование вишневогорского концентрата позволяет снизить расход соды при производстве шихты до 30% для изделий высокого качества.

В 2001 году Вишневогорский ГОК закончил разведку Вишневогорского месторождения нефелин-полевошпатовых сиенитов. Запасы миаскитов месторождения пригодны для производства нефелин-полевошпатового концентрата в соответствии с ГОСТ 13451-77 «Материалы полевошпатовые и кварц-полевошпатовые для стекольной промышленности» и ТУ 5726-036-00193861-96 «Материалы полевошпатовые для стекольной, электровакуумной, керамической и электродной промышленности» и составляют по промышленным запасам 3,6 млн. тонн, по категории С1 1 млн. тонн. В 2001 году добыча сиенитов составила 420 тыс. тонн.

В непосредственной близости от эксплуатируемого участка расположены три перспективных участка, где возможно выделение нового промышленного объекта более чистых, низкожелезистых нефелин-полевошпатовых сиенитов с прогнозными ресурсами по категориям Р1 + Р2 44 млн. тонн.

В 2003 году Вишневогорским ГОК было произведено и реализовано 320 тыс. тонн полевошпатового сырья. При организации системы более совершенного обогащения комбинат сможет поставлять полевошпатовые материалы более высокого качества.

Миасское месторождение полевых шпатов. В Ильменских горах находятся большие запасы полевошпатовых материалов. Только в одном Ильменском заповеднике зарегистрировано 1800 микроклин-нефелиновых жил. Жильные тела загрязнены биотитом, магнетитом, гидроксидами железа и др. Чистый микроклин встречается в виде небольших гнезд. Пробы полевошпатового сырья сероватого цвета, матовые на плоскостях излома. Заметны натеки бурого железняка и вкрапления зеленоватой слюды, каолинита и мелких выделений магнитного железняка. Плотность 2,572 г/см3. Полевой шпат представлен микроклином, проросшим значительным количеством кислого плагиоклаза. Заметно серицитизирован, включает бесцветную слюду, зеленоватый хлорит, магнитный железняк, лимонит, каолинит и отдельные зерна кварца.

Минеральный состав полевых шпатов следующмй: микроклин 68,91%, альбит 26,45%, анортит 2,14%, бурый железняк 0,19%, каолинит и слюда 1,95%, и кварц 0,05%. Средний химический состав полевого шпата (%): SiO2 - 65,28; Al2O3 - 19,20; К2O - 11,94; CaO - 0,44; Na2О - 3,14.

После обжига полевого шпата в кусках при температуре 1100ºС цвет массы становится розово-серым, с поверхности и по трещинам - темно-коричневым. После обжига до температуры 1350ºС цвет грязновато-серый, появляются в значительном количестве железистые черные выплавки в виде крупных скоплений и отдельных точек по всей массе вследствие оплавления частиц слюды.

При обжиге измельченного шпата до температуры 1350ºС, при крупности зерна 0,2, 0,125 и 0,07 мм, во всех случаях получен сплав с черной мушкой, распределенной по всей массе материала. Появление мушки после обжигов показывает, что полевой шпат в представленном виде применим лишь в производстве грубых керамических изделий.

Пробы полевого шпата изучались в ГИКИ и в производственных условиях Южноуральского фарфорового завода. Опыты по обогащению шпата показали, что в результате отделения загрязняющих цветных минералов путем электромагнитной сепарации и флотации можно получить чистые микроклиновые разности полевого шпата.

Несмотря на большие запасы полевошпатового материала в Ильменских горах, они исключены из Баланса запасов, поскольку запрещена промышленная эксплуатация любого полезного ископаемого в пределах Ильменского заповедника.

Светлинское пегматитовое поле. В районе Санарского массива (Челябинская область) выявлены продукты выветривания пород гранит-аплитового образования Светлинского пегматитового поля (тело №2). Тело это сложной геометрической формы, непостоянно по мощности. Кварц-полевошпатовые породы тела №2 по предварительным данным, основанным на визуальных наблюдениях, довольно чистые, часто с включениями блокового микроклина.

Полевошпатовый концентрат на объединенной пробе, представляющей одну из главных разновидностей сырья - аплит, содержал сумму щелочей 13,31%, отношение К2О : Na2О - 16,5 и Fe2О3 - 0,10%.

В 1998 году сотрудниками Южноуральского фарфорового завода проведена работа по использованию в производстве местного полевошпатового сырья. Были отобраны пробы из карьеров Светлинского пегматитового поля (тело №2) и пегматитовой жилы в районе водозабора г. Пласт. Результаты химического анализа отобранных проб представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Химический состав пегматитового сырья Пластовского района Челябинской области

Проба	Содержание оксидов, %
Тело 2:	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O	SO3	ППП
1. Микроклин	64,01	18,48	0,19	-	0,28	0,12	14,48	3,12	-	0,73
2. Аплит	68,47	20,59	0,21	-	0,08	0,02	10,08	0,56	-	2,63
3. Микроклин окисленный железом	74,32	11,92	0,39	-	0,31	0,18	5,28	1,24	-	0,88
4. Микроклин выветрелый	65,18	15,35	0,17	-	0,19	0,16	9,76	0,88	-	0,65
5. Каолинизированная порода	64,54	14,91	0,42	-	0,24	0,31	0,72	0,08	-	10,07
6. Микроклин	72,61	16,15	0,08	-	0,28	0,16	7,04	0,46	-	2,44
7. Аплит	73,53	17,08	0,04	0,003	0,05	0,06	5,03	0,034	0,099	3,45
8. Пегматит с аплитом	76,21	19,03	0,71	0,04	0,1	0,09	4,20	0,06	0,01	2,9
9. Микроклин с каолинитом	69,6	19,2	0,53	0,04	0,12	0,13	3,20	0,03	0,03	5,4
10. Аплит с прожилками пегматита	75,7	20,2	0,51	0,004	0,14	0,1	3,08	0,02	0,03	6,5
11. Аплит	67,98	21,05	0,03	0,003	0,05	0,03	5,35	0,027	0,044	5,39
Пегматитовая жила: 12 13 14	72,76 75,15 74,32	13,84 14,41 11,92	0,31 0,22 0,39	- - -	1,12 0,56 0,31	0,3 0,6 0,18	10,83 8,37 11,13	0,81 0,47 1,32	- - -	0,03 0,22 0,43

Для производственного опробования было отобрано 400 тонн пегматита из пегматитовой жилы.

Пегматит светло-розового цвета, запесоченный, со значительным присутствием слюды. Огневая проба, обожженная в туннельной печи до температуры 1350ºС, белого цвета с незначительным количеством «мушки» на поверхности некоторых образцов.

Для удаления песка и частично слюды в конструкцию шпатомойки были внесены изменения. Качество фарфора удовлетворяло требованиям к хозяйственно-бытовому фарфору.

Малышевское месторождение пегматитов находится в 15 км от г. Асбест Свердловской области. Месторождение представлено редкометальными гранитными пегматитами, слагающими Главную и Южную жилы. Общая протяженность рудных тел по простиранию составляет 600 м при ширине рудных зон 150-200 м. В морфологическом отношении пегматитовые тела сложного строения с четко выраженной зональностью. Висячий бок жилы сложен неравномерно-зернистым, крупнозернистым до мелкоблокового пегматитом микроклин-кварц-альбитового состава. Лежачий бок жилы представлен мелкозернистым аплитовидным пегматитом кварц-альбитового состава.

Над пегматитовыми жилами развита кора выветривания, имеющая повсеместное распространение по площади и на глубину до 25-30 м от поверхности.

Породообразующие минералы пегматитов: калиевый полевой шпат, плагиоклаз, кварц и мусковит. Калиевый полевой шпат представлен в различной степени измененным микроклин-пертитом. Микроклин-пертит пелитизирован, частично замещен альбитом, содержит вростки альбита и кварца, образует крупные неравномерной формы зерна размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и более. Степень замещения микроклина альбитом и прорастание его альбитом и кварцем различна и в среднем составляет 15-20%.

Плагиоклаз представлен преимущественно альбитом, альбит-олигоклазом, он встречается в виде таблитчатых кристаллов или выделений неправильной формы размерами от долей миллиметра до 0,5-1,0 см. Более основный плагиоклаз часто замещается альбитом, нередко в нем присутствуют мелкие вкрапления альбита и кварца. Кварц располагается между зернами микроклина и плагиоклаза. Размеры его выделений от сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров. Он часто слагает линзовидные участки мозаичного строения или образует секущие прожилки в ассоциации с альбитом и мусковитом величиной 0,1-0,3 мм. Мусковит широко распространен в пегматитах и содержится в количестве 5-10%. Присутствует в виде крупных гнездообразных скоплений и единичных мелких редко рассеянных в породе чешуек. Мусковит ксеноморфен по отношению к полевым шпатам и идеоморфен по отношению к кварцу.

В коре выветривания полевые шпаты, главным образом плагиоклазы, замещаются минералами группы каолинита. При этом образуются гидромусковит по полевым шпатам и мусковиту, гетит, гидрогетит и др. Полевые шпаты месторождения отличаются низким содержанием оксидов железа, титана, кальция и магния (табл. 2).

Таблица 2.

Химический состав полевых шпатов с разным соотношением К2О:Na2O

Оксиды	Содержание оксидов, %, в полевых шпатах с калиевым модулем (К2О : Na2О)
	0,5	0,5-1	1-1,5	≥2
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O	66,2 19,3 0,08 - 0,2 - 3,9 8,7	68,2 19,0 0,07 - 0,1 - 4,8 8,2	65,0 не опред. 0,07 - 0,2 - 7,9 5,6	66,0-67,0 16,7-17,9 0,1-0,16 - 0,1 - 9,0-10,0 3,5-4,8

Калиевый полевой шпат выделяется на обогатительной фабрике при дообогащении хвостов руд висячего бока залежей, содержащих (%): SiO2 - 70,7-71,4; Al2O3 - 14,3; Fe2O3 - 0,64-0,60; TiO2 - 0,007; MgO - 0,2-0,13; K2O - 4,7-5,6; Na2O - 0,42; МnО - 0,05; Р2О5 - 0,03; минеральный состав отходов (%): кварц - 30,98-37,39; микроклин - 21,05-25,08; альбит - 37,32-33,44; мусковит - 8,6-13,43.

Технология дообогащения хвостов разработана институтом «Уралмеханобр» и ОАО «Малышевское рудоуправление», она включает следующие переделы: доизмельчение до крупности 100% минус 0,2 мм, флотация слюды, полевошпатовая флотация, дополнительная флотация слюды, селективная флотация полевых шпатов, сушка и магнитная сепарация.

Ориентировочный минеральный состав плагиоклазовых продуктов обогащения (%): калиево-натриевого: альбит 76; микроклин 27; анортит 0,5; кварц 3; натриевого: альбит 74,7; микроклин 21,1; анортит 1; кварц 3.

Все полевые шпаты при оценке их по методике ГОСТ 7030-75 после измельчения до прохождения через сита № 0112 и № 0071 и обжига образуют сплавы молочно-белого цвета, без мушки.

Номенклатура продукции ОАО «Малышевское рудоуправление» включает: полевой шпат калиевый марки ПШМ 0,2-2 по ГОСТ 7030-75 - 40 тыс. тонн, полевой шпат калиево-натриевый по ГОСТ 13451-77 - 60 тыс. тонн в год.

ОАО «Малышевское рудоуправление» - единственное предприятие на Среднем Урале по переработке пегматитовых гранитов, выпускающее полевошпатовые концентраты. В 2003 году предприятие выработало 80 тыс. тонн полевошпатового концентрата.

Исследование технологических свойств калиевого полевого шпата выполнено институтом ВНИИФ (г. Санкт-Петербург). Опробование в массах для изготовления твердого и низкожгущегося фарфора, обожженного соответственно при температурах 1320-1350ºС, 1380-1410оºС, 1280-1300ºС, показало, что белизна составляет 72-75% и 70-72%, предел прочности при изгибе - 90-100 МПа, общая усадка - 14-15%. Установлено, что калиевый полевой шпат Малышевского месторождения соответствует требованиям ГОСТ 7030-75 к сырью марки ПШМ 0,2-2 и может быть использован в производстве бытовых изделий из фарфора. По запасам данное месторождение является очень крупным.

Адуйский полевой шпат. Месторождение расположено в районе г. Асбест и п. Малышевка Свердловской области. Полевой шпат с поверхности слегка выветрен, имеет желтовато-розовую (палевую) окраску и содержит по трещинам разлома и на плоскостях ясной спайности глинистые включения и натеки бурого железняка. Наблюдаются включения зерен кварца и чешуйки зеленоватой вторичной слюды (серицита). Плотность 2,564 г/см3. Он представлен микропертитовыми прорастаниями ортоклаза очень кислым плагиоклазом. Иголочки плагиоклаза располагаются параллельно плоскости спайности ортоклаза по (010). Микропертит слабо каолинизирован и в массе его наблюдаются в небольшом количестве отдельные мелкие зерна кварца и листочки бесцветного серицита.

Минеральный состав полевых шпатов следующий: ортоклаза 79,89%, альбита 14,66%, анортита 0,69%, бурого железняка 0,34%, каолинита и слюды 2,81% и кварца 1,31%. Средний химический состав полевого шпата, (%): SiO2 - 65,06; Al2O3 - 18,80; K2O - 14,17; Na2O - 1,82; СаО - 0,15. Полевой шпат, обожженный в кусках при температуре 1100ºС, приобретает серовато-белый цвет с железисто-желтым налетом на поверхности, причем он легко поддается дроблению по плоскостям спайности. В этой стадии достаточно просто произвести отборку. После обжига при температуре 1230ºС наблюдавшаяся при обжиге до 1100ºС поверхностная желтоватая окраска исчезала и цвет шпата в изломе и на поверхности становился чисто белым. Однако при этом были обнаружены отдельные черные железистые гнезда, образовавшиеся в результате сплавления включений слюды. Шпат несколько остекловывается, но сохраняет форму.

При обжиге измельченного шпата в тигле до температуры 1350ºС, при крупности зерна 0,2, 0,125 и 0,07 мм, во всех случаях получен сплав с черной мушкой, распределенной по всей массе.

Принимая во внимание обнаружившиеся на всех стадиях обжига железистые примеси в виде черных точек, материал в представленном виде может быть пригоден только для изготовления окрашенных изделий - каменного товара, половых плиток, абразивных изделий и т.п. Для фаянсового и фарфорового производства он может быть пригоден лишь после надлежащей подготовки (промывания и тщательной отборки). При производственной отборке (заводского характера) в отбор уходит до 60% материала. Фарфоровая масса, приготовленная на таком отобранном шпате при крупности зерна 0,07 мм и обожженная до температуры 1350ºС, заметной мушки не имела. Полученный материал обладал значительной белизной. Таким образом, можно отметить, что полевой шпат пригоден для использования в фарфоро-фаянсовом производстве при условии предварительной его отборки.

Месторождение «Участок № 5» расположено на расстоянии 1,3 км к западу от западной окраины г. Асбест. Месторождение представлено корами выветривания жил гранитных пегматитов калишпат-альбитового типа развитыми до глубины от 5 до 30 м (средняя 1,5 м). Простирание жил мощностью от 10 до 60 м близширотное, согласное с вмещающими породами (амфиболитами и биотит-амфиболитовыми гнейсами). Минеральный состав пегматитов (%): плагиоклаз (альбит) 35-40, микроклин (ортоклаз) 15-20, кварц 25-30, мусковит 5-7, биотит 0,5, гранат 0,5, каолинит до 20, апатит 0,2. Кроме того, присутствуют в незначительных количествах берилл, ильменит, рутил, циркон, колумбит. Калиевый модуль - 1,11, 1,46, 8,03. Суммарные запасы руды по коре выветривания пегматитов при средней глубине 15 м составляют 2,5- 2,8 млн. тонн.

Месторождение полевого шпата рудного тела «Липовый лог» расположено в 10 км на юг от пос. Малышева. Руды представлены пегматитами разнозернистой структуры мусковит-кварц-микроклин-альбитового состава, слагающими среди амфиболитов и сланцев серию наклонных (угол наклона 50-70о) жилообразных и линзовидных тел протяженностью от 100 до 1000 метров, мощностью от первых метров до 20-50 м. Подавляющая часть запасов заключена в двух рудных телах - Главной и Южной жилах. Балансовые запасы: руды - 6,0 млн. тонн, микроклина - 1,07 млн. тонн, альбита - 2,6 млн. тонн, мусковита - 430,0 тыс. тонн, кварца - 1,6 млн. тонн.

Месторождение «Участок №2» представлено корой выветривания пегматитов, примыкает с запада к месторождению «Липовый лог». Месторождение представлено серией из 15 сближенных пегматитовых жил сложной морфологии, длиной от 120 м до 800 м, мощностью от 5 до 63 м. Средний минеральный состав руды (%): микроклин - 20, альбит - 40, кварц - 25, мусковит - 5, каолин - 10. Запасы составляют: руды 2,0 млн. тонн, микроклина 400 тыс. тонн, альбита 800 тыс. тонн, мусковита 100 тыс. тонн, кварца 500 тыс. тонн, каолина 200 тыс. тонн. Запасов руды достаточно на 20 лет при годовой добыче песка 100 тыс. тонн.

Месторождение «Участок №7» является самым крупным разведанным месторождением коры выветривания редкометальных пегматитов в пределах Адуйского рудного поля. Месторождение расположено между поселками Малышева и Изумруд. Площадь участка 0,5 х 1,8 км. Здесь зафиксировано около 30 субпараллельных наклонных (угол наклона 30-60о) пегматитовых жил протяженностью от 200 м до 1,2 км, мощностью от 2 до 30-50 м, залегающих среди кристаллических сланцев и амфиболов. По минеральному и химическому составу руды аналогичны рудам месторождения «Участок №2». Запасы составляют: руды 14,5 млн. тонн, микроклина 2,9 млн. тонн, альбита 5,8 млн. тонн, мусковита 730 тыс. тонн, кварца 3,6 млн. тонн, каолина 1,45 млн. тонн. Запасов достаточно на 48 лет при годовой добыче 300 тыс. тонн.

Кроме указанных месторождений в 1989 - 1990 годах утверждены запасы пегматитовых руд до глубины 150-230 м еще по трем объектам Адуйского пегматитового поля - месторождению «Участок 293», жиле Южной месторождения «Квартальное» и жилам №5, 6, 7 в залегании месторождения «Участок №2». Суммарные запасы руд по ним составляют 10,8 млн. тонн.

Широкое развитие кор выветривания мощностью 10-40 м на Малышевской площади позволяет прогнозировать выявление целого ряда промышленных месторождений высококалиевого полевошпатового и каолинового сырья, связанного с выветриванием пегматитов и лейкократовых гранитов. В 2002 году в ОАО «Малышевское РУ» была проведена оценка одного их этих проявлений - Кедрового.

Кедровое проявление полевого шпата расположено в 2-3 км на запад от пос. Малышева. Участок сложен мелко-среднезернистыми и пегматитовыми гранитами, среди которых залегают линзовидной и сложной формы тела пегматитов альбит-микроклинового и микроклинового типов. На площади 1 км2 закартировано 7 пегматитовых тел размером от 250 х 30 м до 1500 х 450 м, среди которых выделено три потенциально перспективные зоны. Калиевый модуль в рудах варьирует от 1,9 до 11,7 (в среднем 3,6). При лабораторных технологических испытаниях руд получены высококалиевые полевошпатовые концентраты (калиевый модуль 3-3,7) при выходе 21-28% от руды и мусковитовые концентраты при выходе 6-7%. Прогнозные ресурсы категории Р2 до глубины 10 м по рудной залежи №1 оцениваются в 0,5 млн. тонн, а в целом по Кедровому проявлению - 1,4 млн. тонн.

Полевой шпат из 84 квадрата Монетной лесной дачи (Березовский район Свердловской области) с поверхности слегка выветрен, имеет бледно-зеленоватый, почти белый цвет, с незначительными примазками и натеками бурого железняка. По всей массе наблюдаются выделения гнезд и вкраплений. Плотность 2,572 г/см3. Под микроскопом наблюдается типичная микропертитовая структура - следствие прорастания ортоклаза очень кислым плагиоклазом. Масса шпата слабо каолинизирована. Заметно присутствие довольно значительного количества вторичной слюды, образовавшейся за счет преобразования полевого шпата; нередко можно видеть, что часть зерна представляет собой нормальный ортоклаз, другая состоит из слюды.

Минеральный состав полевых шпатов следующий: ортоклаз 70,82%, альбит 25,17%, анортит 1,57%, бурый железняк 0,13%, каолинит и слюда 1,78%, кварц 0,73%. Средний состав полевого шпата (%): SiO2 - 65,22; Al2O3 - 19,10; К2O - 12,27; CaO - 0,37; Na2О - 3,04. После обжига полевого шпата в кусках при температуре 1100ºС он принимает розово-желтый цвет, причем на поверхности и по трещинам замечается железистый желтый налет. После такого обжига легко поддается раздроблению, но отборка затруднительна по всей массе. После обжига до температуры 1230ºС цвет становится серовато-белым; куски оплавлены до округления краев и слабо просвечивают, по всей массе заметны черные точки, образовавшиеся из оплавленной слюды. Полевой шпат размолотый и просеянный через сито 6400 отв/см2 после обжига до температуры 1280ºС имеет высокий поверхностный блек; просвечиваемость остекловавшейся массы молочно-белая, но наблюдается наличие незначительного количества черных точек. При обжиге измельченного шпата до температуры 1350ºС при крупности зерна 0,2 и 0,125 мм получен сплав, содержащий небольшое количество мелкой мушки, распределенной по всей массе материала; при крупности зерна 0,07 мм черные точки едва намечаются и при этом в совершенно ничтожном количестве.

В природном виде полевой шпат пригоден только для изделий с окрашенным черепком. После прокаливания до температуры 1100ºС и отборки (в отброс ушло 16%) полевой шпат был измельчен до размеров зерна 0,125 мм; фарфоровая масса, обожженная до температуры 1350ºС, не показала наличия мушки, и полученный черепок обладал достаточной белизной, мало уступающей белизне черепка, приготовленного на стандартном полевом шпате. Таким образом, полевой шпат может быть использован в фарфоро-фаянсовом производстве при условии предварительной промывки и тщательной отборки.

Соколовский полевой шпат (Режевская дача, в 1,5 км к юго-востоку от деревни Соколовой, в 15 км к юго-западу от ст. Реж). Полевой шпат заметно выветрен, хрупок, легко крошится и распадается при легком ударе молотком. Цвет светлый, серовато-белый. По трещинам разлома наблюдаются тонкие корочки и натеки бурого железняка. Иногда мелкие выделения магнитного железняка, переходящего в лимонит. Попадаются мелкие чешуйки серебристо-белой вторичной слюды. Изредка заметны довольно крупные пачки - кристаллы зеленой слюды, зажатые между полевым шпатом и кварцем, который присутствует в виде прозрачных зерен, иногда довольно крупных. Плотность 2,570 г/см3. Полевой шпат представлен микроклином, проросшим в значительной мере альбитом; изредка наблюдаются зерна кварца и чешуйки бесцветной вторичной слюды. Шпат несколько каолинизирован. Микроскопически примесей заметно мало и шпат довольно чист.

Минеральный состав полевых шпатов следующий: микроклин 70,88%, альбит 22,90%, анортит 0,39%, бурый железняк 0,22%, каолинит и слюда 4,89%, кварц 0,12%. Средний состав полевого шпата (%): SiO2 - 65,47; Al2O3 - 18,84; К2O - 12,73; CaO - 0,09; Na2О - 2,87.

После обжига шпата в кусках до температуры 1100ºС цвет почти белый; на поверхности по трещинам желтый железистый налет; легко поддается раздроблению, отбросы при отборке незначительны. После обжига до температуры 1230ºС цвет чисто белый, остеклование незначительное, наблюдаются отдельные гнезда черных выплавок слюды, но их очень мало. При обжиге молотого шпата до температуры 1350ºС при крупности зерна 0,07 мм никаких следов мушки не обнаружено. В фарфоровой массе, приготовленной из неотобранного шпата при крупности зерна 0,07 мм и обожженной до температуры 1350ºС, мушки не обнаружено, полученный черепок обладал хорошей белизной.

Останинский полевой шпат (Режский район Свердловской области) заметно выветрен, матовый и не блестит на плоскостях спайности; цвет почти белый, слегка серовато-желтый. Местами покрыт незначительными железистыми налетами. Наблюдаются в небольшом количестве примазки вторичной бледно-зеленоватой слюды. Плотность 2,569 г/см3. По минеральному составу полевой шпат представлен микроклином, проросшим значительным количеством кислого плагиоклаза и слабо каолинизированный. Заметны мельчайшие включения зерен кварца и чешуек бесцветной слюды.

Минеральный состав полевых шпатов следующий: микроклин 72,56%, альбит 20,24%, анортит 1,65%, бурый железняк 0,13%, каолинит и слюда 3,38%, кварц 1,36%. Средний состав (%): SiO2 - 65,08; Al2O3 - 19,07; К2O - 12,93; CaO - 0,38; Na2О - 2,54.

После обжига полевого шпата в кусках до температуры 1100ºС цвет светло-серый, легко дробится, отбросы незначительные. После обжига до температуры 1230ºС цвет чисто белый, заметно спекание с сохранением острых краев и полуматовой поверхности. Местами замечаются железистые гнезда и точки от оплавившейся слюды. Для ответственных изделий отборка удобна после обжига при этой температуре. При обжиге молотого шпата до температуры 1350ºС при крупности зерна 0,07 мм заметны отдельные мелкие черные точки в очень незначительном количестве. Фарфоровая масса, приготовленная на отобранном шпате, при крупности зерна 0,07 мм, обожженная до температуры 1350ºС, имела вполне достаточную белизну. Шпат, при условии незначительной отборки, вполне применим в фарфоровом и фаянсовом производстве.

Галанинский полевой шпат (Режский район Свердловской области) довольно свежий, светлого розовато-желтого цвета, на отдельных кусках, а местами на плоскостях спайности по (010) встречаются железистые и землистого характера налипы. Наблюдаются в небольшом количестве включения слюды и кварца. Плотность 2,564 г/см3. Полевой шпат представляет собой слабо каолинизированный ортоклаз, проросший очень тонкими иголочками кислого плагиоклаза. В массу шпата включены зернышки кварца и листочки бесцветной вторичной слюды.

Минеральный состав полевых шпатов следующий: ортоклаз 80,24%, альбит 12,53%, анортит 1,62%, бурый железняк 0,15%, каолинит и слюда 1,53%, кварц 3,75%. Средний состав (%): SiO2 - 64,23; Al2O3 - 19,22; К2O - 14,61; CaO - 0,37; Na2О - 1,57%. После обжига шпата в кусках до температуры 1100ºС цвет темный желтовато-розовый. При обжиге до температуры 1230ºС цвет серовато-белый, заметно сильное спекание и значительные железистые черные выплавки в виде гнезд вследствие сплавления слюды. При обжиге молотого шпата до температуры 1350ºС, при крупности зерна 0,2, 0,125 и 0,07 мм, во всех случаях получен сплав серовато-белого цвета, содержащий значительное количество мушки и черных точек, распределенных по всей массе. Наличие черных точек и мушки после обжига позволяет считать, что полевой шпат может быть применен лишь в производстве грубых керамических изделий с окрашенным черепком.

После обжига до температуры 1100ºС произведена отборка шпата (в отброс ушло 48,5%). Фарфоровая масса с использованием отобранного шпата, при крупности зерна 0,07 мм и обожженной до температуры 1350ºС, показала наличие незначительного количества мушки, цвет обожженного черепка белый с сероватым оттенком. Шпат низкого качества, непригодный для фарфорового производства даже при условии тщательной отборки.

Алапаевские пегматиты (Алабашское, Тысячница и Северная Мыльница) расположены в Алапаевском районе Свердловской области, включены в минерально-сырьевую базу полевошпатовой промышленности как возможные источники полевошпатового сырья. Месторождения генетически связаны с палеозойскими интрузиями, имеют сложный минеральный состав и отличаются развитием метасоматических структур. В пегматите присутствует значительное количество биотита, граната, турмалина, мусковита и других загрязняющих примесей.

Запасы пегматита рассредоточены на значительном количестве мелких пегматитовых жил. Так, Алабашское месторождение состоит из 16 пегматитовых тел. Средняя мощность четырех наиболее крупных из них составляет около 6 м (в раздувах достигая 12-15 м), и прослеживается по простиранию на 800-1400 м. Жильные тела залегают в основном согласно с вмещающими породами. Пегматиты состоят из полевых шпатов (60-65%), кварца (30-35%) и биотита (5-10%), представлены в основном графической и крупнозернистой пегматоидной разновидностями. Зона выветривания пегматитов достигает 7-8 м, в отдельных случаях 13-15 м. Содержание основных лимитируемых компонентов в пегматите (%):

а) зона выветрелых пород: Fe2О3 - 0,80-2,60, К2O - 5,07-5,70, Na2О - 1,51-3,06, кварца - 31,37-35,18;

б) зона неизмененных пород: Fe2О3 - 0,82-1,02, К2O - 5,08-5,82, Na2О - 2,98-3,28, кварца - 29,12-34,98.

После обогащения содержание оксидов железа составляет 0,24-0,36%. Минеральный состав (% ): калиевый полевой шпат - 29-44, плагиоклаз - 15-26, альбит (вторичный) - до 2, биотит (хлоритизированный) и мусковит - 3,5-8, глинистые минералы - до 10, гидроксиды железа - 1-2, содержание кварца в пробах - от 2,8 до 59.

Содержание оксида железа в блоках подсчета запасов колеблется от 0,52 до 2,68%.

На месторождении «Тысячница» насчитывается 11 пегматитовых тел. Средняя горизонтальная мощность их варьирует от 2 до 20 м, жилы длиной от 150 до 960 м. Вмещающие породы - биотито-плагиоклазовые гнейсы. Пегматитовые тела имеют сложную видно-ветвящуюся форму. Содержание основных лимитируемых компонентов в обогащенных концентратах (%):

а) из материалов зоны выветрелых пород: Fe2О3 - 0,18-0,22, К2O - 5,79-7,35, Na2О - 1,23-2,80, кварца - 21,59-46,52;

б) из зоны неизмененных пород: Fe2О3 - 0,15-0,28, К2O - 5,06-7,04, Na2О - 2,18-3,06, кварца - 23,53-47,68.

Месторождение «Северная Мыльница». Вмещающие породы - биотито-плагиоклазовые гнейсы. Жила длиной 600 м и мощностью 6 м. До глубины 10-18 м на месторождении развита кора выветривания. Крупнокусковая фракция выветрелого пегматита после промывки имеет следующий химический состав (%): SiO2 - 74,65; Al2O3 - 14,04; Fe2О3 - 0,91-1,50; CaO - 0,85; К2O + Na2О = 9,19; К2O/Na2О = 2,6. В целом по месторождению отношение содержания оксида калия к оксиду натрия варьирует от 1,31 до 2,03. Месторождение эксплуатировалось и пегматиты поставлялись на изоляторные заводы Урала (Южноуральск, Камышлов). По данным Камышловского изоляторного завода пегматит низкого качества с содержанием оксида железа от 0,13 до 1,37%. Пегматит преимущественно микроклиновый (К2O - 8,82-6,11%, Na2О - 2,12-2,99%). Содержание свободного кварца около 30%. Пегматит загрязнен биотитом и примазками ожелезненной красной глины.

Пегматитовые месторождения обладают неблагоприятными горнотехническими условиями эксплуатации из-за наличия большого количества старательских выработок (месторождения с давних времен эксплуатировались кустарным способом, частично с проходкой шахт для получения драгоценных, полудрагоценных и поделочных камней).

В приповерхностной зоне на глубину до 5-20 м пегматиты выветрелые, уровень подземных вод располагается недалеко от поверхности.

Государственной комиссией в 1966 году утверждены запасы полевошпатового сырья по месторождениям Алабашское и Тысячница по категориям В и С1 в количества 4,5 млн. тонн (табл. 3).

Таблица 3.

Запасы полевошпатового сырья по месторождениям Алабашское и Тысячница

Категория запаса	Запасы, тыс. тонн	Из них с отношением К2O:Na2О
		Более 2	От 1,5 до 2,0	Менее 1,5
Алабашское месторождение
В, всего	237,5	90,5	109,2	37,8
в т.ч. выше уровня подземных вод	237,5	90,5	109,2	37,8
С1, всего	1149,6	251,3	789,4	108,9
в т.ч. выше уровня подземных вод	113,0	107,6	5,4	-
С2	3002	-	-	-
Месторождение Тысячница
В, всего	846,8	522,0	292,4	32,4
в т.ч. выше уровня подземных вод	459,0	340,1	86,5	32,4
С1, всего	2256,6	1471,6	785,0	-
в т.ч. выше уровня подземных вод	736,5	663,8	72,7	-
С2	1660	-	-	5

По месторождению Северная Мыльница запасы полевошпатового сырья по категориям В и С1 утверждены в количестве 0,3 млн. тонн. Верхние выветрелые горизонты с более высоким (выше 2:1) отношением содержания оксида калия к оксиду натрия отработаны.

В пределах Алабашского месторождения пегматитов расположено мощное месторождение Ватиха, которое до сих пор детально не разведано.

Из табл. 3 видно, что 1,2 млн. тонн запасов выше уровня подземных вод на месторождениях Алабашское и Тысячница имеют отношение оксида калия к оксиду натрия выше 2:1 и по этому показателю соответствует требованиям к отдельным сортам для тонкой керамики.

Из приведенных данных следует, что полевошпатовые концентраты месторождений Алабашского и Тысячница по содержанию красящих оксидов и кварца не удовлетворяют требованиям фарфоро-фаянсовой промышленности. Только по отдельным пробам получен концентрат, соответствующий требованиям на сырье для электротехнической промышленности.

Месторождение «Нижняя Алабашка» (пос. Асбестовский Свердловской области). Запасы подсчитаны до глубины 30 м по месторождению и составляют 6 635 тыс. тонн. В том числе утверждены запасы по поверхности, они составляют 3 826 тыс. тонн, месторождение готово к получению лицензии на добычу.

Месторождение представляет собой пучок жил в количестве 15 единиц, все жилы расположены на ширине 400 м, мощность жил от 10 до 50 м при длине по простиранию 1 км, дальше не отслеживались. Средние результаты анализов по 15 жилам (%): SiO2, свободный кварц - 38,92; Fe2О3 - 0,18 (после магнитной сепарации); CaO - 0,5; К2O - 7,29, Na2О - 1,42, калиевый модуль К2O/Na2О - 5,1; К2O + Na2О = 8,71.

Минимальное содержание К2O в жиле №2 - 5,35%, в жиле №6 - 8,0%; Na2О в жиле №14 - 0,75%, в жиле №2 - 2,3%. Сумма щелочей максимальная в жиле №1 - 10,6%, минимальная в жиле №14 - 7,07%. Калиевый модуль минимальный в жиле №2 - 2,3, максимальный в жиле №9 - 8,3, в жиле №14 - 8,4.

Месторождение представлено дресвяно-щебенистой корой выветривания. Средний выход концентрата после отмывки от илов и глины в самой верхней части составил - 65,39% (река Нейва в 500 м), мощность щебеночных отложений - 10-20 м, обнаженного массива нет.

После обогащения методом магнитной сепарации все 15 жил дали снижение железа до 0,15-0,2%. Массив выходит на поверхность на расстоянии примерно 1 км возле «Горелого моста» и имеет следующий химический состав (%): оксидов железа в естественном виде - 2,49, в обогащенном - 0,18, сумма щелочей - 7,07, калиевый модуль - 1,4. Массив трещиноватый, не разведывался.

В 1990 году ОАО «Малышевское РУ» организовало карьерную добычу и провело технологические испытания крупнотоннажной пробы кор выветривания Нижне-Алабашского месторождения. Проба руды отобрана с пегматитовой жилы №10 с глубины 2-4 м. Минеральный состав пробы (%): кварц дымчато-серый - 35, микроклин розовый - 50, альбит белый - 10, биотит грязно-зеленый - 5, крупность материала пробы - минус 3 мм. Химический состав поступившей на обогащение руды данного месторождения (%): К2O - 5,8; Na2О - 0,9; К2O/Na2О = 6,4; К2O + Na2О = 6,7; SiO2 - 66,8; Al2O3 - 17,1; SО3 - 0,02; MgО - 0,52; CaO - 0,2.

В процессе испытаний установлено, что оксид железа концентрируется в классе минус 0,2 мм, причем содержание оксида калия в этом классе снижается до 2,8%. При переработке класса плюс 0,2 мм, выход составил 70,1%. Из руды Нижне-Алабашского месторождения, которая представлена пегматитами коры выветривания, при содержании в ней К2O - 5,8%, Na2О - 0,9%, получен концентрат с суммой щелочей 15% с калиевым модулем 7,8.

Месторождение «Режик» расположено в Белоярском районе Свердловской области в 6 км к западу от ж/д станции Режик. Месторождение лейкократовых гранитов представлено меридиональной полосой мусковитовых гранитов. Мощность полосы по поверхности 300 м. По простиранию полоса прослеживается скважинами и шурфами на 400 м и по данным геологической съемки протягивается далее к северу на 1 км. Месторождение являлось первым в СССР разведанным месторождением гранитов в качестве сырья для производства тонкой керамики. Месторождение очень крупное. Горнотехнические и гидрогеологические условия эксплуатации благоприятные.

Выделяются две структурные разновидности (пригодных для керамики) гранитов: мелкозернистые, слагающие осевую часть полосы и среднезернистые - в краевых частях. Вещественный состав обеих разновидностей одинаков.

Мусковитовые граниты состоят из (%): кварца 24-32; полевых шпатов 67-77; мусковита 1,5-2,5; граната 0,3; рудных минералов 0,1. Запасы по категориям А+В+С1 составляют 4,75 млн. тонн, в том числе по категориям А2+В - 986 тыс. тонн, кроме того подсчитаны запасы по категории С2 в количестве 1,87 млн. тонн (по данным 1981 г по категориям А+В+С1+С2 - 6,56 млн. тонн). Запасы могут быть увеличены за счет доразведки данного месторождения. Химический состав полевошпатового сырья месторождения «Режик» представлен в табл. 4.

Характеристика огневых проб полевошпатовых материалов месторождения «Режик» представлена в табл. 5.

Исследования показали, что массы, содержащие граниты и аляскиты, по керамическим показателям не отличаются от контрольных масс, содержащих пегматит Чупинского месторождения.

В составе сырья отмечается высокое содержание SiO2 и оксидов щелочных металлов, присутствуют оксиды железа. Проведенные лабораторные и полупромышленные исследования показали, что пегматоидный гранит месторождения «Режик» является в естественном виде плавнем, содержащим большое количестве оксидов железа - 0,68%, которые придают сплаву темную окраску. При обогащении по комбинированной магнитно-флотационной схеме содержание оксида железа может быть снижено до 0,09-0,15%. Обогащение гранита на электромагнитном сепараторе (напряженность магнитного поля 10-12 тыс. эрстэд) снижает содержание оксидов железа до 0,12%, цвет сплава становится белым.

Таблица 4.

Химический состав полевошпатового сырья месторождения «Режик»

Место-рождение	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	К2О	Na2О	ППП
Гранит аляскитовый	72,7	15,9	0,9	0,42	1,40	0,20	3,55	5,33	0,04
Гранит мусковитовый	73,93	15,22	0,9	0,48	0,90	0,10	4,13	4,33	0,40
Аляскит	75,37	14,0	0,9	0,37	0,48	0,05	3,55	5,55	0,40
Участок №4	71,93	16,54	-	0,44	0,80	0,14	7,86	2,77	0,22
Участок 4А	73,13	15,46	-	0,41	0,69	0,14	7,48	3,11	0,28
Участок «Шпатовый»	74,88	15,17	-	0,48	0,97	0,18	4,57	3,96	0,11
Участок «Кварцевый!	64,83	20,47	-	0,18	0,20	0,03	10,96	2,91	0,32
Участок №8	73,71	15,46	-	0,40	1,0	0,04	5,66	4,29	0,33

Таблица 5.

Характеристики огневых проб

Место взятия проб	Внешний вид расплава при 1350ºС
	Сито 02	Сито 007
Участок №4	Молочно-белый с сероватым оттенком, редкая точечная мушка	Молочно-белый с сероватым оттенком
Участок 4А	Молочно-белый со слабо сероватым оттенком и редко разбросанной точечной мушкой	Молочно-белый
«Шпатовый»	Молочно-белый со слабо сероватым оттенком. Редкая точечная мушка	Молочно-белый со слабо сероватым оттенком
«Кварцевый»	Молочно-белый	Молочно-белый
Участок №8	Молочно-белый с сероватым оттенком, редкая точечная мушка	Молочно-белый, на поверхности единичная мушка

Проведеная оценка мусковитовых среднезернистых гранитов подтвердила пригодность их для получения качественной керамики. Мелкозернистые граниты по химическому составу аналогичны среднезернистым (табл. 4).

Концентрат аплита представляет собой полноценный беложгущийся заменитель пегматитов в керамических массах, а также является высокосортным стекольным сырьем.

Колебания отношения оксида калия к оксиду натрия в пределах 2 к 1 до 1 к 2 не оказывают заметного действия на керамические свойства фарфоровых масс. Оценка сортности гранита показала, что он может быть приравнен к пегматиту второго сорта с несколько увеличенным содержанием свободного кварца и пониженным соотношением К2О к Na2О. Полупромышленные испытания показали, что гранит может быть использован в тонкой керамике, в частности для производства технического фарфора и полуфарфора в качестве заменителя полевого шпата и пегматита при условии его электромагнитного сепарирования.

Месторождение гранитного полевошпатового сырья «Режик» представлено полосой аляскитов шириной 200-300 м и длиной около 2,5 км. Аляскиты залегают в биотитовых гранито-гнейсах. В 300 м восточнее месторождения располагаются пегматитовые жилы, аналогичные по составу аляскитам. Средний химический состав аляскитов (анализ проведен в институте «Уралмеханобр») (%): SiO2 - 73,83; ТiО2 - 0,09; Al2O3 - 15,22; Сr2О3 - 0,03; Fe2О3 - 0,48; МnО - 0,08; CaO - 0,90; МgО - 0,11; К2O - 4,13; Na2О - 4,33; Р2О5 - 0,005; ППП - 0,40. По данным анализа более 250 проб, в 64% из них содержание Fe2О3 составляет менее 0,5%, 32% проб содержат 0,5-0,75% Fe2О3 и только 4% более 0,75% Fe2О3. Содержание основных компонентов практически постоянно.

Аляскиты состоят из полевых шпатов (65-72%), кварца (27-32%), мусковита (1-3%), каолинита (1-2%), граната (0,0-0,5%). Кроме того, встречаются единичные зерна биотита, магнетита, гематита и пленочки гидроксидов железа. Размер зерен полевых шпатов, кварца, мусковита и биотита 1-3 мм, граната - 0,5-1,0 мм. Химический состав основных минералов характеризуется данными, приведенными в табл. 6.

Полевые шпаты (анализ 7) представлены в основном плагиоклазами. Их содержание в аляскитах 35-50%. Кроме того в аляскитах содержится 20-35% микроклина. Плагиоклазы белые и в отличие от микроклина заметно каолинизированы. Микроклин почти не изменен, имеет розовый или кремовый оттенок. Состав полевошпатовой породы в одной из пегматитовых жил характеризуется анализами 4, 5, 6. Кроме того приведены для сравнения анализы микроклина из пегматитовых жил (1, 2, 3). Изоморфная примесь оксида железа в решетке полевых шпатов составляет 0,06%, более высокое содержание оксида железа в некоторых пробах обусловлено недостаточно тщательным отделением гранита при отборе мономинеральных фракций.

Таблица 6.

Химический состав основных минералов полевошпатового сырья месторождения «Режик»

Минерал	№ пробы	Содержание оксидов, %
		SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	MnО	MgО	CaO	K2O	Na2O	F	ППП	Сумма
Полевой шпат	1 2 3 4 5 6 7	64,58 64,53 64,73 64,26 65,24 65,0 65,78	0,0 0,0 0,0 0,02 - - -	15,58 19,58 19,38 19,58 20,0 20,14 19,61	0,02 0,06 0,02 0,07 0,06 0,12 0,26	0 0 0 0,22 - - 0,22	0,02 0,07 0,0 0,01 - - 0,03	0,05 сл 0,0 0,26 0,11 0,13 0,13	0,18 0,17 0,17 0,65 0,91 0,25 1,38	12,68 12,9 13,8 11,08 9,7 10,1 6,24	2,27 2,10 2,24 3,10 3,12 3,3 6,38	- - - - - - -	0,16 0,2 0,28 0,29 0,1 0,06 0,35	99,99 99,61 100,62 99,54 99,24 99,1 100,38
Кварц	8 9	99,0 97,25	0,0 0,0	0,16 1,03	0,01 0,0	0,0 0,17	0,01 0,12	сл 0,0	0,1 сл	сл -	сл -	- -	0,08 0,45	99,36 99,02
Мусковит	10 11 12	44,8 44,3 45,64	0,40 0,48 0,47	29,48 31,90 31,45	5,73 4,75 3,47	1,84 1,22 1,95	0,32 0,09 0,12	1,52 0,8 1,01	0,07 0,23 0,23	9,05 10,8 9,93	0,74 0,40 0,54	1,45 0,85 0,95	5,05 5,25 4,84	100,43 101,07 100,61
Биотит	13 14	36,5 37,68	2,28 2,59	16,6 16,9	7,22 5,55	14,59 14,03	1,03 0,37	8,16 8,26*	0,06 0,43	8,42 8,26	0,12 0,26	1,05 0,75	4,44 4,92	100,49 100
Гранат	15 16	38,77 38,92	0,11 0,11	21,12 20,24	3,53 5,68	14,39 13,31	10,25 8,96	10,06* 10,78*	1,32 1,46	- 0,07	- 0,08	- -	0,45 0,39	100 100

*- содержание MgО - определено по разности между 100% и суммой прочих компонентов.

Кварц (анализ 9) окрашен в серый цвет и кроме незначительного количества каолинита (1-2%) примесей не содержит. Анализ 8 характеризует кварц из пегматитовых жил. Мусковит светло-серый с зеленоватым оттенком, характеризуется наличием (анализ 12) 0,5% TiO2 и 6-6,5% Fe2O3, что делает его электромагнитным. Анализ мусковита из пегматитовых жил (10, 11) дает аналогичные результаты.

Биотит (в составе пегматитов и биотитовых гнейсов) черный и состоит на 50% из железистой разновидности (лепидомелан). Кроме того, в нем присутствуют флогопит (25%) и мусковит (25%). Электромагнитные свойства биотита выше, чем у мусковита.

Гранат красный и представлен изоморфной смесью железистых, магнезиальных и марганцевых разновидностей: 40% альмандина, 35% пиропа, 25% спессартина. Удельная магнитная восприимчивость граната 78,3·10-6 см3/г. Преобладание кислых плагиоклазов, наличие 30% кварца, высокая однородность аляскита и характер распределения в них железосодержащих минералов определяют следующие основные технологические показатели аляскитов. Температура плавления - 1240-1250ºС. В аляскитах, содержащих 0,45-0,68% оксида железа, при тонком помоле мушка отсутствует, но расплав в застывшем состоянии имеет светло-серый цвет, иногда с коричневатым оттенком. При грубом помоле, независимо от содержания оксида железа, для всех расплавов характерна мушка. Аляскиты хорошо обогащаются электромагнитной сепарацией в поле 10-15000 эрстед и флотацией с использованием контакта Петрова. В результате обогащения можно получить около 90% концентрата с содержанием Fe2O3 - 0,09-0,15%. Застывший расплав обогащенных аляскитов имеет при грубом помоле снежно-белый цвет, мушка полностью отсутствует. Сопоставление керамических свойств аляскитов, карельских полевых шпатов и чупинских пегматитов показало, что в фарфоровых массах Дулевского завода гранит влияет на процесс спекания черепка аналогично карельским шпатам (с отклонением в сторону большей активности при 1250-1300ºС).

В полуфарфоровых массах, составленных на основе рецепта Лобненского завода, аляскит обеспечивает такой же характер спекания, как и чупинский пегматит, а для отдельных масс обусловливает расширение интервала спекшегося состояния и увеличение прочности черепка на изгиб до 6,48 МПа.

Преобладание оксида натрия в составе оксидов щелочных металлов требует при использовании аляскитов в производстве высоковольтного фарфора подшихтовки 25-30% калиевых полевых шпатов. Такие полевые шпаты залегают в 300 м восточнее месторождения «Режик», состав их приведен в табл. 6 (анализы 4, 5, 6).

Таким образом, проведенные анализы позволяют сделать вывод, что аляскиты месторождения «Режик» при условии обогащения являются высокосортным полевошпатовым сырьем для керамической и стекольной промышленности. Без обогащения аляскиты используются Косулинским абразивным заводом, Невьянским заводом керамических плиток, заводом Уралэлектроаппарат для обмазки электродов.

Граниты (аляскиты, аплиты) месторождения «Режик» как полноценное полевошпатовое сырье пригодно в естественном виде для канализационных труб, плитки для полов; после электромагнитной сепарации сырье 1 сорта пригодно для производства стекла и тонкой керамики, включая высоковольтный фарфор. Применение гранитов и аляскитов вместо полевого шпата и пегматита в керамической и стекольной промышленности имеют существенные преимущества, так как граниты и аляскиты характеризуются более постоянным составом, чем пегматиты. Месторождения их расположены большей частью близ центров потребления, что создает значительную экономию в транспортных расходах. В связи с тем, что запасы гранитов, аляскитов и нефелиновых сиенитов огромны, добыча их может быть организована с применением современной техники.

Розовые граниты Шершневского месторождения. Месторождение расположено в Сосновском районе Челябинской области. Месторождение розовых гранитов состоит из трех разновидностей гранитов: серых порфировидных, мелкозернистых и среднезернистых розовых гранитов в кварцевых диоритах Челябинского гранитного массива. Наибольший интерес для керамики представляют розовые мелкозернистые и среднезернистые граниты, представленные массивными равномерно зернистыми породами от коричневато-розовых до светло-розовых оттенков полнокристаллической, иногда порфировидной, реже микроаплитовой или микропегматитовой структуры. Размер зерен основной массы 0,2-0,6 мм, вкрапленников полевых шпатов до 1,5-2,5 мм. В составе породы: калиевый полевой шпат (в основном решетчатый микроклин 35-40%), плагиоклаз (от альбит-олигоклаза до олигоклаза-андезина - 25-30%), кварц до 35-40%, биотит в породе встречается в виде отдельных мелких чешуек или скоплений (не более 1%). Из акцессорных минералов в небольших количествах в породе наблюдаются циркон, сфен, из вторичных - мусковит, хлорит, серицит и пирит.

Утвержденные запасы по данному месторождению составляют 6 млн. тонн (подсчитывались на площади существующего карьера).

Химический состав шершневского гранита приведен в табл. 7.

На Южноуральском арматурно-изоляторном заводе в 60-х годах прошлого столетия по инициативе технологов П.М. Быкова, П.М. Бугай и Р.М. Богинского были проведены технологические и производственные испытания шершневского гранита в составе электротехнического фарфора, вместо низкосортного алапаевского пегматита. Производственные испытания электро- фарфоровой массы на шершневском граните показали, что она дает значительно меньшие потери на каждом из технологических переделов изготовления изоляторов. Масса более устойчива в обжиге, имеет более высокий предел прочности на статический изгиб обожженных образцов.

Таблица 7.

Химический состав гранита Шершневского месторождения

Материал	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	К2 O	Na2О	ППП
Гранит Шершневский	73,4 72,8	14,3 15,49	0,72 0,96	0,53 1,46	0,10 0,24	6,45 5,50	3,70 2,66	0,52 0,30

Опытные партии изоляторов ПМ-4.5, П-4.5 и П-8.5 выдержали все испытания, предусмотренные ГОСТом для линейных подвесных высоковольтных изоляторов. Электротехническая и механическая прочность подвесных изоляторов, изготовленных на основе шершневского гранита, значительно превышает требования ГОСТа. Проведенные на Южноуральском арматурно-изоляторном заводе исследования доказали возможность применения розовых гранитов в качестве полевошпатового сырья для производства фарфоровых высоковольтных изоляторов.

Гранит Кременкульского месторождения. Месторождение расположено в Сосновском районе Челябинской области. Кременкульский массив сложен розовыми лейкократовыми гранитами, залегающими среди гранодиоритов. Наиболее широко здесь развиты крупно- и среднезернистые граниты, сложенные в основном розовым калишпатом (49%), серовато-белым плагиоклазом (23%) и кварцем (25%). Химический состав гранита (%): SiO2 - 74,55; Al2O3 - 13,37; Fe2О3 - 0,95; FeО - 1,15; МgО - 0,55; К2O - 4,70; CaO - 0,82; Na2О - 4,0; TiО2 - 0,11; ППП - 0,11.

На гранитах развита кора выветривания. Мощность ее варьирует от 1 до 20 м и составляет в среднем 5,9 м. В выветрелых гранитах сумма содержания оксида калия и оксида натрия колеблется от 3,58 до 8,18%, а их отношение от 1,58 до 11,43. На коре выветривания гранитов залегают кварцево-глауконитовые песчаники, диатомиты, трепеловые глины, пески и пестро-окрашенные глины общей мощностью от 0 до 6 м, в среднем 2,5 м.

Геологические запасы выветрелых гранитов оцениваются в 52 млн. тонн, а полевошпатового концентрата, отвечающего требованиям ГОСТ 7030-75, определены в 13 млн. тонн. Сырье хорошо поддается обогащению, содержание оксида железа удается снизить до 0,1-0,2%, а соотношение К2O к Na2О колеблется от 5 до 18. Выход качественного полевошпатового концентрата достигает 25%. Изоляторы, с применением гранитной дресвы Кременкульского месторождения, выдержали все испытания, предусмотренные ГОСТом для линейных подвесных высоковольтных изоляторов. При этом среднее пробивное напряжение в масле достигло 168 кВ при норме 110 кВ, а средняя разрушающая нагрузка составила 7,6 тонн при норме 6.

Изоляторы, полученные из фарфоровой массы на основе необогащенной Кременкульской дресвы, имеют высокие электромеханические характеристики. При обогащении из дресвы можно получить еще более высококачественное сырье для производства электротехнического фарфора.

Полевошпатовое сырье в техногенных образованиях. Наибольшее количество полевошпатового сырья накоплено на территории ОАО «Малышевское РУ». Хвосты обогатительной фабрики представляют собой техногенное образование, состоящее из измельченной до крупности 97% класса 0,315 мм полевошпатовой руды. Средний минералогический состав (%): кварца - 24-32%; полевых шпатов - 65-77%; мусковита - 1,5-2,5%; граната - 0,3%; рудных минералов - 0,10%. Средний химический состав (%): SiO2 - 70-75; Al2O3 - 12-15; Fe2О3 - 08-1,2; МgО - 0,1; К2O - 3,5-4,0; CaO - 0,82; Na2О - 4,0; TiО2 - 0,09; ППП - 0,4. Запасы руды составляют 8 млн. тонн, в них заключено 1,4 млн. тонн флогопита и 2,9 млн. тонн полевого шпата. К сожалению, в объеме хвостохранилища отсутствует четкая пространственная обособленность друг от друга участков, сложенных указанными минеральными разновидностями хвостов. Отмечается их перемежаемость, переслаивание, порой перемешивание. Требуется разведка хвостохранилища как техногенного месторождения.

Вторым крупным техногенным образованием является вскрыша карьера «Липовый лог» и карьера «Квартальный». По состоянию на май 2004 г. на складах осталось пегматитовых гранитов 8,3 млн. тонн (в виде вскрыши карьеров). Средний минералогический состав пегматоитных гранитов (%): кварца - 28-32; полевых шпатов - 65-70; мусковита - 4,5-5,5; граната - 0,5; рудных минералов - 0,10. Средний химический состав (%): SiO2 - 74,82; Al2O3 - 14,4; Fe2О3 - 0,39; FeО - 1,34; МgО - 0,1; К2O - 4,37; CaO - 0,1; Na2О - 4,03; TiО2 - 0,05; ППП - 0,4.

Третьим крупным техногенным образованием, содержащим полевой шпат, являются накопленные пески гранитного карьера «Реж», где накоплено за 20 лет работы попутно полученного песка, в количестве примерно 2 млн. тонн. По минералогическому и химическому составу пески гранитного карьера «Реж» отличаются от песков хвостохранилища высокой концентрацией оксидов железа, равной величине 1,3-1,7% и более крупным гранулометрическим составом (крупность 0,8-1,5 мм).

Приведенный анализ полевошпатового сырья показывает, что большинство полевых шпатов Урала вполне удовлетворительного качества и пригодно для использования в керамической и стекольной промышленности при надлежащей его обработке и размоле.

(Солодкий Н.Ф. и другие «МСБ Урала…». Томск, Издательство ТПУ, 2009)

uralgidrogeo@narod.ru