7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 1/24
Metale rare
• proportia in crusta este mai mica de 0,1% (peste 30 de metale exploatate
economic)
• factorul de concentrare are valori intre 25 si 10.000 de ori
• folosite in cantitati mici la realizarea otelurilor in vederea obtinerii unor
proprietati de aliere (duritate, maleabilitate, conductivitate, rezistenta lacoroziune)
• doar Cu, Zn, Pb si Cr formeaza minerale proprii in roci obisnuite
• unele metale rare sunt prezente doar ca substituenti atomici ai altor
elemente (solutie solida)
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 2/24
Metalele rare se pot grupa in patru categorii:
1) Metale comune: Cu, Pb, Zn, Sn si Hg
2) Fieroaliaje: Ni, Co, Cr, Mo
3) Metale pretioase: Au, Ag, grupa metalelor platinice
4) Speciale: Nb, Ta, As, Bi, Ge, Ga, In, Be, REE
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 3/24
Fieroaliaje
• Cr, Ni, Co, V, Mo, W
• utilizate ca aliaje impreuna cu Fe
• folosite la fabricarea otelului
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 4/24
• cromitul (FeCr 2O4) este principalul mineral util, continut mediu in crusta
100 ppm• zacaminte asociate cu roci mafice si ultramafice – roci bogate in Mg si Fe,
dar sarace in Si
• corpurile de minereu sunt de tip podiform (lentile) sau stratiforme cantonate
in dunite (roci ultramafice bogate in olivina) sau serpentinite
• corpurile podiforme asociate cu peridotite amplasate la suprafata (formate in
manta, amplasate tectonic)
• corpurile stratiforme sunt realizate printr-un proces de formare a
cumulatelor – cristalizare din magma mafica si depunerea cristalelor
Crom - Cr
Crocoit-PbCrO4
Culoarea rosie a rubinelor
este data de cantitati mici
de Cr
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 5/24
Cromit (FeCr2O4)
• productia in mare parte realizata din zacamantul Bushveld (Africa de Sud)
• in Europa si SUA nu exista rezerve importante, exploatabile economic
• metal “ strategic” – “vital” pentru industria de aparare – utilizat pe scara larga la producerea otelurilor inoxidabile, avioane, alte echipamente militare
• utilizat ca si colorant, pigment, prelucrarea pielii – probleme ambientale
• cromul hexavalent este deosebit de toxic (carcinogen)
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 6/24
Aproximativ 4,4 milioane tone de minereu de cromit au fost produse in
2000, transformate in ~3,3 milioane tone of ferocrom avand o valoare
aproximativa de piata de 2,5 miliarde $.
Principalii producatori: Africa de Sud (44%) India (18%), Kazakhstan
(16%) Zimbabwe (5%), Finlanda (4%) Iran (4%) and Brazilia (2%) si alte
tari care produc in total mai putin de 10% din productia mondiala
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 7/24
Nichel - Ni
• continut de 75 ppm in crusta medie, dar 1000 pana la 3000 ppm in roci
bazaltice si ultramafice
• toate zacamintele mari asociate cu roci mafice and ultramafice
• se formeaza in general prin segregare magmatica a sulfurilor imiscibile
in stare lichida
- magmele mafice-ultramafice se racesc in crusta- sulfurile de fier lichide sunt imiscibile – similar apei si uleiului
- picaturi dense de sulfuri lichide coboara in partea inferioara a
camerei magmatice
- pentlanditul (NiFe)9S8 cristalizeaza impreuna cu cantitatimici de minerale din grupul elementelor platinice
• alterarea intensa a rocilor peridotitice (transformarea in laterite) poate sa
concentreze Ni in minerale cum ar fi cloritul si serpentine
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 8/24
• productie 200.000 tone Ni, valoare 7 miliarde $/an
• 30% din productie – Sudbury; 40% din resurse Rusia• aproximativ 45% este utilizat la fabricarea otelurilor inoxidabile rezistente
la coroziune
• utilizate la fabricarea turbinelor, motoarelor, containerelor • folosit la fabricarea bateriilor, monedelor, corzile chitarleor electrice
• produs in 23 tari (considerat metal strategic)
• cel mai mare zacamant – Sudbury, Canada
• rezerve cunoscute doar pentru aproximativ 10 ani
• exista cantitati mari de minereuri sarace (Duluth; zone adanci ale
zacamantului Sudbury)• alergen puternic (dermatite in piercing) – alergenul anului 2008 in SUA
• unii compusi ai Ni (mai ales cei gazosi si praful) sunt carcinogeni
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 9/24
Regiunea miniera Sudbury, Ontario, Canada
Descoperita in 1883
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 10/24
Exploatare
miniera
subterana
In 2002:
- mineralizatii – 1.648 milioane tone
- continut mediu
1,2% Ni
1,08% Cu
1,2 g/t Pt si elemente platinoide
- alte metale: Co, Ag, Au
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 11/24
Harta geologica Sudbury, Ontario, Canada
pentlandit
Structura de impact meteoritic:- in urma cu 1,85 miliarde de ani
- diametrul meteoritului – 9 km
- diametrul structurii – 65/27 km
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 12/24
Initial, structura de impact a fost circulara,
ulterior fiind deformata la forma eliptica
Mineralizatiile sunt localizate la contactul
dintre complexul intruziv si rocile
inconjuratoare mai vechi (granite, gnaise),
precum si de-a lungul dyke-urilor
Aspect de roca topita Minerale metalice in roca topita
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 13/24
Aspect de roca topita Minerale metalice in roca topita
Minerale metalice in brecieBrecie rezultata din fragmente de roci
Impact ambiental
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 14/24
Impact ambiental
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 15/24
• continut in crusta 28 ppm
• obtinut ca subprodus din prelucrarea minereurilor de Fe, Cu si Ag
• cele mai importante zacaminte de Co sunt de tip Cu stratiform (Congo)
• apare impreuna cu minerale de Ni
• utilizate predominant in fabricarea aliajelor speciale (magneti, otelurirezistente la uzura, proteze medicale, palete ale turbinelor cu gaz, baterii),
colorant (albastru), radioterapie
• element esential pentru vitamina B12; doze mari – alergen, carcinogen
• marea majoritate a productiei se realizeaza in Zair si Zambia
• alte resurse sunt asociate cu minereuri sarace de Ni (Duluth, Cuba)
Cobalt - Co
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 16/24
Republica Democratica Congo Provincia Katanga (fosta Shaba)
In 2005 - 40% din productia mondiala
- 22.000 tone
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 17/24
• continut in crusta 170 ppm – de doua ori mai mult decat Cu, dar zacamintele
sunt rare
• mai multe stari de oxidare – V3+ substituent al Fe3+ in magnetit, principalul
mineral din care se extrage V (pana la 3% V2O5)
• cel mai important zacamant de magnetit vanadifer este complexul magmaticBushveld
• de asemenea apare in zacamintele hidrotermale – in zonele cu clima arida
V3+ este oxidat la V5+ care este solubil in fluide
• uraniul are caracteristici geochimice similare, zacamintele de V si U fiind
adeseori asociate
• 85% din productia de V este folosita la fabricarea otelurilor – imbunatateste
rezistenta si duritatea
• apare sub forma de elemente urma in resursele energetice fosile, eliberat in
timpul arderii – probleme de sanatate
• producatori importanti China, Rusia, Africa de Sud, SUA – rezerve destulde mari
Vanadiu - V
V di
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 18/24
Vanadiu
Vanadinit-Pb5
(VO4
)3
Cl, pe goethit (Maroc)
Ferovanadiu
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 19/24
- Nu apare sub forma nativa (vanadiu metalic)
- Apare in 65 de minerale (vanadati)
- Productie in 2007 – 58.600 tone V
- 95% din productie – Africa de Sud, China, Rusia
- Este prezent si in bauxite, titei, carbune (pana la 1200 ppm), sisturi
bituminoase
- Arderea petrolului cu vanadiu corodeaza puternic motoarele (in special diesel)
- Arderea resurselor energetice fosile – 110.000 tone V pe an in atmosfera
- Toti compusii cu V sunt considerati toxici; nu este inclus pe lista substantelor
carcinogene
- Principala cale de expunere o reprezinta sistemul respirator, mai putin digestiv
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 20/24
• continut de doar 1,2 ppm in crusta• solubil in sulfuri
• Mo apare ca mineral principal sub forma de sulfura in zacaminte de tip
porphyry Mo cu continuturi mici si ca subprodus in zacamintele sarace de tip porphyry copper
• industria otelului consuma 75% din Mo produs; Mo este utilizat la alierea
otelurilor, fontei si metalelor neferoase (rezistent la temperatura ridicata,
coroziune)
• 25% din productie folosita pentru pigmenti, lubrifianti (temperatura si
presiune ridicate), catalizator si fertilizator, colorant, adeziv pentru emailuri
• producatori majori si exportatori - SUA, China, Chile, Rusia, Canada
• rezerve suficiente pentru acest secol
• element necesar organismului uman; deficienta de Mo conduce la un risc
mare de cancer esofagian
Molibden - Mo
Zacamantul Climax
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 21/24
Zacamantul Climax,
Colorado, S.U.A.
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 22/24
Molibdenit
Impact asupra mediului ambiant - iaz de decanatare
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 23/24
p p
wolframit
7/22/2019 Tema 2 Metale Rare-fieroaliajehfhn
http://slidepdf.com/reader/full/tema-2-metale-rare-fieroaliajehfhn 24/24
• continut 1 ppm in crusta
• metalul cu valoarea cea mai mare a temperaturii de topire (3400°C) si
rezistenta la rupere
• aliajele cu W sunt extrem de dure si stabile la T ridicata
• principalele minerale - scheelit (CaWO4) si wolframit ((Fe,Mn)WO4)
• apar in zacamintele de tip hidrotermal (skarne, filoane de cuart)
• productie 40.000 tone/an; valoare 500 milioane $/an
• principalul material utilizat este carbura de W
• 75 % din productie – China; restul Austria, Bolivia,
Portugalia, Rusia
Wolfram - W
scheelit
Top Related