Мировая титановая промышленность поворачивается в сторону магматогенных месторождений титана

Л.И.Ремизова, информационно-аналитический центр «Минерал» (www.mineral.ru)

В мире титановое сырье получают примерно поровну из магматогенных и экзогенных месторождений, но при этом количество разрабатываемых экзогенных (в подавляющем большинстве россыпных) месторождений достигает сотни, а из магматогенных разрабатываются всего четыре месторождения титана, заключенные в габброидных массивах: Теллнес (Tellnes) в Норвегии, Лак-Тио (Lac Tio) в Канаде, Паньчжихуа (Panzhihua) в Китае и Куранахское в России.

Несмотря на то, что разработка россыпных месторождений титана является наиболее дешевой и подготовка их к эксплуатации требует как правило относительно небольших затрат, коренные магматогенные месторождения содержат гораздо более значительные ресурсы диоксида титана, которые могут обеспечивать стабильную деятельность предприятий по выпуску титановых концентратов, титановых шлаков, синтетического рутила и в конечном итоге диоксида титана и металлического титана в течение многих десятков лет. Так, месторождение Лак-Тио разрабатывается с 1950 г., Теллнес и Паньчжихуа – с 1960 г.; обеспеченность запасами рудников, эксплуатирующих эти месторождения, составляет от 50 до нескольких сотен лет.

Кроме того, хотя потенциал разработки поверхностных и близповерхностных россыпей титановых минералов далеко не исчерпан, они большей частью находятся в странах Африки и Азии с не всегда привлекательным инвестиционным климатом, и зачастую их промышленная разработка не ведется. Поэтому в последнее время все чаще появляются проекты по вовлечению в эксплуатацию крупных коренных магматогенных месторождений титана. Наиболее крупные и близкие к реализации проекты осуществляются в Чили, США и Мексике.

Наиболее продвинутый проект реализуется в Чили, на севере страны, где канадская компания White Mountain Titanium Corporation ведет оценку возможностей освоения коренного рутилового месторождения Серро-Бланко (Cerro Blanco).

Месторождение Серро-Бланко расположено в 28 км к юго-востоку от порта Уаско, Регион III, и заключено в диорит-габбро-пироксенитовом интрузивном массиве мелового возраста, интрудированном тоналитами с рассеянной рутиловой минерализацией. Рутил от красного до красновато-коричневого цвета, «чистый», не содержащий примесей оксидов железа. В тоналитах содержится 5% и более рутила, обычно в ассоциации с очень тонкоструктурными агрегатами слюды, полевого шпата и кварца. Руды обнажены на поверхности и могут отрабатываться карьером.

Месторождение было открыто канадской геологоразведочной компанией в 1990 г., а в 1992 г. приобретено компанией Phelps Dodge Corporation, которая провела его предварительную разведку. В 1999 г. Phelps Dodge, избавляясь от непрофильных активов, продала его австралийской компании Dorado Minerals Resources, а последняя, не сумев выплатить компании Phelps Dodge предусмотренную сделкой сумму, в 2003 г. передала его в счет оплаты долгов вновь образованной компании White Mountain Titanium Corporation.

Месторождение состоит из четырех участков: Ла-Кантера (La Cantera), Лас-Каролинас (Las Carolinas), Часконес (Chascones) и Эли (Eli). Измеренные и установленные (measured+indicated) ресурсы месторождения составляют 32,89 млн т руды, содержащей в среднем 2,3% диоксида титана (TiO₂) при бортовом содержании TiO₂ 1%; предполагаемые (inferred) ресурсы – 132 млн т руды со средним содержанием TiO₂ 2,1% при таком же его бортовом содержании.

Месторождение расположено в хорошо освоенном горнодобывающем районе, где имеются автомобильная и железная дороги, в относительной близости – морской порт, в 8 км – электростанция, в 10 км протекает река Уаско. В районе есть квалифицированная рабочая сила.

White Mountain готовит банковское ТЭО сооружения рудника и обогатительной фабрики, которое предполагается осуществить в две очереди. В первую из них в течение трех лет будет достигнута годовая мощность в 100 тыс.т рутилового концентрата высшего сорта и в качестве попутного продукта – 450 тыс.т калиевого полевого шпата. В дальнейшем мощность предприятия предполагается удвоить. Срок эксплуатации месторождения оценивается в 20 лет. Компания намеревается продавать рутиловый концентрат продуцентам пигментного диоксида титана и исследует возможности производства попутного полевошпатового концентрата для стекольной и керамической промышленности.

В 2008 г. компания White Mountain ввела в строй пилотную обогатительную фабрику, на которой совместно с Исследовательским центром обогатительных и металлургических технологий (Centro de Investigacion Minera y Metalurgica Tecnologia y Servicios) и компаниями Cytec Chile Limitada и AMEC-Cade разрабатывает схему обогащения рутиловых руд. В январе 2009 г. компания сообщила о том, что завершила разработку технологии первой, гравитационной стадии обогащения и переходит к следующей, флотационной стадии. Для отработки технологии гравитационного обогащения использована проба массой 0,5 т с участка Лас-Каролинас; получен черновой концентрат, содержащий более 8% TiO₂, и около 200 кг этого концентрата отправлено в лабораторию компании Cytec на обогащение флотацией. В распоряжении Cytec имеется пятнадцать различных флотореагентов, из которых предстоит выбрать обеспечивающие оптимизацию процесса флотационного обогащения. Эти исследования позволят определить возможности использования на обогатительной фабрике морской воды вместо опресненной, что значительно снизит производственные издержки.

White Mountain планирует завершить банковское ТЭО проекта разработки месторождения Серро-Бланко к середине 2010 г.

В США канадская компания Cardero Resource Corp. заключила опционное соглашение на приобретение до 85% в железо-титановом месторождении Лонгнос (Longnose). Компания планирует провести на месторождении геологоразведочные работы, включая поисковое и разведочное бурение, а также исследования по обогащению руд. Кроме того, она намерена изучить еще несколько подобных месторождений в этом регионе.

Ранее компания Cardero Resource намеревалась ограничиться производством ильменитового концентрата как конечного продукта для продажи. Теперь технологи компании оценивают возможности извлечения титана из ильменита и титаномагнетита с попутным получением чугуна.

Месторождение расположено на северо-востоке штата Миннесота, в непосредственной близости от г.Хойт-Лейкс (Hoyt Lakes), в пределах железорудного района хребта Месаби, менее чем в 10 км от отработанного железорудного месторождения Эри (Erie), работы на котором завершились в 1957 г. В 5 км к северу от месторождения Лонгнос расположено медно-никелевое месторождение НортМет (NorthMet) компании Polymet Mining Corp.

Железная дорога проходит менее чем в 2 км от месторождения Лонгнос, а в 5 км к северу от него расположена линия электропередачи напряжением 138 кВ. В 85 км от месторождения находится порт Дулут на оз.Верхнее, открывающий доступ к системе Великих озер.

Месторождение Лонгнос было обнаружено в начале 1980-х годов при проведении геологоразведочных работ на медь и никель с использованием геофизических методов. Разведочное бурение, металлургические исследования и оценка ресурсов месторождения проведены компанией Westmont Mining Inc. В 1991 г. проект был приобретен компанией BHP Minerals International Inc., которая рассчитывала, что в районе могут быть обнаружены и другие подобные месторождения. В 1992 г. BHP оценила ресурсы месторождения Лонгнос в 27,57 млн т руды с содержанием диоксида титана 21,3% и классифицировала их как вероятные запасы (probable reserves). По утверждению компании, месторождение Лонгнос – одно из крупнейших в Северной Америке месторождений высокосортных ильменитовых руд. По данным геологической службы штата Миннесота месторождение Лонгнос заключает 50 млн т ресурсов (resources) ильменит-титаномагнетитовой руды со средним содержанием TiO₂ 21%.

Месторождение Лонгнос приурочено к западной границе многофазного расслоенного габброидного массива (комплекса) Дулут (Duluth) протерозойского возраста, второго по величине в мире после Бушвельдского комплекса в ЮАР. Вдоль западной границы массива Дулут выявлены многочисленные мелкие тела меланократовых габброидов и габбро-ультрабазитов, обогащенных оксидами железа, титана, ванадия; некоторые из них содержат медно-никелевую и платиноидную минерализацию (рис.1). По данным бурения, по меньшей мере 13 габбро-ультрабазитовых тел содержат ильменит-титаномагнетитовую минерализацию.

Ультраосновное интрузивное тело Лонгнос имеет в плане овальную форму, размеры 750 x 425 м и мощность по крайней мере 150 м, хотя оно не оконтурено на глубину. Истинная форма интрузивного тела будет определена бурением. Главные рудные минералы – крупнокристаллический ильменит и титаномагнетит. Мощность рудных тел с массивной минерализацией достигает 30 м.

Рис.1. Схематическая карта многофазного расслоенного габброидного массива Дулут, штат Миннесота, США

Предшественниками компании Cardero пробурено в районе месторождения 11 скважин, шесть из которых, пройденных в юго-восточной части массива, пересекли зоны минерализации в интервале глубин до 90 м. В восточной части месторождения зона минерализации выходит на поверхность. Существующая модель месторождения показывает, что вблизи рудоподводящих структур мощность зоны оруденения может увеличиваться. Именно это и послужило основной причиной его приобретения компанией Cardero Resource.

Институт Hazen Research and the Natural Resources Research Institute провел опытные испытания по обогащению и металлургическому переделу рудных проб месторождения Лонгнос. Схема обогащения включала размол, гравитационное обогащение, магнитную и электростатическую сепарацию. Получен концентрат, содержащий 46,4% TiO₂; извлечение диоксида титана составило 78,1%.

Cardero Resource составляет программу работ по подготовке к освоению месторождения Лонгнос; они включают поисковое и разведочное бурение и дополнительные исследования по обогащению руды.

В 40 км к юг-юго-западу от месторождения Лонгнос, в пределах того же массива Дулут, в 1968 г. компанией United States Steel Corporation (US Steel) выявлено железо-титано-ванадиевое месторождение ТиТак (TiTac). Месторождение связано с телом ультрабазитов, протрудированным вдоль разрывного нарушения, ограничивающего массив Дулут с запада. Рудные минералы – крупнокристаллический ильменит и титаномагнетит. По данным опробования керна шести пробуренных на месторождении скважин среднее содержание диоксида титана в руде составляет 15,66%. Ресурсы месторождения не оценены.

US Steel провела ограниченные металлургические испытания руд месторождения. Керновая проба была раздроблена и подвергнута сепарации в тяжелой жидкости. После магнитной сепарации из концентрата тяжелых минералов были выделены магнитный концентрат, содержащий 57,32% железа, 14,02% диоксида титана и 1,3% пентоксида ванадия, и немагнитный концентрат, в котором содержалось 29,14% железа, 37,22% диоксида титана и 0,18% пентоксида ванадия.

В сентябре 2008 г. Cardero Resource Corp. заключила опционное соглашение о приобретении прав на месторождение ТиТак.

В Мексике канадская компания Blackfire Exploration Ltd. ведет разведку и подготовку к освоению магматогенных железо-титановых месторождений Кристина (Cristina) и Диана (Diana) в штате Чьяпас на юге страны, близ границы с Гватемалой.

Месторождения расположены в юго-восточной части горного массива Сьерра-Мадре-де-Чьяпас, в пределах которого на поверхность выходит гигантский гранитоидный батолит, вытянутый в северо-восточном направлении на 300 км при ширине около 75 км, возвышающийся над уровнем моря на 2000 м. Батолит Чьяпас, внедрившийся по региональной системе разломов Мотагуа-Полочик (Motagua-Polochic fault system), слагают в основном метаморфизованные граниты и гранодиориты палеозойского (предположительно карбон-пермского) возраста (рис.2).

Рис.2. Схема геологического строения района расположения батолита Чьяпас (Мексика)

На месторождениях Кристина и Диана имеются системы жилообразных тел массивных ильменитовых руд с необычайно высоким содержанием ильменита – 50-65% и рутила – до 33-45% (рис.3). Протяженность системы рудных тел – около 8 км. Измеренные (measured) ресурсы месторождений составляют 1,57 млн т руды, содержащей в среднем 18% рутила и 55% ильменита. С глубиной содержания рутила и ильменита увеличиваются.

Ранее компаниями Caracol и Dupont на месторождениях Кристина и Диана пробурено пять колонковых скважин, проведена магнитная съемка.

Компания Blackfire Exploration предложила титановую руду месторождений Кристина и Диана покупателям на мексиканском рынке и нашла достаточное количество потенциальных покупателей. Компания решила в 2010 г. начать мелкомасштабную открытую добычу руды и продолжить разведку месторождений, чтобы в дальнейшем добывать 250 тыс.т руды в год.

Успешному развитию проектов разработки магматогенных месторождений титана благоприятствует высокая конъюнктура рынка рутилового концентрата: цена рутилового концентрата остается высокой и устойчиво держится на уровне 480-540 дол./т для концентрата пигментного сорта и 675-725 дол./т – сварочного сорта. Аналитики мирового рынка титанового сырья, в частности Goldman Sachs, в середине ноября 2008 г. в своих прогнозах предусматривали рост цен на высококачественное титановое сырье – рутиловый концентрат, синтетический рутил, титановые шлаки. В условиях мирового экономического кризиса инвестиционные возможности геологоразведочных компаний ограничены, поэтому нет уверенности в выполнении их планов в отношении освоения новых месторождений в намеченные ранее сроки, тем не менее по мере оживления мировой экономики эти проекты будут востребованы одними из первых.