Месторождения циркония в Австралии

С 1934 по 1948 г. Австралия являлась крупнейшим поставщиком циркониевых руд в мире, уступив это место США лишь в 1949 г.
Добыча руды в пересчете на циркон с 1934 по 1948 г. возросла с 28 до 21 811 т и составила за этот период 136 083 т. Экспорт в различные страны показан в табл. 2. Данные, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о том, что США продолжают оставаться наиболее крупным покупателем австралийских циркониевых концентратов, несмотря на то, что сами являются весьма крупным центром добычи этой руды.

Наиболее важным из известных до сих пор месторождений циркона являются прибрежные пески восточной части Австралии, между Саутпортом, в 27 км к северу от границы провинций Квинсленд — Новый Южный Уэльс, и Баллина, в 80 км к югу от этой границы. Далее к югу, с интервалами в несколько сот километров, встречаются менее значительные месторождения. Разработка прибрежных песков ведется в Ямбо, в 240 км южнее границы, и около Сванси, 96 км севернее Сиднея. Важные залежи находятся на острове Страдброк и далее к северу вплоть до залива Тинкан, южнее острова Фрезер. По своему характеру месторождения относятся к группе цирконрутил-ильменитовых песков. Они известны под названием черных песков и образовались в результате концентрации тяжелых минералов в количестве примерно 0,1% прибрежных песков. Расположение их зависит преимущественно от направления ветров и течений в данном районе.

Месторождения, разрабатывающиеся в южной части провинции Квинсленд, представляют собой пласты и пропластки в более высокой части берега, в уступах и дюнах, непосредственно прилегающих к берегу, как это показано на фиг. 1. Разрез под прямым углом к береговой линии показывает, что пласты имеют клиновидную форму, постепенно становясь более тонкими по направлению к морскому берегу и утолщаясь в обратном направлении, довольно резко сходя на конус. Средняя мощность пласта колеблется в пределах 0,30—0,60 м, но некоторые из них достигают 1,5 м. Бывает, что параллельные пласты разделяются слоями кварцевого песка.
Пласты обычно хорошо очерчены и имеют почти горизонтальное простирание. Размеры пластов различны, но они всегда имеют большие размеры в направлении, параллельном береговой линии. Сечения, параллельные береговой линии, показывают линзообразную форму пластов со средней толщиной 0,3 м, простирающихся на расстояние только 21 м, в то время как другие пласты такой же толщины прослеживаются на расстояние до 225 м и показывают лишь небольшую линзообразность.
Состав. Содержание тяжелых минералов в месторождении колеблется в пределах 20—80%, но в среднем на обогатительные столы поступает материал, содержащий 40—50 объем. % тяжелых минералов.
Полученный концентрат тяжелых минералов содержит 44—7096 окиси циркония и по 15—30% рутила и ильменита. Этот циркон-рутил-ильменитовый концентрат исключительно чист от других тяжелых минералов, и содержание их редко превышает 5%; обычно же прочие тяжелые элементы составляют в концентрате 2—3%.
Разработка. Покрывающий слой, довольно тонкий у берега, вдали от него может достигать 6 м (в виде песчаных дюн). Снимается он с помощью бульдозеров или другого оборудования. Вскрытый пласт тяжелого минерала разрабатывается селективно, загружается в грузовики лопатами вручную или с помощью автопогрузчиков, дизельных механических лопат, скребков и других приспособлений. Почти во всех случаях ведется, насколько возможно, выборочная разработка с оставлением пустой породы.
Тяжелые минералы, в основном циркон, рутил и ильменит, отделяются путем механической концентрации на столах Вильфлея от кварца, составляющего 20—90 объем. % от всей породы. Некоторые фирмы отбирают с верхней части столов тяжелую фракцию, состоящую в основном из циркона, большей части монацита и других наиболее тяжелых минералов. После повторной концентрации на столах или другим методом этот продукт продается в качестве монацитового концентрата.
До 1948 г. большая часть циркона, экспортировавшегося из Австралии, отгружалась в виде так называемого черного песка, представлявшего собой смесь, содержавшую циркон (50—90%), ильменит, рутил и монацит. Такой смешанный концентрат был исключительно выгоден импортирующей стране, главным образом в США. Английское правительство, действуя на основании закона об атомной энергии 1946 г., запретило с марта 1948 г. экспорт смешанных концентратов, и с этого времени весь циркон на экспорт поставляется только в виде высокосортного концентрата (65% ZrO2), из которого удалены монацит и титансодержащие минералы. Вначале экспортные ограничения относились только к концентратам, содержащим 0,5% или больше монацита, а концентраты с меньшим содержанием монацита разрешалось экспортировать, но учтя, что низкосортный материал после обогащения можно продавать гораздо дороже, английское правительство запретило с 1 января 1950 г. экспорт каких бы то ни было смешанных концентратов.
Наиболее высокосортный циркон получают фирмы, дополняющие обогащение на концентрационных столах процессом флотации. Продукт флотации сушится и подвергается электромагнитной сепарации. В результате получается концентрат, содержащий 99,5% циркона.
Другие фирмы подвергают концентраты, поступающие с обогатительных столов, сушке, а затем пропускают их через электростатические или электромагнитные сепараторы. Эти процессы различаются в деталях, но в общем осуществляются по двум схемам:
1. Просушенный концентрат пропускается через электростатические сепараторы, разделяющие его на две части. Первая из них содержит рутил и ильменит, а вторая — циркон, гранат, монацит и другие минералы. Каждая из этих частей затем пропускается через электромагнитные сепараторы, отделяющие ильменит от рутила и циркон от монацита, граната и других слабомагнитных минералов.
2. Концентрат проходит сначала через электромагнитные сепараторы, удаляющие ильменит, а в некоторых случаях также гранат и монацит. Получающаяся смесь циркона с рутилом затем проходит через электростатические сепараторы, и разделенные цирконовые и рутиловые концентраты подвергаются каждый в отдельности электромагнитной очистке.
Различные фирмы поставляют циркон чистотой 93—99,5%, рутил—95—97% и смесь циркон-рутил — 60—40%.
Запасы. Месторождения занимают обширную площадь и еще полностью не разведаны. Однако были сделаны предположительные оценки запасов.
Прибрежные месторождения ограничены и вряд ли обеспечат добычу на уровне 1947 г. (21 576 т циркона и 13 194 т рутила) в течение более чем 10 лет.
Гораздо более обширные запасы имеются в месторождениях, относящихся к ранее образовавшимся песчаным дюнам, расположенным за прибрежными песками, особенно в Байрон Бэй, Нью Брайтон—Куджера и Куррумбин—Саутпорт, а также на острове Страдброк.
Разведочное бурение на острове Страдброк показало, что, хотя среднее содержание тяжелых минералов, повидимому, не превышает 3% (30% циркона, 25% рутила и 45% ильменита), колоссальное количество песка обещает весьма крупные запасы циркона, рутила и ильмениту.