Сырьевые ресурсы для производства природнолегированной стали

 
 
 
 
А. А. ПАНЫЧЕВ  
 
 
 
 
 
 
 
 
СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА  
ПРИРОДНОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 

УДК 622.341/.7:669.1 
ББК 33.4+34.32 
П16 
 
 
Рецензент: 
доц., канд. техн. наук, НИТУ «Московский институт стали и сплавов»  
Братковский Евгений Владимирович 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Панычев, А. А. 
П16   
Сырьевые ресурсы для производства природнолегированной стали : 
монография / А. А. Панычев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2024. – 100 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-2065-5 
 
Показаны разведанные комплексные железные руды, которые целесообразно использовать для производства уникальной природнолегированной стали, необходимой 
для оборонной промышленности, производства судов, труб и других значимых работ. 
Для научных и инженерно-технических работников горного профиля. 
 
УДК 622.341/.7:669.1 
ББК 33.4+34.32 
 
 
Печатается в авторской редакции 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-2065-5 
” Панычев А. А., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Железорудная база комплексного сырья для производства природнолегированной стали представлена Орско-Халиловской группой железорудных месторождений – Новопетропавловским, Аккермановским, Малохалиловским, Промежуточным, Новосергиевским, Орловским, Новотроицким месторождениями бурожелезняковых и сидеритовых природнолегированных железных руд, а также 
отвалом мелочи железных руд отработанного Новокиевского месторождения.  
Аккермановское, Новопетропавловское, Ново-Георгиевское, Промежуточное, Мало-Халиловское, Орловское и Ново-Троицкое месторождения хром- и 
никельсодержащих железных руд расположены в пределах Гайского района и 
земель города Новотроицка Оренбургской области. 
 
Географические координаты месторождений: 
1. Аккермановское 
– 51°12ƍ – 51°13,2ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°15ƍ – 58°17,5ƍ в.д. 
 
2. Новопетропавловское  – 51°39ƍ – 51°42ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°11ƍ – 58°13ƍ в.д. 
 
3. Ново-Георгиевское 
– 51°32ƍ – 51°35ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°07ƍ – 58°09ƍ в.д. 
 
4. Мало-Халиловское  
– 51°23,5ƍ – 51°25ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°10ƍ – 58°13ƍ в.д. 
 
5. Промежуточное  
– 51°25ƍ – 51°28,5ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°10ƍ – 58°13ƍ в.д. 
 
6. Орловское 
 
– 51°19ƍ – 51°20ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°17ƍ – 58°19ƍ в.д. 
 
7. Ново-Троицкое  
– 51°13ƍ с.ш. 
  
 
 
 
 58°25ƍ в.д. 
 
Ново-Георгиевское, Промежуточное и Мало-Халиловское месторождения 
характеризуются довольно расчлененным рельефом, глубоко врезанными оврагами и долинами рек. 
Новопетропавловское, Орловское, Аккермановское, Ново-Троицкое месторождения характеризуются более спокойным рельефом. Наиболее крупные месторождения и подготовленные к использованию являются Аккермановское и 
Ново-Петропавловское месторождения, поэтому автор в данной работе наибольшее внимание оказал этим месторождениям. 
 
3 

1. ГЕОЛОГИЯ ХАЛИЛОВСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА 
 
1.1. Общие сведения о геологии района 
 
Геологическое строение района железорудных месторождений характеризуется наличием палеозойского фундамента, прикрытого плащом мезокайнозойских рыхлых образований, причем последние, как правило, выполняют понижения в кровле палеозоя. 
Рельеф палеозойского основания определяет распределение мезокайнозойских толщ и элементы геологической структуры их необходимо строить на основе данного фактора. 
Основными тектоническими элементами палеозоя для описываемого района является наличие двух антиклинальных зон – Уралтау и Ирендык и заключенный между ними Таналык-Баймакской депрессии. Эти основные элементы 
обуславливают характер геологического строения района. 
Месторождения характеризуются: 
1. Западным падением рудной толщи (порядка 3–15°), отвечающим общему 
падению дна Таналык-Баймакской депрессии. 
2. Западная часть рудной площади месторождений срезается юрской толщей, а восточная – современным рельефом и четвертичными суглинками. 
 
1.2. Строение рудной толщи 
 
Рудная толща всех железорудных месторождений Халиловского типа залегает на весьма неровной поверхности серпентинитов, впадины и понижения которого приводят к образованию, так называемых, рудных «карманов». В основании рудной толщи обычно встречаются различные зоны коры выветривания серпентинитов, разрез которой характеризуется значительным непостоянством. 
Эти зоны коры выветривания характеризуются незначительным содержанием железистых продуктов (контрониты, кремнистый материал и т. д.) и по химическому составу могут быть отнесены к никелевым, а уже не железным рудам. 
Площадное распределение рыхлых продуктов коры выветривания серпентинитов тесно связано с геологическим разрезом железорудной толщи. Установлено, что они обычно встречаются там, где в основании рудной толщи залегают 
руды латеритового типа, а переотложенные руды обычно залегают непосредственно на неизменных серпентинитах. 
Нормальный разрез рудной толщи, составленный на основании материалов 
разведки прошлых лет и результатов работ, может быть представлен в следующем виде (сверху вниз). 
1. Рудный делювий, представляющий собой кусковатый материал различных горизонтов рудной толщи. 
2. Руда конгломерато-оолитовая. 
3. Руда оолитовая. 
4. Литеритовые руды, состоящие из трех разновидностей: 
4 

– плотных; 
– довольно-плотных; 
– порошковато-охристых. 
Полный разрез, состоящий из всех поименованных типов и разновидностей 
руд, на месторождениях встречается весьма редко и чаще всего рудная толща 
представлена только двумя или тремя типами руд. 
Наиболее полные разрезы приурочены к центральным частям залежей,  
а крайние зоны (западная и восточная) их обычно представлены одним нижним 
горизонтом латеритовых руд. 
Между отдельными рудными горизонтами, как правило, не наблюдается 
резких и отчетливых границ: обычно имеет место постепенный переход одного 
рудного горизонта в другой. 
Ясные и довольно резкие границы наблюдаются только между рудами латеритовыми и переотложенными, на границе которых обычно залегает корка плотных («афонитовых») гидролетитовых руд, отражающая все детали рельефа 
кровли латеритового горизонта. 
Согласно наблюдениям, кровля латеритового горизонта имеет форму 
весьма сложной криволинейной поверхности, с большим количеством мелких 
впадин, углублений, бугристых возвышенностей и т. п. деталей микрорельефа. 
 
1.3. Форма рудных тел 
 
Месторождения Халиловского железорудного района характеризуются пластообразной формой рудных тел, причем латеритовый горизонт морфологически 
представляет собой корковое образование на поверхности серпентинитового 
массива. Верхние горизонты переотложенных руд имеет правильную линзообразную форму и получились за счет переотложения латеритовых руд при делювиально-пролювиальных процессах. 
Рудный делювий плащеобразно перекрывает прочие горизонты рудной 
толщи. Отдельные горизонты рудной толщи по площадному распространению 
довольно непостоянны и в плане имеют форму извилистых площадей неправильной конфигурации. В площадном отношении наиболее выдержанным является 
горизонт латеритовых руд, как правило, прослеживающийся по всей площади 
железорудных месторождений. 
Весьма существенной особенностью железорудных месторождений Халиловского типа является чрезвычайная сложность микрорельефа подошвы рудной 
толщи, значительно осложняющая зачистку нижних горизонтов, наиболее богатых никелем. 
 
1.4. Породы подрудной и надрудной толщи 
 
Подрудными породами всех месторождений западной группы и Орловского 
(Центральной) являются сильно измененные серпентиниты и древняя (доюрская) кора выветривания. 
5 

Месторождения вторично переотложенных (юрских) руд могут залегать на 
любых породах палеозойского комплекса, иногда прямо среди юрских континентальных образований (Аккермановское). 
Подрудные серпентиниты на контактах, как правило, сильно ожелезнены, 
причем последнее особенно хорошо наблюдается в тех местах, где серпентиниты 
дислоцированы, перемяты и разбиты трещиноватостью. В участках с сильно развитой трещиноватостью серпентиниты настолько сильно ожелезнены, что первичные минералы их макроскопически неразличимы и о первичной породе 
можно судить только по текстуре серпентинита. В некоторых месторождениях в 
подрудных серпентинитах встречаются прожилки асбеста (Н. Георгиевское), 
магнезита (Н. Киевское). 
Прожилки асбеста встречаются и в руде (Н. Георгиевского месторождения), 
что является важным генетическим признаком месторождений. 
В основании рудной толщи месторождений часто встречаются контрониты, 
при разведках прошлых лет названные «змеевиковой глиной». 
Контрониты наиболее развиты в Н. Георгиевском месторождении, где они 
встречены в 17 выработках. 
Заканчивая характеристику подрудных серпентинитов необходимо указать, 
что естественно осложняет зачистку подошвы рудной толщи. 
Подрудными породами Аккермановского месторождения являются известняки визейского яруса. 
Поверхность известняков сильно закарстована и изобилует большим числом неровностей. 
На контакте рудных слоев и известняка образуется метосоматическая корка, 
образовавшаяся в результате взаимодействия железистых растворов с известняками. 
В некоторых случаях она, возможно, частично представлена сидеритами. 
Надрудными породами всех месторождений, как правило, являются юрские 
песчано-гдинисто-галечные континентальные образования, в некоторых местах 
перекрывающиеся меловыми, третичными и четвертичными образованиями. 
Среди юрских отложений почти во всех месторождениях встречается прослоек углистой глины, а в некоторых выработках – бурый уголь (М. Халиловское 
и Орловское месторождения). 
Эти признаки угленосности геологически вполне увязываются между собой 
и являются определенным указанием на наличие месторождений бурого угля в 
юрских отложениях Таналык-Баймакской депрессии, выходы которых констатированы во многих участках этой депрессии. 
Угленосный цикл приурочен к средней части отложений Таналык-Баймакской депрессии и месторождения угля могут быть встречены в породах этого 
возраста. 
Литологически юрские породы представлены: жирными, слюдистыми глинами, тонкозернистыми песками и галечниками. 
 
 
 
6 

1.5. Тектоника 
 
Основные и главнейшие тектонические нарушения в пределах описываемого района произошли до момента образования рудной толщи и, естественно, 
не могли непосредственно повлиять на строение месторождений. Однако, палеозойский тактогенез имеет весьма большое значение для процессов рудообразования и его влияние на морфологию рудных тел сказывается в весьма значительной степени, хотя и косвенным образом. В данном случае мы имеем в виду микротектонику серпентинитовых массивов, которая являлась фактором, определяющим скорость процессов поверхностей метаморфизации серпентинитов и их 
направление, а также процессы геохимического перераспределения различных 
компонентов древней коры выветривания. 
 
2. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ КОМПЛЕКСНЫХ РУД 
 
2.1. Общее описание минерального состава руд 
 
Макроскопически руды железорудных месторождений Халиловского типа 
(латеритно-аккумулятивных) представляют собой сильно охристую массу, в составе которой главное место принадлежит минералам группы бурого железняка 
(гидрогетит, гидрогематит, турьит с лепто-хлоритом). 
Общий минералогический состав Халиловских руд может быть представлен 
в следующем виде: 
1. Минералы рудные: гидрогетит, гидрогематит, лепто-хлориты, псиломеланвад, пиролюзит (встречается только в Аккермановском месторождении), магнезит, хромит, хромшпинелиды, турьит, сидерит, пирит и пирротин (последние два 
к рудным могут быть отнесены по минерографическим признакам, а с промышленной точки зрения они являются нерудными, вредными примесями). 
Гидрогетит встречается в виде четырех разновидностей: 
– плотного афанитового; 
– гидрогетитовой охры; 
– бобово-оолитового; 
– коллоидального-эренвертита.  
2. Минералы нерудные: серпентин, антигерит, кварц, халцедон, ортохлориты, кремний, карбонаты (магнезит, кальцит), нонтронит, мусковит, каолинит, 
гидроаргиллит, роговая обманка, турмалин, циркон, эпидот и неопределимые 
глинистые частицы. 
 
2.2 Минералы рудные 
 
Гидрогетит 
1. Охристый. Под микроскопом обнаруживается кринтокристаллическое 
строение. Эта разность гидрогетита имеет широкое распространение по всем типам руд и макроскопически представляет собой порошковатую рыхлую массу. 
 
7 

2. Плотный афанитовый. Разделен на две разновидности: 
– гидрогетит с матовым блеском; 
– гидрогетит с восковым блеском, который отличается от первой разновидности более высокой твердостью (4–5 по данным Академии). Гидрогетит с восковым блеском дает хорошие плоско-раковистые поверхности излома, а гидрогетит с матовым блеском, как правило, не дает хороших плоскостей излома. 
Под микроскопом гидрогетит в прозрачных шлифах имеет красновато-бурый цвет. Среди обычно более или менее однородной массы гидрогетита иногда 
встречаются микроскопические включения бурого эренвертита, игольчатого гетита и остаточные зерна кварца, постепенно замещаемые гидроокислами железа. 
Афанитовый гидрогетит является весьма распространенным минералом и 
встречается во всех типах руд в виде тонких пересекающихся прожилков, которые пронизывая порошковатые разности латеритовых руд значительно повышают их крепость. 
На некоторых месторождениях встречаются корковые образования гидрогетита, мощностью до 0,6–0,7 м. Эти корковые пропластки обычно образуются 
на границе латеритовых и конгломерато-оолитовых или оолитовых руд, а иногда – в подошве рудной толщи. 
 
Бобово-оолитовые гидротетиты 
Большинство бобово-оолитовых разностей имеет неоднородный состав и 
представляет собой полиминеральный агрегат, состоящий из мелкокристаллического гидрогетита, зеленых лептохлоритов, бесцветных ортохлоритов, мелких 
обломочных зерен хромшпинелей и магнезита. 
Эта разновидность гидрогетита встречается, главным образом, только в конгломерато-оолитовых и оолитовых рудах. 
 
Эренвертит 
Новый минерал, открытый проф. Б. П. Кротовым, представляет собой коллоидальную разность гидрогетита и обнаруживается только при микроскопическом изучении. 
 
Гидрогематит 
Выделяют три разновидности гидрогематита: 
– порошковатый; 
– плотный (афанитовый); 
– бобово-оолитовый. 
Отличается от гидрогетита буровато-красным, а иногда ярко-красным цветом. Цвет черты красный или кирпично-красный. 
Встречается в рудах в небольшом количестве в виде неправильных включений, тонких пленок (по трещинам бобов) и оторочек вокруг оолитов и бобов. 
 
Магнетит 
Встречается в виде хорошо ограненных кристаллов размером до 1,0 см и 
прожилков афанитового магнетита, эпигенетического и остаточного происхождения. 
8 

По всем типам латеритовых руд он встречается в виде мелких пылеватых 
включений остаточного происхождения. 
По данным геолога М. И. Калганова магнетит встречается в виде трех разностей: 
– кристаллической; 
– плотной афанитовой; 
– бобово-оолитовой. 
 
Сидерит 
Вторичный минерал рудной толщи, образующийся в результате взаимодействия карбонатов и железистых соединений. Встречается в незначительных количествах. 
 
Хромшпинелиды 
В конгломерато-оолитовых и оолитовых рудах встречаются в виде обломочного материала, а в латеритах (слоистах) – в виде реликтовых зерен серпентинита. 
Зерна хромшпинелей иногда разбиты трещинами и частично замещены гидрогетитом. 
Размер зерен хромшпинелей от 0,05 мм до 1–2 мм. 
 
Марганцовистые минералы типа псиломелан-вада 
В виде пленочных включений в небольшом количестве встречаются во всех 
типах руд. 
Цвет минерала серый, черный и голубоватый. Черта черная. С голубоватой 
разностью псиломелана связаны максимальные концентрации кобальта, содержание которого доходит до 1,11 %. Эта разность по описанию М. И. Калганова 
имеет стально-серый цвет и жирный блеск. Удельный вес 3,2, твердость 1, черта 
черная со стальным оттенком. 
 
Хлориты 
В Халиловских рудах встречаются в весьма большом количестве. 
Геолог М. И. Калганов считает, что в Мало-Халиловском месторождении 
они составляют не менее 50 % всей рудной массы.  
В. П. Кротовым разделены на две группы минералов: 
– лептохлориты; 
– ортохлориты. 
Среди лептохлоритов проф. В. П. Кротовым выделены следующие разности: 
– аморфные; 
– микрочешуйчатые; 
– бобово-оолитовые. 
9 

1. Аморфные лептохлориты. Образуют пропластки, гнезда, прожилки и 
скопления неправильной формы. Обычно зеленого цвета. Твердость от 1 до 3. 
Отнесены к типу тюрингита (N = 1,660). 
2. Микрочешуйчатый лептохлорит. Форма нахождения аналогична аморфным лептохлоритом. Цвет зеленый или буровато-зеленый. Показатель преломления (N = 1,656). 
3. Бобово-оолитовые лептохлориты слагают бобы и оолиты. Состоят из 
аморфных и микрочешуйчатых разностей. 
В Ново-Петропавловском месторождении хлориты по классификации Ягановой разбиты на изотропные и амизотропные. 
 
2.3. Минералы нерудные 
 
Форма нахождения и состав нерудных минералов латеритовых руд резко отличается от руд переотложенных. 
Если нерудные минералы латеритовых руд произошли, главным образом, за 
счет продуктов выветривания серпентинитов, то руды переотложенные характеризуются наличием посторонних нерудных минералов, образующихся за счет 
выветривания других пород. 
Следовательно, состав нерудных минералов латеритовых руд более закономерен и целиком может быть выведен из серпентинитов, тогда как переотложенные руды имеют более неоднородный и менее закономерный состав нерудных 
минералов. 
Интересно отметить, что это положение может быть установлено и по материалам группы В. П. Кротова, которые, как известно, однако все же несмотря на 
это являются сторонниками осадочной теории образования Халиловских руд и не 
признают генетического различия латеритов (слоистых) и переотложенных руд. 
В составе нерудных материалов Халиловских руд констатированы следующие минералы: кварц, кремний, халцедон, ортохлориты, карбонаты (магнезит, 
кальцит), серпентин, антигорит, контронит, каолинит, гидрогелит, роговая обманка, мусковит, серицит, турмалин, циркон, эпидот, полевой шпат и неопределимые глинистые частицы. Кроме этих минералов в составе рудной толщи должен присутствовать гранат, часто встречающийся в серпентинитах. 
 
Кварц 
Встречается в виде нескольких модификаций (кремень, опал, халцедон, горный хрусталь) и имеет разные формы нахождения. 
В переотложенных рудах (конгломерато-оолитовых и оолитовых) кварц 
встречается в виде мелких песчинок и реже галек. Галька наиболее распространена во вторично переотложенных рудах Промежуточного и Аккермановского 
месторождений. 
В рудах латеритовых (слоистых) он присутствует в форме кварцевых прожилков, друз (Н. Киевское месторождение) и мелких кристаллов горного хрусталя. 
10