Центральные Кызылкумы продолжают удивлять исследователей многообразием рудно-минеральных образований и неисчерпаемым потенциалом комплексности полезных ископаемых в недрах. На фоне традиционных для региона промышленных руд урана, золота, фосфоритов, ресурсы которых не беспредельны, одним из приоритетных направлений в регионе, в этой связи, может оказаться реализация технологий извлечения из различных углеродисто-минеральных образований рения (Re), проявленных в широком стратиграфическом диапазоне от докембрия до палеогена. Этот редкий металл является остро дефицитным в мировой экономике.

По недавно опубликованным данным изучения руд медно-молибденового месторождения Кальмакыр и золоторудного месторождения Мурунтау (на основе микрозондирования JXA 8800R), были показаны значения Re в молибденитах до 0,1% [1]. Ранее известные сведения о рениеносности углеродисто-силицитовой формации докембрия и нижнего палеозоя, с которыми связаны ураново- и золото-рудные объекты Центральных Кызылкумов (Re - до 0,0014% - Савельев В.Ф.,1966 г.) подтверждают необходимость пересмотра практически всех углеродисто-минеральных образований складчатого основания на обнаружение рения. Иначе обстоит дело с углеродисто-минеральными образованиями, проявленными в седиментационных бассейнах мезозоя – кайнозоя. В них в Кызылкумском регионе установлены содержания Re и принципиально решен технологический механизм его извлечения. Однако, наиболее изученными на Re явились ураново-редкометальные руды «учкудукского» типа и эоценовые горючие сланцы Кызылкумского и Амударьинского седиментационных бассейнов [2-4].

Здесь уместно упомянуть о том, что действующие классификации рудных и нерудных полезных ископаемых нуждаются в корректировке, а, зачастую, и пересмотре в связи с установленной металлоносностью традиционно нерудных твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.

Re относится к редким химическим элементам, не образующим собственных минералов, а также к редким металлам, не имеющим самостоятельных месторождений. Этот ультрамалокларковый элемент (Кларк – 10-8) был открыт в 30-е годы ХХ века и, за несколько десятилетий его изучения, стал востребованным во многих приоритетных технологиях промышленности, часто определяя новые направления прогресса науки и техники. Существование Re в природе было предсказано в 1871 г. Д.И. Менделеевым, назвавшим его экомарганцем. Однако, в марганцевых рудах одна часть Re содержится в 10000000 частей породы, а в молибдените обычно содержание Re не превышает двух тысячных долей процента. Руды молибдена и меди до настоящего времени являются главным источником Re.

Не исключено, что дополнительное опробование марганцевых руд домезозойского складчатого основания гор Ауминзатау на Re, содержащих до 2-3% редких земель иттриевой группы, также, может дать положительный результат. Известны в регионе проявления марганца в альпийских субширотных разломах, трассируемых вдоль подножий гор Букантау и Ауминзатау не опробованные на Re.

Re образует несколько оксидов, но, наиболее стойким является рениевый ангидрид Re2O7, который при окислении превращается в растворимые соли – перренаты, а взаимодействуя с водой образует бесцветный раствор рениевой кислоты HReO4.

«Рениевый бум» начала 70-х годов ХХ века был связан с нефтяной и газовой промышленностью, применившей Re в процессах крекинга нефти. Благодаря этому нововведению по применению сначало платинорениевых, а затем и рениевых катализаторов увеличился выход углеводородов, и появилась возможность увеличения октановых чисел бензина. В годы «бума» цена на порошковый Re 99,98% за 1 кг поднялась от 1320 долл. США в 1969 г., до 2640 долл. США в 1971 г., и на пике этого ажиотажа даже до 3258 долл. США в 1972 г. К концу 70-х гг. цена на Re нормализовалась до 1200 долл. США. В эти же годы появились сведения (данные ИМГРЭ, 1976 РЖ) о содержаниях Re в некоторых нефтях, зачастую ванадиеносных. Мы пока не располагаем достоверными сведениями о содержаниях Re в нефтях мезозойских депрессий Западного Узбекистана, месторождения которых прилегают к Кызылкумскому своду. Есть упоминание о содержании Re в Приташкентском районе, в углях Ангренского месторождения (до 0,2 % - Семашева И.Н., 1966 г.). Позднее, в начале 90-х гг., стоимость рениевых продуктов снизилась и составляла: рениевого порошка 1320-1540 долл. США/кг; перрената аммония 1100-1280 долл. США/кг; рениевой кислоты – около 1400 долл. США/кг. В настоящее время цена на металлический Re стабильно высокая и удерживается в 2005 - 2006 гг. на уровне 3200 долл. США за 1 кг.

Это связывается не только с развитием нефтехимии, но и с другими уникальными свойствами этого химического элемента. «Рениевый эффект» проявился в его сплавах применяемых в различных сферах электротехники, в том числе военно-космической, ядерно-топливной, электронно-полупроводниковой. Сплавы Re в комбинации с W и Мо приобретают сверхпрочностные свойства. Сплав ReSi2 – уникальный металлид (соединение металла и неметалла) применяется в качестве защитного покрытия в полупроводниковой технике. W-Re армирующие волокна – новый элемент в приборостроении. Особую роль приобрели сплавы Re/Jr – 20Re и Jr/Re с графитом для защиты покрытий металлов ракет и космических аппаратов. Важно применение Re для твэлов активной зоны ядерных реакторов, в конструкцию которых введены прокладки из сплавов Re, Nb, Zr для защиты оболочки реактора от реакции с летучими примесями. Особую роль для создания катодов с высокими прочностными параметрами приобрели сплавы Th-Re, Re –Y. Очень важная роль Re (в стратегической градации) проявилась в создании в военной технике исключительно стойких электроконтактов, обеспечивающих надежность и точность ракетной техники. С учетом этих и других областей применения цена на мировом рынке на Re в настоящее время остается постоянно высокой и входит в первую десятку самых дорогих металлических элементов.

Основным сырьем для получения рения служат молибденовые концентраты медно-порфировых месторождений, на долю которых приходится около 80% мирового его производства (Чили, Перу, США, Канада) (табл. 1). Среди других источников важное место занимают стратиформные месторождения меди, из которых добывается основное количество рения в странах СНГ. Медистые источники Джезказганского месторождения в Казахстане остаются крупнейшим источником этого металла в Азии. Собственные минералы рения редки (джезказганит-сульфид рения) и практического значения не имеют.

В Среднеазиатском регионе Re образует эпигенетические накопления на многих пластово-инфильтрационных редкометально-урановых месторождениях совместно с Se, Mo, U, V, со спорадическими проявлениями Sc. Наиболее высокие содержания Re установлены в Центральных Кызылкумах в рудах «учкудукского типа» (в среднем 0,6-2,0 г/т), гораздо меньше (0,2 – 0,5 г/т) в прилегающих Сырдарьинской и Чу-Сарысуйской провинциях. Re был впервые обнаружен в 1978 г. на месторождении Северный Канимех в растворах подземного выщелачивания (ПВ) урана. Было установлено, что Re наиболее эффективно извлекается методом ПВ с использованием природных вод насыщенных кислородом. При этом универсальной формой миграции Re в кислородсодержащих подземных водах является перренат-ион ReO4-, содержание которого достигает целых миллиграммов на литр, при обычных значениях порядка 0,0n мкг/л. Учитывая значительные объемы оборотных растворов на месторождениях U Центрально-Кызылкумской провинции, имеются реальные возможности попутно вместе с ураном извлекать значительные количества рения.

Более масштабное производство Re возможно при утилизации горючих сланцев, содержащих наряду с U и Re практически тот же спектр металлических элементов, выявленных на месторождениях «учкудукского типа». Ранее даже обосновывались положения о металлоносных горючих сланцев палеогена, как инфильтрационном (гидрогенном) источнике металлов альпийских и неоальпийских редкометально-урановых месторождений региона.

В связи с возможностью извлечения из органо-минеральной массы горючих сланцев различных металлов и сланцевого масла (смолы) в литературе они описываются как нефтематеринские, ванадиеносные, молибденоносные, рениеносные или просто как металлоносные. Впервые, в 60-е годы ХХ века, лабораторные технологические исследования института химии академии наук Эстонии показали возможности извлечения металлов из узбекистанских горючих сланцев, в том числе: молибден трехокись – 1,661 кг/т, ванадий пятиокись – 3,908 кг/т, уранилнитрат – 434 г/т, вольфрам трехокись – 594 г/т, титан двуокись – 3,42 кг/т, кобальт окись – 38 г/т, никель-сульфат кристаллический 523 г/т, рений-2–порошок – 2,9 г/т, германий двуокись – 6,8 г/т, алюминий трехокись – 39,5 кг/т.

Высокие значения Re в горючих сланцах (от 0,2 до 21,4 г/т), относительная простота его обогащения и извлечения, необычайно высокий аномальный эффект его концентрации по отношению к Кларку (до 4000 – 5000), постоянная потребность промышленности выдвигают Re в ряд наиболее перспективных металлов. Избыток Re по отношению к молибдену свидетельствует о его некотором тяготении к меди. В меденосных Мансфельдских сланцах (Германия, Польша) Re добывают из пыли медно-свинцово-цинковой ветви производства наряду с редкими землями. За последние годы технологической изученности горючих сланцев в них установлены платиноиды и ряд редких земель (по аналогии с Мансфельдскими сланцами).

Показательно, что для создания сланцевой промышленности в Республике Узбекистан, мощностью до 1-3 млн. т сырья в год, достаточно одного отдельно взятого месторождения с запасами не менее 50 – 70 млн. т горючего сланца. Запасы ряда редких металлов в наиболее перспективных месторождениях Кызылкумского региона в сфере горных отводов НГМК представлены в табл. 2.

В сравнительном аспекте с другим генетическим типом рениеносности - крупными медно-порфировыми рудами Алмалыкского района в Карамазаре (Кальмакыр, Дальнее), где концентрации Re связаны с сульфидами – пиритом (до 6000 г/т), халькопиритом (до 3000 г/т) и молибденитом (до 1000-1500 г/т), углеродисто-минеральные образования Кызылкумов изучены несопоставимо меньше.

Так, в пиритах, содержание которых в горючих сланцах достигают 10% и более, установлены значительные запасы молибдена: на месторождении Сангрунтау в пирите содержится 32,4 тыс. т, а на месторождении Учкыр-Кульбешкак - 68,73 тыс. т. Возможность наличия Re в сульфидах горючих сланцев пока не изучалась.

Геохимические особенности рениеносности в Cu – Mo рудах Алмалыкского района привела и к концентрации осмия (Os187) (до 4 г/т и более), как продукта его полураспада. При периоде полураспада Re187 = 4 х 1010лет за 300 млн. лет (условный возраст Cu – Mo руд Алмалыка) из каждого 1 кг Re187 в сульфидах образовывалось 3,5 г Os187 (или из 1 т Re187 - 3,5 кг Os187). В настоящее время частные компании продают Os187 при быстро меняющейся цене от 8 до 19 тыс. долл. США за 1 гр.

В перспективе, при более высокой степени технологической изученности углеродисто-минеральных образований, рений и продукт распада одного из его изотопов – осмий, при благоприятной коньюктуре рынка будут попутно извлекаться из золотых и урановых руд, а также из горючих сланцев Кызылкумского региона, и, естественно, из медно-молибденовых руд Алмалыка.

© Лузановский А.Г., Турамурадов И.Б., Туресебеков А.Х.

Список литературы:

1. Туресебеков А.Х., Василевский Б.Б., Рахимов Р.Р., Хантемиров Р.М. Молибденоносность, рениеносность и осмиенос-ность руд медно-молибденового и золоторудного месторождений Кальмакыр и Мурунтау / Горный вестник Узбекистана, № 3, 2006, с. 11-14.

2. Бадалов С.Т., Баситова С.М. К геохимии рения Средней Азии. Металлургия рения, М., «Наука», 1970.

3. Каримов Х.К., Бобоноров Н.С. и др. Учкудукский тип урановых месторождений Республики Узбекистан. Ташкент, «ФАН», 1996, с. 336.

4. Поплавко Е.М., Иванов В.В. и др. Некоторые особенности проявления рения и других металлов в горючих сланцах Средней Азии / Геохимия, 1977, № 2. с. 273-282.

Журнал "Горный вестник Узбекистана"