04.02.2015

Принципы геохимического распространения ванадия как одного из элементов семейства железа подробно рассмотрены в трудах А. Е. Ферсмана, В. М. Гольдшмидта, А. Н. Заварицкого, А. А. Саукова. По запасам в земной коре ванадий находится в IV декаде Вернадского (10в-2—10в-1 % вес.), в которую входят также марганец, хром и медь. Как видно из табл. 2, по среднему содержанию в литосфере ванадий превосходит никель, цинк и кобальт.
Руды ванадия

Несмотря на относительно высокую распространенность, ванадий, вследствие химической подвижности его атома и легкой растворимости многих соединений в слабых растворах кислот и оснований, а также в воде, рассеян в горных породах и крайне редко образует высококонцентрированные руды. Обилие ванадиевых минералов в природе объясняется переменной валентностью ванадия с проявлением то металлических, то металлоидных свойств, способностью к образованию многих радикалов и комплексных соединений.
Главная масса находящегося в литосфере ванадия заключена в изверженных породах, где ванадий, вследствие близости размеров ионных радиусов V3+ и Fe3+, находится преимущественно в железных рудах. В месторождениях этого типа ванадий не образует самостоятельных минералов, а находится в рассеянных концентрациях в виде трехвалентного катиона, изоморфно замещая трехвалентный катион железа.
Известно большое количество как магматических, так и осадочных железных руд, содержащих ванадий. В некоторых магматических рудах концентрация ванадия достигает 1% V2O5, а в осадочных находится обычно в пределах сотых долей процента.
Магматические ванадийсодержащие железные руды обычно представляют собой титаномагнетиты, в которых ванадий изоморфно замещает железо в решетке магнетита, частично входи г в ильменит и находится также в роговой обманке. Подавляющая часть присутствующего в этих рудах ванадия входит в состав магнетита, что связано со свойственной ванадию склонностью к шпинелеобразованию, ярко проявляющейся также в ванадиевых шлаках. Этим, по-видимому, объясняется и более высокая концентрация ванадия в магнетитовых железных рудах по сравнению с гематитовыми.
Месторождения ванадийсодержащих титаномагнетитов имеются в России, Швеции, Норвегии, США, Канаде.
Титаномагнетиты Швеции содержат в среднем 0,25% ванадия. В магнетитовом концентрате этих руд содержание ванадия составляет 0,64—0,83%.
Титаномагнетиты месторождения Тахавас (США, штат Нью-Йорк) содержат 0,40% V, 10% TiO2, 47% Fe2O3, 29% FeO, 0,2% Cr. Содержание ванадия в концентратах некоторых титаномагнетитовых месторождений США достигает 1%.
Осадочные ванадийсодержащие железные руды обычно представляют собой фосфористые бурые железняки, содержание ванадия в которых не превышает 0,1%. Мощные залежи бурых железняков оолитового сложения, содержащие ванадий, расположены на территории Западной Лотарингии, захватывая часть Бельгии и Люксембурга. Различные сорта этих руд содержат от 25 до 40% Fe, 0,5—0,75% P и 0,07—0,11% V. Крупные запасы руд, аналогичных лотарингским, расположены на территории Юго-Западной Германии (Бавария, Баден) и в Скандинавии.
Вторым типом месторождений ванадия являются окисленные осадочные комплексные медно-свинцово-цинковые руды, в которых ванадий находится в виде пятивалентного катиона, связанного в нерастворимые комплексные соединения с медью, свинцом и цинком. В этих рудах ванадий входит в состав минералов: ванадинита, деклуазита, кунродеклуазита, моттрамита и др., вкрапленных в пустую породу. Концентраты некоторых руд этого типа характеризуются высоким содержанием ванадия. Таковы, например, деклуазитовые и купродеклуазитовые концентраты Северной Родезии и Юго-Западной Африки, содержащие до 20% V2O5.
К третьему типу ванадиевых руд можно отнести ванадийсодержащие кварциты, рудные минералы которых содержат ванадий в виде пятивалентного окисла в комбинации с окислами калия и урана (карнотиты) или с окислами калия, алюминия, магния, железа и кремния (роскоэлиты). Крупные месторождения руд этого типа эксплуатируются в США (штаты Колорадо и Юта). Роскоэлитовые концентраты этих месторождений содержат 20% V2O5, 7,5% K2O, 14% Al2O3, 2% MgO, 1,5% FeO, 47,5% SiO2.
К четвертому типу относятся месторождения ванадия в угольной основе, в которых ванадий обычно присутствует в зольной части, где его концентрация не превышает десятой доли процента. Более высоким содержанием ванадия характеризуются золы некоторых асфальтитов, однако вследствие невысокого процента зольности количество заключенного в этих месторождениях ванадия в большинстве случаев невелико. Наиболее крупным месторождением ванадия в асфальтитах являются перуанские патрониты (Южная Америка), представляющие собой зольные минералы, в которых пятиокись ванадия связана с окисью кальция (геветтит, паскоит), с серой (минасрагрит) или с окислами кальция и фосфора. Зольность асфальтитов Перу составляет около 1%, содержание V2O5 в золе достигает 20%.
На территории России известен ряд асфальтитовых месторождений с величиной зольности 2,5—3,0%, золы которых содержат от 7 до 15% V2O5.
Перечисленные четыре типа ванадиевых месторождений охватывают лишь те виды руд, которые используются для промышленного извлечения ванадия. Помимо них известно большое количество обогащенного ванадием минерального сырья, к числу которого относятся, например, некоторые бокситы, битумы, нефти и др.