Вана­ді­є­ві руди — є важли­вим дже­ре­лом стра­те­гі­чно­го мета­лу, який визна­чає якість суча­сних висо­ко­те­хно­ло­гі­чних мате­рі­а­лів. Зав­дя­ки зда­тно­сті вана­дію нада­ва­ти спла­вам під­ви­ще­ної міцно­сті, зно­со­стій­ко­сті та жаро­трив­ко­сті, ці руди мають клю­чо­ве зна­че­н­ня для чор­ної та кольо­ро­вої мета­лур­гії, авіа­ко­смі­чної техні­ки, енер­ге­ти­чно­го маши­но­бу­ду­ва­н­ня та хімі­чної про­ми­сло­во­сті.

Хоча сере­дній вміст вана­дію в зем­ній корі ста­но­вить лише близь­ко 0,02 %, його поши­ре­н­ня у при­ро­ді дово­лі широ­ке. Про­ми­сло­ві покла­ди тра­пля­ю­ться пере­ва­жно у скла­ді ком­пле­ксних руд — магма­ти­чних, оса­до­вих, роз­си­пних та мета­мор­фо­ген­них, де вана­дій зазви­чай супро­во­джує залі­зо, титан, уран та інші еле­мен­ти. Гео­хі­мі­чна спо­рі­дне­ність з цими мета­ла­ми зумов­лює його кон­цен­тра­цію у тита­но­ма­гне­ти­ті, іль­ме­ні­ті, рути­лі, а також у деяких спе­ци­фі­чних вана­да­тах, що мають про­ми­сло­ве зна­че­н­ня.

Вана­ді­є­ві руди вхо­дять до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня, затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як руди рід­кі­сних мета­лів.

Вана­дій(лат. Vanadium, хімі­чний сим­вол V) нале­жить до V гру­пи пері­о­ди­чної систе­ми еле­мен­тів, має атом­ний номер 23 і атом­ну масу 50,94. У чисто­му вигля­ді це ков­кий метал сіро-ста­ле­во­го від­тін­ку, який добре під­да­є­ться оброб­ці тиском. Пла­ви­ться при 1900 °C, кипить при 3400 °C, має пито­му вагу 6,11 г/см³.

Метал інер­тний до дії пові­тря, мор­ської води та лужних роз­чи­нів при зви­чай­них тем­пе­ра­ту­рах, але роз­чи­ня­є­ться у фто­ро­во­дне­вій кисло­ті. У сір­ча­ній та соля­ній кисло­тах про­яв­ляє вищу коро­зій­ну стій­кість, ніж титан і нер­жа­ві­ю­ча сталь. При нагрі­ван­ні понад 300 °C погли­нає кисень, ста­ю­чи кри­хким, а за висо­ких тем­пе­ра­тур утво­рює туго­плав­кий кар­бід VC (tпл ≈ 2800 °C) з висо­кою твер­ді­стю.

Відо­мі два ста­біль­них ізо­то­пи — ^51V (99,75 %) та рід­кі­сний ^50V (0,25 %), слаб­ко радіо­актив­ний з пері­о­дом напів­роз­па­ду близь­ко 10^14 років. Сере­дній вміст у зем­ній корі ста­но­вить 0,02 %.

Най­біль­ші кон­цен­тра­ції вана­дію у магма­ти­чних поро­дах вияв­ле­ні в габро та базаль­тах, які аку­му­лю­ють близь­ко 90 % мета­лу, пов’язаного з ендо­ген­ни­ми про­це­са­ми. В оса­до­вих поро­дах він нако­пи­чу­є­ться у біо­лі­тах (вугіл­лі, асфаль­ти­тах, біту­мі­но­зних фосфа­тах), слан­цях, бокси­тах, оолі­то­вих та кре­ме­ни­стих залі­зних рудах.

У магма­ти­чних утво­ре­н­нях вана­дій зазви­чай вхо­дить у стру­кту­ру міне­ра­лів, бага­тих на залі­зо та титан, — тита­но­ма­гне­ти­ту, іль­ме­ні­ту, рути­лу, сфе­ну, піро­ксе­нів, амфі­бо­лів, гра­на­тів. У гідро­тер­маль­них родо­ви­щах зустрі­ча­ю­ться спо­лу­ки три‑, чоти­ри- та п’ятивалентного вана­дію. В екзо­ген­них умо­вах лег­ко мігрує у водних роз­чи­нах у вигля­ді хло­ри­дів та окси­хло­ри­дів, оса­джу­є­ться на гео­хі­мі­чних бар’єрах.

Серед понад 80 відо­мих при­ро­дних вана­да­тів про­ми­сло­ве зна­че­н­ня мають:

• роско­е­літ — KV₃AlSi₃O₁₀[OH]₂;
• кар­но­тит — K₂U₂(VO₄)₂O₄·2H₂O;
• вана­ди­ніт — Pb₅(VO₄)₃Cl;
• деклу­а­зит — (Zn,Cu)Pb(VO₄)(OH);
• куль­со­ніт — Fe(Fe,V)₃O₄;
• патро­ніт — VS₄.

Фор­му­ва­н­ня родо­вищ вана­дію від­бу­ва­є­ться у різних гео­ло­гі­чних обста­нов­ках, що визна­ча­ють склад міне­ра­лів, кон­цен­тра­цію мета­лу та про­ми­сло­ву цін­ність покла­дів. За похо­дже­н­ням виді­ля­ють п’ять основ­них гене­ти­чних груп: магма­ти­чні, родо­ви­ща виві­трю­ва­н­ня, роз­си­пні, оса­до­ві та мета­мор­фо­ген­ні.

Магма­ти­чні родо­ви­ща є основ­ним дже­ре­лом вана­дію у сві­ті. Вони пов’язані з вели­ки­ми маси­ва­ми уль­тра­о­снов­них і основ­них порід, які утво­рю­ю­ться при повіль­но­му охо­ло­джен­ні магми і мають вира­зну зональ­ну будо­ву. Най­ча­сті­ше це анор­то­зи­то­ві та габро­ї­дні ком­пле­кси, де вана­дій кон­цен­тру­є­ться у тита­но­ма­гне­ти­ті та магне­ти­ті. Такі руди зазви­чай мають неви­со­кий вміст V₂O₅ (0,1–0,3 %), але зав­дя­ки вели­че­зним запа­сам і можли­во­сті ком­пле­ксної пере­роб­ки вони є над­зви­чай­но пер­спе­ктив­ни­ми. Сві­то­ви­ми ана­ло­га­ми є Бушвельд­ський ком­плекс у ПАР та Лак-Тіо в Кана­ді, а в Укра­ї­ні — і апа­тит-іль­ме­ніт-тита­но­ма­гне­ти­то­ві родо­ви­ща Жито­мир­щи­ни.

Родо­ви­ща виві­трю­ва­н­ня утво­рю­ю­ться вна­слі­док оки­сне­н­ня полі­ме­та­лі­чних руд, коли під дією атмо­сфер­них і ґрун­то­вих вод від­бу­ва­є­ться роз­клад суль­фі­дів та нако­пи­че­н­ня вто­рин­них міне­ра­лів вана­дію, таких як деклу­а­зит, купро­де­клу­а­зит та вана­ди­ніт. Ці зони часто мають тру­бо­по­ді­бну або лін­зо­по­ді­бну фор­му, обме­же­ну верх­ньою части­ною рудно­го тіла. Утво­ре­ні таким чином руди можуть місти­ти до 5–6 % V₂O₅, але зазви­чай мають обме­же­ні запа­си. Роз­си­пні родо­ви­ща фор­му­ю­ться під час руй­ну­ва­н­ня магма­ти­чних або мета­мор­фі­чних порід та пере­не­се­н­ня важ­ких міне­ра­лів водни­ми пото­ка­ми. У таких від­кла­дах носі­я­ми вана­дію є тита­но­ма­гне­тит, іль­ме­ніт та рутил. Вели­кі узбе­ре­жно-мор­ські роз­си­пи зба­га­че­ні на вана­дійв­мі­сний тита­но­ма­гне­тит відо­мі в Новій Зелан­дії, Австра­лії та Росії, а в Укра­ї­ні — у Мали­шів­сько­му родо­ви­щі та Іршан­ській гру­пі роз­си­пів.

Оса­до­ві родо­ви­ща вини­ка­ють у басей­нах нако­пи­че­н­ня фосфо­ри­тів, бокси­тів, вугі­л­ля, а також у нафто­вих і нафто­бі­ту­мі­но­зних тов­щах. Вана­дій у таких умо­вах може кон­цен­тру­ва­ти­ся у міне­ра­лах фосфа­тно­го, гли­ни­сто­го або орга­ні­чно­го похо­дже­н­ня, а також у фор­мі латро­ні­ту в асфаль­ти­тах. Хара­ктер­ним при­кла­дом є покла­ди фосфо­ри­тів Ске­ля­стих гір у США, де вана­дій видо­бу­ва­ють як супу­тній ком­по­нент, та вене­су­ель­ські висо­ко­сір­ча­ні нафти, що містять до кіль­кох від­со­тків V₂O₅ у золі. В Укра­ї­ні оса­до­ві родо­ви­ща вана­дію пред­став­ле­ні бури­ми залі­зня­ка­ми Кер­чен­сько­го пів­остро­ва з під­ви­ще­ним вмі­стом мета­лу.

Мета­мор­фо­ген­ні родо­ви­ща утво­рю­ю­ться під дією гідро­тер­маль­но-мета­со­ма­ти­чних про­це­сів у глиб­ших гори­зон­тах зем­ної кори. Тут вана­дій може супро­во­джу­ва­ти уран, скан­дій, цир­ко­ній та рід­кі­сні зем­лі. Міне­ра­ли-кон­цен­тра­то­ри (акміт, лужні амфі­бо­ли) зба­га­чу­ю­ться вана­ді­єм у кар­бо­на­тних мета­со­ма­ти­тах. Яскра­вим при­кла­дом в Укра­ї­ні є Жов­то­рі­чен­ське уран-вана­дій-скан­ді­є­ве родо­ви­ще, де вміст V₂O₅ дося­гає 0,21 %.

Сві­то­ві ресур­си вана­дію оці­ню­ю­ться при­бли­зно у 63 млн тонн у пере­ра­хун­ку на V₂O₅. Біль­ше дев’яти деся­тих під­твер­дже­них запа­сів зосе­ре­дже­ні у ком­пле­ксних тита­но­ма­гне­ти­то­вих і магне­тит-іль­ме­ні­то­вих рудах магма­ти­чно­го похо­дже­н­ня. Вони вирі­зня­ю­ться ста­біль­ним вмі­стом мета­лу, вели­че­зни­ми запа­са­ми, що можуть сяга­ти мільяр­дів тонн, а також можли­ві­стю ком­пле­ксно­го вилу­че­н­ня не лише вана­дію, але й залі­за, тита­ну, ура­ну, золо­та, міді, пла­ти­ни та скан­дію.

Видо­бу­ток здій­сню­є­ться пере­ва­жно у Пів­ден­ній Афри­ці, Китаї, Росії, Австра­лії та США. ПАР є без­умов­ним ліде­ром як за мас­шта­ба­ми видо­бу­тку, так і за обся­га­ми екс­пор­ту, забез­пе­чу­ю­чи близь­ко трьох чвер­тей сві­то­вих поста­вок вана­ді­є­вої про­ду­кції. У Китаї основ­ним дже­ре­лом є тита­но­ма­гне­ти­то­ві руди райо­ну Панч­жи­хуа, а в Росії – родо­ви­ща Ура­лу. Австра­лія роз­ро­бляє родо­ви­ще Він­ді­мур­ра від­кри­тим спосо­бом, тоді як у США вана­дій добу­ва­ють у від­но­сно неве­ли­ких мас­шта­бах із уран-вана­ді­є­вих руд пла­то Коло­ра­до та з вана­ді­є­но­сних фосфо­ри­тів райо­ну Сода-Спрінгс.

Окре­му роль почи­на­ють віді­гра­ва­ти нетра­ди­цій­ні дже­ре­ла — вана­дійв­мі­сні нафти, нафто­бі­ту­мі­но­зні слан­ці, піски. Най­біль­ше зна­че­н­ня серед них мають нафто­ві родо­ви­ща поясу Орі­но­ко у Вене­су­е­лі, а також покла­ди в Іра­ні. Попит на вана­ді­є­ву про­ду­кцію зна­чною мірою зале­жить від ста­ну сві­то­вої еко­но­мі­ки та цін на енер­го­но­сії. Ринок чутли­во реа­гує на ско­ро­че­н­ня виро­бни­цтва, як це було на поча­тку 2000‑х років, коли ціни на феро­ва­на­дій у Євро­пі пере­ви­щу­ва­ли 90–100 дола­рів за кіло­грам, а на V₂O₅ сяга­ли 45 дола­рів за кіло­грам через зро­ста­н­ня попи­ту та змен­ше­н­ня про­по­зи­ції.

Вана­ді­є­ві руди є основ­ним дже­ре­лом мета­лу, який віді­грає визна­чаль­ну роль у роз­ви­тку суча­сних техно­ло­гій. Най­біль­ший обсяг видо­бу­то­го вана­дію пере­тво­рю­ють на феро­ва­на­дій, що вико­ри­сто­ву­є­ться для легу­ва­н­ня ста­лей. Навіть незна­чне його дода­ва­н­ня надає спла­вам під­ви­ще­ної міцно­сті, пру­жно­сті та зно­со­стій­ко­сті, водно­час змен­шу­ю­чи вагу кон­стру­кцій без втра­ти надій­но­сті. Зав­дя­ки цим вла­сти­во­стям вана­дій став неза­мін­ним у виро­бни­цтві ста­лі для будів­ни­цтва мостів, тру­бо­про­во­дів висо­ко­го тиску, залі­зни­чних рейок, дета­лей тур­бін та еле­мен­тів реактив­них дви­гу­нів.

У кольо­ро­вій мета­лур­гії цей метал вико­ри­сто­ву­ють для ство­ре­н­ня титан-вана­ді­є­вих спла­вів, що поєд­ну­ють лег­кість із висо­кою міцні­стю та стій­кі­стю до коро­зії, тому їх широ­ко засто­со­ву­ють в авіа­ко­смі­чній техні­ці. Мідно-вана­ді­є­ві спла­ви ціну­ю­ться за поєд­на­н­ня меха­ні­чної міцно­сті та еле­ктро­про­від­но­сті, що робить їх важли­ви­ми для еле­ктро­те­хні­чно­го обла­дна­н­ня.

Важли­ве місце вана­дій займає й у хімі­чній про­ми­сло­во­сті, де його спо­лу­ки вико­ну­ють роль ката­лі­за­то­рів у виро­бни­цтві сір­ча­ної кисло­ти, син­те­зі ані­лі­но­вих барв­ни­ків, кау­чу­ку та в про­це­сах кре­кін­гу нафти. З роз­ви­тком енер­ге­ти­ки ново­го поко­лі­н­ня зро­стає інте­рес до вана­ді­є­вих редокс-аку­му­ля­то­рів, які дозво­ля­ють ефе­ктив­но збе­рі­га­ти еле­ктро­енер­гію, отри­ма­ну з від­нов­лю­ва­них дже­рел.

Крім того, спо­лу­ки вана­дію засто­со­ву­ють у виро­бни­цтві спе­ці­аль­них сор­тів скла, кера­мі­ки та в опти­ко-еле­ктрон­них при­ла­дах, де важли­ви­ми є його магні­тні та еле­ктро­про­від­ні хара­кте­ри­сти­ки. Таким чином, вико­ри­ста­н­ня вана­ді­є­вих руд охо­плює як тра­ди­цій­ні галу­зі про­ми­сло­во­сті, так і нові­тні техно­ло­гі­чні напря­ми, забез­пе­чу­ю­чи цьо­му виду сиро­ви­ни стра­те­гі­чну цін­ність у сві­то­вій еко­но­мі­ці.

В Укра­ї­ні про­ми­сло­вий видо­бу­ток вана­дію не веде­ться, однак гео­ло­гі­чна роз­від­ка під­твер­ди­ла наяв­ність зна­чно­го потен­ці­а­лу для його осво­є­н­ня. Метал може видо­бу­ва­ти­ся як супу­тній ком­по­нент під час пере­роб­ки ком­пле­ксних апа­тит-іль­ме­ніт-тита­но­ма­гне­ти­то­вих руд, цир­кон-рутил-іль­ме­ні­то­вих роз­си­пів та уран-вана­дій-скан­ді­є­вих мета­со­ма­ти­тів. Дода­тко­во пер­спе­ктив­ни­ми є техно­ген­ні від­хо­ди — зола тепло­вих еле­ктро­стан­цій, шла­ки мета­лур­гій­них і тита­но­вих під­при­ємств, а також “чер­во­ні шла­ми” гли­но­зем­них заво­дів.

Основ­ні запа­си зосе­ре­дже­ні у Воло­дарськ-Волин­сько­му габро-анор­то­зи­то­во­му маси­ві Коро­стен­сько­го плу­то­ну на Жито­мир­щи­ни. Стре­ми­го­род­ське, Тор­чин­ське та Зло­би­чів­ське родо­ви­ща містять апа­тит-іль­ме­ні­то­ві руди з тита­но­ма­гне­ти­том, у яких вміст V₂O₅ у сере­дньо­му ста­но­вить 0,20–0,25 %. Стре­ми­го­род­ське родо­ви­ще вирі­зня­є­ться вели­кою гли­би­ною про­ми­сло­во­го зру­де­ні­н­ня, до 1,2 км, і ком­пле­ксним хара­кте­ром руд, які містять також скан­дій і фтор. Тор­чин­ське є про­ду­ктом кори виві­трю­ва­н­ня габро­ї­дів, тоді як Зло­би­чів­ське має роз­си­пне похо­дже­н­ня.

Серед роз­си­пних покла­дів най­більш відо­мі Мали­шів­ське та Іршан­ська гру­па родо­вищ. Вони дають іль­ме­ні­то­ві кон­цен­тра­ти з вмі­стом вана­дію від 0,03 до 0,52 % у руді, і при наяв­но­сті від­по­від­ної техно­ло­гії можуть ста­ти ста­біль­ним дже­ре­лом мета­лу.

На Дні­про­пе­тров­щи­ні зна­хо­ди­ться Жов­то­рі­чен­ське уран-вана­дій-скан­ді­є­ве родо­ви­ще, де вана­дій (при­бли­зно 0,21 % V₂O₅) зосе­ре­дже­ний у кар­бо­на­тних мета­со­ма­ти­тах разом із скан­ді­єм, цир­ко­ні­єм та рід­кі­сни­ми зем­ля­ми. Зна­чні кон­цен­тра­ції вияв­ле­ні і в бурих залі­зня­ках Кер­чен­сько­го пів­остро­ва, де вміст V₂O₅ коли­ва­є­ться від 0,03 до 0,10 %.

Хоча техно­ло­гії вилу­че­н­ня вана­дію з укра­їн­ських іль­ме­ні­то­вих кон­цен­тра­тів були роз­ро­бле­ні ще у 1970‑х роках, про­ми­сло­вої реа­лі­за­ції вони не отри­ма­ли. При­кла­ди успі­шно­го впро­ва­дже­н­ня можна поба­чи­ти в Казах­ста­ні, де на Усть-Каме­но­гор­сько­му тита­но-магні­є­во­му ком­бі­на­ті з іль­ме­ні­то­вих кон­цен­тра­тів Мали­шів­сько­го родо­ви­ща супу­тньо добу­ва­ють вана­дій. Це дово­дить, що й в Укра­ї­ні за умо­ви нала­го­дже­н­ня ком­пле­ксної пере­роб­ки тита­нов­мі­сної сиро­ви­ни можли­ва еко­но­мі­чно ефе­ктив­на орга­ні­за­ція вла­сно­го виро­бни­цтва вана­ді­є­вої про­ду­кції.

Вана­ді­є­ві руди ста­нов­лять стра­те­гі­чну сиро­вин­ну базу для низ­ки клю­чо­вих галу­зей сві­то­вої еко­но­мі­ки — від мета­лур­гії та маши­но­бу­ду­ва­н­ня до енер­ге­ти­ки та хімі­чної про­ми­сло­во­сті. Їхнє зна­че­н­ня зро­стає не лише зав­дя­ки тра­ди­цій­но­му вико­ри­стан­ню у виро­бни­цтві лего­ва­них ста­лей, а й у зв’язку з роз­ви­тком нових техно­ло­гій, зокре­ма вана­ді­є­вих редокс-аку­му­ля­то­рів, які зда­тні забез­пе­чу­ва­ти ста­біль­не збе­рі­га­н­ня енер­гії з від­нов­лю­ва­них дже­рел.

Гео­ло­гі­чне різно­ма­ні­т­тя родо­вищ — від вели­ких магма­ти­чних маси­вів до оса­до­вих та мета­мор­фо­ген­них фор­ма­цій — зумов­лює широ­кий спектр під­хо­дів до видо­бу­тку та пере­роб­ки вана­дійв­мі­сної сиро­ви­ни. Сві­то­вий досвід демон­струє, що еко­но­мі­чна ефе­ктив­ність роз­роб­ки таких родо­вищ зна­чно під­ви­щу­є­ться за умо­ви ком­пле­ксно­го вилу­че­н­ня супу­тніх ком­по­нен­тів, серед яких залі­зо, титан, скан­дій, рід­кі­сні зем­лі та уран.

Укра­ї­на воло­діє ваго­мим потен­ці­а­лом у цій сфе­рі: роз­ві­да­ні магма­ти­чні й роз­си­пні родо­ви­ща, уран-вана­дій-скан­ді­є­ві мета­со­ма­ти­ти, а також зна­чні техно­ген­ні ресур­си можуть ста­ти осно­вою для ство­ре­н­ня суча­сної галу­зі видо­бу­тку та пере­роб­ки вана­дію. Реа­лі­за­ція цьо­го потен­ці­а­лу потре­бує впро­ва­дже­н­ня суча­сних техно­ло­гій ком­пле­ксно­го зба­га­че­н­ня та пере­роб­ки, роз­роб­ки еко­но­мі­чно обґрун­то­ва­них про­є­ктів, а також залу­че­н­ня інве­сти­цій у видо­був­ну і мета­лур­гій­ну інфра­стру­кту­ру.