Файл: Альбов М.Н. Рудничная геология.pdf

По каждому месторождению прежде всего необходимо выделить есте­ ственные типы руд, имеющие примерно одинаковый минеральный и хими­ ческий состав и одинаковые технологические свойства.

Минералогические пробы представляют собой типичные штуфы, взятые в количестве трех-пяти от каждого естественного типа руд. Ниже излагается примерная последовательность их изучения.

Прежде всего необходим общий спектральный анализ руд, который покажет наличие или отсутствие в них ряда элементов и даже примерное их содержание. Затем следует выполнить полный количественный химичес­ кий анализ. Критерием хорошего качества выполнения химического ана­ лиза является близость суммы всех компонентов к 100% (не менее 99,8%). Для определения содержания золота, серебра или платиноидов необхо­ дим пробирный анализ.

Параллельно с изучением химического состава производится коли­ чественное определение всех рудных и нерудных минералов, их размеров, формы и пр. Эти исследования проводят с помощью бинокулярной лупы или микроскопа в проходящем или отраженном свете.

Для отдельных руд, в составе которых имеется значительное количе­ ство карбонатов, окислов или гидроокислов, необходимо проведение термического анализа. На полученных кривых нагревания можно уста­ новить экзо- и эндотермические реакции (выделение воды, восстановле­ ние, окисление, переход в новую модификацию и пр.).

Желательно установить минеральные формы проявления всех элемен­ тов в руде. Некоторые элементы присутствуют в виду одного или несколь­ ких самостоятельных минералов; другие встречаются как примеси, при­ рода которых может быть весьма различна. Одни элементы присутствуют в виде механических включений высокой дисперсности в одном или нескольких минералах, например самородное золото в пирите. Дру­ гие элементы находятся в изоморфном состоянии в кристаллической

твердых руд производится гранулометрическим анализом минеральных зерен по классам крупности. Важно при этом установить наличие свобод­ ных зерен одного минерала или сростков зерен различных минералов в каждом классе по крупности.

Мономинеральные фракции иногда подвергают специальным исследо­ ваниям (спектральному, рентгеноструктурному, термическому, химичес­ кому и др.), а также определению некоторых физических свойств (опти­ ческих констант, твердости, плотности, пористости, электропроводности, магнитной проницаемости, радиоактивности и пр.).

Изучение обогатимости минералогических проб удобно производить на приборах малогабаритной механизированной обогатительной лабора­ тории (МОЛМ), разработанных Всесоюзным Институтом минерального сырья (ВИМС) и позволяющих проводить гранулометрический анализ, магнитную и электростатическую сепарацию, концентрацию на столах

274

и флотацию. В табл. 57 приведены главные технические показатели прибо­ ров МОЛМ.

4. Отбор и документация технологических проб

К моменту взятия технологической пробы месторождение обычно уже вскрыто значительным количеством горных выработок или буровых скважин. Пересечение ими руд различных естественных типов дает первое

ральному составу и по способам обогащения, следует отбирать самостоя­ тельные технологические пробы.

По маркшейдерским планам намечаются забои, где должна быть по­ лучена типичная для данного месторождения руда. Выработка, из кото­ рой отбирается технологическая проба, должна быть направлена по линии наибольшей изменчивости состава рудного тела. Такими выработками являются орты при крутом и восстающие при пологом падении, штреки по простиранию рудного тела.

нение в общую пробу. Отобранную пробу ссыпают в заранее подготовлен­ ные ящики, которые тщательно упаковывают и нумеруют. Одновременно заполняют журнал отбора проб, в который вносят точные сведения по каж­ дой пробе.

При разведке мощных рудных тел большим количеством скважин ко­ лонкового бурения материалом для технологической пробы может служить рудный керн. После тщательного его осмотра намечают интервалы по ряду скважин, по которым суммарный вес рудного керна отвечает необходи­ мому начальному весу технологической пробы. При использовании керна разведочных скважин пробу составляют из половины или одной четверти распиленного вдоль оси ранее отобранного керна. Применение механи­ ческого распиливания и опробования керна позволяет использовать боль­ шее количество материала рудного керна для составления технологичес­ кой пробы и отказаться от бурения скважин, задаваемых специально для отбора технологических проб.

Отбор технологической пробы сопровождается составлением объяс­ нительной записки, в которой указывается цель отбора и технические условия (начальный вес, крупность и т. д.). Проводится также описание забоев, из которых отобрана проба. К записке прилагают графический материал (планы, разрезы по горным выработкам, скважинам, зарисовки забоев), на которых выделяют участки и интервалы, включенные в пробу.

Готовую пробу отправляют в адрес рудоиспытательной станции или ближайшего филиала института Механобр. Дубликат пробы сохраняют на складе рудника.

5. Пример отбора технологических проб магнетитовых руд

Минеральный состав железных руд скарновых месторождений весьма разнообразен. В него входит более ста минералов, из которых половина приходится на долю рудных. Главным рудным минералом является магне­ тит, сопровождающийся мартитом, гематитом, мушкетовитом, гидрогётитом, гидрогематитом. Рудными примесями являются сульфиды железа, меди, кобальта, цинка, молибдена, мышьяка, свинца, а также продукты их окисления. К группе нерудных минералов в основном относятся гра­ наты, пироксен, амфибол, полевые шпаты, эпидот, хлорит, апатит.

По текстурным особенностям можно выделить массивные и вкрап­ ленные железные руды; среди последних различают равномерно вкраплен­

276

Резко выраженные магнитные свойства магнетита предопределяют методы обогащения руд. Технологическую пробу, измельченную до 3 мм, подвергают сухой магнитной сепарации на лабораторном барабанном се­ параторе слабого поля, в результате чего получают сухой магнитный кон­ центрат и хвосты. Дальнейшее измельчение хвостов до —0,2 мм с приме­ нением мокрого магнитного обогащения также дает магнитный концентрат. Отношение веса концентратов к начальному весу пробы позволяет уста­ новить выход концентрата, а химический анализ концентратов и хвостов — извлечение железа в магнитный продукт.

При наличии в составе руд слабомагнитных рудных минералов (сиде­ рита, гематита и пр.) измельченную пробу подвергают обжигу в лабора­ торной печи при температуре 700—800° С. Благодаря высокой температуре образуется магнетит или ферромагнитная окись железа, что значительно повышает извлечение железа в концентрат при магнитном обогащении [1].

6. Исследование технологических проб сульфидных полиметаллических руд

Полиметаллические руды содержат большое количество рудных и нерудных минералов, среди которых преобладает пирит, а также встре­ чаются сульфиды меди, цинка, свинца, мышьяка. Нерудные минералы представлены кварцем, баритом, карбонатами, хлоритом, серицитом.

Кроме золота, серебра, меди, цинка, свинца и серы в полиметалличес­ ких и медно-цинковых колчеданных месторождениях могут находиться следующие элементы-спутники: кадмий, ртуть, галлий, индий, таллий, германий, олово, мышьяк, сурьма, висмут, селен, теллур, молибден, ре­ ний, стронций, барий, кобальт.

По текстурным признакам преобладают массивные полосчатые руды; реже встречаются вкрапленные руды с равномерным или полосчатым строением. Для оценки обогатимости массивных сульфидных руд жела­ тельно установить характер выделения и содержание каждого из полез­ ных минералов в отдельности.

Технологические пробы отбирают от каждого естественного типа руд, отличающегося одинаковой текстурой и примерно однородным минераль­ ным составом. В каждую пробу весом около 100 кг входит керновый мате­ риал из ряда скважин.

Изучение элементов-спутников в рудах необходимо начинать со спек­ трального анализа штуфных минералогических проб по естественным ти­ пам руд. Одновременно следует подвергать спектральному анализу все главные минералы руд (рудные и нерудные), тщательно отобранные моно­ минеральные фракции из штуфных проб. Содержание одного из элементовспутников в каком-либо минерале может быть резко повышенным. Напри­ мер, содержание индия в сфалеритах руды равно 0,001%. При содержании сфалерита в руде около 5% содержание индия в руде составит стотысячные доли процента. При таком ничтожном содержании спектральный анализ руды в целом может не показать наличие индия. В то же время содержание индия в сфалеритовом концентрате может представить уже промышлен­ ный интерес [3].

277

Следует знать, что главные рудные минералы являются носителями следующих элементов-спутников: пирит—селена, теллура, таллия, ко­ бальта, мышьяка, германия, олова; халькопирит—селена, теллура, гал­ лия, индия, таллия, гармания, олова; сфалерит—кадмия, галлия, индия, германия, селена, теллура, таллия; геленит—селена, теллура, таллия, индия, ртути, висмута, сурьмы; серицит и хлорит — галлия, таллия.

При большом количестве анализов целесообразно установить корре­ ляционную зависимость содержания основных компонентов и элементовспутников, а также корреляционную связь последних между собой. Такую обработку следует вести по естественным типам руд, а затем по рудным те­ лам и по месторождению в целом.

Обязательному анализу на содержание элементов-спутников подлежат также все продукты экспериментального обогащения и металлургической переработки исследуемых руд (концентраты, хвосты, промпродукты, штей­ ны, шлаки, пыли и пр.). Анализ этих продуктов показывает поведение каж­ дого элемента-спутника при обогатительных и металлургических процес­ сах и позволяет наметить дальнейшие пути их промышленного исполь­ зования. При исследовании окисленных руд (железной шляпы) одного из медноколчеданных месторождений была установлена концентрация ртути в осадках золотоизвлекательных перколяционных заводов.

Нередко технологические пробы кроме исследования на обогатимость руды подвергаются и металлургическим испытаниям. Такие испыта­ ния крайне необходимы при вовлечении в промышленное производство месторождений новых (ранее не освоенных) геолого-промышленных типов месторождений при организации комплексного использования руд, а также при совершенствовании или разработке новых схем металлургиче­ ского передела.

7. Технологическое опробование при разведке россыпей

Разведка россыпи независимо от способа предстоящей разработки обычно сопровождается механическим анализом песков и ситовым анали­ зом ценного минерала, полученного при промывке разведочных проб или в процессе эксплуатации. Металлоносные пески представляют собой механическую смесь обломков разнообразных горных пород, от крупных валунов до мельчайших глинистых частиц. Определение соотношения разных классов по крупности имеет важное значение при проектировании

передвижной обогатительной установке ПОУ. Материал, прошедший через решетку (класс —6 мм), представляет собой эфель и ил.

Для раздельного замера эфелей и илов в хвосте вашгерда следует поставить ендовки. Уловленный ими материал относится к эфелю,

278