Файл: Пирогов, Б. И. Минералогическое исследование железных и марганцевых руд.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 0
Б-И-ПИРОГОВ, ВВПИРОГОВА
МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
ЖЕЛЕЗНЫХ
И МАРГАНЦЕВЫХ РУД
МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
ЖЕЛЕЗНЫХ И МАРГАНЦЕВЫХ РУД
Г
м т р
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А»
М О С К В А 1973
Гос. |
пуб личная |
|
научно- |
ни |
чая |
бибпио-онй |
,С Р |
Æ . ЭКЗЕМПЛЯР
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА
SS-//
/Т -3 / S 3 S
Пирогов Б. И., Пирогова В. В. Минералогическое исследование железных и марганцевых руд. М., «Недра», 1973, 216 с.
В книге рассмотрены особенности вещественного состава желез ных и марганцевых руд различных генетических типов.
Приведена краткая характеристика различных видов проб и определено их назначение. Большое внимание уделено методике изу чения минерального и химического составов, текстурно-структурных признаков, форм проявления ценных и вредных компонентов, раскры тия минералов.
На примере магнетита, гематита (мартита), гидроокислов же леза, фосфатов сделана попытка выявить и изучить методами мине ралогического анализа закономерности поведения минералов при обогащении железных и марганцевых руд различными методами.
Рассмотрены вопросы минералого-петрографического контроля на обогатительной фабрике для обогащения железистых кварцитов
Кривбасса.
Книга рассчитана на обогатителей-технологов и исследователей, минералогов-петрографов исследовательских и производственных ла бораторий, а также может быть полезна студентам геологических и горных вузов.
Таблиц 51, иллюстраций 53, список литературы — 84 назв.
© издательство „ Н Е Д Р А ” , 1 9 7 3
«
ВВЕДЕНИЕ
Современное развитие черной металлургии СССР связано с рез ким увеличением добычи железных и марганцевых руд, под лежащих обогащению. Предполагается, что в 1980 г. количество железных руд, подвергающихся обогащению, увеличится. Прак тически обогащению подвергаются все добываемые руды мар ганца.
В связи с вовлечением в эксплуатацию новых месторождений
исовременными требованиями к технологической оценке железных
имарганцевых руд необходимо наиболее глубокое и всестороннее изучение их минерального состава, текстурно-структурных призна ков и физико-механических свойств. Недооценка углубленного изу чения вещественного состава руд нередко приводит к технологиче ским просчетам.
Минералогический анализ является одним из основных видов
исследования руд. Практика изучения вещественного состава руд в связи с их обогащением показывает, что ограничиваться только исследованиями химического состава нельзя. Недостаточно знать, что та или иная руда имеет какое-то содержание железа или мар ганца, гораздо важнее определить, в состав каких минералов оно входит. Большое значение при этом придается комплексному изу чению руд, содержащих помимо основного промышленно цен ного компонента примеси других элементов, пригодных для само стоятельного промышленного использования. Успех в познании минерального состава и текстурно-структурных признаков руд, физических свойств отдельных минералов, определяющих эффек тивность их разделения при обогащении, комплексность извлечения элементов зависит от того, насколько правильно будут подобраны и применены современные методы исследования. С помощью ми нералога могут быть глубоко изучены особенности поведения минералов в технологической схеме обогащения, выявлены при чины потерь ценных элементов, характер и поведение вредных примесей.
Основными задачами изучения вещественного состава желез ных и марганцевых руд являются:
выявление и изучение характерных особенностей веществен ного состава руд, а также основных геолого-минералогических факторов, определяющих их поведение при различных методах обогащения;
определение теоретически возможных показателей обогащения; обоснование метода и технологической схемы обогащения руд
сполучением определенных технологических показателей.
Взависимости от применяемых технологических схем в состав продуктов обогащения могут входить различные минералы, кото рые и определяют ход технологического процесса, поэтому при
оценке руды и выборе метода ее обогащения характер распреде ления ценных компонентов имеет первостепенное значение. Знание количественных соотношений минералов в соответствии с особен ностями их свойств и вкрапленностью необходимо для правиль ного выбора метода и принципиальной схемы обогащения. При выбранной технологии обогащения минеральный состав руды опре деляет прежде всего максимально возможные (теоретически до стижимые) качество концентрата, его выход и извлечение ме талла. По содержанию вредных примесей, наряду с содержанием ценного компонента, определяют сортность концентратов и методы их переработки при металлургическом переделе.
Физические свойства минералов и поведение их при обогащении определяются природой самих минералов — химическим составом и структурой, без глубокого изучения которых невозможно осуще
ствить комплексное извлечение всех ценных компонентов при ми нимальных потерях.
С помощью количественного минералогического анализа может быть осуществлен необходимый контроль за степенью раскрытия рудных и нерудных минералов на различных стадиях измельче
ния, а также контроль за эффективностью их разделения по всем стадиям обогащения.
В настоящее время в связи с успешным развитием современных методов минералогического исследования (рентгеноспектрального анализа, инфракрасной спектроскопии, электронной микроскопии, термического анализа и др.) значительно расширились возмож
ности для более глубокого изучения вещественного состава руд в связи с их обогащением.
Минералоги, занимающиеся изучением вещественного состава руд и продуктов обогащения, должны владеть современными ме тодами исследования и в каждом конкретном случае определять тот комплекс методов, который быстро и точно приведет к вы полнению поставленной задачи. Исключительно важно, чтобы минералог и технолог постоянно работали в тесном контакте.
В книге обобщены материалы ряда институтов и многочислен ных геологических организаций по вопросам минералогического исследования железных и марганцевых руд в связи с их обога щением, а также опыт работ» крупнейших горнообогатительных предприятий страны. В книге также отражен опыт работы авторов в качестве геологов-петрографов на Южном и Ново-Криворожском горнообогатительных комбинатах Кривого Рога, в институтах Механобрчермет и Криворожском горнорудном институте.
ОСОБЕННОСТИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА РУД РАЗЛИЧНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ
ИСХЕМЫ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ
§I. ЖЕЛЕЗНЫЕ РУДЫ
Внастоящее время 17,4% общего количества разведанных за пасов СССР представлено рудами, содержащими в среднем 55% железа, которые могут использоваться промышленностью без обо гащения, 63,8%-— рудами, обогащаемыми и намеченными к обо гащению по простым схемам, и 18,8% рудами, требующими слож ных методов обогащения.
Взависимости от того, каким генетическим типом представ лена руда, определяются, с одной стороны, ее минеральный со
став, содержание в ней железа, полезные и вредные примеси, тек
стурно-структурные |
признаки и физико-механические свойства, |
с другой — размеры |
месторождений, условия их залегания, спо |
собы добычи и подготовки их к доменной плавке.
Комплексное использование железных руд, получение при обо гащении высококачественных концентратов с минимальными поте рями железа возможно лишь в том случае, когда технологическая схема полностью учитывает особенности вещественного состава руд месторождения.
Среди большого количества разрабатываемых месторождений наибольшее значение имеют следующие промышленные типы руд:
магнетитовые и гематитовые (железистые кварциты) желези сто-кремнистых формаций (месторождения Кривого Рога, Курской магнитной аномалии, Кременчута, Кольского полуострова),
магнетитовые в скарнах (месторождения Дашкесанское, Соко- ловско-Сарбайское) ;
магнетитовые в ультраосновных щелочных породах (месторож дение Ковдорское);
титаномагнетитовые в основных породах (месторождение Кач канарское) ;
магномагнетитовые в пирокластических породах, связанных с траппами (месторождения Коршуновское, Рудногорское),
оолитовые бурые железняки осадочного генезиса (месторожде ния Керченское, Лисаковское).
Железистые кварциты железисто-кремнистых формаций
Этот тип руды наиболее важный в промышленном отношении. Железистые кварциты в виде пластовых залежей приурочены к комплексам в различной степени метаморфизованных железисто
кремнистых осадочных и эффузивных пород. Месторождения их приурочены к сложно-складчатым геосинклинальным зонам в докембрийских щитах или фундаменте платформы. Это узкие гео синклинальные зоны (полосы), имеющие преимущественно субме ридиональное простирание. Следует отметить большое сходство геологического строения различных месторождений и веществен ного состава железистых кварцитов, особенно для месторождений одной и той же метаморфической фации.
По степени и характеру метаморфизма железистые кварциты относятся к трем фациям — зеленых сланцев (подфации биотито хлоритовая и биотито-куммингтонитовая), амфиболитовой и гранудитовой (Пирогов, Федорченко, 1969).
По ведущему рудному минералу выделяются кварциты четы рех типов: магнетитовый, гематитовый, лимонитовый, сидеритовый, причем третий и четвертый типы имеют резко подчиненное значе ние. Каждый тип кварцитов дополнительно подразделяется по ми неральному составу, текстурно-структурным признакам и физиче скому состоянию на ряд разновидностей (Пирогов, Федорченко, 1969).
Для железистых кварцитов характерны следующие признаки:
1)изменение содержания железа от 25 до 45%, незначительное содержание вредных примесей (серы, фосфора) и повышенная концентрация германия для отдельных месторождений;
2)химический состав железистых кварцитов изменяется в об
ратной корреляционной зависимости между содержанием железа и кремнезема, отличается закономерным уменьшением содержа ний Si02 Abos, MgO, CaO силикатсодержащих разновидностей у контакта с подстилающими и покрывающими сланцами к магнетитовым и гематит-магнетитовым основной толщи пласта (гори зонта) и соответственно увеличением абсолютного содержания же леза от 25—30 до 38—40% и более в гематит-магнетитовых и магнетитовых кварцитах*;
3) изменения содержаний железа и железа магнетита в преде лах отдельных месторождений связаны с изменением соотношений между различными текстурно-минералогическими разновидностями кварцитов. Более равномерно изменяется содержание железа в ге матит-магнетитовых разновидностях кварцитов, наименее одно родны силикатсодержащие кварциты.
* Детальная химическая и минералогическая характеристика железистых кварцитов различных месторождений приведена в работе Б. И. Пирогова (1969).
В зависимости от соотношения магнетита и гематита законо мерно изменяется соотношение молекулярных количеств БіОг и Fe (Плаксенко, 1966), которое увеличивается по мере перехода от гематитовых (БіОг : Fe= 1,02) к чисто магнетитовым кварцитам и достигает максимума (БіОг : Fe = 2,42) в малорудных и безрудных кварцитах. В рудных кварцитах это соотношение дости гает 2;
4) изменчивость содержаний железа и железа магнетита квар цитов всех месторождений подчиняется закону нормального рас пределения, что облегчает их сопоставление.
В табл. 1 показана изменчивость средних содержаний железа, железа магнетита, их средних квадратичных отклонений и коэф фициентов вариации, полученных по материалам статистического анализа в различных минеральных разновидностях железистых кварцитов в зависимости от их принадлежности к той или иной фации (подфации) метаморфизма. Значения средних квадратич ных отклонений и коэффициенты вариации возрастают для одной и той же разновидности от фации зеленых сланцев к амфиболито вой. В то же время средние значения железа и железа магнетита уменьшаются. Следует иметь в виду, что характер и глубина ре гионального метаморфизма предопределяют степень однородности вещественного состава железистых кварцитов отдельных разновид ностей: кварциты высоких ступеней метаморфизма менее одно родны. Самые высокие значения а и Ф характерны для разновид ностей, содержащих силикаты: чем выше содержание силикатов, тем более неоднородны кварциты.
Из табл. 1 видно, что железистые кварциты Михайловского месторождения КМА, особенно гематитсодержащие, характеризу ются низкими величинами квадратичного отклонения и коэффици ентов вариации. За счет развития метасоматического гематита и, таким образом, перераспределения трехвалентного железа кварциты становятся более однородными, уменьшаются значения
аи ф
5)характерно равномерное распределение общего (раствори мого) железа по простиранию и вкрест простирания рудных за
лежей и весьма |
неравномерное распределение железа, |
связанного |
с различными |
минералами (магнетитом, гематитом, |
гидроокис |
лами, карбонатами, силикатами) как по отдельным слоям желези стых кварцитов (рудным, смешанным, силикатным и т. д.), так и
вцелом по залежи;
6)магнетит кварцитов почти не содержит изоморфных приме сей и приближается к стехиометрическому составу с содержанием
72,38 Fe, иногда характерно повышенное содержание Ge;
7)основным типом текстуры кварцитов является слоистая, обу словленная перемежаемостью слоев различного минерального со става и изменчивостью размеров зерен и агрегатов минералов по слоям;
8)вкрапленность магнетита и гематита, в основном мелкая и
Изменчивость содержаний железа общего и железа магнетита кварцитов различных фаций (подфаций) метаморфизма
• |
|
Фации и подфации |
Месторождение, |
Железо общее, % |
Железо магнетита, % |
|
|||||
Кварциты |
|
|
|||||||||
|
метаморфизма |
Горизонт |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1* |
а |
ô |
И- |
О |
» |
Fe |
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Фация зеленых слан |
Скелеватское, |
37,00 |
1,96 |
5,3 |
33,50 |
2,00 |
5,96 |
0,90 |
||
|
цев: подфация биотито |
Кривой Рот, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
хлоритовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Подфация |
биотито- |
Ингулецкое, Кривой Рог, |
37,20 |
3,90 |
10,6 |
31,80 |
4,70 |
14,80 |
0,85 |
|
|
куммингтонитовая |
к 24ж |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Магнетитовые |
То |
же |
|
Новокриворожское, |
34,30 |
2,15 |
6,27 |
29,14 |
3,35 |
11,50 |
0,85 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Кривой Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
Подфация |
биотито- |
Стойленское, КМА |
37,56 |
2,73 |
7,25 |
33,68 |
2,98 |
8,85 |
0,86 |
|
|
куммингтонитовая с ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
тенсивным щелочным ме |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
тасоматозом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фация амфиболитовая |
Петровское |
32,50 |
5,90 |
18,3 |
27,80 |
5,90 |
21,30 |
0,86 |
||
|
Фация зеленых слан |
Скелеватское, |
38,10 |
1,18 |
3,10 |
30,4 |
1,94 |
6,40 |
0,80 |
||
|
цев: |
подфация биотито |
Кривой Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хлоритовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Гематит-магнетитовые |
Подфация |
биотито- |
Михайловское, КМА |
37,12 |
1,61 |
4,33 |
20,59 |
2,16 |
10,50 |
0,55 |
|
|
куммингтонитовая с ин тенсивным щелочным ме тасоматозом
Подфация биотито- |
Ингулецкое, |
38,3 |
1,59 |
4,15 |
29,33 |
4,63 |
15,78 |
0,76 |
куммингтонитовая |
Кривой Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
То же |
Ингулецкое, Кривой Рог, |
39,2 |
1,48 |
3,78 |
29,96 |
4,88 |
16,28 |
0,75 |
Магнетит-гематитовые |
Подфация |
биотито- |
Михайловское, КМА |
37,35 |
0,61 |
1,63 |
19,18 |
1,3 |
6,81 |
0,51 |
|
куммингтонитовая с ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тенсивным |
метасомато |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силикат-гематит-маг- |
Подфация |
биотито- |
Стойленское, КМА |
37,23 |
2,11 |
5,66 |
27,24 |
2,91 |
10,68 |
0,73 |
нетитовые |
куммингтонитовая с ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тенсивным |
щелочным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метасоматозом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гематит-магнетитовые |
Фация амфиболитовая |
Петровское |
36,70 |
4,20 |
11,50 |
21,50 |
5,20 |
24,20 |
0,59 |
Хлорит-карбонат-маг- нетитовые
Силикат-карбонат-маг- нетитовые и карбонатмагнетитовые
Силикат-магнетитовые
Фация зеленых слан |
Скелеватское, Кривой |
36,10 |
2,37 |
6,57 |
29,20 |
3,26 |
11,00 |
0,81 |
||
цев: подфация |
биотито |
Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
хлоритовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подфация |
биотито- |
Новокриворожское, |
30,5 |
2,68 |
8,80 |
23,38 |
4,68 |
20,02 |
0,77 |
|
куммингтонитовая |
Кривой Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|
||
То же |
|
То же, |
К2Ж |
31,0 |
2,75 |
8,87 |
20,29 |
3,64 |
17,94 |
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ингулецкое, |
Кривой |
28,50 |
2,85 |
10,00 |
21,11 |
4,01 |
18,99 |
0,74 |
• |
|
Рог, К2Ж |
|
|
|
|
|
|
|