Файл: Пирогов, Б. И. Минералогическое исследование железных и марганцевых руд.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Фосфаты в марганцевых рудах Никопольского месторождения представлены группами апатита (карбонатапатит, Мп- и БіС^-фтор- апатит, апатит), вивианита (вивианит), ксенотима (ксенотим).

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

32

Распределение нерастворимой

формы

фосфора в

тонкоизмельченных

продуктах

 

 

 

 

 

Содержание, %

 

 

 

 

Крупность пробы,

Выход,

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

%

Мп

 

до кислот­

после

М п02

 

МпО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ной

 

кислотной

 

 

 

 

 

 

 

 

обработки

обработки

 

 

 

 

Пиролюзитовая конкреция с примесью манганита, нижняя пачка,

 

 

 

Шевченковский карьер

 

 

 

 

 

0,07—0,00

100

56,7

I

0,192

I

0,163

71,7

I

14,7

 

 

Шламовый анализ пробы на АДАПе

 

 

 

 

0,07—0,04

46,6

—

 

_

 

0,155

—

 

 

 

0,04—0,02

24,1

—

 

—

 

0,172

—

 

 

 

0,02—0,01

12,9

—

 

—

 

0,180

—

 

 

 

0,01—0,005

4,3

—

 

—

 

0,185

—

 

 

 

0,005—0

12,1

—

 

---

 

0,162

—

 

 

 

Флотационный концентрат Грушевской обогатительной фабрики

 

 

+0,16

100

45,4

 

0,307

 

0,205

—

 

 

 

0,16—0

—

46,6

 

—

 

0,201

—

 

 

 

0,1—0

—

44,9

 

—

 

0,159

—

 

 

 

0,07—0

—

45,4

 

.—

 

0,165

—

 

 

 

0,05—0

—

45,2

 

—

 

0,163

—

 

 

 

0,04—0

—

44,3

 

—

 

0,158

—

 

 

 

Отыливание концентрата крупностью 0,04—0 ММ

 

 

 

0,04—0,02

__

__

 

0,315

 

0,169

__

 

 

 

0,02—0

—

—

 

0,289

 

0,189

—

 

 

 

Г р у п п а а п а т и т а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карбонатапатит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формы выделения и размеры.

Макро-

и микроскопическими

исследованиями

в рудах

установлены

следующие

формы

выде­

лений карбонатапатита:

 

 

 

зерен: а)

2 — (доли ми­

зерна и зернистые агрегаты. Размеры

крометра) — 50

мкм — дисперсные; б)

50—250 мкм — тонкие

и

мелкие. Размеры тонко- и мелкозернистых агрегатов — до 15—

40мм; конкреции и микроконкреции;

удлиненные, округлые образования, мелкие и круглые обломки неправильной формы фосфатизированных органических остатков (кости позвоночных, спикули губок, зубы рыб, мшанки, раковины фораминифер, моллюсков и др.) (приложения 14—17).

Взаимоотношения с минералами. Карбонатапатит является глав­ ным минералом фосфатов и встречается во всех типах руд. Он на­ ходится в довольно сложных взаимоотношениях с другими мине­ ралами (приложения 16—17):

выполняет трещины и пустоты в рудных окисных и карбонат­ ных агрегатах. Нередко прожилки карбонатапатита непосредст­ венно из рудного агрегата переходят во вмещающую глину. На стенках пор, пустот, каверн наблюдаются мелкие друзы карбонат­ апатита;

широко распространены глинисто-фосфатные, глинисто-фосфат­ рудные, карбонат-цеолит-глинисто-фосфат-рудные образования, в которых карбонатапатит, порой весьма тонкозернистый, тесно ассоциирует с минералами и выделение его из таких смешанных агрегатов практически невозможно;

фосфатные зерна гексагонального облика и агрегаты окружены рудной оболочкой («рубашкой»). Изредка фосфаты цементируют отдельные очень мелкие выделения гидроокислов марганца;

карбонатапатит слагает отдельные концентры и участки в руд­ ных агрегатах, нередко в смеси с весьма тонкозернистыми манганокальцитом, глинистыми и окисными марганцевыми и желези­ стыми минералами;

фосфатные концентрически-слоистые образования с кварцевыми или глинистыми ядрами; карбонатапатит очень слабо раскристал-

лизован; сгустки слабораскристаллизованного карбонатапатита в кар­

бонатных рудах в тесной ассоциации с тонкочешуйчатым глауко­ нитом, гидрослюдами, лептохлоритами;

фосфатизированные органические остатки также сложены карбонатапатитом, хорошо раскристаллизованным с ярко выраженным волнистым угасанием. Нередко они замещаются гидрослюдами марганца, карбонатом, глауконитом и опалом, а также образуют ядра рудных и карбонатных концентрически-слоистых образований.

Химический состав и структура. Химический состав мономинеральных и обогащенных карбонатапатитом фракций с пересчетом на кристаллохимические формулы приведен в табл. 33. В наиболее чистых фракциях, изученных нами, содержание Р2О5 колеблется от 23,7 до 34 % ; С 02 — от 4,90 до 7,44 % ; F — от 1,8 до 4,8 % ; Н20 — от 1,12 до 4,4%; СаО — от 38,2 до 51,3%; Si02 — от 0,7 до 1 %. Изменчивость содержаний этих компонентов во фракциях П-172, П-170, Мн-22 связана главным образом с изоморфными примесями. Примеси барита, рутила и кварца в значительной степени снижают

Химические анализы и кристаллохимические формулы фосфатов

и фосфорсодержащих образований в рудах Никопольского месторождения

Компоненты

 

 

 

 

Пробы

 

 

 

 

П-172 П-170

Мн-22

4-201 П-174

П-169 MH-31

MH-32

Ф-1

 

р 2о 5

31,1

34,0

30,0

23,7

2,98

2,34

14,6

9,2

26,33

с о 2

6,28

4,9

7,44

5,39

2,63

37,2

7,44

7,24

4,93

F

1,8

4,8

3,8

1,9

—

—

—

—

3,86

н 2о+

2,8

1,27

1,12

4,4

7,8

___

1,4

4,1

—

СаО

51,3

47,7

45,0

38,2

7,29

30,5

27,1

20,3

38,72

МпО

1,3

—

1,4

1,3

3,4

2,19

1,86

4,0

—

М п02

—

—

2,1

—

25,7

—

3,2

22,6

5,1

MgO

0,9

1,08

0,95

1,32

3,0

14,8

 

—

—

 

 

 

 

 

 

 

 

Na2<J -f* К.2^

0,37

0,48

0,38

0,30

2,85

—

0,40

1,60

—

S i0 2

0,70

4,3

6,20

5,1

27,4

—

38,5

23,7

—

А12о 3

0,12

0,63

0,56

2,3

3,60

—

1,18

1,88

2,88

Fe20 3

2,0

0,50

0,44

1,0

13,0

—

0,55

1,7

3,03

FeO

—

—

—

—

—

0,77

—

 

—

Т і02

—

0,27

0,25

4,0

—

—

0,23

0,21

—

S

0,522

0,41

0,402

2,01

—

—

0,302

0,154

—

H20 -

—

—

—

—

—

—

—

—

1,32

S r02

0,7

—

—

1,0

—

—

—

—

—

B a O

 

—

—

7,40

—

—

—

—

 

Прочие

—

—

-------

—

—

—

—

—

—

Сумма

99,892 100,34

100,042

99,32

99,65

87,80

96,762

96,684

86,17

C 0 2 : P2Os

 

0,144

0,248

 

0,882

 

 

 

0,153

F : P20 5

 

0,127

0,127

 

—

 

 

 

0,146

CaU : F2Ü5

 

1,4

1,33

 

2,44

 

 

 

1,46

 

 

 

 

 

Пробы

 

 

 

 

Компоненты

Обр. 52 Обр. 103

Обр. 124

Обр. Г-4 Обр. 22 Обр. 186 Б-1

 

 

 

Д-1

Д-2

P 2O 5

2 9 ,5 2

1 7 ,0

2 4 ,8 8

3 2 ,3 0

2 6 ,2 8

6 , 0

3 4 ,5 2 4 2 ,1 0 3 5 ,0 1

c o 2

4 ,4 2

3 ,1 0

3,01

4 ,5 0

6 ,0 5

1,91

5 ,3 5

0 ,3 6

4 , 5 3

F

2 ,2 6

2 ,1 0

2 ,2 6

3 ,9 8

2 ,8 0

0 ,6 4

3 ,8 0

3 ,6 4

5 , 6 0

H 2O +

1 ,7 3

2 ,3 5

1 ,2 7

2 ,6 2

2 ,4 7

3 ,1 2

1 ,0 9

—

1,51

C aO

4 4 ,8

2 4 ,7 8

2 8 ,8 4

4 9 ,5 2 4 0 ,7

8 ,2 3 4 7 ,5 2 5 4 ,9 5 5 4 ,8 4

M nO

—

0 ,6 8

0 ,4 1

0 ,5 7

0 , 5 2

3 ,9 0

—

—

—

M n 0 2

----

—

—

—

—

6 1 ,0 1

—

—

—

M g O

—

—

—

0 ,9 6

0 ,3 3

0 ,8 7

—

—

0 , 5 3

-J- K2^

1,01

—

—

0 ,4 7

0 ,7 8

1 ,9 8

—

—

0 , 2 0

S i 0 2

5 , 0

---.

----

0 ,1 6

1 4 ,5

4 ,3 3

—

—

—

A I 20 3

—

—

—

0 ,3 3

1 ,1 4

1 ,8 7

—

0 ,4 6

----

F e 2Q 3

8 ,6 5

—

----

0 ,1 5

1 ,0 7

1 ,0 5

—

0 ,2 3

0 ,2 5 -

FeO

—

—

—

—

0 ,5 4

—

—

—

—

T i02

—

—

■---

—

0 ,0 2

—

—

—

----

S

—

—

—

2 ,6 5

1 ,1 4

0 , 3 9

1 ,0 6

—

—

H20 -

3 ,1 9

 

 

2 ,3 7

1 ,8 6

2 , 5 0

 

 

0 , 1 6

Пробы

Компоненты

Обр. 52 Обр. 103 Обр. 124 Обр. Г-4 Обр. 22 Обр. 186

Б-1

Д-1

Д-2

S r0 2

 

 

ВаО

—

—

Прочие

—

—

Сумма

100,58

 

С 02 : Р205

0,15

 

F : Р20 5

0,08

 

СаО : Р20 5

1,51

 

----

 

 

0,54

 

 

 

—

—

0,81

—

—

—

—

—

—

—

—

0,35

0,03

0,121

100,58

100,20

99,15

93,34

102,09 102,66

0,138

0,23

0,32

0,18

 

 

0,091

0,123

 

 

0,10

 

 

1,16

1,53

 

 

1,382

 

 

 

 

Количество ионов в пересчете на 10

 

 

Компоненты

П- 170

MH-22

П- 172

Д-1

Д-2

р

5,2

■ 6,39

5,33

 

6,3

4,9

■ 6,0

5,98

6,06

4,93

5,94

с

1,19

0,97

1

1,1

0,082

1,006

А1

0,14

 

0,14

 

0,07

1

0,0901

 

—

 

Ті

0,04

 

0,04

 

 

—

 

—

 

—

 

Zr

0,08

10,0

0,08

 

10,0

—

10,0

—

10,0

—

10,0

Fe

0,06

0,06

 

0,02

0,028

0,031

Mg

0,29

 

0,29

 

 

0,25

 

—

 

0,131

 

Na

0,16

 

0,16

 

 

0,16

 

—

 

0,064

 

Ca

9,23

 

9,23

 

 

9,5

 

9,880

 

9,774

 

F

1,5271

0,U o

1,57

 

3,09

2,23

f 4 , 1Z

1,9321

2,03

2,9461

4,63

OH

1,51

1,52

 

1,89

0,098

1,671

CI

—

 

-

.

 

—

 

 

0,008

 

O, OH, F, CI

27,67

 

27,55

 

 

27,2

 

26,19

 

26,46

 

П р и м е ч а н и е . П-170 — карбонатапатит

из

флотационного • концентрата

ГОФ; Мн-22 — карбонатапатит из флотационного концентрата

ГОФ; П-172—кар­

бонатапатит из фосфатизированной кости, Грушевский карьер;

г-201 — карбонат­

апатит из флотационного концентрата ЧГОК; П-174 — желтые

глинисто-фосфат­

ные образования

верхней пачки шахты № 4,

Грушевско-Басанский участок;

П-169 — доломит с

высоким содержанием фосфора,

Грушевско-Басанский учас­

ток; Мн-31 — магнитная

фракция из флотационного

концентрата ГОФ, легкая

фракция жидкости

Туле;

Мн-32 — немагнитная

фракция из флотационного кон­

центрата ГОФ, легкая фракция жидкости Туле; Ф-1 — курскит шахты № 4, Гру­ шевско-Басанский участок, анализ Я- И. Фомина; Обр. 52, обр. 103 — курскит, по Грязнову и Червоноокой; Обр. 124 — смешанные глинисто-фосфатные включения, по Грязнову и Червоноокой; Г-4 — курскит из фосфатизированной кости, по Гряз­ нову и Червоноокой; Обр. 22 — фосфатсодержащая порода из рудной залежи Грушевско-Басанского участка, по Плавшудину; Обр. 186 — очищенная фосфат­ содержащая (манганапатит) окисная марганцевая руда по Плавшудину; Д-1 — голубой апатит, по Диру; Д-2 — франколит по Диру.

абсолютные содержания фосфатных компонентов (фракция

4-201), хотя характер изоморфных замещений остается тем же, на

„ С 02 F CaO

что указывают близкие величины отношении—р ^ - ; р^дги ~p~QT •

Известно, что в

структуре апатита атомы Са занимают два ряда

позиций: С аі—-на

тройных осях,

Сац — в зеркальной плоскости

симметрии. Координация Саі — 90

(точнее, 60 + 30), координация

Сац — 6 0 + 1F (или 6 0 + ICI). Отношение Саі : Сац = 2 : 3. Поли­ эдры Саі представляют собой несколько скрученные тригональные призмы с «центрированными» гранями (последние три расстояния заметно больше других), «стоящие» одна на другой. Полиэдры

Рис. 30. Инфракрасные спектры карбонатапатита из окисных руд Нико­ польского месторождения, полученные на спектрофотометрах UR-10 (а)

и FiS-1 (б). Э-К — эталонный образец; 1-К— карбонатапатит

Сац, ближайшие 6 атомов которых (5 0 + F) также составляют вер­ шины тригональной призмы, собраны в звездчатые тройники, со­ единяющиеся в колонки вдоль оси с ребрами. Колонки из двух сортов призм связываются РОгтетраэдрами. Атомы F, ОН, С1, О помещаются на оси звездчатых призм. Совершенный изоморфизм установлен только для ОН и F. Как отмечают И. Д. Борнеман— Старынкевич, Н. В. Белов (1953), в карбонатапатитах наблюдается замещение [Р04]~ 3 [С030Н]~3 причем при замене Са на Н20 меняется параметр а.

Для изучения состава фракций, содержащих карбонатапатит, а также выявления особенностей кристаллической структуры са­ мого минерала, были получены их инфракрасные спектры (ИКС) * (рис. 30). Инфракрасные спектры снимались на двухлучевых авто­ матических спектрофотометрах UR-10, UR-20 (ГДР) и FiS-1 (Япония).

Образцы готовились методом таблетирования порошка мине­ рала с бромистым калием и полиэтилене с вазелиновым маслом.

Фракции 1-К и Э-К исследованы Л. С. Солнцевой и Б. П. Солнцевым (Москва, ВИМС), а остальные — С. В. Геворкьян (Киев, ИГФМ АН УССР).

ИК-спектр поглощений регистрировался

в диапазоне от 5000 до

60 см-1 со скоростью регистрации 150 см_1/мин (UR-10; UR-20) и

3,8 см_1/мин (Fis-1).

Мн-22 дали идентичные

Фракции І-К (аналогичная П-172) и

инфракрасные спектры, близкие к эталону карбонатапатита Э-К (ВИМС). Исследуемые образцы характеризуются следующими по­ лосами поглощения:

3400;

1670 см-1 — валентные и деформационные колебания

ОН

и Н20;

1050; 970 см-1 — валентные асимметричные

и симметрич­

1100;

ные колебания [PCR]-3;

 

[РО4 ]-3;

 

615; 570; 470 см- 1

— деформационные колебания

ко­

1420—1470; 875;

710 см-1 •— валентные и деформационные

лебания

[СОз]~2;

 

координация Са,

 

355—350 см-1 — Са— (ОбОН)— семерная

Са,

325—330 см1- — Са[0б(С03)-2] — девятирная координация

278; 220; 180; 125 см~' — Са—Од— девятирная координация Са,

310—340 см-1 — Са—0 6 — шестерная координация Са.

(С03) -2

Таким

образом,

ИКС четко фиксирует

вхождение

в структуру карбонатапатита, хотя в спектре І-К (Мн-2 2 )

полосы,

характерные для (С03)~2 менее интенсивны. Спектры обоих об­ разцов имеют также полосы поглощения Н20, по мнению Л. С. и Б. П. Солнцевых (ВИМС), эти полосы могут быть связаны с несо­ вершенством структуры благодаря замещению разноразмерных и разнозарядных ионов F-1 и ОН-1 на (С03)~2. В отдельных фрак­ циях (П-169, П-174 и др.) зафиксированы следующие полосы по­ глощения, указывающие на присутствие примесей:

1420; 1450 см~'— линии кальцита, 695—570—415; 795—775 см-1 — линии кварца.

Спектральным анализом установлено присутствие в карбонатапатите стронция и редких земель, которые, как известно, могут за­ мещать ионы кальция.

Учитывая, что выделения фосфорсодержащих минералов имеют тонкодисперсный характер для уточнения их состава был приме­ нен микрорентгеноспектральный анализ. Сущность рентгеноспект­ рального метода заключается в получении интенсивности характе­ ристического спектра элементов, содержащихся в микрообъеме при зондировании его электронным лучом (диаметр электронного луча равен примерно 1 — 2 мкм). РІнтенсивность излучения элементов фиксируется вторичными приборами, что позволяет получить дан­ ные о наличии того или иного элемента в участке образца и оце­

нить процентное его содержание.

образцов

проанализирована

Серия специально подобранных

с помощью микрозондов

ІХА-ЗА (ВИМС) и МАР-1

(ДМЕТИ*),

в результате чего

были

получены

спектрограммы

отдельных

фосфорсодержащих

микровключений

и сняты

концентрационные

* Определения на МАР-1 выполнены инженером А. Н. Курасовым.

Смотрите также файлы