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

цепочек. Размер зерен ильменита находится в прямой зависимости от размеров зерен титаномагнетита и силикатов. На долю ильме­ нита этого типа приходится 25—30% всего ильменита;

3) единичные мелкие точечные или пластинчатые зерна в пиро­ ксене, роговой обманке, реже в плагиоклазе или в продуктах его разложения.

Схема обогащения титаномагнетитовых руд (рис. 3) имеет не­ сколько стадий дробления до крупности 25—0 мм, сухую магнит-

Руда

I

Мродление до 25-имм_____

( несколько стадий)

1

Магнитная сепарация

I минералов______} концентрат

Титановый концентрат Хвосты

Рис. 3. Схема обогащения титаномагнетитовых руд

ную сепарацию, тонкое измельчение магнитного продукта, мокрую магнитную сепарацию. При этом из немагнитного продукта может быть получен титановый концентрат при флотации (I вариант) или сочетании гравитации с магнитной сепарацией в сильном маг­ нитном поле (II вариант).

Благодаря значительной разности в твердости и хрупкости руд­ ных и нерудных минералов, а также совершенной спайности по­ следних уже в процессе грубого измельчения достигается высокая степень их раскрытия, обеспечивающая эффективность применения сухой магнитной сепарации. Однако для раскрытия сростков.

титаномагнетита и ильменита необходимо более тонкое измельче­ ние (80—85% класса —0,074 мм).

Титаномагнетитовые руды характеризуются высокой основ­ ностью (коэффициент основности варьирует от 0,65 до 1,0) и очень большим кремниевым модулем (3,5—10). В процессе обогащения кремниевый модуль в концентрате падает до 2—3. Так, в железо­ ванадиевых концентратах коэффициент основности снижается до 0,35, а кремниевый модуль до 3,5.

Исследованиями доказано, что резкое ухудшение показателей обогащения титаномагнетитовых руд связано с развитием гидро­ термальных изменений нерудных минералов (серпентинизации), за счет которых образуется значительное количество тонких выделе­ ний вторичного магнетита.

Оолитовые бурые железняки осадочного генезиса

Оолитовые железные руды образуют линзовидные и пластооб­ разные залежи, характеризующиеся сравнительно неглубоким за­

в основном содержанием железа, марганца, фосфора, ванадия, мышьяка и серы, а также шлакообразующих компонентов — крем­ незема, глинозема, окиси кальция и окиси магния;

характерно значительное разнообразие минерального состава: главные минералы— гётит— гидрогётит, железистые хлориты, кол­ лоидальные гидроокислы марганца псиломеланового состава, скры­ токристаллический псиломелан, сидерит (и мангансидерит), олигонит, минералы группы ферримонтмориллонита, кварц и глауконит; второстепенные — арагонит, кальцит, вивианит, анапаит и продук­ ты их окислений, керчениты, оксикерченит, босфорит, митридатит и др., родохрозит, барит, гипс, ярозит, полевые шпаты, слюды, пи­ рит, пирротин, смайтит, курскит, иногда кварц и глауконит; редкие (присутствующие не всегда и при этом в малом и очень малом ко­ личестве) — опал, халцедон, родохрозит, анкерит, азовскит, мельниковит, пицит, реальгар, фушерит, коллофан, боржицкит, мелантерит, сидеротиллит и почти все обломочные минералы (кроме кварца);

преимущественно гидрогётитовый состав основного рудного ми­ нерала, причем гидрогётит образует несколько морфологических разновидностей — оолиты, пизолиты, конкреции, натечные образо­ вания, разнообразные псевдоморфозы, сплошные массы, цемент,

мися по хлориту. Кроме того, он нередко ассоциирует с гидроокис­ лами марганца, фосфатами, баритом и гипсом. Содержание желе­ за в гидрогётите 47—53%, в среднем 51%;

в составе цемента преобладают железистый хлорит, глины, кар­ бонаты (Керченское месторождение) или кварц (Лисаковское ме­ сторождение). Наряду с цементом железистые хлориты образуют оолиты концентрического строения, отдельные концентры в оолитах гидрогётит-хлоритового состава, ядра в оолитах сложного состава, прослойки в рудных залежах, прожилки, секущие оолиты и цемент, псевдоморфозы по зернам других минералов, биоморфозы, тонкие прорастания с карбонатами и другими минералами;

наблюдается высокое содержание железа в глинисто-хлорито­ вом цементе 20—33%, в среднем 25—27% для керченских руд;

текстурно-структурные особенности руд определяются размером, формой, строением, взаимным расположением и количественным соотношением рудных оолитов и их обломков, с одной стороны, и цемента, с другой. Различные минеральные включения в рудах — обломки и целые раковины пелеципод, обломочные зерна неруд­ ных минералов, биоморфозы, сростки кристаллов минералов груп­ пы сульфатов, фосфатов имеют подчиненное значение. В связи с тем что оолиты и цемент обычно различаются по химическому и минеральному составу, в рудах выделяются разновидности с боль­ шим или преобладающим количеством (40—70% и более) оолито­ вых образований (и их обломков) над цементом—-густовкраплен­ ные, и руды, в составе которых преобладает цемент (оолиты и их обломки составляют 10—25%, иногда до 40% над общей мас­ сой),— редковкрапленные или цементационные (приложение 4);

весьма разнообразна плотность руд; выделяются плотные креп­ кие разновидности (табачные и карбонатные конкреционные на Керченском месторождении) и рыхлые, сыпучие (окисленные и окисные руды Керченского и Лисаковского месторождений), для Лисаковских руд характерна значительная разница в плотностях гидрогётита (3,5—3,6 г/см3) и кварца (2,65 г/см3).

Оолитовые руды в настоящее время обогащаются по низкоэф­ фективной схеме мокрого гравитационного обогащения. После предварительной промывки и грохочения на классы более 6 мм, 6—3 мм, 3—0 мм руда дробится в две стадии до крупности 3— 0 мм с последующим обесшламливанием. При обогащении коричне­ вых руд Керченского месторождения по схеме — двухстадийная промывка предварительно дробленной руды с последующей клас­ сификацией и обезвоживанием — возможен прирост металла на 4—5% при извлечении 74—76% (Арбузов, Бобрушкинидр., 1967). Причина низкой эффективности гравитационного обогащения свя­ зана с потерей в хвостах большого количества железосодержащих

применении, обжигмагнитного и комбинированных методов обога­ щения руд содержание железа в концентрате повышается на не­ сколько процентов.

§ 2. МАРГАНЦЕВЫЕ РУДЫ

Наиболее крупные месторождения марганцевых руд располо­ жены в СССР. Это главным образом руды осадочного генезиса Никопольского и Чиатурского месторождений, связанные с олигоценовыми отложениями. На Никопольском месторождении добыва­ ется 74,2% РУД, в Чиатурском — 24,8%, в Казахстане— 1%.

По минеральному составу марганцевые руды Советского Союза подразделяются на пять типов (табл. 3), среди которых преобла­ дают окисные, окисно-карбонатные и карбонатные.

Марганцевые руды Никопольского и Чиатурского месторожде­ ний представлены тремя типами: окисными, карбонатными и окис- но-карбонатными (смешанными). Характерной особенностью обо­ их месторождений является ярко выраженная минералогическая зональность, состоящая в том, что окисные руды по мере удаления от береговой линии постепенно сменяются карбонатными. Рудный горизонт месторождений имеет различное строение: монолитное однопластовое — на Никопольском и сложное петельчато-линзовое, включающее большое количество перемежающихся очень плоских линз рудных и вмещающих пород, на Чиатурском месторождении. В вертикальном разрезе рудного горизонта Никопольского место­ рождения проявляется неправильная грубая слоистость, обуслов­ ленная перемежаемостью 6—10 слоев различных текстурно-мине­ ралогических разновидностей руд. Как правило, в слое определен­ ной текстурно-минералогической разновидности руд присутствуют в переменном количестве агрегаты другого минерального состава и текстуры. Число рудных линз в вертикальном разрезе рудного горизонта Чиатур изменяется от 3 до 25. В различной степени руды обоих месторождений претерпели гипергенные изменения, причем больше в Чиатурском месторождении.

Для марганцевых руд осадочного генезиса характерны следую­ щие признаки:

резкое преобладание марганца над всеми другими компонента­ ми, средневзвешенное содержание марганца составляет 22,45% (Никополь) и 24,50% (Чиатура). Кларк концентрации марганца огромен по сравнению с кларками концентраций железа, фосфора и особенно малых элементов. Содержание марганца уменьшается от окисных руд к карбонатным и по контурам рудного тела окисных руд. Некоторая неоднородность в распределении марганца прослеживается как по площади месторождений, так и по отдель­ ным пачкам рудного пласта;

тесная ассоциация марганца с фосфором за счет развития мел­ ких и тонкодисперсных выделений фосфатов, обусловливающих не­ равномерное распределение фосфора в рудах и, несмотря на то что кларк концентрации фосфора по сравнению с марганцем ничто­ жен, проблема обесфосфоривания руд и продуктов обогащения сто­ ит крайне остро. Руды Никопольского месторождения более фосфористы, чем Чиатурского;

окисные руды по сравнению с карбонатными обогащены мик­ роэлементами Ni, Со, Cu, V, Mo, W, Pb, Zn, Ga, что обусловлено активным перераспределением их между окислительной и восста­ новительной средой минералообразования;

минеральный состав и текстурно-структурные признаки руд ха­ рактеризуются определенной изменчивостью как в вертикальном разрезе, так и на площади их распространения.

Основными рудными минералами являются манганит, пиролю­ зит, криптомелан (псиломелан), тодорокит, вады, манганокальцит и кальциевый родохрозит, различные количественные соотношения которых обусловливают многообразие минеральных разновидно­ стей руд. Кроме того, в рудах встречаются кварц, полевые шпаты, гидрослюды, глауконит, реже — гидроокислы железа, карбонаты, опал, барит, цеолит, фосфаты;

текстурные признаки руд в зависимости от характера обособ­ ления рудных выделений весьма разнообразны (приложения 5, 8); по морфологии они подразделяются на три группы (табл. 4).

В I группе тонкодисперсный марганцевый материал (мелкие крупинки размером от долей миллиметра до нескольких сантимет­ ров) располагается в породе свободно, образуя рыхлые руды зем­ листого облика. В песчаных разностях на кварце и других неруд­ ных минералах заметно развиты налеты окислов марганца. В гли­ нистых разностях руд окисные марганцевые минералы образуют иногда еще и тонкие прожилки.

Руды II группы представляют собой вкрапленные выделения марганцеворудного компонента с размерами от десятых долей мил­ лиметра до нескольких сантиметров и более (до метра) во вме­ щающей породе или в массе землистых руд. Среди конкреционных