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

Морфологические типы марганцевых руд (по Страхову и др., 1968)

цементационной текстуры рудное вещество цементирует территенные нерудные минералы. В песках при малых размерах цементирован­ ных участков (0,5—1 см) возникает зернистая текстура, приболев крупных — цементационная, желваковая, кусковая. Размер цемент­ ных пятен достигает нескольких десятков сантиметров. Помимо песков, желваковая текстура также свойственна и крупным алев­ ритам. Желваки размером от нескольких сантиметров и более имеют шарообразную, эллипсоидальную, плоскую (лепешковид­ ную) или неправильную форму и четко ограничены от вмещающей

Сплошные руды (III группа) залегают в виде линз мощностью 10—50 см. Они представляют собой зацементированные участки оолитовых, лизолитовых, конкреционных и кусковых руд, что опре­ деляет детали их внутреннего строения. Они локализованы в час­ тях рудного поля, исходные осадки которых были более обогащены марганцем. Рудные обособления образуют непрерывную серию от землистых руд к сплошным.

Наряду с окисными, встречаются и карбонатные землистые руды, которые по цвету не отличаются от вмещающей породы;

самыми распространенными типами текстур среди окисных руд являются конкреционные (понимая под этим различные концентри- чески-слоистые образования) и кусковые (в том числе и земли­ стые); соотношения между ними весьма изменчивы: количество конкреционных образований в рудах Никопольского месторождения колеблется от 4 до 26%, составляя в среднем 19%, а Чиатурского месторождения — от 38 до 81%, в среднем 60%, причем в рудах Чиатурского месторождения преобладают оолиты и пизолиты. Ко­ личество собственно кусковых образований в рудах Никопольского

месторождения колеблется от 76 до 96%, в среднем составляя81 %, а Чиатурского — от 19 до 62%, в среднем 40%. Таким образом, среди окисных руд Никопольского месторождения преобладают кусковые, а Чиатурского — конкреционные. На Чиатурском место­ рождении, кроме того, существенно распространены землистые и цементационные руды с большим содержанием обломочного мате­ риала; значительно развиты также и пористые окисные руды;

отсутствие в окисных рудах Никопольского месторождения мономинеральных рудных агрегатов. Чаще это комплекс нескольких рудных мелко- и тонкозернистых минералов, тесно ассоциирующих друг с другом. Под микроскопом наблюдаются весьма сложные прорастания минералов друг с другом, особенно в связи с интен­ сивным развитием процессов замещения. Нередко тонкодисперсные коллоидальные рудные минералы совместно с глинистыми образуют комплексные агрегаты, характеризующиеся высокой дисперсностью

сразмерами частиц ІО-5 см.

Вокисных рудах Чиатурского месторождения, наоборот, суще­ ственное распространение имеют мономинеральные пиролюзитовые руды (приложения 5—10);

количество нерудных включений возрастает от концентрическислоистых к кусковым агрегатам, вплоть до образования пойкили-

товых включений кварца в рудном агрегате (приложение 7, Г) , ин­ тенсивность нерудных включений иногда достигает 40%;

песчано-глинистая порода цементирует, как правило, различные текстурно-минералогические разновидности руд, причем содержа­ ние песчаной или глинистой части колеблется в широких преде­ лах. Нередко состав цемента чисто рудный или в смеси с песчано­ глинистой породой, что резко сказывается на качественной харак­ теристике руд;

карбонатные руды Чиатурского и Никопольского месторожде­ ний близки между собой по химическому и минеральному составу, но различаются типами текстур. Для Чиатурских руд характерны сплошные массивные, оолитовые и цементационные текстуры, а для Никопольских — желваковые в песчано-глинистом цементе (прило­ жение 11) ;

основная масса карбонатов характеризуется тонкозернистым и скрытокристаллическим строением и представлена изоморфным рядом манганокальцита — кальциевого родохрозита. Кальциевый родохрозит содержит в среднем 80—86% молекулы МпС03 14— 20% молекулы СаС03 и соответственно 39,8—42% марганца в ми­ нерале. Состав манганокальцита весьма изменчив: 28—70% моле­ кулы МпСОз, 42—56% молекулы СаС03 13—30% Мп;

в зоне перехода окисных руд в карбонатные с различной сте­ пенью интенсивности развиты процессы окисления, обусловившие образование окисно-карбонатных руд, характеризующихся специ­ фическими взаимоотношениями между карбонатными и окисными минералами (приложение 7, Л, Д);

существенно изменяются физические свойства (плотность,

твердость, крепость, пористость) различных типов рудных и не­ рудных агрегатов, а также цемента руд.

Схема обогащения окисных марганцевых руд (рис. 4) включает промывку, дробление мытой руды до 25—0 мм, гравитационно-маг­ нитное обогащение с доработкой промежуточных продуктов по гра­ витационно-магнитно-флотационной схеме. Шламы обогащаются флотацией. Схема обеспечивает получение концентратов высших сортов (А +І).

Руда

1

Дробление до 50мм

Технологическая схема учитывает особенности вещественного состава руд, прежде всего текстуру и минеральный состав, позво­ ляющие выделить уже в процессе промывки наиболее богатую часть руды. Для удаления нерудных включений из рудных агрега­ тов, в том числе и фосфатов, необходимо более глубокое раскры­ тие рудных агрегатов, крупностью 3—0,16 мм, прошедших магнит­ ную сепарацию и гравитацию. Это достигается дополнительным измельчением до 0,16 мм промежуточного продукта, его обесшламливанием и флотацией.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА РУД И ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ

Разработка эффективных методов и схем обогащения зависит от состава и свойств разделяемых минералов (морфологии, струк­ туры, кристаллохимических признаков). Несомненно, успех в изу­ чении обогатимости того или иного типа руды определяется знани­ ем закономерностей поведения слагающих его минералов при раз­ личных методах обогащения. Выявление таких закономерностей может быть осуществлено с помощью минералого-петрографиче­ ских исследований с применением современных физических и фи­ зико-химических методов изучения минералов.

Приводимые в минералогических справочниках константы по свойствам минералов касаются наиболее идеальных природных кристаллических индивидов. В то же время при обогащении руд приходится иметь дело с наиболее бедными разновидностями, в ко­ торых минералы представлены чаще не монокристаллами, а агре­ гатами с различными по размерам и морфологии индивидами и весьма различной степенью кристалличности последних.

Развитие большинства минеральных индивидов и агрегатов в природе происходит в термодинамически неравновесных усло­ виях, с чем связаны разнообразия в морфологии, дефекты кристал­ лической решетки, изменчивость состава и свойств поверхности кристаллических индивидов (поры, пленки) и другие особенности минералов. В зависимости от характера процессов минералообразования в пределах одного и того же месторождения может просле­ живаться значительная изменчивость минеральных ассоциаций, их структурных взаимоотношений, состава и свойств отдельных мине­ ралов, что необходимо учитывать при разработке технологической схемы обогащения руд.

В связи с вовлечением в эксплуатацию новых крупных место­ рождений железных и марганцевых руд и современными требова­ ниями к их технологической оценке необходимо наиболее глубокое изучение минерального состава, текстурно-структурных признаков и физико-механических свойств руд. Недооценка углубленного изу­ чения вещественного состава руд нередко приводит к технологиче­ ским просчетам и необходимости вслед за вводом в действие обо­ гатительных фабрик срочной реконструкции их.

Изучение вещественного состава руд осуществляется с различ­ ной степенью детальности на всех этапах разведки месторождений и их эксплуатации.

§ 1. ПРОБЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

При разведке и эксплуатации месторождений (по скважинам, забоям участков, блокам, уступам карьеров), на дробильных и обогатительных фабриках (по различным узлам технологической схемы) отбираются специальные пробы для изучения веществен­ ного состава руд, продуктов дробления и обогащения, их техноло­ гических свойств, оценки эффективности процессов обогащения и контроля качества на обогатительной фабрике.

В зависимости от назначения различаются следующие пробы: минералогические; химические; технологические;

пробы продуктов обогащения.

Минералогические пробы. Минералогические пробы (образцы) могут отбираться непосредственно из керна скважин колонкового бурения, забоев карьера или кускового (дробленого) материала технологических проб. Как правило, они предназначаются для ка­ чественной характеристики минерального состава и текстурных признаков руды, определения размеров и морфологии минеральных индивидов и агрегатов, типов срастаний рудных и нерудных мине­ ралов, их генетических взаимоотношений.

В зависимости от размера технологической пробы минералоги­ ческие образцы отбираются или непосредственно из пробы по за­ ранее определенной системе (по сетке, линиям или выборочно) или в процессе сокращения пробы.

Для оценки количественного минерального состава проб руды отбираются средние минералогические пробы в соответствии с при­ нятыми правилами сокращения.

Химические пробы. Химические пробы отбираются для опреде­ ления химического (фазового) состава руды и содержания в ней полезных и вредных компонентов.

Технологические пробы. Технологические пробы отбираются на всех этапах разведки и эксплуатации месторождений для изучения вещественного состава и обогатимости руд, решения вопросов реконструкции обогатительных фабрик и технологического карти­ рования месторождений. Они отбираются как по отдельным тек­ стурно-минералогическим разновидностям руд, так и в целом по месторождению, блоку, уступу карьера. При определении пред­ ставительности пробы должны учитываться химический, минераль­ ный состав, текстурно-структурные признаки и физико-механические свойства руд. Крупность исходного материала проб зависит от тек­ стурно-структурных признаков руд и технологических особенностей применяемых схем обогащения. Как показывает опыт, крупность