Исследования оловянных типов руд Хинганского месторождения касситерит сульфидной штокверковой рудной формации в глубинной части оруденения. Лабораторные методы исследования руд. Курсовой проект.

минералов образуют удлинённую текстуру в пирротине.

3. Сфалерит - сульфид цинка, ZnS.

- отражательная способность R около 17%

- двуотражения DeltaR нет

- цвет серый

- изотропен

- внутренние рефлексы бесцветные и слабожёлтые

- качество полирования хорошее

- относительный рельеф h > халькопирита, галенита, <сфалерита, пирротина, группа рельефа

3

Количество халькопирита не превышает 3%, выделения изометричной формы

размером от 0,05 до 0,3 мм. Находится в тесном срастании со сфалеритом в

виде вкраплений и эмульсионных выделений за счёт почти одновременного

образования. Аллотриоморфные зёрна имеют общие границы с галенитом и

пирротином. Редкие вкрапления сфалерита. Сфалерит-халькопиритовая

структура распада твёрдого раствора является геологическим термометром - t

порядка 350-400°С.

5. Пирит - сульфид железа, FeS2. Минерал - эталон.

- отражательная способность R=55%

- двуотражения DeltaR нет

- цвет светло-жёлтый

- изотропен, иногда аномально анизотропен

- внутренние рефлексы отсутствуют

- качество полирования хорошее

- относительный рельеф h очень высокий, группа рельефа 7

Содержание пирита в руде около 1-2%. Агрегаты изометричных зёрен, редко

кристаллов, размером 0,05-0,1 мм образуют тонкие жилы, секущие все

образованные до них минералы (пирротин, галенит, сфалерит, халькопирит),

за исключением кварца, кристаллизация которого закончилась немного позже.

6. Кварц - нерудный минерал, силикат, SiO2.

- отражательная способность R=5%

- двуотражения DeltaR нет

- цвет тёмно-серый

- анизотропия слабая, поскольку мешают внутренние рефлексы

- внутренние рефлексы очень сильные бесцветные и радужные

- качество полирования хорошее

- относительный рельеф h ~= пириту

Количество нерудного минерала, кварца, в данной руде около 5%. Зёрна

изометричной формы размером от 0,1 до 0,6-0,8 мм, образовавшиеся в I

стадию, представлены гипидиоморфнозернистыми агрегатами, местами

замещающие сфалерит и халькопирит. Жильные тела II стадии толщиной не

более 0,2-0,3 мм секут всё рудное тело после кристаллизации рудных

минералов в результате приноса силикатного расплава в образовавшиеся при

изменении физико-химических условий трещины.

СХЕМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

| | Стадии минералообразования | |

| Минералы |--------------------------------------------------------------------------+------------------------|

| || Галенитовая | Сфалерит-халькопиритовая | Пирротин-кварцевая | Кварц-пиритовая |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Галенит ||----------------- | | |  |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Сфалерит || |--------------------- | |  |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Халькопирит || |----------------- | |  |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Пирротин || | |------------------------ |  |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Кварц || |--- |--- ------ |--------------  |

|-------------||-------------------+--------------------------+--------------------------+------------------------|

|Пирит ||  |  |  | --------------------- |

+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

Галенит образовался самый первый, затем начали кристаллизацию сфалерит и

халькопирит, но сфалерит чуть раньше; в самом конце формирования

халькопирита начал образовываться кварц, но после появления пирротина,

I стадия кварца закончилась, а не задолго до окончания формирования

пирротина, началась II стадия окварцевания, посередине которой образовался

пирит.

ГЛАВА V

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ ОЛОВЯННЫХ РУД

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РУДЫ И ПРОДУКТОВ ЕЕ ОБОГАЩЕНИЯ

Технология переработки руды зависит от ее химического и минерального

состава, текстурно-структурных особенностей. В настоящее время часто

разрабатываются руды с низкими содержаниями ценного компонента — от

нескольких процентов (иногда десятых и сотых долей процента) для руд

цветных металлов до нескольких граммов на тонну в рудах благородных

металлов. Ценные минералы часто образуют тонкие прорастания с нерудными

минералами. Руды неоднородны по качеству. Качество руды -это совокупность

свойств, охватывающих ее химический и минеральный состав,

текстурно-структурные особенности, физико-механические и технологические

свойства.

В последние годы наметилось повышение общего объема «труднообогатимых»

руд. В понятие «труднообогатимая» руда, как отмечает В. И. Ревнивцев, с

точки зрения химического и минерального состава, входят три основных

компонента. Это прежде всего неблагоприятные для обогащения

структурно-текстурные особенности руды: тонкозернистые руды со сложными

текстурами обогащаются с большими потерями в шламах размером 10-20 мкм.

Вторая особенность труднообогатимых руд — развитие в них ассоциации

минералов с близкими свойствами (плотность, магнитные и электрические

свойства, смачиваемость и др.), а отсутствие необходимой контрастности в

свойствах предопределяет низкую степень обогащения. Незначительные

различия в магнитной восприимчивости некоторых минералов железа и

силикатов резко усложняют магнитное обогащение. Близость некоторых

физических свойств хризоколлы, полевых шпатов и кварца затрудняют

обогащение медных руд, содержащих хризоколлу. Третья

особенность-присутствие минералов или некоторых структурно-текстурных

особенностей, нарушающих процесс разделения остальных минералов. Примером

являются хромитовые руды трещиноватой текстуры, раздробленной структуры,

пронизанные прожилками серпентина, вызывающего ошламование.

Обогащение руд в большинстве случаев состоит из двух главных стадий: 1)

дробление руды; 2) разделение минералов. На первой стадии достигается

уменьшение обломков добываемой руды до размера отдельных частиц ценных

минералов. Это приводит к высвобождению ценных минералов из массы

непромышленных минералов. Существующие процессы разделения минералов при

обогащении основаны на различии их свойств: оптических, физических и

химических.

Обычно разделительные процессы основаны на одном из этих свойств:

гравитационное обогащение — на различии в плотности минералов; магнитная

сепарация — на магнитной восприимчивости; электрическая — на

электропроводности. Флотация обусловлена избирательной смачиваемостью

поверхности частиц минералов; выщелачивание — различной растворимостью

минералов в кислотах, щелочах, иногда при воздействии бактерий.

Исследование обогатимости руды начинается с проведения полного

минералогического анализа, в котором основное значение имеет метод рудной

микроскопии — всестороннее и детальное изучение полированных шлифов в

отраженном свете, прозрачных шлифов в проходящем свете.

При микроскопическом изучении руды выполняется диагностика всех

рудообразующих минералов, особенно промышленных рудных минералов;

определяются их количество, форма и размеры выделений и зерен, характер

границ и типы срастаний. В полированных шлифах, изготовленных из частиц,

слагающих продукты обогащения: фракции дробленых руд, концентраты,

промпродукты, хвосты, производятся детальная диагностика всех минералов,

слагающих свободные частицы и сростки, подсчеты размеров и количества

свободных минеральных частиц и сростков. Сростки классифицируются по

минеральному составу и особенностям срастания минералов.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ РУД И ОБОГАЩЕНИЕ

Рудообразующие минералы принято разделять на четыре группы: ценные или

промышленные; минералы—носители полезных примесей; минералы—носители

вредных примесей; непромышленные. Количество минералов—носителей вредных

примесей и непромышленных с развитием технологии будет уменьшаться. В

процессе минералогического изучения руды главное внимание обращается на

промышленные минералы и минералы—носители полезных и вредных примесей, их

диагностику, количество, форму и размеры выделений, характер срастаний с

другими минералами, замещение гипогенными и гипергенными минералами. При

изучении минерального состава руды обычно применяют комплекс методов

рудной микроскопии и петрографии. Специальные методы — рентгеновский,

электронный, электронно-зондовый, термический и другие— применяются для

уточнения диагностики сходных по свойствам минералов и для определения

микровключений.

Наряду с изучением минерального состава руды под микроскопом проводятся

химические, спектральные и электронно-зондовые анализы руд, дробленых

продуктов, промпродуктов, концентратов, хвостов и отдельных минералов.

Важное значение имеет определение химического состава каждого в руде

минерала. Минералы, характеризующиеся сходством химического состава и

кристаллической структуры, имеют сходные технологические свойства. В

полиметаллических и колчеданных рудах сфалерит с высоким содержанием

железа труднее поддается обогащению, чем безжелезистый, поэтому необходимо

знать, заключено железо в самом сфалерите или во включениях пирротина,

халькопирита. В перекристаллизованном сфалерите наблюдается обеднение

железом и обогащение кадмием.

Для характеристики комплексности руды детально изучаются генерации

минералов, а минералы—носители вредных примесей ухудшают качество

концентрата Диагностика нерудных (жильных) минералов имеет важное значение

для обогащения. Одни нерудные минералы (кварц, полевой шпат) представляют

экономический интерес; другие — затрудняют обогащение.

Твердые минералы (кварц, полевые шпаты, пирит и др.) при срастании с более

мягкими рудными минералами (молибденит, халькопирит) способствуют

переизмельчению ценных минералов и их потерям. Волокнистые и пластинчатые

нерудные минералы (биотит, серицит, хлорит, тальк, мусковит, серпентин,

гидрослюды), тесно срастающиеся с рудными, трудно поддаются флотации.

Слоистые силикаты (каолинит, тальк, серицит и др.) хорошо флотируются и

поэтому загрязняют концентраты сульфидных минералов.

Для обогащения руд важна форма минеральных агрегатов, зерен руды и частиц

продуктов обогащения. По форме минеральные агрегаты, зерна и частицы

подразделяются на группы: изометричные, удлиненные, неправильной формы.

Минеральные агрегаты состоят из минеральных зерен или коллоидного

вещества. Форма минеральных выделений обычно обусловлена их генетическим

типом — наблюдаются минеральные агрегаты массивной, пятнистой,

вкрапленной, прожилковой и каемочной форм. Морфологические особенности

минеральных агрегатов всегда обусловлены кристаллографической формой

слагающих их зерен или коллоидного вещества. Молибденит, гематит,

вольфрамит, имеющие удлиненные зерна, обычно придают свои формы участкам

минеральных агрегатов. Октаэдрические зерна магнетита, хромита слагают

изометричные участки мономинеральных агрегатов.

Как показывают исследования продуктов обогащения, в процессе дробления и

измельчения разделение минералов, имеющих четкую кристаллографическую

форму зерен, проходит по кристаллографическим направлениям: по границам их

зерен, по трещинкам отдельности, спайности. Кристалломорфные особенности

минералов имеют важное значение для процессов обогащения. Форма частиц

продуктов обогащения обычно определяется формой минеральных зерен или

коллоидного вещества.

Большое значение при разделении минералов имеют границы их срастаний.

Прямые, ровные границы между минералами способствуют более полному их

разделению, зазубренные — затрудняют разделение минералов и обусловливают

снижение извлечения или качества концентратов.

Для технологической переработки руды необходимо знать размеры

мономинеральных агрегатов, зерен в руде и частиц в продуктах ее обогащения

и их распределение. В продуктах обогащения руды определяют количество и

размеры минеральных сростков, а также свободных частиц рудных и нерудных

минералов (промышленных минералов, минералов-носителей полезных примесей,

непромышленных минералов). Это могут быть минеральные включения, зерна или

мономинеральные агрегаты (вкрапленность, прожилки, полоски, каемки).

Гранулометрический анализ характеризуется распределением минеральных

частиц в руде по классам крупности. Основные методы гранулометрического

анализа — микроскопический, ситовой, седи-ментационный и др. Метод

микроскопической оценки размеров минеральных выделений, зерен и частиц —

наиболее важный в гранулометрическом анализе и часто арбитражный.

Крупность частиц является основным ограничителем применения методов

разделения минералов. При измельчении руды для ее дальнейшего обогащения

физико-механическими способами обычно невозможно обеспечить полное

освобождение частиц всех ценных компонентов, т. е. раскрытие всех

сростков. Поэтому измельчение ведется до крупности, определяемой в

основном экономическими соображениями. Определение оптимальной крупности

измельчения — это важная задача. Основной метод ее решения — выявление

характерных минеральных срастаний, содержащих ценные компоненты,

определение типичных размеров минеральных выделений, статистическая

обработка полученных данных. Это позволит определить экономически

оптимальную крупность измельчения, которая всегда значительно больше, чем

требующаяся для полного раскрытия всех частиц.

Размеры минеральных выделений, зерен или частиц устанавливаются на основе

десятков и даже сотен измерений (400-1000). Для объекта изометричной формы

измеряют диаметр, удлиненной — длину и ширину (максимальные и

минимальные). Размер объекта неправильной формы определяют следующими

способами: как случайный размер, максимальный размер, среднее

арифметическое из максимального и минимального размеров, как диаметр

соответствующего круга по номограмме. Последний способ сопоставим с

результатами седиментационного анализа. Наиболее тщательно следует

устанавливать количество крупных частиц; ошибка при этом определяет

точность гранулометрического анализа.

Главнейшие методы измерения размеров минеральных выделений — визуальный и

микроскопический. Если минеральные выделения наблюдаются невооруженным

глазом, то их размеры определяются непосредственным измерением с помощью

полоски миллиметровой бумаги. Если минеральные выделения различаются с

помощью лупы или микроскопа, то их размеры определяются под микроскопом.

ЗНАЧЕНИЕ ТЕКСТУР И СТРУКТУР РУД ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ

Исследование текстурно-структурных особенностей руд необходимо для их

комплексного использования и приобретает большое значение при эксплуатации

бедных руд. Минеральные срастания, влияющие на традиционные процессы

обогащения физическими методами, целесообразно разделить на две группы:

первая — текстуры, структуры и внутреннее строение индивидов,

благоприятные для обогащения; вторая — текстуры, структуры и внутреннее

строение индивидов, неблагоприятные для обогащения

Благоприятными текстурами и структурами в данном типе руды называются

такие формы срастания минералов, которые обусловливают максимальное

извлечение промышленного минерала в зависимости от состояния, технологии

обогащения на основе физических методов.

Текстуры, благоприятные для обогащения, объединяют срастания минеральных

агрегатов, подразделяемых на группы: однородные, пятнистые, удлиненные,

некоторые катакластические и кластические, редко коллоидные.

Руды с однородными текстурами — массивная и густовкрапленная, отлично

обогащаются при условии, если в них отсутствуют тонкие срастания с

непромышленными минералами и минералами носителями вредных примесей. Руды

с неоднородным срастанием —пятнистой, удлиненной и катакластической

текстурами — обогащаются хорошо и тем лучше, чем более прямые границы

между минеральными агрегатами и чем крупнее их размеры. В обогащении по

крупности агрегатов различают руды с тонкой вкрапленностью промышленных

минералов (менее 0,1 мм), мелковкрапленные (0,1—2 мм), крупновкрапленные

(2—20 мм).

Благоприятны искусственно созданная при взрыве трещиноватость руды,

представляющей собой агрегат минералов высокой прочности (например,

железистый кварцит), и природная трещиноватая текстура. В первом случае

возрастает дробимость и измельчаемость руды; во втором — ее необходимо

проверять на переизмельчаемость.

Руды с коллоидными текстурами обогащаются с небольшими потерями в том

случае, если промышленные минералы слагают крупные мономинеральные

агрегаты с однородным строением, которые легко освобождаются от

непромышленных минералов.

Благоприятными для обогащения являются зернистые и собственно

кристаллобластические структуры. Это обычно равномернозернистые структуры.

Очень большое значение для переработки руды имеют колебание размеров зерен

рудообразу-ющих минералов и их средняя величина. Поэтому принято руды

разделять по крупности зерен на пять групп: 1) крупнозернистые с величиной

зерен в диаметре более 2 мм; 2) среднезернистые — от 2 до 0,2 мм; 3)

мелкозернистые — от 0,2 до 0,02 мм; 4) тонкозернистые— от 0,02 до 0,002

мм; 5) субмикроскопические и коллоидно-дисперсные с величиной частиц менее

0,002 мм.

Хорошо разделяются минералы в крупно-, средне- и мелкозернистых агрегатах,

для которых характерны зернистые и собственно кристаллобластические

структуры. Морфологический вид структур в этих группах не имеет значения

при обогащении руды.

Благоприятными для обогащения являются зерна минералов с однородным

внутренним строением и прямыми границами. Зерна однородного строения при

структурном травлении протравливаются равномерно и в поляризованном свете

угасают одновременно. Однородное строение наблюдается в зернах свободного

роста, а также в кристаллобластах. Для последних такое строение наиболее

характерно. Зерна удлиненной, пластинчатой и угловатой форм хорошо

флотируются; изометричной формы (в равных условиях) —хуже.

Неблагоприятные текстуры и структуры — это такие особенности срастания

минералов, которые при обогащении влекут за собой большие потери

промышленного минерала или не позволяют его отделить физическими методами.

При тесном срастании минералов в концентраты выделяются непромышленные и

вредные минералы; ценные минералы теряются в хвостах, что усложняет

процесс обогащения.

Текстуры и микроструктуры, неблагоприятные для обогащения руды,

характеризуются сложной формой срастаний в руде, резко неравномерными и

мелкими размерами и зазубренными границами мономинеральных агрегатов. В

эту группу объединяются сложные по рисунку текстуры и микротекстуры:

коллоидные и метаколлоидные, катакластические, цементные и др. Некоторые

из них (коллоидные, метаколлоидные, цементные, коррозионные,

катакластические, каркасные) могут быть благоприятными для процессов

выщелачивания (химического и бактериального). Эти текстуры обусловливают

повышенную неоднородность минерального состава, физических и химических

свойств руды, пористость, переизмельчаемость, большую поверхность

коррозионных границ — благоприятные для выщелачивания.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ ОЛОВА И ОСОБЕННОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ

СУЛЬФИДНО-КАССИТЕРИТОВЫХ РУД

Главный промышленный минерал олова — касситерит — SnO2. Второстепенное

значение имеют сульфосоли олова: станнин — Cu2FeSnS4, франкеит —

Pb5Sn3Sb2S14, тиллит — PbSnS2, цилиндрит — Pb3Sn4Sb2S14, канфильдит —

Ag8SnS6.

В касситерите олова содержится 69—78%-«Деревянистое олово» является

колломорфной скрыто- и тонкокристаллической разновидностью касситерита.

Среди промышленных типов руд олова различают пески (материал россыпей),

содержащие 0,02—0,05% олова, кварц-касситеритовые с крупно- или

среднезернистым касситеритом с содержанием олова 0,15—1 %, редко 4% и

сульфидно-касситеритовые руды с содержанием олова 1—5%. В последних

касситерит чаще всего мелкозернистый, находящийся в тесном срастании с

различными сульфидами. Перерабатываются также руды смешанного

кварц-касситерит-сульфидного состава.

В процессе обогащения оловянных руд необходимо не только получить

касситеритовый концентрат, но также извлечь попутные компоненты. Основной

способ обогащения песков — гравитационный. Часто присутствующий в них

вольфрамит извлекается с помощью электромагнитной сепарации. При

переработке

руд после первого дробления производится предварительное обогащение в

тяжелых суспензиях, а затем многостадийное гравитационное обогащение.

Месторождения сульфидно-касситеритового штокверкового типа разрабатываются

в СССР.

Приурочены они к вулканическим жерлам и полям распространения трубок

взрыва, осложнённым разрывными нарушениями. Формирование штокверков было

многостадийным, поэтому их внутреннее строение весьма сложное. Обогащённые

участки приурочены к узлам пересечения разрывных нарушений и к трубкам

взрыва.

Касситерит тонко- и мелкозернистый, часто в срастании с сульфидами. Руды

труднообогатимые. Олова в них содержится в среднем 0,7—1,2%. Извлечение

при обогащении составляет 50 %.

Основные минералы руд - турмалин, топаз, кварц, флюорит, касситерит,

пирит, арсенопирит, пирротин, галенит, сфалерит, халькопирит. С первой

стадией связана грейзенизация пород. Вторая стадия

кварц-касситерит-турмалиновая, третья сульфидно-касситерит-хлоритовая и

четвёртая - карбонатно-сфалерит-галенитовая. Касситерит распределён в

рудах крайне неравномерно. Отложение его связано с тремя первыми стадиями.

Станнин выделяется вместе с сульфидами третьей стадии. Количество

сульфидов увеличивается с глубиной. Отработка месторождения ведётся

карьером.

Сульфидно-касситеритовые руды имеют весьма сложный минеральный состав и

образовались в три стадии: 1) кварц-арсенопиритовая (с касситеритом), 2)

пирротин-галенит-сфалеритовая, 3) карбонатно-сульфидная (с касситеритом,

галенитом, сфалеритом).

Сульфидно-касситеритовые руды перерабатываются по комбинированной

гравитационно-флотационной схеме. На последних стадиях применяются

электростатическая и электромагнитная сепарации и другие способы. Для

труднообогатимых руд разработаны комплексные

обогатительно-металлургические схемы. Промышленные концентраты содержат

40-60 % олова.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Смирнов В.И. «Рудные месторождения СССР», М., «Недра», 1978, Том 3.

2. Яковлев П.Д. «Промышленные типы рудных месторождений», М., «Недра»,

1986.

3. Авдонин В.В. «Месторождения металлических полезных ископаемых», М.,

ЗАО «Геоинформмарк», 1998.

4. Исаенко М.П. «Определитель текстур и структур руд», М., «Недра», 1975.

5. Исаенко М.П. «Лабораторные методы исследования руд», М., «Недра», 1992.

6. Афанасьева Е.Л. «Технологическая минераграфия», М., «Недра», 1988.

7. Дорожкина Л.А. Лекции по минераграфии, М., МГГРУ, 2005.

25

Страницы: 1, 2, 3, 4