книги из ГПНТБ / Пирогов, Б. И. Минералогическое исследование железных и марганцевых руд

Б-И-ПИРОГОВ, ВВПИРОГОВА

МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ

ЖЕЛЕЗНЫХ

И МАРГАНЦЕВЫХ РУД

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

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).

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

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