2. Характеристика збагачувальної сировини

Обмеженість запасів багатих руд не тільки в межах Криворізького залізорудного басейну, а й в Україні в цілому, створює передумови для розробки родовищ окислених залізистих кварцитів, що становлять в Кривбасі близько половини всіх ресурсів бідних залізних руд. Вміст заліза загального в окислених кварцитів становить 30-45%, що свідчить про можливість їх збагачення і доведення відсотка вмісту заліза до необхідного для подальшої переробки в металургії. Даний тип руд характеризується досить складним і мінливим мінеральним складом, що включає понад 15 мінералів. Крім того, окислені кварцити мають мінливий і складним хімічний склад, а також виключають тонко вкраплену структуру.

Окислені залізисті кварцити добуваються попутно з магнетитовими, кар'єрним способом. Так як технологія, що застосовується на вітчизняних залізорудних збагачувальних комбінатах, передбачає збагачення лише магнетитових руд, то витягають попутно гематитові (окислені) руди, протягом довгих років вважалися непридатними для збагачення і складувались разом з відходами виробництва. В результаті на початку 80-х років практично всі гірничо-збагачувальні комбінати (ГЗК) сформували не тільки великотоннажні відходи виробництва, а й значні запаси окислених руд, зайнявши ними величезні площі земель (в тому числі і безцінних сільськогосподарських). Серед таких ГЗК необхідно виділити Південний і Ново-Криворізький гірничо-збагачувальні комбінати (ПГЗК і НКГОК), в кар'єрах яких попутно добувалися і добуваються на даний момент значні обсяги окислених кварцитів поряд з вийманям багатої на залізо руди. Таким чином, сформована ПГЗК і НКГОК сировинна база, необхідність компенсації потужностей, що вибувають на діючих гірничорудних підприємствах, необхідність збереження обсягів поставок металургійної сировини країнам Східної Європи, зумовили будівництво Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд (КГЗКОР). Крім запасів окислених кварцитів зазначених вище ГЗК, в сировинну базу КГЗКОРу увійшли також ресурси Східної ділянки Валевкінського родовища залізистих кварцитів.

Як і по Скелеватському, так і по Валевкінському родовищам окислені залізисті кварцити приурочені до 4, 5, 6 залізистим горизонтам середньої світи Криворізької серії.

По речовинному складу та фізико-механічним властивостям кварцити відповідних горизонтів обох родовищ близькі, так як Скелеватське Валевкінське родовища складають фактично одне родовище, належать до однієї геологічної структурної одиниці і розділення їх на два родовища викликано гірничо-технологічною необхідністю в зв’язку з розробкою їх різними гірничо-збагачувальними комбінатами (ПАТ «ПГЗК» - Скелеватське та ПАТ «АрселорМiттал Кривий Рiг» - Валевкінське).

В зв’язку з цим, опис складу та властивостей окислених кварцитів доцільно вести не по родовищу, а по стратиграфічним горизонтам, представлених на обох родовищах.

Скелеватське родовище розміщенно в 12 км на південь від міста Кривого Рогу Дніпропетровської області. Валевкінське є безпосереднім продовженням Скелеватського родовища в північно-західному напрямку.

Родовища приурочені до Західно-Інгулецької синкліналі. Стратиграфічні горизонти К₂ ^4ж, К₂ ^5ж та К₂ ^6ж в розрізі залягають пошарово, розділяючись між собою сланцевими горизонтами і можуть розроблятись вибірково.

Горизонт К₂ ^4ж - горизонтальна потужність окислених залізистих кварцитів 4-го залізистого горизонту на Валевкінському родовищі змінюється від 5м до 400м, на Скелеватському родовищі від 6м в південній частині до 150м в північній. Кварцити дуже не однорідні по речовинному складу та представлені залізнослюдково-мартитовими різновидами з невеликою кількістю мартито-залізослюдкових, магнетито-залізослюдкових різновидів. Породи щільні, тонкошарові. Коефіцієнт міцності по шкалі М.М. Протодьяконова складає 12-15. Перехід від окислених залізистих кварцитів до не окислених поступовий, тому виділяється зона частково окислених кварцитів потужністю від 10 м до 30 м, в яких магнетит на 25-75% замінений мартитом.

Горизонт К₂ ^5ж та К₂ ^6ж – залягають в ядрі синклінальної складки і представлені потужною товщею окислених тонко- та середньо шарових кварцитів мартитового та гематит-мартитового складу з прошарками гідрогетитових сланців.

На Валевкінському родовищі 5-й залізистий горизонт не розповсюджений та зустрічається лише окремими свердловинами на глибині 300-900м, де його потужність не перевищує 10-15м., 6-й залізистий горизонт простежується по всій площі родовища на глибині 240-890м. Потужність його близько 600м.

На Скелеватському родовищі загальна горизонтальна потужність окислених кварцитів 5-го та 6-го залізистих горизонтів сягає 1050м.

Окислені кварцити 5-го та 6-го залізистих горизонтів дещо міцніші окислених кварцитів 4-го залізистого горизонту. Міцність їх по шкалі М.М. Протодьяконова складає 15-18. Об'ємна вага 3,3 ٠ 10³ кг/м³.

Окислені залізисті кварцити утворились внаслідок вивітрювання магнетитових, гематито-магнетитових, карбонато-магнетитовіх, силікатно-магнетитових кварцитів у верхніх зонах родовища. Потужність кори вивітрювання (зони окислення) змінюється в широких межах від декількох метрів до сотень метрів, вздовж крупних розломів по ширині синклінальних складок зона окислення може досягати глибини 2,5 – 3 км. Текстура окислених кварцитів шарувата, потужність рудних шарів коливається від 3 мм до 100 мм, змішаних та нерудних від 3мм до 25мм. Структура рудних шарів в основному полосчастозросткова. Кварцити характеризуються тонким проростанням мінералів. Оптимальне розкриття слід очікувати при крупності помолу до -0,044мм. Основний рудний мінерал – гематит, вміст його від загальної маси рудних мінералів досягає 67%, при цьому до 75% гематит представлено в формі мартита-псевдоморфози гематита по магнетиту, інша частина в формі залізної слюдки.

Таблиця 1.1 - Вміст породоутворюючих хімічних елементів в пробах різновидів руди

№ проб	Найменування кварцитів	SIO 2	Fe заг	Fe маг	Al 2 O 3	MgO
1	Гематит-магнетитові полосчатий 5ж-1	36,70	42,90	37,20	0,65	1,27
2	Магнетит сірополосчатий 5ж-1	41,30	37,90	34,30	0,43	1,49
3	Магнетит сірополосчатий 5ж-2	38,10	41,00	38,00	1,09	1,57
4	Магнетит сірополосчатий 4ж-4	41,65	37,90	34,10	1,22	1,37
5	Магнетит краснополосчатий 4ж-4	52,25	28,70	24,90	0,63	2,31
6	Магнетит краснополосчатий 5ж-1	40,00	36,60	32,90	0,03	1,87

№ проб	Різновиди	Об'ємна вага, г / см 3	Пористість, %	Критерій подрібнюваністю (V кр.), см 3	Питома робота подрібнюваністю (а) кгм / см 3	Дробильність, (Vфр.+ 7мм), %	Коєффіціент міцності (fa)
				min - max середовищ	min - max середовищ	min - max середовищ	min - max середовищ
1	Гематит-магнетитові полосчатий 5ж-1	3,58	5,8	2,67-3,66 3,03	7,82-10,72 9,61	87-90 88	8,35-11,00 9,62
2	Магнетит сірополосчатий 5ж-1	3,16	11,3	1,23-4,32 2,94	6,73-23,35 13,02	76-95 86	7,52-17,97 11,57
3	Магнетит сірополосчатий 5ж-2	3,45	9,3	1,51-2,02 1,70	14,21-19,0 17.09	91-94 92	12,59-15,56 14,38
4	Магнетит сірополосчатий 4ж-4	3,43	5,8	1,01-2,92 1,82	9,83-28,43 19,01	90-95 92	9,81-20,52 15,26
5	Магнетит краснополосчатий 4ж-4	3,6	9,8	0,89-6,76 3,19	14,73-22,79 19,39	78-97 89	13,01-17,66 15,72
6	Магнетит краснополосчатий 5ж-1	3,22	0.6	2,19-8,92 5,6	4,83-5,7 5,19	59-92 75	5,98-6,70 6.27

Таблиця 1.2 - Фізико-механічні властивості залізистих кварцитів