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

лучаемых из руд различных групп, и сглаживания этих различий для богатых концентратов последних приемов обогащения. Авторы отмечают, что коэрцитивная сила магнитных продуктов обогащения

рации, что влечет за собой понижение прироста содержания же­ леза в магнитном продукте. Из рис. 21 видно, что по изменению коэрцитивной силы можно судить о крупности измельчения. Так, например, низкая величина коэрцитивной силы магнитных продук­ тов различных проб руд Соколовского и Сарбайского месторожде­

Кривого Рога. Решение вопроса о крупности измельчения и ка­ честве концентратов магномагнетитовых руд должно быть обо­ сновано экономическими расчетами.

При обогащении неравномерно-вкрапленных магнетитовых руд, содержащих крупную вкрапленность магнетита, наряду с мелкой ра­ ционально применять схемы со стадиальным выделением не только хвостов, но и концентратов (Квасков, 1958).

Таким образом, поведение магнетита в процессе магнитного обогащения зависит от следующих факторов, связанных с особен­ ностями вещественного состава руд:

морфологии и размеров индивидов, характеризующихся опреде­ ленной магнитной (доменной) структурой, нарушение которой в процессе измельчения вызывает изменение магнитных свойств. С нарушением природной доменной структуры связано возрастание

магнитной жесткости магнетита и повышенной флокулируемости мелких частиц, захватывающих во флокулы нерудные минералы, разубоживающие концентрат;

характера изоморфных примесей, значительно изменяющих состав, магнитные свойства и точку Кюри по сравнению с магнети­ том стехиометрического состава;

типов срастаний магнетита с минералами, обусловливающих в процессе измельчения руд появление сростков нерудных минера­ лов с различным количеством магнетита, а также сростков с гема­

с величиной удельной поверхности. Так, у изученных ими образцов удельная поверхность колебалась от 8240 см2/г (магнетит) до 6604 см2/г (мушкетовит), причем лучше флотировался мушкетовит — минерал с меньшей удельной поверхностью.

Сорбционные свойства магнетита и мушкетовита оказались близкими по отношению к олеату натрия, в то же время лауриамин несколько лучше сорбируется магнетитом, чем мушкетови­ том. Авторы делают вывод о том, что решетка магнетита менее благоприятна для флотации (он лучше сорбирует анионный соби­ ратель), чем решетка гематита. Повышенную сорбцию анионного собирателя у магнетита по сравнению с гематитом О. С. Богданов и др. связывают с увеличением плотности упаковки атомов железа на наиболее вероятных плоскостях раскола.

На наиболее вероятных плоскостях скола магнетита средняя плотность упаковки атомов железа на 1 0 0 0 Â2 поверхности равна

60 атомам железа, а для гематита — 38 атомам железа. В то же время разную флотируемость магнетита и гематита катионным со­ бирателем— лауриамином О. С. Богданов и др. связывают с боль­ шей гидрофильностью магнетита по сравнению с гематитом.

Наши исследования (Пирогов, Харламов, 1965) по флотации некоторых железистых минералов класса окислов позволяет рас­ сматривать флотируемость магнетита, гематита и гидроокислов железа в зависимости от степени ковалентности связи в структу­ рах минералов (рис. 22). Для того чтобы четче была видна эта за­ висимость, поведение кривой разбирается только при добавлении 200 г/т мыла дистиллированного таллового масла. Приблизительно та же картина наблюдается при добавках других количеств реа­ гента. Флотация велась в дистиллированной (pH = 6 ,7—7,0) и водо­ проводной (pH = 7,8 —8,0) воде Карачуновского водохранилища (Кривой Рог) жесткостью 6,2 мг-экв/л. Согласно проведенным экс­ периментам (см. рис. 2 2 ), флотационные свойства магнетита явля­ ются промежуточными между гематитом и гидроокислами железа.

Гематит

Гематит является одним из основных минералов железных руд. Изучение взаимосвязи его состава и структуры с технологическими свойствами имеет немаловажное значение в отношении как изу­ чения поведения при обогащении, так и прогнозирования техноло­ гических свойств на основе генезиса минералов.

Ранее вопрос о влиянии структуры гематита на его техноло­ гические свойства изучался в работах В. А. Глембоцкогои В. В. Ба-

на изменчивость технологических свойств мартита в зависимости от условий его образования. В. А. Глембоцкий, Г. А. Бехтле (1964) объясняют изменчивость технологических свойств склонностью ми­ нерала в природных условиях адсорбировать большое количество солей, а О. С. Богданов, Н. С. Михайлова (1966) подчеркивают влияние микропористости на флотируемость мартита.

Объектом исследования послужили фракции собственно гема­ тита, выделенные из железных руд различного генезиса (табл. 23), а также фракции мартита из различных разновидностей железных руд Криворожского бассейна (табл. 24)*.

Структура гематита. Кристаллическая структура гематита была определена Паулингом и Хендриксом (1926), показавшими, что она построена из слоев кислородных ионов и из слоев ионов же­ леза, расположенных перпендикулярно тройной оси симметрии.

*Исследования выполнены Б. И. Пироговым совместно с И. П. Богдановой

иР. Т. Штодой (Механобрчермет).

Ионы кислорода в анионных слоях находятся в несколько иска­ женной гексагональной упаковке, в то время как последователь­ ные слои катионов содержат равные количества ионов в шестерной координации.

Кристаллическая структура гематита относится к так называе­ мому типу корунда ос— А120 3 характеризующемуся тригональной симметрией и обладающего слабой анизодесмичностью благодаря субслоистому расположению полиэдров АЮ6 (Белов, 1947). В структуре гематита каждый слой построен по «корундовому» мо­ тиву: октаэдры Fe06 образуют пояса, связанные через общие ребра. Атомы железа располагаются в октаэдрических пустотах, заполняя

чатые, пятнистые, краевых каемок, линейные, комбинированные) являются типичными структурами метасоматического замещения

иповторяют в целом их разнообразие.

С.М. Генделев (1964) считает, что кристаллическая структура гематита имеет некоторое сходство со структурой магнетита, пре­

матитом по октаэдру. При замещении магнетит сначала переходит в маггемит, который является неустойчивым соединением, в связи с чем происходит перестройка его кубической решетки в стабиль­ ную гексагональную решетку гематита (Юрк, 1960).

По мнению Г. Хэгга (Hägg, 1935) и Е. И. Вервей (Ѵегѵеу, 1935), окисление гематита связано с выносом части (1/3) ионов Fe+2 по реакции: Feÿ Fe^ 3 0 ^ 2-»-(Fe^3) Fe+ 3 0 ^ 2 + 8 Fe+2.

В соответствии с этой реакцией часть Fe+3 находится в шестер­ ной, а часть в четверной координации. Вероятно, этим можно

фракции мартита

людаются отдельные сплошные участки, образованные такими ми­ кроглобулярными частицами, укрупняющимися при дальнейшем процессе перекристаллизации. В конечном итоге мартит представ­ ляет собой агрегат тонких пластинок гематита (приложение 13).

Морфология индивидов и агрегатов. Морфологические особен­ ности собственно гематита в значительной степени определяются условиями образования. Как известно, облик кристаллов гематита ромбоэдрический, таблитчатый, пластинчатый, изометрический,

редко призматический. На (0001) — штриховка по трем направле­

ниям, параллельным ребрам (0 0 0 1 ) : (1 0 1 1 ), треугольные углубле­ ния, также треугольные пирамиды нарастания, признаки спираль­ ного роста, естественного травления и др. Весьма разнообразны агрегаты гематита: зернистые, чешуйчатые, радиально-лучистые и другие. Мартит, являющийся псевдоморфозой гематита по магне­ титу, унаследует от него октаэдрический облик кристаллов.

На рис. 24 приведена схема рассмотрения морфологических осо­ бенностей изученных фракций гематита. Как видно из этих данных,

Рис. 24. Схема рассмотрения морфологических осо­ бенностей изученных фракций гематита

все исследованные фракции собственно гематита, за исключением П-37, П-40, П-54, характеризуются таблитчатым и пластинчатым обликом кристаллов, образующих радиально-лучистые и пластин­ чато-чешуйчатые агрегаты. Таблички гематита идиоморфны, в ру­ дах осадочно-метаморфического происхождения они имеют четко ориентированную направленность. В условиях регионального мета­ морфизма односторонняя нагрузка обусловливает неравномерную подвижность элементов, однако таблитчатый и пластинчатый облик индивидов гематита в данном случае показывает соответствие со слоистым структурным мотивом минерала (Поваренных, 1965). При углублении метаморфизма образуются идиоморфные кристаллы гематита, также отвечающие характеру его слоистой структуры.

ПО