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

пластилином и при соприкосновении ее со слоем порошка приго­ тавливается образец ориентированного гематита. Полученная дифрактограмма порошка гематита в этом случае характеризуется резким завышением одних максимумов и ослаблением других.

Обращает на себя внимание тот факт, что образование преиму­ щественных плоскостей раскола гематита в процессе измельчения

Рис. 26. Сравнение относительных интенсивностей / линий рентгенограмм порошка и ориентированных фракций гематита различной крупности Шиманов­ ского месторождения Кривого Рога (П-32)

зависит от морфологии его кристаллов. Как показали наблюдения, в крупности 0,1—0,04 мм все изученные фракции раскалываются по плоскостям ромбоэдра и пинакоида.

На рис. 26 приведена сравнительная характеристика интенсив­ ностей линий рентгенограмм порошка и ориентированных фракций гематита различных крупностей Шимановского участка Криворож­ ского месторождения (П-32)*. С уменьшением крупности индиви­

дов гематита преимущественная ориентировка поверхности раскола по (0 0 0 1 ) постепенно исчезает, и уже в крупности 0,04—0,03 мм появляются линии, характерные для порошкограмм гематита. Повидимому, дальнейшее измельчение гематита уже приводит к раз­ рушению преимущественных плоскостей раскола и превращению их в бесформенные частицы. В частности, по наблюдениям И. В. Ми­ хеевой (Механобр, 1966), криворожский тонкочешуйчатый гематит, образующийся в кварцевых гидротермальных жилах, утрачивает преимущественную ориентировку поверхностей раскола по (0 0 0 1 ) с уменьшением крупности чешуек до 1 мкм. Аналогичные наблю­ дения получены И. В. Михеевой для гематита Оленегорского ме­ сторождения.

Состав и свойства. В таблицах 24—27 приведены данные по хи­ мическому, спектральному составу, физическим свойствам изучен­ ных фракций гематита (мартита).

Т а б л и ц а 26

Химический состав фракций гематита

* Na2O + K2O=0,33%.

Фракции мартита, выделенные из отдельных разновидностей бо­ гатых руд пятого (К®*) и шестого (К|ж) железистых горизонтов

различных месторождений (шахт), расположены в табл. 24 в со­ ответствии с геологическим строением Криворожского бассейна с юга на север. Для всех фракций собственно гематита характерны незначительные примеси магнетита, кварца и силикатов. Во фрак­ ции П-40 часть зерен гематита обрастает пленками серицита. Спектральный анализ показывает более высокую концентрацию цветных и редких металлов во фракции гематита гидротермального происхождения (П-13) по сравнению с фракциями осадочно-мета­ морфического гематита.

Рассматривая результаты химического анализа фракций марти­ та (табл. 24), следует прежде всего отметить, что содержание соб-

* Рентгеновский анализ ориентированных фракций гематита выполнен Л. Е. Самборской (Механобрчермет).

убыванию степени восстановления располагаются в такой последо­ вательности: П-42 (R = 101 %); П-48 (R = 99,2%); ГТ-37 (R = 96,5%); ГТ-40 (R = 93,2% ) ; ГГ-13 (R = 91, 6 % ). Худшей степенью восстанов­ ления отличаются фракции крупнозернистого гематита гидротер­ мального и высокой степени метаморфизма осадочно-метаморфиче­ ского происхождения. Исследования показывают, что степень вос­ становления фракций гематита, как правило, на 5—10% ниже, чем фракций мартита.

Степень восстановления фракций мартита составила соответст­ венно: П-45 — 74,5%; П-47 — 98,5%; С-2 — 98%; П-43 — 82,8%;

Анализируя поведение фракций обеих частей ряда, необходимо отметить, что различия в степени восстановления фракций мар­ тита определяются как величиной, характером их поверхности, так и составом пленочных и выполняющих поры минеральных соеди­ нений. Особенно существенное влияние оказывают примеси «крас­ ки» и гётита.

При увеличении удельной поверхности мартита от 4000 до 7000 см2/г, обусловленной соответственно увеличением пористости, в процессе восстановления улучшается его газопроницаемость и, как следствие, растет степень восстановления (фракции с R= 100— 80%). Повышенные содержания «краски» и пленки гётита в смеси с глинистым веществом отрицательно сказываются на восстанови­ мости фракций мартита даже при высокой их удельной поверх­ ности (фракции с R= 80—60%).

Сорбционные и флотационные свойства. Сорбция жирнокислот­ ного собирателя (олеиновая кислота) на поверхности минерала замерялась методом радиоактивных изотопов. По убыванию сорб­ ционной способности исследованные фракции гематита располага­ ются в следующий ряд: П-48; П-37, П-64; П-42; П-24; П-32; П-40. Ухудшение сорбционных свойств гематита прежде всего связано с наличием на его поверхности пленочных соединений, экранирую­ щих физико-химические свойства поверхности минерала.

При измельчении (расколе) гематита образуются плоскости, характеризующиеся различной плотностью распределения атомов железа (рис. 27, табл. 28).

Наши исследования показали, что преимущественные плоскости' раскола в изученных фракциях гематита принадлежат пинакоиду и ромбоэдру. При сопоставлении этих данных с сорбционными свой­ ствами отдельных фракций (см. рис. 27, табл. 28) заметна обрат­ ная зависимость между сорбцией и количеством атомов железа

Рис. 27. Разрезы структуры ге­ матита по плоским сеткам:

а — ромбоэдра (I0Î1), б — пинакоида (0001), в — призмы (1120) и г — приз­

Плотность распределения атомов железа по плоскостям

* Значения И. В. Михеевой несколько ниже, так как учиты­ вается, что при расколе кристалла атомы железа количественно рас­ пределяются по двум поверхностям.

на единицу поверхности определенной кристаллографической плос­ кости, т. е. сорбция реагентов и газа во фракциях выше для плос­ кости ромбоэдра, чем пинакоида.

Учитывая особенности образования различных кристаллографи­ ческих форм в природе, следует предположить, что при возникнове­ нии плоскостей пинакоида повышенный выход атомов железа на единицу поверхности способствовал увеличению адсорбции различ­ ных примесей из среды минералообразования больше, чем для плоскости ромбоэдра. В связи с тем, что состав циркулирующих природных растворов был различен, то и составы примесей, сорби­ рованных различными плоскостями минерала определенного гене­ зиса руд, различаются. Так, в результате кислотной обработки фракций П-32 (плоскости пинакоида) и П-40 (плоскости ромбо­ эдра) спектральным анализом в поверхностных соединениях

0-2, П-44, П-45, П-47 — соответственно лишь 20—40%. Наблюда­ ется четкая зависимость флотируемости мартита от пористости и состава минеральных примесей в порах и пленках.

При флотации фракций плотных индивидов мартита достаточно

тита в зависимости от микропористости колеблются от 2 0 до 70%. Это объясняет повышенный расход собирателя при флотации мар­

температуре. Фракции после кислотной обработки подвергались тщательной отмывке в дистиллированной воде, конец промывки определялся на основании измерений pH суспензии (до pH = 7,5). На обработанном таким образом материале выполнены экспери­ менты по определению влияния расхода олеиновой кислоты и pH пульпы на извлечение минерала в пенный продукт.

Из опытов на фракциях, подвергнутых кислотной обработке, видно, что при их флотации сохраняются основные закономерности, характерные для природных фракций мартита. Расход собирателя в результате удаления поверхностных покрытий и цемента пор для получения того же извлечения сокращается почти в два раза. При флотации пульпы с pH = 5,7 при одинаковом расходе собирателя извлечение мартита из фракций, подвергнутых кислотной обра­ ботке, возрастает на 10—15%.

Корреляционный анализ материалов исследования позволил