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

фов) зависит от сложности минерального состава и текстурно­ структурных особенностей руды.

Вопрос о точности минералогического анализа рассматривается в делом ряде работ (Глаголев, 1941; Чейз, 1963; Кэмерон, 1966). Принципиальное значение имеет представительность материала, поэтому распространять выводы минералогических подсчетов под

измерения, если для главных компонентов требуется точность (стандартное отклонение) в 1,4%. Таким образом, если ІС равно 75, то для того, чтобы стандартное отклонение было мень­ ше 1,41%, в каждом из двух прозрачных (или полированных) шли­ фов должна быть пересечена площадь, равная 960 мм2. Считается,

что пересечения должны производиться вдоль параллельных ли­ ний, отстоящих друг от друга на 1 мм.

Из диаграммы (см. рис. 6) видно, что очень сложно выполнять минералогический анализ грубозернистых руд в аншлифах ввиду большого объема работ. Дробление руд позволит выполнить эту работу на меньшем количестве аншлифов (брикетов). Ф. Чейз по­ казал, что ошибки, возникающие при анализе руд с полосчатой текстурой, по-видимому, не существенны при условии правильной ориентировки измеряемой поверхности. По отношению к полосча­ тости она должна располагаться под косым углом. Если угол рас­ положения измеряемой поверхности таков, что в нее попадает кон­ такт между двумя полосами, а присутствуют полосы только двух минералогических типов, то в этом случае пришлифовывают две стороны измеряемой поверхности по углам, например, 16, 37, 42, 60 и 80° по отношению к полосчатости. При этом устраняется ошибка, возникшая в результате преобладания в сечении полосы одного какого-либо минерального состава (Кэмерон, 1966). Реко­ мендуется выполнять анализ на безрельефных аншлифах.

Применение диаграммы Чейза справедливо только к макроско­ пически однородным рудам и при определении процентного содер­ жания главных минералов.

Для изготовления шлифов в нужных сечениях и большого коли­ чества полировок и аншлифов необходимо образцы руд подверг­ нуть распиловке алмазной пилой. Причем некоторые особенности текстурного рисунка резко проявляются после распиловки образца. Взаимоотношения минералов в шлифах и аншлифах необходимо изучать на одном и том же образце. А. Г. Бетехтин и др. (1958)' рекомендуют производить изучение руд сложного состава и строе­ ния следующим образом. Большой штуф с помощью алмазной пилы распиливается на две части. Одна часть пришлифовывается и отполировывается, а от второй параллельно срезу отпиливается пластина толщиной около 1—2 см. Затем она размечается каранда­ шом на участки размером не более 2—4 см2 и распиливается на мелкие кусочки, из которых изготовляют шлифы и аншлифы. В тех случаях, когда контуры различных агрегатов резко меняются, не­ обходимо отрезать параллельно несколько пластин. Перед распи­ ловкой пластины на мелкие кусочки необходимо зарисовать общий контур всей поверхности пластины с размеченными участками и проставить на рисунке их номера.

При микроскопическом анализе руд в шлифах и аншлифах да­ ется характеристика главных, второстепенных и акцессорных ми­ нералов. В каждом типе руды особое внимание уделяется тем или иным особенностям минерального состава и текстурно-структурным признакам. В железных рудах магнетитового состава, подверг­ шихся частичному окислению, важно определить степень и харак­ тер мартитизации, а при повышенном содержании серы — наличие пирротина и характер его распределения в руде. Необходимо, осо­ бенно в скарновых рудах, определить чистоту магнетитовых выде­

Для построения гранулометрических кривых можно использо­ вать различные шкалы по распределению крупностей. Кривые мо­ гут быть построены с определенным модулем изменчивости, или по принципу обогатительных шкал ситового рассева, или опреде­ лены на основе статистической обработки серии фактически изу­ ченных шлифов (аншлифов), при этом необходимо обеспечить оп­ ределенную точность полученных результатов. При построении кривых лучше пользоваться суммарным выходом классов крупно­ сти, так как это позволит быстро сделать вывод о преобладающих размерах зерен и агрегатов минералов и пределах измельчения руды для обеспечения того или иного раскрытия.

При исследовании руд на обогатимость совершенно непригодны определения крайних размеров зерен и агрегатов, как это чаще всего делают минералоги-петрографы, потому что такие определе­ ния нередко затушевывают структурные признаки руд и не создают должного представления о возможной допустимой крупности из­ мельчения для обеспечения определенной степени раскрытия. Так, например, описывая руды будущего Южного горнообогатительного комбината (Скелеватское месторождение в Криворожском бассей­ не), петрографы не обратили внимание на значительное преоблада­ ние пойкилитовых и мирмекитоподобных типов срастаний кварца и магнетита, а также на значительную, по сравнению с магнети­ том, мелкозернистость кварца, что не позволило разработать до­ статочно развернутую технологическую схему обогащения, прежде всего измельчения. Только последующими исследованиями кварци­ тов удалось серьезно скорректировать схему, но для этого были выполнены значительные работы по реконструкции обогатительных фабрик и прежде всего отделения измельчения.

Б. И. Пироговым и В. С. Федорченко (Механобрчермет) пред­ ложена следующая форма определения размеров зерен и агрегатов рудных и нерудных минералов в железистых кварцитах (табл. 9).

Количество включений одного минерала в другом может быть определено визуальным сравнением с заранее приготовленными эталонными кружками, на черном фоне которых имеется опреде­ ленное количество белых включений (рис. 7). Относительное коли­ чество включений одного минерала в другом в шлифе (аншлифе) устанавливается по данным сравнения, приводимым по всему шли­ фу (аншлифу), — 9—12 полей. Однако при визуальной оценке ча­ стоты минеральных включений легко переоценить содержание тех включений, которые наиболее ярко воспринимаются глазом. Чтобы избежать ошибки, необходимо непосредственно выполнять количе­ ственные измерения.

В. А. Глазковский (1954) предлагает, кроме оценки равномер­ ности распределения минеральных включений, определять частоту (густоту) рассеянных включений в рудной массе. При этом он ис­ ходит из следующих соображений: при равномерно рассеянном рас­ пределении число включений, приходящихся на единицу площади любого сечения, зависит от содержания в руде рассматриваемого

включений позволяют установить наиболее благоприятные условия измельчения.

Приведенная выше характеристика вещественного состава руд различных генетических типов позволяет отметить следующие осо­ бенности структурных взаимоотношений рудных и нерудных мине­ ралов:

выделения титаномагнетита и ильменита, как правило, не со­ держат нерудных включений, поэтому размер их вкрапленности не­ посредственно позволяет судить о необходимой крупности измель­ чения;

магнетит скарновых руд содержит значительное количество си­ ликатных и сульфидных включений. Крупность измельчения в этом случае зависит от густоты вкрапленности и ее размеров. Это же относится и к пойкилитовым типам срастаний магнетита и кварца месторождений железистых кварцитов, руд ковдорского типа;

интенсивность нерудных включений в рудных марганцевых аг­ регатах предопределяет необходимость доизмельчения промежуточ­ ных продуктов для получения концентратов только высших сортов. Причем количество и частота нерудных включений возрастают по мере увеличения концентрически-слоистых образований от оолитов к пизолитам и конкрециям, а затем к желваковым и кусковым образованиям.

При исследовании железных и марганцевых руд, содержащих концентрически-слоистые образования, необходимо определить со­ отношение между кусковой и рыхлой частью, между кусковыми и концентрически-слоистыми образованиями, размеры концентриче­ ски-слоистых образований. Наиболее точные данные о крупности и количестве концентрически-слоистых образований могут быть полу­ чены из рыхлого материала, рассеянного на классы, а еще лучше и подвергнутого гравитационному разделению. Просмотр под бино­ кулярным микроскопом продуктов разделения может дать доста­ точно точные и объективные данные о размерах и количественном соотношении агрегатов различной крупности, а данные о выходах классов и фракций позволят произвести пересчеты на исходную руду и оценить ее гранулометрическую характеристику.

При микроскопических исследованиях необходимо изучить и описать отдельные рудные и нерудные минералы, определив их диагностические константы: показатели преломления и двупреломления, осность, отражательную способность, внутренние реф­ лексы.

Исключительно важным свойством минералов является микро­ твердость, которая может быть определена с помощью микротвер­ домера ПМТ-3, а также пластичность и хрупкость. С одной стороны, определение микротвердости минералов методом вдавливания ал­ мазной пирамиды является диагностическим свойством минералов, с другой, — оно исключительно важно при оценке измельчаемости руд. Значительная разница в микротвердости, пластичности и хруп­ кости предопределяет избирательность измельчения того или иного

минерала, что сказывается на его раскрытии при измельчении

ина увеличении потерь минерала в процессе обогащения.

Вагрегатах и зернах может быть выявлено зональное измене­ ние твердости минерала, например, в оолитах пиролюзита пероксидных руд Чиатурского месторождения, обусловливая повышен­

ные потери марганца при обогащении. При этом следует иметь в виду, что микротвердость минералов, в частности магнетита, из­ меняется в зависимости от характера изоморфных примесей, на­ пример, при замещении Fe+2 на Mg. Как показали наши наблюде­ ния, микротвердость магнетита, образующегося при обжиге мартитовых кварцитов (ЦГОК, Кривой Рог), колеблется от 325 до 420 кгс/мм2, в то время как микротвердость первичного магнетита из магнетитовых кварцитов того же месторождения в среднем со­ ставляет 550—600 ікгс/мм2. Пониженная микротвердость магнетита из обожженных кварцитов обусловлена его микроагрегатным строением, так как машетит в этом случае образуется за счет мартита, представляющего собой агрегат тонких пластинок гема­ тита.

Весьма сложно непосредственное наблюдение тех или иных осо­ бенностей структуры агрегатов, а также различных типов сраста­ ний минералов. Для этого могут быть применены методы диагно­ стического травления. Наиболее подробно эти методы освещены в работах С. А. Юшко. Так, например, при изучении титаномагнетитовых и титаномагнетит-ильменитовых руд особо важно выявить наличие тонких включений ильменита в титаномагнетите и магне­ тита в магнетит-ильмените. Это может быть осуществлено при по­ мощи масляной иммерсии предварительно протравленных соляной кислотой аншлифов.

Применение специальных методов окрашивания карбонатов в шлифах позволяет производить количественные подсчеты карбо­ натов различного минерального состава, например, манганокальцита и кальциевого родохрозита в марганцевых карбонатных ру­ дах: шлиф обрабатывается на холоду смесью 1 : 1 ализаринрота (0,1 н.) и НС1 (0,15 н.) в течение 1—1,5 мин, кальциевый родохро­ зит не окрашивается, а манганокальцит окрашивается в розовый цвет. Предварительно до выявления манганокальцита поверхность шлифа обрабатывается смесью ализаринрота и НС1 в отношении 2: 1, что позволяет выявить выделения кальцита, окрашивающе­ гося в красновато-лиловый цвет.

Значительную помощь при диагностике руд зоны окисления оказывает макро- и микрофазовый анализ с помощью реакций по методу отпечатков (Юшко, 1966). Он осуществляется избиратель­ ным растворением в руде одного или нескольких минералов, близ­ ких по растворимости. С помощью этого метода нами были выяв­ лены различные минеральные формы свинца в железо-марганцевой руде месторождения Кремиковцы (НРБ), не наблюдаемые при микроскопических исследованиях. Свинец, являясь вредной при­ месью, распределяется между следующими минералами: англезит,