Форми наявності корисних компонентів і обчислення балансу їхнього розподілу по мінералах руд
Виявлення форм наявності корисних компонентів у рудах потрібне для оцінки можливості їхнього видобутку, якості одержуваних продуктів, комплексного використання сировини. Особливо важливе значення воно має для руд, у яких цінні елементи містяться в багатьох мінералах. Головні форми наявності їх у рудах такі: власні мінерали; ізоморфні домішки; мікровключе-ння рудних мінералів. Наприклад, форми наявності корисних компонентів у рідкіснометальних рудах: Та, МЬ, 8п, Ве, 2г, Р утворюють власні мінерали; КЬ, Сз, Оа, ТІ, ТК, НІ", 8г головно входять ізоморфно до складу рудних і породотворних мінералів. В олов'яних рудах А§, Ві, МЬ, Та, Ш трапляються переважно у вигляді мікровключень власних мінералів у галеніті й каситериті. В залізних рудах Ре міститься у складі магнетиту, гематиту, гідроксидів, сульфідів, карбонатів, силікатів. У манганових рудах Мп розподілений у манганіті, піролюзиті, псиломелані, вернадиті, карбонатах, силікатах.
У технологічній мінералогії важливо розрізняти дві форми наявності елементів у мінералах руд - концентровану та розсіяну.
Форми концентрування- це власні мінерали корисного компонента або мінерали з високим його вмістом у вигляді елемента-домішки (ізоморфної чи з мікровключень рудних мінералів). З таких мінералів можна добувати корисні компоненти під час хіміко-металургійної переробки. Наприклад, олово в рідкіснометальних пегматитах міститься не тільки у каситеритових концентратах, а й у значній кількості (близько 20 %) нагромаджується в танталових завдяки ізоморфному входженню його в тантало-ніобати (танталіт, іксіоліт, воджиніт).
Форми розсіяння-- це породотворні мінерали з низьким вмістом корисних компонентів у вигляді ізоморфної домішки (геохімічне розсіяння) або дуже дрібних включень рудного мінералу, які не можна видобувати в процесі збагачення (механічне розсіяння). Мікровключення виявляють за допомогою поляризаційних мікроскопів, рентгеноспектрального аналізу, електронної мікроскопії та ін.
У породотворних і рудосупровідних мінералах переважно визначають тільки вміст рудних корисних компонентів; випадки підвищеного вмісту корисних компонентів є винятком. Наприклад, в олов'яно-силікатних рудах виявлено турмалін, з яким пов'язано 10 % 8п з середнім вмістом 0,9 %. Форма наявності його пов'язана з ізоморфними домішками і мікровключен-нями натаніту, каситериту. Виділення турмаліну в окремий продукт з подальшою його металургійною переробкою може сприяти підвищенню видобутку олова приблизно на 4-5 % завдяки мікровключенням рудних мінералів.
Важливо виявити форми наявності шкідливих домішок у рудних мінералах. Якщо такі домішки трапляються у вигляді мікровключень інших мінералів, особливо легкорозчинних, то концентрати можна очистити від них порівняно нескладною хімічною обробкою. Наприклад, не ізоморфна наявність радіоактивних елементів у цирконі, а у вигляді механічних домішок ториту, що легко розкладається в кислотах, дає змогу ефективно очищати цирконові концентрати хімічним способом. Аналогічно піро-хлорові концентрати з рідкіснометальних карбонатитів легко вивільнити від домішок фосфору хімічним способом, тому що фосфор є у пірохлорі у вигляді мікровключень легкорозчинного апатиту.
Складання балансу розподілукорисних компонентів по мінералах потрібно для визначення ступеня і характеру їхнього розсіяння та теоретично можливого видобутку як головного, так і супутніх компонентів в окремі продукти. Це дає змогу оцінити комплексність руди.
На стадії розшуково-оцінних робітдостатньо скласти приблизний баланс розподілу головного корисного компонента за головними рудними і породотворними мінералами на базі наближено-кількісного мінерального складу малих проб, які характеризують виділені під час геологічних досліджень природні типи й різновиди руд.
На стадії попередньої розвідкибаланс розподілу корисних компонентів визначають у мономінеральних фракціях, виділених з середньої проби руди. Застосування фізичних методів аналізу мінералів (спектрального, рентгеноспектрального, рентгено-радіометричного, полум'я-нофотометричного, атомно-абсорбційного та ін.), що потребують малих наважок (20-100 мг), значно зменшує затрати на виділення мономінеральних фракцій. Особливу увагу приділяють виявленню неоднорідності зерен і агрегатів основних рудних мінералів, склад яких часто відмінний у різних класах та фракціях. Наприклад, тантало-ніобатй в окремих класах і фракціях можуть відрізнятися за співвідношенням МЬ, Та і радіоактивних елементів; слюди - за вмістом КЬ, Іл, Сз, Мо; шеєліт - за вмістом Мо та \У. Тому, оцінюючи склад рудних мінералів, потрібно виділяти мономінеральні фракції з відповідних класів розмірності і фракцій за густиною, а якщо можливо, то порівнювати склад у вільних зернах і зростках за допомогою мікрозондового аналізу.
На стадії детальної розвідкискладають баланс розподілу головних і супутніх компонентів за мінералами типової технологічної проби на підставі повного кількісного мінерального складу руди і вмісту корисних компонентів у мінералах, що виділені з середньої проби. Для складання балансу розподілу корисних компонентів у руді визначають їхню кількість, що припадає на кожний мінерал, як добуток масового вмісту мінералу (%) на кількість корисного компонента в ньому (%). Загальна сума цих кількостей є розрахунковим вмістом корисних компонентів у пробі. Розходження розрахункових і аналітичних даних у пробі не повинно перевищувати 20 %. Відношення кількості корисного компонента в кожному мінералі до розрахункового вмісту становить частку компонента, що припадає на цей мінерал (%).
5.5.7. Вплив властивостей мінералів на процеси збагачення
Відмінності фізичних і хімічних властивостей мінералів, як відомо, є основою їхнього розділення в технологічних процесах. Для вибору схеми розділення використовують контрастність фізичних властивостей рудних та нерудних мінералів. На відмінності рудних і породотворних мінералів у
густині ґрунтується провідний метод збагачення руд гравітаційний. Магнітна і електромагнітна сепарації полягають у відмінних значеннях магнітного сприйняття зерен мінералів, електрична сепарація - у відмінності їхньої електропровідності. Вибіркове змочування поверхні зерен мінералів є визначальною властивістю їхньої флотаційної здатності. Люмінесценція, природна й спровокована радіоактивність мінералів основа фото- і радіометричних методів збагачення.
Відмінності мінералів у твердості і крихкості застосовують для вибору схеми рудопідготовки. Наприклад, тверді породтворні мінерали (кварц) порівняно з м'якими рудними мінералами (молібденіт, халькопірит) сприяють переподрібненню рудних мінералів і втрат у шламах. Контрастність фізичних властивостей рудних і нерудних мінералів може бути ускладнена наявністю різних типів рудних зростків з подібними властивостями, тоді як різні рудні мінерали одного й того ж корисного компонента можуть мати різні властивості.
На вибір методу збагачення впливають різні неоднорідності. Зокрема, у разі гравітаційного збагачення неоднорідність не має значення, тому що на густину мінералів вона суттєво не впливає. Водночас вплив природної мікронеоднорідності мінералів на магнітні, електричні, флотаційні властивості треба враховувати, особливо прогнозуючи збагачення руд. Наприклад, деякі рудні мінерали-діамагнетики сконцентровані в електромагнітних фракціях: до 20 % сподумену (рідкіснометальні пегматити), 90 % циркону (рідкіснометальні польовошпатові метасоматити), 70 % піро-хлору (ніобієві анкеритові карбонатити), ЗО % каситериту (оловоносні скарни). Це пов'язано з низкою чинників, передусім з наявністю мікровключень феромагнітних мінералів (переважно магнетиту) у цирконі, пірохлорі, каситериті, а також зі ступенем заміщень і змін (колумбітизація пірохлору в анкеритових карбона-титах, заміщення колумбіту пірохлором у польовошпатових метосоматитах, просочування сподумену плівками гідроксидів заліза в пегматитах), що і приводить до сумісної концентрації сподумену і рогової обманки, пірохлору та анкериту, циркону, колумбіту і полілітіоніту, розділення яких потребує застосування певних методів обробки (кислотної, ультразвукової тощо).
Флотаційній активності мінералів сприяють: підвищена неоднорідність зерен мінералів (наявність мікровключень, мікроблоковість, мікро-тріщинуватість, висока питома поверхня, складний характер меж зростків зерен), знижений вміст домішок (наприклад, молібдену в шеєліті, лугів у берилі), високотемпературний характер поліморфних модифікацій (кубічний пірит і халькозин, гексагональний піротин порівняно з ромбічними марказитом і халькозином, моноклінним піротином, відповідно) тощо.
У рудах часто трапляються різновиди одних і тих же мінералів, які відрізняються за хімічним складом, структурним станом, фізичними властивостями, що дає змогу прогнозувати їхню поведінку в процесі збагачення та якість добутих продуктів. Наприклад, у рідкіснометальних польовошпатових метосоматитах виявлені три різновиди колумбіту, які відрізняються за морфологією, фізико-хімічними та іншими властивостями. Внаслідок цього вони концентруються у певних технологічних продуктах (табл. 5.16): високоніобієвий колумбіт у гравітаційних концентратах, танталовмісний колумбіт у промпродуктах гравітації і шламах, високотанталовий колумбіт у хвостах збагачення.
| Таблиця 5.16. його поведінка |
Характеристика колумбіту з рідкіснометальних метасоматитів і
під час збагачення
| Фізико-хімічні, морфологічні та інші дані | Різновиди колумбіту | ||
| високоніобієвий | танталовмісний | високотанталовий | |
| Вміст, відн. % | |||
| Форми виділення | Призматичні | Тонкоагрегатний | Неправильні зерна |
| Розмір кристалів, мм Межі зростань | кристали 0,« Рівні і слабозвивисті з альбітом, кварцом | 0,0л Звивисті з альбітом, слюдами та ін. | 0,00и Мікроскопічні вростки в альбіті, |
| Заміщення | Колумбітом | Пірохлором | мікрокліні, кварці Не виявлені |
| танталовмісним | |||
| Вміст МЬ2 О5, % ВмістТа2О5,% Середнє МЬ2О 5/Та2О5, % | 57-80 2,3-2,7 24 | 60-67 6,5-7,5 9 | 45-57 7,2-9,1 6 |
| Густина, г/см 3 Магнітне сприйняття, м3/кг1(Г9 | 5,5 36,0 | 4,7 17-26 | Не визначена Не визначене |
| Структурна упорядкованість, % Технологічний продукт | Гравітаційний концентрат | 40-56 Промпродукт гравітації і шламів | Не визначена Хвости |
Отже, з'ясування залежності технологічних показників збагачення від речовинного складу технологічних проб дає змогу прогнозувати видобуток корисних компонентів у чорновий гравітаційний концентрат. Тільки спільна робота мінералогів і технологів на всіх етапах технологічної оцінки руд може підвищити якість і ефективність мінералогічних досліджень.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 790;