IV. Изучение технологических свойств руд

27.Природные и технологические типы руд нередко соответствуют друг другу, но число природных типов чаще превышает число технологических.

Вещественный состав алмазоносных кимберлитовых и лампроитовых пород зависит от состава рудопродуцирующей магмы, условий формирования разновидностей руд разных фаз внедрения (туфогенные образования кратера, эруптивные или интрузивные кимберлитовые брекчии, туфы, туфобрекчии и массивные или полосчатые порфировые интрузивные кимберлиты диатремы). Кроме того, на вещественный состав руд большое влияние оказывают вмещающая среда, гидротермальная минерализация и корообразование.

Для алмазоносных кимберлитовых и лампроитовых пород характерно присутствие единого комплекса минералов, среди которых промышленное значение имеет практически только алмаз, попутные минералы-спутники в мировой практике разработки коренных месторождений алмазов до сих пор промышленно нигде не извлекались.

28.Технологические свойства руд, как правило, изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях на минералого-технологических, малых технологических, лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных пробах. При имеющемся опыте промышленной переработки для легкообогатимых руд допускается использование аналогии, подтвержденной результатами лабораторных исследований. Для труднообогатимых или новых типов руд, опыт переработки которых отсутствует, технологические исследования руд и, в случае необходимости, продуктов их обогащения должны проводиться по специальным программам, согласованным с заинтересованными организациями.

29. Для выделения технологических типов и сортов руд проводится геолого-технологическое картирование, при котором сеть опробования выбирается в зависимости от числа и частоты перемежаемости природных разновидностей руд.

При этом рекомендуется руководствоваться стандартом Российского геологического общества – СТО РосГео 09-002–98 «Твердые полезные ископаемые и горные породы. Геолого-технологическое картирование», утвержденным и введенным в действие постановлением Президиума Исполнительного комитета Всероссийского геологического общества от 28 декабря 1998 г. №17/6.

Минералого-технологическими и малыми технологическими пробами, отобранными по определенной сети, должны быть охарактеризованы все природные разновидности руд, выявленные на месторождении. По результатам их испытаний проводится геолого-технологическая типизация руд месторождения с выделением промышленных (технологических) типов и сортов руд, изучается пространственная изменчивость вещественного состава, физико-механических и технологических свойств руд в пределах выделенных промышленных (технологических) типов и составляются геолого-технологические карты, планы и разрезы.

На лабораторных и укрупненно-лабораторных пробах должны быть изучены технологические свойства всех выделенных промышленных (технологических) типов руд в степени, необходимой для выбора оптимальной технологической схемы их переработки и определения основных технологических показателей обогащения руд и извлечения алмазов. При этом важно определить такую степень измельчения руд, которая обеспечит максимальное вскрытие алмазов при минимальном их дроблении и попадании в хвосты.

Полупромышленные технологические пробы служат для проверки технологических схем и уточнения показателей обогащения руд, полученных на лабораторных пробах. Полупромышленные технологические испытания проводятся в соответствии с программой, разработанной организацией, выполняющей технологические исследования, совместно с недропользователем и согласованной с проектной организацией. Отбор проб производится по специальному проекту.

Укрупненно-лабораторные и полупромышленные пробы должны быть представительными, т.е. отвечать по минеральному составу, структурно-текстурным особенностям, физическим и другим свойствам среднему составу руд данного промышленного (технологического) типа с учетом возможного разубоживания рудовмещающими породами.

30.При проведении технологических исследований руд рекомендуется изучить возможность использования геофизических методов (каротаж, радиопросвечивание и др.) для разделения типов руд, уточнить технологические сорта руд (кратера или зон «плавающих рифов») для валовой или селективной их выемки.

31. При исследовании обогатимости алмазоносных руд изучают степень их выветривания, вторичного изменения (сапонитизации, карбонатизации и др.), минеральный состав, структурные и текстурные особенности, наличие попутных компонентов и вредных примесей с использованием приемов и методов технологической минералогии. Оценивают дробимость и измельчаемость, проводят ситовый, дисперсионный и гравитационный анализы. Выбирают технологическую схему обогащения, устанавливают число стадий и оптимальную крупность измельчения. Определяют способы обогащения и доводки алмазных концентратов; извлечение алмазов составляет обычно не менее 90–95 %, минимальное значение – по мелким (–2 мм) кристаллам.

32. В результате исследований технологические свойства руд должны быть изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для проектирования технологической схемы их обогащения и переработки с комплексным извлечением содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение.

Для попутных компонентов в соответствии с «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке, необходимо выяснить формы нахождения и баланс их распределения в продуктах обогащения и передела концентратов, а также установить условия, возможность и экономическую целесообразность их извлечения.

Должна быть изучена возможность использования оборотных вод и отходов, получаемых при рекомендуемой технологической схеме переработки минерального сырья, даны рекомендации по очистке промстоков.

33.Особенности обогащения кимберлитов определяются главным образом необходимостью полного извлечения алмазов всех классов крупности и минимального дробления крупных кристаллов, сохранения их в природном состоянии.

Технологические схемы обогащения руд включают в основном следующие процессы: первичное измельчение и доизмельчение в замкнутом цикле в мельницах самоизмельчения, обогащение крупных классов (+10 мм) рентгенолюминесцентным методом, первичное гравитационное обогащение (отсадка, обогащение в тяжелых суспензиях) средне- и мелкозернистых материалов, доводку полученных концентратов. Доводочные операции осуществляются методами рентгенолюминесцентной, в меньшей степени электростатической, липкостной, магнитной сепарации. За рубежом схемы рудоподготовки базируются на стадиальном дроблении. Используются также процессы разрушения среднекусковой руды методами объемного сжатия с использованием валковых прессов.

Дробление руд для сохранения кристаллов алмазов производится в несколько стадий, в схемах стадиального дробления предусматривается замкнутый цикл дробления и грохочения. Высокая раскрываемость и сохранность алмазов обеспечивается в безшаровых мельницах самоизмельчения.

В алмазодобывающей промышленности России и за рубежом применяют технологические схемы, позволяющие извлекать алмазы определенной минимальной крупности, в зависимости от их качества, стоимости, содержания и затрат на извлечение, которые не должны превышать извлекаемую стоимость. С середины 1990-х гг. изменения в экономике и успехи в производстве синтетических алмазов привели к резкому снижению стоимости алмазной мелочи (–3 у.с.к.), цена 1 кар. алмазов класса –3+2 у.с.к. (–1,15 мм) упала в 3 раза, мировые добывающие предприятия прекратили промышленное извлечение алмазов мельче 1,2 мм, а австралийская компания «Аргайл даймонд») – мельче 1,5 мм.

Постановление Правительства Российской Федерации от 23 ноября 1998 г. №1365 «О критериях и порядке отнесения драгоценных камней к непригодным для изготовления ювелирных изделий» определило отдельный порядок учета этих алмазов (вместе с алмазами позиций boart и drilling в других размерно-весовых группах) как технической продукции, выведя, таким образом, этот класс из категории драгоценных камней.

Ограничение минимальной крупности извлекаемых алмазов размером –3 у.с.к. (< 1,2 мм) касается промышленного производства, оценки промышленных запасов, стоимости алмазов месторождения, но не относится к разведочному обогащению кимберлитовых руд, которое должно обеспечивать полное извлечение мелких алмазов классов –1+0,5 и –2+1 мм. Извлечение из геологоразведочных проб мелких (–1+0,5 мм, или 0,5–2 мг) алмазов позволяет оперативно контролировать технологическую схему переработки проб, гарантировать надежность извлечения и более крупных кристаллов, а также получить более полное представление о характере распределения содержаний алмазов по всем ожидаемым классам крупности.