WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Под влиянием гипергенных факторов магнетит окисляется. В первичных метасоматических рудах окисление магнетита проявлено в виде незначительной маггемитизации и гематитизации (рис. 4), в рудах коры выветривания степень окисления магнетита резко возрастает. В гетит-гидрогетитовой руде магнетит практически полностью гематитизируется. Интенсивная гематитизация магнетита значительно уменьшает удельную магнитную восприимчивость его фракций, переход магнетита в маггемит и гематит сопровождается изменением объема минерального вещества, вследствие чего в магнетите возникают многочисленные микротрещины.

Особенностью магнетита является его повышенная кавернозность.

Кавернозные зерна магнетита обладают более низкой плотностью по сравнению с массивными, и, как правило, являются более хрупкими, что способствует концентрации магнетита в тонких классах. Кроме того, магнетит имеет микроблоковое строение (рис. 5), способствующее повышению его хрупкости, так как магнетит легко раскалывается по ослабленным зонам – границам блоков при дроблении и измельчении руды, что также приводит к его переизмельчению. В коре выветривания кавернозное и микроблоковое строение магнетита способствуют его окислению и разрушению.

Магнетит содержит ламели ильменита, образовавшиеся в результате распада твердого раствора титаномагнетита, фиксирующие участки дефектности в его структуре (рис. 6). В коре выветривания происходит окисление ильменита с образованием более устойчивых фаз - рутила и анатаза. Низкое содержание и неравномерное распределение ламелей незначительно сказывается на магнитных свойствах магнетита и содержании железа в его фракциях.

Магнетит обеих генераций отличается повышенным содержанием изоморфной примеси магния и незначительным – алюминия. Содержание магния изменяется от 0 до 4%, в среднем составляет 1,3%, содержание алюминия – от о до 1,7, в среднем 0,3%. Изоморфизм Fe2+ на Mg2+ приводит к увеличению микротвердости магнетита, а также к уменьшению параметра элементарной ячейки и снижению содержания железа в продуктах обогащения.

Свойственная магнетиту Тагарского месторождения изменчивость фазового и элементного состава приводит, с одной стороны, к снижению содержания в нем железа в среднем до 67,4%, с другой – к непостоянству его физических свойств (табл.1).

Таблица Физические свойства магнетита с учетом его микронеоднородности Магнетит а,, г/см3 Н, кгс/мм2 Кмхр. 10-6, м3/кг 4,71-5,20 630-в первичной руде 8,391±0,002 2,43 (5,04) (659) в остаточной коре 5,06-5,19 658-8,390±0,003 1,44 530* выветривания (5,13) (683) в переотложенной 8,365±0,003 - - - 390* коре выветривания *- данные приведены с учетом маггемитизации и гематитизации магнетита Выявленные типоморфные особенности магнетита, обусловленные его генезисом, определяют изменчивость технологических показателей обогащения и влияют на качество получаемых продуктов (извлечение, выход концентрата и содержание в нем железа). Оценка влияния типоморфных особенностей магнетита на его технологические свойства и качество продуктов обогащения первичных и вторичных руд приведена в таблице 2.

Полученные данные по типоморфизму магнетита Тагарского месторождения позволяют прогнозировать эффективность гравитационного метода для обогащения как первичных, так и вторичных руд.

2. Гранулометрический состав и морфометрические характеристики магнетита, высокая контрастность гравитационных и прочностных свойств магнетита и породообразующих минералов (хлорита, серпентина, монтмориллонита) определяют эффективность его извлечения из первичных и вторичных руд методами гравитации.

Природной особенностью железных руд Тагарского месторождения является не только мелко-тонкозернистое строение агрегатов магнетита, но и его сложные срастания с породообразующими минералами, главным образом с хлоритом и серпентином (рис. 7). Включения силикатных минералов в агрегатах магнетита отличаются сложной, интенсивно изрезанной формой. Иногда отмечается замещение магнетита хлоритом, а также тончайшие нарастания последнего на его поверхности.

Основным методом обогащения магнетитовых руд в мировой практике является магнитная сепарация, основанная на высокой магнитной восприимчивости главного рудного минерала – магнетита. При этом на качество магнитных фракций значительно влияет степень раскрытия магнетита, что обусловлено высокой магнитной восприимчивостью его сростков, частично извлекаемых в магнитные продукты вместе со свободными зернами. Так, при обогащении руды методом мокрой магнитной сепарации (ММС) требуется достижение степени раскрытия не менее 90% для обеспечения кондиционности концентратов по железу [Голивкин, 1997].

Таблица Влияние состава и строения магнетита на его технологические свойства и качество продуктов магнитного и гравитационного обогащения первичных руд и руд коры выветривания Степень влияния состава и Влияние на качество продуктов Особенности Влияние на физические и строения магнетита № строения и состава технологические свойства п/п гравитационного для первич- для руд коры магнетита магнетита магнитного обогащения обогащения ных руд выветривания отрицательно влияет отрицательно влияет Микроскопические снижение плотности и (снижение содержания (снижение содержания 1 включения удельной магнитной железа, повышение железа, повышение +++ +++ силикатов восприимчивости содержания лимити- содержания лимити- руемых примесей) руемых примесей) не влияет снижение удельной маг- отрицательно влияет (все рудные минералы Маггемитизация и нитной восприимчивости, (часть рудных 2 извлекаются в + +++ гематитизация уменьшение параметра минералов уходит в коллективный элементарной ячейки немагнитную фракцию) концентрат) отрицательно влияет практически не влияет Кавернозное повышение хрупкости, 3 +++ +++ (увеличение выхода (крупность гравитацистроение снижение плотности тонкого класса, онного обогащения засорение концентрата выше (-0,16 мм), Микроблоковое повышение коэрцитивной породообразующими следовательно, выход 4 +++ +++ строение силы и флокуляции минералами вследствие тонкого класса и флокуляции) флокуляция ниже) повышение отрицательно влияет Изоморфные отрицательно влияет микротвердости, снижение (снижение содержания 5 примеси магния и (снижение содержания ++ ++ удельной магнитной железа, снижение алюминия железа) восприимчивости качества продуктов) отрицательно влияет Структуры распада снижение удельной магнит6 (снижение качества не влияет + + твердого раствора ной восприимчивости продуктов) +++ - сильно влияет, ++ - влияет, + - незначительно влияет В исходной руде крупностью -1+0 мм установлено, что полного раскрытия магнетита не происходит даже в тонком материале (в классе -0,074+0,045 мм присутствует 18% сростков).

В связи с этим поступающий на ММС измельченный материал руды характеризуется повышенным содержанием сростков магнетита разного качества, имеющих высокие значения удельной магнитной восприимчивости, особенно у богатых и рядовых сростков (табл. 3). Поэтому в магнитную фракцию совместно со свободными зернами магнетита и богатыми сростками извлекаются также рядовые сростки, ухудшая качество и повышая содержание в них лимитируемых примесей (MgO, Al2O3, SiO2, CaO). Снижению качества магнитных фракций способствует также магнитная флокуляция, возникающая в результате тонкого измельчения магнетитовой руды, а чешуйчатая и пластинчатая форма рудообразующих минералов способствует ее повышению. Следует также отметить, что руда сформирована мягкими силикатами (монтмориллонитом, хлоритом, серпентином) и твердым магнетитом, что, с одной стороны, определяет ее контрастность по прочностным свойствам и благоприятно сказывается на процессах рудоподготовки, с другой - негативно влияет на операции глубокого обогащения, так как образуется большое количество вязких шламов.

Успешное проведение магнитной сепарации возможно лишь при полном удалении таких шламов. В связи с этим при обогащении первичных магнетитовых руд отмечается недостаточная эффективность ММС.

Таблица Результаты измерения удельной магнитной восприимчивости сростков магнетита Объёмное содержание Удельная магнитная Тип сростков магнетита, % восприимчивость 10-6, м3/кг свободные зерна 96 - 100 богатые сростки 71 - 95 рядовые сростки 31 - 70 бедные сростки 6 - 30 нерудные зерна 0 - 5 0,В поисках более эффективного метода обогащения, исключающего засорение концентрата сростками и породообразующими минералами, были изучены технологические свойства руды при гравитационном обогащении. Руда является контрастной по гравитационным свойствам, что обусловлено резким различием в значениях плотности магнетита и породообразующих минералов (хлорита, монтмориллонита, серпентина, каолинита и др.) (табл. 4).

Таблица Плотность магнетита и основных рудообразующих минералов Содержание в руде, % Минерал Плотность, г/см31,магнетит 5,хлорит 25,0 2,21,монтмориллонит 2,10,серпентин 2,4,кальцит 2,2,каолинит 2,2,флогопит 2,Фракционирование исходной руды, измельчённой до крупностей –0,5+0 мм, – 0,315+0 мм и –0,16+0 мм и рассеянной на классы в тяжёлых жидкостях плотностью 2,9 и 3,2 г/см3 показало, что тяжёлые фракции ( >3,2 г/см3) характеризуются высоким содержанием свободных зёрен магнетита и богатых сростков (табл. 5).

Таблица Распределение свободных зерен и сростков магнетита в фракционированной по плотности руде Плотность, г/см>3,2 3,2> >2,9 <2,Тип сростков Класс крупности, мм:

Крупность руды –0,5+0 мм –0,5+0,315 15 52 29 4 0 2 60 38 0 1 0 –0,315+0,16 49 33 15 3 0 0 76 24 0 0 5 –0,16+0,045 80 15 4 1 0 6 44 50 13 5 0 Крупность руды–0,315+0 мм –0,315+0,16 59 24 15 2 0 0 73 27 0 1 0 –0,16+0,045 90 9 1 0 0 4 47 49 0 0 0 Крупность руды–0,16+0 мм –0,16+0,045 80 16 4 0 0 2 52 46 0 0 0 В лёгких фракциях ( <2,9 г/см3) преимущественно концентрируются зёрна нерудных минералов и бедные сростки.

Для фракций промежуточной плотности (3,2> >2,9 г/см3) типично высокое содержание рядовых и бедных сростков (рис. 8).

Качество тяжёлых фракций и извлечение в них Feобщ. повышаются со снижением исходной крупности обогащаемой руды в связи с увеличением количества свободных зёрен магнетита. Так, содержание Feобщ. в тяжелой фракции крупностью –0,5+0,315 мм достигает 56% и определяется суммой свободных зёрен магнетита (15%), богатых (52%) и рядовых сростков (29%). В классе крупности – 0,16+0,045 мм содержание Feобщ. в тяжёлой фракции возрастает до 64,2% за счёт 80% свободного магнетита и 15% богатых сростков. Такая же закономерность наблюдается и в руде, измельчённой до –0,315+0 мм и –0,16+0 мм. Поэтому гравитационное обогащение данной руды можно проводить при большей крупности (–0,16 мм), чем магнитное (–0,045 мм). Граница разделения при этом находится между богатыми и рядовыми сростками (рис. 9). Преимущество гравитационного обогащения перед магнитным для ферримагнетиков также состоит и в том, что с увеличением доли зёрен тяжелых минералов в продукте эффективность выделения из него лёгких зёрен резко возрастает вследствие увеличения кажущейся плотности среды между ними. Особенно это выражено в плотных пульпах в стеснённых условиях, что имеет место, в частности, при гравитационном обогащении.

Таким образом, минералогическое изучение руды показало явное преимущество гравитационного метода при обогащении мелко-тонкозернистых зерна зерна зерна бедные бедные бедные сростки сростки сростки сростки сростки сростки сростки сростки сростки богатые богатые богатые рядовые рядовые рядовые свободные свободные свободные магнетитовых руд Тагарского месторождения, что подтверждено технологическими испытаниями. Применение гравитационного обогащения позволяет селективно выделить существенно магнетитовый продукт, практически не содержащий примесей, связанных с породообразующими минералами, промпродукт, состоящий в основном из рядовых и бедных сростков, и хвосты, содержащие незначительное количество железа, частично связанного с хлоритом и монтмориллонитом. Доизмельчение промпродукта в процессе обогащения, способствующее раскрытию магнетита из рядовых сростков, позволит повысить его извлечение гравитационным методом. Продукты гравитационного обогащения отличаются более высоким качеством по сравнению с продуктами магнитной сепарации и обладают лучшими металлургическими свойствами (табл. 6).

Таблица Показатели обогащения магнетитовой руды по магнитной и гравитационно-магнитной схемам Магнитная схема Гравитационно-магнитная схема Технологические отвальные отвальные показатели, % концентрат итого концентрат итого хвосты хвосты Выход 42,5 57,5 100 37,2 62,8 Содержание Feобщ. 58,5 7,5 29,2 64,6 6,6 28,Извлечение Feобщ. 85,3 14,7 100 85,3 14,7 Результаты исследования позволяют также прогнозировать высокую эффективность гравитационного метода обогащения для гематит-магнетитовых руд, развитых в остаточной коре выветривания месторождения, образовавшихся при окислении первичных магнетитовых руд. Особенности минерального состава и строения этих руд, свойства рудообразующих минералов (в первую очередь плотность), позволяют говорить о возможности извлечения в коллективный концентрат всех промышленно ценных минералов, содержащихся в них:

магнетита, маггемита и гематита, не прибегая к магнитной сепарации.

3. Характерной особенностью концентратов железных руд трапповой формации является: 1) отсутствие в их составе легкоплавких силикатов, что исключает процесс жидкофазного упрочнения окатышей естественной основности, 2) присутствие изоморфной примеси магния в магнетите, замедляющей процесс его окисления.

Концентраты магнетитовых и гематит-магнетитовых руд Тагарского месторождения характеризуются высоким содержанием пылевидной рудной «мелочи». С целью их укрупнения при подготовке к доменной плавке в технологическую схему была введена операция по грануляции способом окомкования – наиболее дешевого и экологически чистого по сравнению с агломерацией. Процесс грануляции концентратов основан на способности увлажненных тонкоизмельченных материалов при окомковании образовывать гранулы сферической формы (окатыши) крупностью 2-30 мм без применения непосредственного давления.

Известно, что комкуемость материалов зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются крупность частиц, их влажность и физические свойства, характеризующие взаимодействие частиц с водой [Справочник по обогащению, 1983].

На материале концентратов двух крупностей (-0,074+0 мм и -0,045+0 мм) показано, что не менее важным фактором эффективности окомкования выступает характер взаимодействия частиц магнетита друг с другом. Известно, чем более тонкий магнетитовый материал, тем сильнее проявлено явление магнитной флокуляции, в результате которой частицы магнетита стягиваются, образуя устойчивые агрегаты и придавая окатышам дополнительную прочность (рис. 10).

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»