ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ РУД

2. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ РУД

2.1. Природные разновидности руд, их минеральные и химические составляющие.

Туганские россыпи расцениваются как уникальное комплексное месторождение. Характерной особенностью его является то, что тяжелая фракция песков на 90-95% состоит из рудных минералов: ильменита, циркона, рутина, лейкоксена и монацита. Другие минералы, в том числе и вредные примеси, в тяжелой фракции содержатся в незначительных количествах.

Нерудная часть россыпи состоит в основной массе из чистых кварцевых песков и каолинового материала. Такое благоприятное сочетание полезных компонентов и хорошая обогатимость песков позволяют полностью использовать промышленностью все продукты переработки песков.

Рудные пески имеют следующий средний минеральный состав (по 200 пробам):

По внешнему виду продуктивные пески всех участков Туганского месторождения совершенно одинаковы.

Гранулометрическая характеристика их и распределение минералов по классам крупности, а также химические анализы исходных песков приводятся по данным ВИМСа, в котором изучался вещественный состав и обогатимость рудных песков по технологическим пробам, отобранным со всех участков Туганского месторождения.

По гранулометрическому составу пески представляют собой тонкий материал. Средние данные по каждой россыпи показывают достаточное постоянство гранулометрического состава рудных песков. Почти все промышленные рудные минералы сосредоточены во фракции 0,15+0,043 мм. Циркон сосредоточен во фракции 0,10+0,043 мм, а титановые минералы во фракции 0,15+0,043 мм. И мельче до 0,030 мм.

Полезные ископаемые рудных песков характеризуются следующими чертами.

Ильменит - основной титаносодержащий минерал россыпи. В основном представлен слабо окатанными зернами неправильной формы. Степень лейкоксенизации ильменита весьма значительна, из-за чего его зерна имеют разную окраску от черной до темно-бурой и даже коричневой у наиболее сильно лейкоксенизированных зерен. Среднее содержание TiO2 в ильмените составляет около 60%, FeO-1,7%, Fe2O3-23,7%, Cr2O3-0,78%. Удельный вес ильменита уменьшается по мере его лейкоксенизации, сохраняясь в пределах 4,0-3,8. Параллельно с этим падает магнитная восприимчевость ильменитовых зерен. По отдельным участкам месторождения характеризующимся повышенным содержанием в песках гумусовых веществ, поверхность зерен ильменита частично покрыта пленками органического происхождения, заметно влияющих на его флотационное свойство. Эти участки гумуфированных песков наблюдаются на Кусковско-Ширяевском и Северных россыпях, где они приурочены обычно к кровле продуктивных слоев.

Содержание ильменита в технологических пробах, взятых на разных участках месторождения, колеблется в пределах от 1,4 до 2,2%.

Лейкоксен - образовался в результате лейкоксенизации ильменита. Представлен зернами неправильной формы, имеющими размер от тонкодисперсных частиц до зерен крупностью в 0,2 мм и даже крупнее ( в основном 0,12 -0,18 мм). Так как некоторые зерна лейкоксена имеют размер больший, чем размер зерен ильменита, и несколько иное строение, то можно предполагать, что они имеют и другое происхождение, чем подавляющая масса лейкоксеновых зерен. Такие зерна имеют пористое строение, меньшую магнитную восприимчивость и малый удельный вес. Цвет этих зерен светло-кремовый, кремово-бурый и кремово-серый. В пробах их содержалось мало, но следует иметь в виду, что в процессах гравитационного и магнитного обогащения такие зерна могут легко переходить в промежуточные продукты.

Рутил - образован за счет лейкоксена. Зерна его имеют внешний вид, сходный с лейкоксеном. Средний размер зерен рутила в пределах от 0,05 до 0,12 мм. Удельный вес несколько выше чем у лейкоксена. Цвет желтоватый до желтовато-бурого. Очень слабо магнитен. Отмечено присутствие в пробах отдельных зерен первичного обломочного рутила ( от ед. знаков на Ширяевском участке и максимально 0,04% на Малиновском участке).

Таким образом, все титаносные минералы Туганской россыпи представлены разностями переходных форм от ильменита до вторичного рутила, что при обогащении сырья потребует несколько особый подбор технологических режимов обогащения, связанных с очень широкими пределами изменения свойств обогащаемого продукта.

По содержанию основных титановых минералов сырье Малиновского, Южно-Александровского и Северного участков месторождения имеет примерно одинаковый состав( соответственно содержание в пробах 2,01; 2,23; 2,14%). Точно также сходные между собой Кусковский и Ширяевский участки месторождения, в которых содержание титановых минералов значительно выше, соответственно 3,03 и 2,88%.

Циркон - встречается в виде трех разновидностей; из которых первая, преобладающая в россыпях, представлена бесцветными призматическими неокатанными зернами простой формы (комбинация призм и пирамид первого и второго рода), вторая - белыми и коричневыми неокатанными зернами ( встречается очень редко ), третья - розоватыми и фиолетовыми окатанными зернами. Размеры зерен циркона от 0,06 до 0,1 мм. Важной особенностью зерен циркона являются наличием в них включений твердой, жидкой и газовой фаз. При этом довольно часто в цирконе присутствуют включения магнитных минералов: магнетита и ильменита. Зерна с такими включениями, обладают несколько повышенными магнитными свойствами и могут переходить при сепарации в магнитную фракцию. Прочие включения ( сульфиды, рутил, жидкая и газовая фазы ) существенного влияния на поведение частиц циркона в процессах обогащения не оказывают. Содержание в цирконе Туганского месторождения ZnO2 по данным разных исследователей составляет 63,5%, SiO2 от 30,61 до 33,85%, HfO2-1,24%. Удельный вес зерен циркона составляет 4,65-4,7. Магнитная восприимчевость зерен без магнитных включений не превышает 4,1*10 минус шестой на кубический см./г.

Монацит - представлен хорошо окатанными несколько уплотненными зернами. Частицы имеют небольшой размер и концентрируются в классе 0,074 мм. Удельный вес монацита 4,7. Цвет бледно-желтый и до бледно-зеленого. На поверхности частиц присутствуют пленки гидроокислов железа и окислов редких земель, меняющие цвет минерала до красновато-бурого.

Кварц - основной минерал россыпи 75-88%. Зерна кварца имеют разнообразную величину и форму, но основная его масса сосредоточена в классе 0,074 мм. Наиболее тонкие частицы, по-видимому, имеют размер 5-10 микрон, но присутствуют в сырье в относительно малых количествах. Зерна кварца в основном бесцветны, кроме некоторых самых крупных частиц, имеющих серую розоватую окраску. В отдельных пробах наблюдалось присутствие на зернах кварца пленок гидроокислов железа, сообщающих ему окраску (розовую и ржаво-бурую). В отдельных зернах отмечено присутствие включений магнетита и титановых минералов. Интенсивно ожелезенные зерна и зерна, содержащие включения магнитных минералов, могут переходить при обогащении в магнитные фракции, кроме того, зерна кварца, имеющие в себе включения тяжелых минералов, могут плохо отделяться от рудных концентратов гравитационными методами. Наличие пленок на поверхности частиц может ухудшить результаты флотации и вызвать необходимость применения для получения некоторых продуктов операции флотооттирки.

Каолинит - основной минерал иловой фракции сырья Туганского месторождения. Во фракции 15 мм. его содержится более 80%. Особенна богата им фракция 5 мм. Некоторые исследованные в Базовой лабаратории пробы сырья Туганского месторождения имели не белую или розовую, как обычно, окраску иловой фракции, а темную, что явилось следствием заражения этой фракции гумусовыми веществами. Содержание каолинита в россыпях различно по разным участкам месторождения и составляет в среднем около 20%.

Вредные примеси. Согласно существующим техническим условиям на ильменитовые, рутиловые, монацитовые концентраты, кварц и каолиновое сырье вредными или вернее нежелательными примесями, ухудшающими качество минерального сырья и усложняющими его обогащение и переработку, можно считать следующие:

Примесь хрома обусловлена присутствием в россыпях минерала хромпикотита. Хромпикотит в виде изоморфной примеси в ильмените не содержится, поэтому он может выделятся в отдельные фракции в прцессе обогащения песков. Обычно концентрируется хромпикотит в электромагнитной фракции вместе с ильменитом.

На ильменитах в виде органо-минеральной пленки содержится органическое вещество, адсорбирующее каолинит и кварц. Последние в какой-то мере повышают в ильменитовых концентратах содержание Al2O3 и SiO2 и несколько разубоживают его. Эти пленки легко отделяются от зерен ильменита в процессе оттирки на флотационных машинах. Присутствующая органика на поверхности зерен не влияет на процессы обогащения и почти не сказывается на качестве минерального сырья.

Фосфор установлен только в монаците, в других минеральных формах не встречен.

Присутствие примазок гидроокислов железа на кварце ухудшает его качество как сырья для стекловарения, поэтому необходима специальная отработка его в плотных пульпах для удаления пленок.

Остальные примеси в виде тонких включений кварца в лейкоксене, газо-жидких и минеральных включений в цирконах не влияют существенно на качество концентратов.