CC BY
48
© В.Н. Попов, В.В. Руденко, С. Ганжаргал, А.М. Ахмедов, 2006
УДК 661.56:504.06
В.Н. Попов, В.В. Руденко, С. Ганжаргал,
А.М. Ахмедов
МЕТОДЫ ГЕОЛОГО-ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАПАСОВ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ РУД, ПОВЫШАЮЩИЕ ПОЛНОТУ И КАЧЕСТВО ИХ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ НЕДР
Месторождения цветных металлов на всех стадиях их разведки и эксплуатации изучаются по различным направлениям геологических наук (литология, петрография, структурная геология, минералогия, геохимия и др.). В связи с длительностью процессов геологоразведочных работ и эксплуатации месторождений, накапливаемые за многие годы материалы различных исследований характеризуются методической пестротой и фрагментарностью (в частности из-за локальности наблюдений в тот или иной период), что обусловливает большие трудности, а нередко и невозможность сведения их в единое и взаимодополняющее целое. Принято считать, что чем больше методов исследований применено при изучении объекта, тем выше уровень его познания, однако наиболее часто мы сталкиваемся с такой картиной: различные литологические, петрографические, структурные, минералого-геохимические, геофизические и другие исследования, выполненные в разные периоды (соответственно и на разной фактической геологической основе)нацеливались на решение нередко частных задач без необходимой увязки между собой. В итоге каждое конкретное исследование выступает в качестве автономного и частного результата, а их формальная сумма не создает нового и
единого качества, т.е. комплексность оказывается иллюзорной.
Из сказанного следует основополагающий вывод: детальное изучение месторождений должно производиться исходя из принципа единства и целостности всех его характеристических особенностей. Правомерность и необходимость такого подхода вытекает из самой сущности объекта как природного образования. Развивая это положение необходимо подчеркнуть, что процесс изучения должен быть построен таким образом, чтобы отдельные составные части и параметры объекта исследовались не только сами по себе (скажем, структура месторождения, форма рудных тел, околорудные изменения пород, минеральный состав руд, особенности распространения отдельных элементов, их изотопный состав и т.п.), но обязательно во взаимной связи и обусловленности, т.е. с позиций детерминизма.
Ярким примером методической неувязки результатов разнонаправленного изучения руд с целью их геологотехнологического картирования является месторождение «Эрдэнэтийн-Овоо», разрабатываемое открытым способом.
Многоэтапность условий минералооб-разования медно-молибденовых руд месторождения, связанная с неоднократным проявлением тектонических подвижек и влиянием рудно-магмати-ческих процес-
сов, обусловила определенные закономерности геолого-мине-ралого-
технологической неоднородности месторождения в целом и отдельных его участков.
За 15 лет работы горно-обогатительного комбината «Эрдэнэт» геологами, маркшейдерами, горняками, обогатителями накоплен большой фактический материал по геолого-технологи-ческой оценке руд месторождения.
Сложность вещественного состава и текстурно-структурных признаков руд предопределили схему рудоподготовки и флотации с выделением коллективного медного, молибденового и пиритного концентратов.
Выявлены основные природные факторы (минералого-геохимическая и технологическая зональность месторождения; морфология, размеры, неоднородность оруденения; степень тектонической нарушенности руд; минеральный состав рудной фазы; минеральный состав нерудной фазы; текстурно-струк-турные особенности) взаимосвязанные с технологическими (изменения свойств минералов (руд) в процессе рудоподготовки, факторы, определяющие потери полезных компонентов, особенности поведения минералов при флотации) и в совокупности обусловливающие обогатимость руд.
При геолого-технологической оценке руд и картировании крайне важно учесть уровень изменений природных свойств в технологическом режиме. В конечном итоге это должно найти отражение в геометризации сортов труднообогатимых руд как с точки зрения рудоподготовки, так и особенностей флотируемости (качества селекции минералов) при обогащении. Зная, каким образом этапность природного минералообразования связана с геологической сложностью месторождения, можно проследить в пространственно -времен-ном аспекте особенности и закономерности формирования технологических свойств руд.
Первым этапом геолого-техноло-гического картирования является разра-
ботка геолого-минералого-технологи-
ческой классификации типов и сортов руд, выделение которых осуществляется на геолого-структурной и генетической основе. При этом тип и сорт руд выделяются не на основе статистических данных, а с учетом связи конкретных минеральных парагенетических ассоциаций, их текстурно-структурных признаков, физикомеханических свойств.
Геолого-технологический тип руды геометризуется в пространстве, а все входящие в него сорта обогащаются по одной схеме.
Геолого-технологический сорт руды объединяет одну или несколько минеральных разновидностей с близкими параметрами информативных признаков, обеспечивающих получение близких показателей при определенной схеме обогащения. Сорта также геометризуются на месторождении и различаются разными комбинациями показателей обогащения. Подсорт руды выделяется по одному из наиболее характерных признаков внутри сорта, например, по содержанию вредного компонента (А8, РЬ) и др.
При определении критериев выделения типов и сортов руд, что должно быть положено в основу геолого-тех-
нологического картирования месторождения, важно четко их увязать с минеральными формами меди и типоморфными минеральными ассоциациями, особенно с геолого-структурными позициями руд.
Как показывает опыт геолого-тех-нологического картирования и геометризации месторождений, минералоготехнологические признаки, определяющие особенности обогатимости руд, не остаются постоянными на месторождении, изменяясь по числу и степени проявления. Правильный их учет, установление участков наиболее резкого проявления каждого из признаков имеет исключительно большое практическое
Типизация классификационных признаков для геолого-технологической оценки руд СЗ участка месторождения Эрдэнэтийн-Овоо для рудопотока на ОФ
Природные типы руд Процентное соотношение площадей Вмещающие породы, текстура Минералогический состав І Текстурные разновидности промышленных типов руд Предельные показатели качества содержание общей меди в % Кондиции по содержанию общей меди, % Балансовая руда
0 5 ^ ч а ы 1 р П 0 И § 1 ил 1 і 2 — м а Пв Прожилковые і ап & а В 3 н 4 я X Соотношение площадей в отн. %
Гнезда і о
5 « я - 5 6 К Си<0,1 Си<0,15 Си>0,1 Си>0,25 Си<0,25 Си>0,25 Си<0,35 Си>0,35 Сиоб, % Сиок, Отн. % Си1, Отн. % Мо, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Горизонт 1370 Горизонт 1370
Смешанные руды из первичных и вторичных минералов меди 77,4 Переходная зона от балансовых к забалансовым. Гранодиорит, среднезернистой массивной текстуры кварц до 20 % ю к ч о 2 Минерализованная порода 9,7
Некондиционная руда 16,8 ох 4 3, о" V =3 о о С % ох 0 1 1П - т о ■О л > <3 о О 2 п Л О вс он 2 8 я ч 2 я п ю Й я рэ со
Пирит, халькопирит, нит, халькозин Окисленная руда СихСи>20% 5,0 5,0 5,0 0,022 редко 0,025 + 0,035
Сульфидная руда СихСи<4% •, 10,9 10,9 10,9 о ■I- о 9, ,0 о и р
Смешанная руда СихСи<20% 10,9 6,6 8,7 9 редко 40 - 45
Смешанные руды из первичных, вторичных и окисленных минера- 12,9 Гранодиорит-порфиры порфировидной структуры и текстуры кварц до 25% Пирит, халькозин, кове-ллин, молибденит, халькопирит, брошантит, би- Минерализованная порода 10,5 00 § § а
Некондицион- о о" •I-
ная руда • , 11,8 1П •I- О ■о ■О
Окисленная & 0,40 1П 1
руда Л* 11,8 22,4
Первичные руды Смешанные руды из вторичных минералов меди и пирита -
<1 о К) ы
Г ранодиорит-порфиры и
Пирит, халькопирит, молибденит Пирит, халькозин, ковел-лин, молибденит, халькопирит, брошантит, бирюза 4-
Смешанная руда Сульфидная руда Окисленная руда Некондиционная руда Смешанная руда Смешанная руда Сульфидная руда 'Л
ф° 0\
X 40 о
ы
19,0 и
10,5 4-
21,4 С/1
19,1 16,7 23,8 00 <1 100 32,9 С“\
X
40
ы о
ы
Продолжение таблицы
Крепость руд, пород р л ° І ^ ва - о ч и Трещиноватость Шламообразующие мине- Степень обо- Технологические сорта Участки для отра-
ралы по карте с выделением 7 зон, ш. м. в % гатимости, % ботки (длина подви-гания фронта очистных работ 1о, м,
угол откоса уступа р,°)
22 23 24 25 26 27 28
Горизонт 1370 Горизонт 1370
2,38- Трещиноватость разноори- Западный борт: Западный Вторичные сульфид- Западный борт
8-12 2,73 ентированная, неравномер- борт ные руды 1о = 25 - 50 м
9-13 Среднее ная от средней до сильнои №1 - центральная часть, Сиок < 4,5% отн. в = 45°
2,54 15 - 20% ш.м. извлечение
8-12 2,38-2,74 Среднее 2,54 Развиты процессы катакла-за, милотинезации. Система взаимопараллель- №2 - пересекают северную часть 25-30% ш.м. №3 - СЗ, Ю, С, 20-25% №4 - пересекают южный участок 20-25% ш.м. №6 - СЗ, Ю, С, 30 - 50% ш. м. 80-85%; Южная часть ССи до 50% отн. Смешанные руды с повышенной шлами- Северный борт 1о = 25 - 50 м в = 45°
8-12 Среднее 2,54 ных зон дробления расслан-цевания, частично процессы до 80% кварца 40 -45% Восточный
выветривания тостью Сспок от 5 - 15% (купритосодержащие) Восточный борт 1о = 50 - 75 м в = 56°
8-12 2,73 Восточный борт: №7 - 30-50% ш.м. №5 - 30-50% ш.м. Проблемные руды борт извлечение до 80% кварца 40 -45% Окисленные ССиок > 15% Южный борт 1о = 25 - 50 м в = 45°
Примечание: Ф - прожилковые текстуры, • - вкрапленные, о! - гнезда, - сЫпь; > примазки, налеты
Структурная схема геолого-горно-піехнологической оценки качества запасов руд (а, б)
значение, так как дает необходимый материал для составления геолого-
технологичеких карт прогноза обогатимо-сти руд. Причем, наиболее универсальной закономерностью месторождений различных генетических типов является минералогическая зональность, с которой, прежде всего и связаны закономерности в изменениях технологических свойств руд,
Геолого-структурная позиция месторождения, три основных типа нарушений учтены при геолого-технологи-ческом картировании в связи с оконтуриванием типов и сортов, типизацией параметров вещественного состава и технологических особенностей руд.
Произведено районирование месторождения Эрденетийн-Овоо на участки различной геолого-структурной и минерало-го-генетической сложности. Принимая во внимание предполагаемую изменчивость физико-механических свойств этих участков, выделяются участки труднообогати-мых руд как по раскрытию рудных и нерудных минералов, так и по характеру их изменчивости при рудоподготовке и обогащении.
Непосредственное представление о количественных взаимосвязях вещественного состава руд с конкретными показателями их обогащения дают минералогопетрографические и физико-химические факторы.
Технологические свойства руд обусловлены особенностями их вещественного состава, поэтому изучение зависимостей между ними составляет основное содержание технологической оценки руд.
В процессе взаимоувязанного изучения технологических свойств и особенностей вещественного состава руд возникает одна из основных задач - их типизация, состоящая в разделении руд по степени однородности этих свойств и особенностей на природные типы и разновидности; затем с учетом данных технологических исследований - на технологические типы и сорта.
Оценивая значение минеральных ассоциаций и структур руд в процессе обогащения, необходимо учитывать высокую степень неоднородности состава и свойств ассоциирующих основных рудных минералов на разных горизонтах месторождения в результате проявления минералого-геохимическои зональности, а также широкий диапазон изменения свойств минералов, природной и технологической гранулометрии.
Исследованиями, выполненными Д. Даваасамбуу, установлено значение рудных и нерудных минералов, типов их срастаний в получении качественных показателей обогащения из руд различных природных типов. В частности, показано, что при снижении содержания меди в руде с глубиной рудного тела от 0,86 до 0,4 % увеличивается доля меди в тонких включениях (менее 0,08 мм от 54,7 % до 72,5 %, а размером менее 0,016 мм - от 4,8 до 10,4 %).
Изменение свойств минералов (руд) в процессе рудоподготовки характеризуется: избирательностью измельчения рудных и нерудных минералов; морфологией и свойствами рудных частиц; переизмель-чением минералов (руд); засорением концентратов шламуемостью, флокулируемо-стью частиц.
Появление нефлотируемых минералов (тенорит, халькантит и другие); резкое возрастание окисленных форм минералов меди и молибдена, а также возрастание в руде выделений рудных минералов крупностью 10 мкм и менее являются факторами, которые определяют потери полезных компонентов.
К особенностям поведения минералов при флотации отнесены: образование частиц с определенной кристаллографической ориентировкой и характером поверхности; раскрытие минералов с образованием частиц различной гранулометрии, определяющих селекцию; негативное влияние на эффективность флотации глинистых и мелкочешуйчатых слюдистых минералов, гипса,
ангидрита и окисленных минералов меди и молибдена.
Из вышеизложенного очевидно, что процесс обогащения зависит от комплекса показателей формирования рудопотоков в недрах при планировании горных работ, стабилизации их при добыче и усреднении, которое является межзабойным и в том числе от уровня потерь и разубожива-ния.
Для повышения результативности гео-лого-технологического картирования месторождения, произведенного традиционными методами разработана природная объемная структурно-вещест-венная модель месторождения которая является основой для геолого-горно-технологической оценки качества запасов медномолибденовых руд, структурная схема которой представлена на рисунке.
На примере 1370 горизонта (таблица) произведена типизация классификацион-
ных признаков для геолого-горно-
технологической оценки качества запасов медно-молибденовых руд, на основе которой при наличии данных по обога-тимости руд будут составлены сортовые карты рабочих горизонтов.
Предлагаемая геолого-горно-тех-
нологическая оценка качества запасов медно-молибденовых руд, во-первых, будет способствовать повышению стабильности формирования рудопотоков на ОФ, во-вторых, позволит комплексно переработать минеральное сырье. Для условий СП «Эрдэнэт» это тем более важно, так как все более ощутимо встают проблемы комплексного использования руд, изменения кондиций на минеральное сырье при углублении карьера, применения инновационных технологий переработки руд и в целом повышения прибыли.
— Коротко об авторах
Попов В.Н. - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Маркшейдерское дело и геодезия»,
Руденко В.В. - доктор технических наук, профессор,
Ганжаргал С., Ахмедов А.М. -
Московский государственный горный университет.
