CC BY
30
© Б.А. Кутлин, 2004
УДК 622-1 Б.А. Кутлин
РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАВИКОВОШПАТОВЫХ РУД НА ОСНОВЕ ИХ СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
зучение минералого-петрографи-
ческих, текстурно-структурных особенностей руд, в частности размеров, формы и пространственного распределения минералов, морфологии и мощности рудных тел, характер их контактов с вмещающими породами проводилось на основании геологических материалов и материалов эксплуатации месторождений, составляющих сырьевую базу ГОКа Бор-Ундур.
По структурно-текстурным признакам на месторождениях выделены следующие природные разновидности руд, встречающиеся в различных сочетаниях: массивные, брекчие-вые, прожилковые, прожилково-вкрап-ленные, метаколлоидные, флюоритизированные породы.
В данном случае при оценке контрастности наряду с содержанием флюорита рассматривались структурно-текстурные характеристики руды, так как при наличии тесного взаимопро-растания флюорита и кварца оценка контрастности руды, исходя только из содержания полезного компонента, недостаточно информативна.
Рассматривая характеристику руд с точки зрения разделения флюорита установлено, что показатель контрастности изменяется от максимального, когда встречаются раздельные образования кальцита и флюорита до минимального при их тесном взаимопрорастании.
Для количественной характеристики контрастности полезного ископаемого принят так называемый «показатель контрастности»,
представляющий собой средневзвешенное из отклонений содержание ценного компонента в кусках от среднего содержания его в руде, отнесенное к этому среднему. Показатель контрастности (М) определяется уравнением [1,2]:
г = п
Ё к- -«I
М = ------------я, (1)
а
где М - показатель контрастности руды (отвлеченное число); а - среднее содержание полезного компонента в руде, %; у - то же, в отдельных кусках изучаемой пробы, %; я - доля веса куска руды в общем весе пробы, доли единицы; п - число кусков;
Однако интегральная оценка контрастности не может быть окончательным и единственным критерием применимости методов покусковой или порционной сепарации дробленых руд в силу ряда причин.
Во-первых, в интегрально «неконтрастных» рудах часть материала образована при добыче отдельных блоков, имеющих массивную или брекчиевую текстуру, руда в которых достаточно контрастна и пригодна к обогащению. Во-вторых, значительное снижение контрастности вследствие аддитивности параметра часто обусловлено повышенным выходом мета-коллоидных руд, имеющих аномально низкую контрастность. В обоих случаях в руде в большей или меньшей мере присутствуют фракции, характеризующиеся достаточной контрастностью, пригодные к покусковой или порционной сепарации.
На рис. 1 и 2 представлены показатели фракционного анализа существенно отличающихся типов руд: массивной и метаколлоид-ной. Для руд массивной текстуры зависимости характеризуются локальным увеличением выхода относительно бедной и богатой флюоритом фракций, что обусловлено достаточно высокой степенью раскрытия минеральных комплексов уже на стадии дробления. Сравнительный анализ полученных результатов показыва-
Таблица 1
Критерии для оценки параметров распределения ценных компонентов в руде
Критерий Обозначе- ние Расчетная функция Физический смысл
Выход "хвостового" класса 7» Ух = У0-20% Критерий позволяет оценить, выход хвостов при обогащении руды по схеме с предконцентрацией
Контрастность по "хвостовому" классу К„ Ко,= У0-10%/ У10-20% Критерий позволяет оценить, насколько эффективно может быть выделен "хвостовой класс"
Выход "обогащенного" класса Уо Уо = Уб0-100% Критерий позволяет оценить, выход концентрата при обогащении руды по схеме с получением товарного концентрата из дробленой руды
Контрастность по "обогащенному" классу К06 Кх,= У70-80%/ Уб0-70% Критерий позволяет оценить, насколько эффективно может быть выделен "обогащенный класс"
Выход "неконтрастного" класса Ун Уо = У30-60 Критерий позволяет оценить выход сростков, для разделения которых необходимо измельчение руды.
ет, что массивные руды характеризуются очень высоким выходом бедных фракций, представленных кварцем с редкими вкраплениями флюорита (содержание флюорита 0-20%).
Исходя из установленных закономерностей изменения кривых контрастности для плавиковошпатовых руд различного генезиса, целесообразно использовать комплекс критериев, оценивающих свойства руды по ее фракционному составу. Разработанные критерии, и их характеристики представлены в табл. 1.
Выбор в качестве критерия выхода "хвостового" класса Кхв однозначно обусловлен требованиями обогатителей к максимизации выхода хвостов (продукта с минимальным содержанием ценных компонентов) при переработке руды по схеме с предварительной концентрацией. Выбор в качестве критерия выхода "обогащенного" класса Ко6 также однозначно обусловлен требованиями обогатителей к максимизации выхода концентрата (продукта с товарным содержанием ценных компонентов) при переработке руды по схеме с получением товарного концентрата из дробленых руд.
В табл. 2 приведены значения критериев для плавиковошпатовых руд месторождения
Хажуу-Улан различной структуры.
Анализ полученных результатов показывает, что руда массивной структуры характеризуется как наибольшими выходами обогащенного и хвостового класса, так и максимальной контрастностью по обогащенному и хвостовому классам. Снижение крупности фракции в результате додрабливания ведет к заметному увеличению выходов обогащенного и хвостового класса. Руда брекчиевой текстуры характеризуется заметно меньшими значениями перечисленных критериев для фракции -150 +100 мм и практически близкими значениями к массивной руде для фракции -50 +25 мм. Характерно, что для обеих рассматриваемых фракций практически одинаковы значения критериев контрастности по обогащенному и хвостовому классам. Это позволяет рассматривать критерии Ко6 и Кхв как несущие генезисоструктурную информацию о типе перерабатываемой руды.
Руды прожилково-вкрапленной структуры характеризуются заметно меньшими значениями выходов обогащенного и хвостового класса и контрастностью по обогащенному и хвостовому классам, чем соответствующие значения
Таблица 2
Значения параметров контрастности руд месторождения Хажуу-Улан
Тип (структура) руды и крупность фракции Значения параметров контрастности
Ухн к„ То к„6 У.
Массивная, класс -150 +100 мм 65,1 8,3 19,9 1,5 15,0
Массивная, класс -50+25 мм 69,5 8,4 22,3 1,6 8,2
Брекчиевая, класс - 50 +100 мм 61,4 4,7 16,6 0,75 22,0
Брекчиевая, класс -50+25 мм 67,5 4,8 20,1 0,78 12,4
Прожилково-вкрапленная-150 +100 мм 56,3 3,9 15,7 0,68 30,0
Прожилко-вкрапленная -50+25 мм 58,5 4,0 18,4 0,70 23,1
Метаколлоидная, класс -150 +100 мм 41,5 3,0 12,5 0,51 55,5
Метаколлоидная, -50+25 мм 42,2 3,0 13,6 0,52 46,2
Содержание флюорита,%
Содержание флюорита,%
Рис. 1, 2. Зависимости параметров контрастности массивной (а) и метаколлоидной (б) руды месторождения Хажу-Улан, класс - 150 + 100 мм: 1- Выход фракции; 2 - Извлечение флюорита во фракцию; 3 - Суммарный выход; 4 - Суммарное извлечение флюорита
для руд брекчиевой текстуры. Еще более резко уменьшаются соответствующие значения критериев для метаколлоидного типа плавиковошпатовой руды (табл. 2).
На основании сравнительного анализа контрастности физических свойств флюори-товых руд и развития методов крупнокусковой сортировки в настоящей работе выбраны для исследования фотолюминесцентная сепарация, рентгенолюминесцентная сепарация и отсадка. При этом в качестве разделительных признаков могут быть использованы вторичная люминесценция флюорита и различие в значениях плотности
Изучение возможности применения фо-толюминесцентной сепарации проводилось на стендовой установке Ленинабадского горно-химического комбината. Было проведено определение фотолюминесцентной контрастности и опыты покусковой сортировки исходных классов - 150 +100; - 100 + 75; - 50 + 30; - 30 + 15 мм, а также аналогичных классов, выделенных при додрабливании класса + 150 мм.
Испытания проводились на сепараторе «Фотон» на рудах текущей переработки. Питание сепаратора осуществлялось подрешет-ным продуктом грохота ГИТ-51. Испытания
Таблица 3
Результаты испытании руд на обогатимость на сепараторах ЛС
Место- рожде- ние Показа- тели Классы крупности, мм
-200+100 -100+50 -50+25 Руда, исходная
Пита- ние Руда Поро- да Пита- ние Руда Поро- да Пита- ние Руда Поро- да Пита- ние Руда Поро- да
Бор-Ундур Выход, % 100 47,6 52,4 100 62,2 37,8 100 54,6 45,4 100 71,9 26,1
Масс. доля СаБ2, % 20,9 39,0 4,6 25,9 38,1 5,9 25,9 42,4 6,1 31,7 41,2 5,6
СаС03,% 1,27 1 3 1,25 1,15 1,17 1,11 1,25 1,33 1,1 1,26 1,25 1,15
Извлеч., СаБ2, % 100 88,6 11,4 100 91,4 8,6 100 89,3 10,7 100 95,3 4,7
СаС03,% 100 48,6 51,4 100 63,4 36,6 100 59,3 40,7 100 76,2 23,8
Урген Выход, % 100 61,1 38,9 100 53,7 46,3 100 62,3 37,7 100 76,3 23,7
Масс. доля СаБ2, % 26,8 41,0 4,4 28,8 45,2 9,8 32,4 46,5 9,1 37,4 44,2 8,0
СаС03,% 36,5 11,0 76,7 31,7 8,6 58,4 25,1 10,0 50,1 21,7 9,9 61,9
Извлеч.. 100 93,6 6,4 100 94,3 15,7 100 89,4 10,6 100 94,9 5,1
проводились в режиме «руда - порода» и «концентрат - промпродукт» на представительных пробах различных месторождений.
Анализ результатов показывает, что при работе в режиме «руда - порода» выход породы в машинном классе составляет 15 -25% при содержании 5-7% СаГ2, что вполне приемлемо для данного типа руд с экономических позиций.
Изучение возможности применения радиометрической сепарации для предварительного обогащения руд месторождений Бор-Ундур и Урген проводилось на стендовой установке и опытных образцах рентгенолюминесцентных сепараторов СЛ-50 и СЛ-100 на временной радиометрической установке Кольского филиала спеццентра "Сиб-цветметавтоматика" (г. Апатиты).
Испытания сепараторов проводились в режиме "руда (промпродукт)-порода" на пробах руды крупностью -200+100, -100+50, -50+25 мм предварительно отмытых от глинистого материала. Результаты испытаний (табл. 5) показали принципиальную возможность применения рентгенолюминесцентной сепарации для предварительного обогащения плавиковошпатовых руд в режиме "руда (промпродукт) -порода", что позволило
предложить вариант увеличения производственной мощности ГОКа с 400 тыс. т по переработке руды в год до 500-600 тыс. тонн, с установкой 6-7 сепараторов. Изучение воз-
1. Митрофанов С.И., Барский Л.А., Самыгин БД, Исследование полезных ископаемых на обогатимость. -М.: Недра, 1974. - 352 с.
2. Мокроусое Б.А. Радиометрическое обогащение и его технологические возможности. // Минеральное сырье. - М.: - 1975. - вып. 26. - С. 5—13.
можности применения отсадки производилось на стендовой установке института «Ги-промашуглеобогащение» с дальнейшими испытаниями непосредственно на ОФ ГОКа Бор-Ундур. Промышленные испытания подтвердили принципиальную возможность выделения из низкосортных плавикошпатовых руд с содержанием 30-35% флюорита металлургического концентрата марки ФГ-75 и породы с содержанием флюорита 9-14% (табл. 6).
Таким образом, руды, отнесенные согласно стандартной методики оценки к низкоконтрастным, достаточно эффективно обогащаются с применением методов фотолю-минесцентной, рентгенолюминисцентной сепарации и отсадки. При этом, как и следовало из проведенной нами оценки с применением разработанных критериев, наиболее эффективной является схема, предусматривающая получение кондиционных хвостов и промпродукта, поступающего на додрабли-вание и последующее обогащение.
В целом промышленные испытания на различных типах аппаратов для крупнокусковой сортировки подтвердили предположения и позволили сделать выводы о применимости метода оценки технологических свойств руд по разработанным критериям и рекомендовать его к использованию в дальнейшей постоянной работе.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Технологическая оценка и классификация плавикошпатовых руд Юго-Восточного Забайкалья. - М., 1968. - 85 с.
4. Кутлин Б.А., Лысенко А.А., Даеаасамбуу Д. Предварительное обогащение флюоритовых руд на предприятиях СО «Монголросцветмет» // Горный журнал. -2000. - № 2. - С. 28-30.
— Коротко об авторах -------------------------------
Кутлин Б.А. - Горно-обогатительный комбинат «Бор-Ундур».
