РАЗДЕЛ 2
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Вещественный состав проб окисленных железных руд
Для технологических исследований процесса направленного изменения физических свойств минералов использовалось железорудное сырье, включающее два типа руд: окисленные железные руды или обедненные богатые руды подземной добычи Кривбасса и окисленные железистые кварциты или бедные руды Скелеватского месторождения.
Пробы окисленной железной руды отобраны на всех шахтах Кривбасса с учетом их долевого участия в добыче товарной руды. Как показали результаты химического анализа, массовая доля железа общего в рудной массе, в среднем, составила примерно 44,6 %. Минеральный состав, текстурно-структурные особенности и физико-механические свойства окисленных железных руд являются следствием сложного комплекса процессов седиментации, диагенеза, метаморфизма, метасоматоза и гипергенеза, которые предопределяют закономерности в их изменчивости. Прежде всего, это проявляется в закономерной минералого-геохимической зональности внутри рудных тел окисленных железных руд. Магнетит, гематит и гидроксиды железа являются главными рудными минералами исследуемого железорудного сырья.
В зависимости от условий минералообразования они характеризуются значительным разнообразием морфологии и гранулометрии индивидов и агрегатов, определенным характером изоморфных замещений и широким диапазоном изменчивости физических и физико-химических, в том числе и технологических свойств.
В рудах Кривбасса наблюдаются пойкилитовые срастания рудных и не-рудных минералов [74-76].
При изучении шлифов образцов под микроскопом установлены размеры рудных и нерудных зерен минералов, что определило крупность измельчения после предварительного раздавливания образцов под прессом с чередованием рудоразборки, рассева по классам.
Результаты химического, минералогического, ситового и гравитационного анализов исходных проб руды приведены в табл. 2.1-2.5.
Природные минералы из руд выделялись методом ручной разборки на магнитном анализаторе АМ-1, а также сепараторе 259-СЭ [77-78].
Исследования выполнены на основных минералах: магнетите, гематите, мартите, гётите, гидроксидах железа, кварце.
Массовая доля железа в выделенном магнетите от 71,0 до 72,0 %, в гематите - от 69,1 до 70 %.
Размер зерен от 0,2 до 0,001 мм, преобладающий класс минус 0,074 мм плюс 0,044 мм.
Поведение рудных минералов при магнитном обогащении обусловлено, прежде всего, магнитными свойствами минералов, особенностями конституции, свойствами и способами рудоподготовки руды перед обогащением [79-81].
Особенностью исследуемых руд Кривбасса является наличие в рудах легкоразмокаемых минеральных примесей с размером индивидов и агрегатов от 0,5 до 0,005 мм и их массовая доля составляет от 5,6 до 7,3 % от общего объема руды.
Основным типом текстуры руд и кварцитов является слоистая, обусловленная перемежаемостью слоев различного минерального состава и изменчивостью размеров зерен и агрегатов минералов по слоям. Гранулометрия гематита в окисленных железистых кварцитах связана, в основном, с появлением мелкой и тонкой вкрапленности [82-84].
По вкрапленности окисленные железистые кварциты и богатые руды существенно отличаются, но по технологическим свойствам очень близки [85-87].
Таблица 2.1
Химический состав проб окисленных железных руд Кривбасса
МесторождениеКомпоненты, %FeFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOCO2SNa2OK2OP2O5nnnСкелеватскоеIV ж.г35,91,050,147,60,310,250,090,0240,100,0050,100,050,0320,45Vж.г37,91,952,044,00,190,140,070,200,180,0080,120,030,0641,45VIж.г36,71,351,046,70,220,240,080,0200,150,0040,140,030,0440,53Текущая руда подземной добычи44,62,5354,3339,620,300,420,230,0110,290,0910,210,160,041,96
Таблица 2.2
Минеральный состав проб окисленных железных руд Кривбасса
МесторождениеМассовая доля минерала (м) и железа (Fe), %МагнетитГематит + мартитГидроксиды железаКарбонатыСиликатыКварцАпа-титСуммаМFeМFeМFeМFeМFeМFeСкелеватскоеIV ж.г0,60,447,333,13,01,80,20,11,60,547,20,110035,9V ж.г1,81,343,330,310,06,00,40,101,10,2043,30,110037,9VI ж.г1,10,845,832,15,23,10,30,11,90,645,60,110036,7Текущая руда подземной добычи1,91,442,1525,914,58,70,653,11,01,939,70,110044,6
Таблица 2.3
Ситовый анализ проб окисленных железных руд Кривбасса (І стадия измельчения)
Крупность, ммСкелеватское месторождениеРуда подземной добычиIV ж.гVж.гVIж.гвыход, %массовая доля Fe,%выход, %массовая доля Fe,%выход, %массовая доля Fe,%выход, %массовая доля Fe,%+0,250,625,41,129,41,428,25,939,2-0,25 + 0,167,927,37,229,97,629,014,139,3-0,16 + 0,1013,434,810,638,711,237,015,948,4-0,10 + 0,0748,141,911,242,810,041,24,244.90,074 + 0,04427,442,033,543,634,742,621,048,20,044 + 0,02019,633,73,834,79,336,716,041,7-0,020 + 0,01012,429,917,428,814,824,014,643,8-0,01010,635,015,236,811,037,28,347,9Исходная10035,910037,910036,710044,6
Таблица 2.4
Гравитационный анализ проб окисленных железных кварцитов Скелеватского месторождения
Истинная плотность, кг/м3Пробы железистых горизонтов при крупности измельчения, %IVж.гVж.гVI ж.г70 % класса
-0,074 мм95 % класса
- 0,044 мм70 % класса
-0,074 мм95 % класса
- 0,044 мм70 % класса
-0,074 мм95 % класса
- 0,044 ммвыходмассо-вая доля Feвыходмассо-вая доля Feвыходмассо-вая доля Feвыходмассо-вая доля Feвыходмассо-вая доля Feвыходмассо-вая доля Fe-280035,84,335,43,230,24,431,23,334,34,134,43,02800-420019,641,93,834,920,443,85,136,519,741,75,136,7> 420034,066,040,167,032,265,840,166,635,065,740,567,5Шламы10,635,020,731,515,236,822,633,711,037,220,032,3Исходная10035,910035,910037,910037,910036,7