Технологическая минералогия труднообогатимых марганцевых руд России

• Автор: Ожогина, Елена Германовна
• Шифр специальности: 25.00.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ МАРГАНЦА РОССИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МАРГАНЦЕВОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ
ВЛИЯНИЕ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
2.1. Карбонатные марганцевые руды осадочного генезиса
2.2. Карбонатные марганцевые руды вулканогенно-осадочного генезиса
2.3. Оксидные марганцевые руды гипергенного генезиса
3. ОСНОВНЫЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ,
ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАРГАНЦЕВЫХ РУД
3.1. Текстурно-структурные особенности марганцевых руд
3.2. Минеральный состав руд и форма нахождения
в них марганца
3.3. Минеральные формы вредных примесей
3.3.1. Минеральные формы фосфора
3.2.3. Формы вхождения кремнезема
3.3.3. Формы вхождения железа
3.4. Технологические свойства рудных минералов
4. РАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МАРГАНЦЕВЫХ РУД
5. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК ОСНОВА АПРИОРНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАРГАНЦЕВЫХ РУД И ОПТИМИЗАЦИИ
РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ СХЕМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время за рубежами России оказались основные сырьевые базы ряда стратегических и дефицитных видов минерального сырья, в том числе и крупные марганцеворудные месторождения с высококачественными рудами, оказавшиеся на Украине, в Грузии и в Казахстане. Поэтому для нужд народного хозяйства Россия вынуждена импортировать товарные марганцевые руды и продукты их передела. Создавшаяся напряженная ситуация вынуждает не только увеличивать объем поисковых и поисково-оценочных работ на марганец, но и изыскивать новые эффективные технологии обогащения и переработки низкокачественного марганцеворудного сырья, так как руды большей части оставшихся в России месторождений требуют специальных приемов переработки, поскольку они представлены в основном бедными фосфористыми, железистыми и кремнеземистыми разновидностями.
Для марганцевых руд характерен ряд особенностей состава и строения, влияющих на их качество и поведение в технологическом процессе. Это связано со сложным полимине-ральным составом руд, присутствием в них минералов как непрерывных, так и дискретных изоморфных рядов, нередко высокой дисперсностью рудных минералов и различными формами присутствия в руде вредных примесей, прежде всего фосфора. Традиционный эмпирический подход к разработке схем технологического передела таких руд далеко не всегда эффективен и обычно является высокозатратным. Все это значительно повышает роль технологической минералогии применительно к данному виду минерального сырья, так как его целенаправленное минералогическое изучение позволяет с минимальными затратами получить данные, необходимые для разработки оптимальных технологических схем.
Технологическая минералогия, как часть прикладной минералогии, существует практически с момента появления комплексного метода изучения полезных ископаемых, разработанного Н.М.Федоровским и подразумевающего «... совместную работу геологов, минералогов, обогатителей, химпков-технологов, металлургов и экономистов над единой проблемой освоения новых видов минерального сырья» [25]. Однако раньше при совместной работе минералогов и технологов роль минералогических исследований в основном сводилась к вспомогательным операциям по изучению минерального состава руд и продуктов их обогащения и к расчету баланса распределения полезных компонентов по минералам руд и концентратов. А гидро- и пирометаллургические схемы часто разрабатывались вообще без учета особенностей минерального состава сырья.

Лишь в 70-х годах прошлого века технологическая минералогия оформилась в самостоятельное научнее направление благодаря трудам А.И.Гинзбурга, И.Т.Александровой, Г.А.Сидоренко,В.З.Блисковского,А.Н.Вершинина,О.П. Иванова,Б.И.Пирогова,Н.Ф.Челищева, В.И.Ревнивцева, В.М.Изоитко, Т.С.Юсупова, Л.К.Яхонтовой, А.П.Грудева и ряда других исследователей.
Предмет, цели и задачи технологической минералогии были четко охарактеризованы
A.И.Гинзбургом и И.Т.Александровой [25]. Это направление в прикладной минералогии, изучающее зависимость технических и технологических свойств минералов от их состава и структуры, поведение минералов в технологических процессах и проводящее изыскания по направленному изменению свойств минералов с целью их разделения и обогащения.
Несколько позднее А.И.Гинзбург с соавторами более детально рассмотрел задачи технологической минералогии в программной статье [26]. К таким задачам были отнесены: 1) изучение минерального состава руд; 2) изучение пространственного распределения рудных минералов и составление минералого-технологических карт; 3) составление баланса распределения рудных элементов по минералам и изучение форм вхождения их в состав руд; 4) изучение гипергенных изменений руд; 5) изучение гранулометрического состава руд и степени раскрываемости зерен; 6) изучение зависимости технологических свойств минералов от особенностей их состава и структуры; 7) направленное изменение технологических свойств минералов; 8) изучение поведения минералов в технологическом процессе; 9) изучение отходов производства; 9) разработка безотходной технологии.
Все эти направления исследований в развернутом виде были подробно рассмотрены в книге А.И.Гинзбурга, В.И.Кузьмина и Г.А.Сидоренко «Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ» [27].
Примерно такой же круг задач технологической минералогии определил и Н.ФДелищев [124]. Он считал основными направлениями этой части прикладной минералогии «...исследование химического и агрегатного состояния руд, физических свойств, термической и химической устойчивости минералов, связи технологических свойств с условиями образования минералов, а также минералогических аспектов рационального использования недр и охраны окружающей среды».
В дальнейшем появилось много работ, детально рассматривающих отдельные направления технологической минералогии. Наиболее полно это отражено в работе
B.З.Блисковского [8], который выделил два самостоятельных раздела в технологической минералогии: техническое и обогатительное. Отметив, что граница между ними постепенно стирается по мере создания комбинированных схем переработки сырья, автор ведущую

Ниже рассмотрим главные, по нашему мнению, типоморфные признаки марганцевых руд, которые собственно и являются связующим звеном между генезисом руд и их технологическими свойствами. Исследования этих признаков проводились на материале технологических проб, в отборе которых автор не принимал непосредственного участия. Однако, генезис месторождений, представленных этими пробами, известен и не вызывает сомнений. При изучении продуктов обогащения появляется уникальная возможность выявления отдельных особенностей минералов, относящихся к категории типоморфных, решающим образом влияющих на процессы технологического передела марганцевых руд.
На примере карбонатных (родохрозитовых) руд осадочного, вулканогенно-осадочного генезиса и оксидных руд гипергенного происхождения рассмотрим, как на их минеральный состав и технологические свойства влияют исходный генезис и процессы пострудного преобразования.
2.1. Карбонатные марганцевые руды осадочного генезиса
Исследовались карбонатные марганцевые руды Тыньинского месторождения, расположенного в Северо-Уральском марганцеворудном бассейне и относящегося к месторождениям никопольского типа, которые принято считать осадочными [58,96]. Марганцевые руды североуральского рудного уровня, включающего верхнемеловой и палеогеновый рудоносные горизонты, формировались при размыве кор выветривания, развившихся на поверхности более древних пород в устойчивой тектонической обстановке. Определяющим локальным фактором осадочного рудогенеза в данном случае является литолого-фациальный фактор. Марганценосные формации локализовались среди терригенных отложений глауконит -кварцевого состава. В рудах присутствуют две генетические группы минералов: терригенные (аллохтонные), к которым относятся кварц, полевые шпаты, амфибол и аутогенные (автохтонные), главными из которых являются родохрозит и глауконит. К аутогенным (биогенным) минералам также относятся опал, кальцит, минералы фосфора.
В изученных нами пробах количественно преобладают конкреционно-глинистые и песчано-глинистые руды, характеризующиесяя достаточно сложным текстурным рисунком. В подчиненном количестве песчанистые и кремнистые разновидности.
Слоистые текстуры, обусловленные чередованием слоев различной мощности, различающихся как по количеству терригенного или кремнистого материала, так и по структуре главного рудного минерала- родохрозита, наблюдались нами в песчано-глинистых, песчанистых, а также в кремнистых рудах. В последних тонкая, нередко прерывистая слоистость обусловлена наличием тонких слойков родохрозита мощностью до 0,06 мм в кремнистой матрице. Слоистые текстуры для руд осадочного генезиса являются типоморфными, образо-