Вмещающие породы Сопчеозерского хромитового месторождения - сырье для производства огнеупоров

• Автор: Белогурова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 185 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОСИЛИКАТНЫХ ОГНЕУПОРОВ. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ.
1.1. Характеристика месторождений магнезиальносиликатного сырья
1.2. Требования на магнезиальносиликатное огнеупорное сырье
1.3. Основные особенности технологии производства форстеритовых огнеупоров в зависимости от качества исходного сырья
2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВМЕЩАЮЩИХ ДУНИТОВ СОПЧЕОЗЕРСКО-
го месторождения хромитов (смх), как сырья для
ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРОВ
2.1. Дуниты средней части СМХ
2.2. Отбор малообъемных технологических проб дунитов
2.3. Минералогическое, петрографическое и химико-аналитическое исследование дунитов
3. ГРАНУЛОМЕТРИЯ ВМЕЩАЮЩИХ ДУНИТОВ
4. УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЛИВИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ МАГНИТНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ
5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ НА ОСНОВЕ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД
5.1. Выбор гранулометрического состава шихты и его влияние на свойства огнеупорных материалов
5.2. Корректировка химического состава сырья, выбор давления прессования
5.3. Режим высокотемпературного обжига
5.4. Влияние температуры предварительного обжига на характеристики брикета и изделий, получаемых на его основе
5.5. Исследование бедной хромитовой руды в качестве сырья для получения форстеритохромитовых огнеупорных материалов
5.6. Огнеупоры на основе средней хромитовой руды
6. НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ.
6.1. Выбор критерия термостойкости
6.2. Оценка коэффициента теплопроводности
6.3. Улучшение показателя термостойкости
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Значительный ущерб окружающей среде наносит горнопромышленный комплекс. В большинстве случаев количество вскрышных пород на месторождении превышает количество самого полезного ископаемого. Приходится отчуждать огромные территории под их хранение, находить способы минимизации загрязнения атмосферы, подземных и поверхностных вод. Длительный характер нарушения экологического равновесия особенно сказывается в экстремальных условиях Заполярья.
Кольский полуостров относится к феноскандинавской щелочно-ультраосновной провинции, поэтому горнопромышленные отходы многих месторождений представлены в основной своей массе магнезиальносиликатными породами, которые при достаточном качестве являются перспективным сырьем для форстеритовых огнеупоров.
В настоящее время в Мурманской области ведутся разведочнодобычные работы на Сопчеозерском месторождении хромитов. При экологической экспертизе обязательно решение проблемы отходов, так как спектр влияния на биосферу загрязнителей, образующихся в результате его разработки может быть достаточно широк. Вмещающими породами на Сопчеозерском хромитовом месторождении являются дуниты, в их составе присутствуют акцессорные сульфиды и оксиды тяжелых цветных металлов, что обусловлено непосредственным контактом вмещающих пород с рудным телом. Некоторые силикаты (оливин, серпентин) содержат изоморфную примесь тяжелых металлов, прежде всего никеля и марганца. Вследствие потерь основного полезного ископаемого вмещающие породы дополнительно загрязняются рудными минералами. При хранении, в процессе выветривания эти компоненты (никель, хром, марганец, цинк, кобальт) переходят в водорастворимую форму. Хотя этот процесс длителен, содержание цветных металлов в составе поровых растворов многократно превосходит предельно допустимые концентрации /1/.
Использование дунитов в качестве сырья для получения форстеритовых огнеупоров позволит повысить рентабельность добычи основного полезного ископаемого и снизить отрицательную нагрузку на окружающую среду. Вовлечение в переработку вторичного сырья решает и другую важную

экологическую задачу - снижение потребности в первичном сырье, а, следовательно, в специальных горных выработках.
Для подтверждения возможности использования вмещающих дунитов как огнеупорного сырья необходимо всестороннее минералогическое, петрографическое, химико-аналитическое и технологическое их исследование.
Форстеритовые огнеупоры, благодаря низкой теплопроводности и смачиваемости металлами, могут использоваться в футеровках взамен дорогостоящих периклазовых изделий. Форстеритохромитовые изделия заменяют периклазохромитовые в мартеновских печах при кладке сводов шлаковиков и регенераторов, а безобжиговые форстеритовые - хромитопериклазовые для футеровки стен. Можно полностью или частично заменить периклазовый порошок на магнезиальносиликатное сырье (оливинит, дунит) в производстве ковшевых изделий. Стоимость форстеритовых сталеразливочных стаканов намного меньше, чем периклазовых и, кроме того, они меньше зарастают и изнашиваются. Фурмы на основе форстерита для продувки металла в сталеразливочном ковше инертными газами имеют износ, не превышающий износа фурм из плавленого периклазового порошка. Литые бетоны из обожженного дунита на связке из полифосфата натрия применяют для пода вагонеток туннельных печей, стойкость футеровок выше, чем при использовании хро-митопериклазовых изделий.
К тому же магнезитовые месторождения частично отработаны, и рациональное использование этого высококачественного сырья обуславливает целесообразность его экономии. Существует реальная необходимость вовлечения в производство менее дефицитного оливинового сырья, продукт переработки которого будет обладать похожими или близкими к ним свойствами
Перспективное промышленное направление получения огнеупоров из оливинсодержащего сырья сдерживается основным недостатком форстеритовых огнеупоров - низкой устойчивостью к резким перепадам температур (низкой термостойкостью). В существующей практике термостойкость огнеупоров оценивают на основании критериальных уравнений, ключевую роль в которых играет теплопроводность. Именно через нее реализуется механизм взаимодействия теплового потока с футеровкой. Теоретические вопросы термостойкости и теплопроводности, несмотря на их важность, недостаточно

Отмеченные особенности формирования вмещающих пород обусловили проведение более детального исследования химического и минерального составов дунитов первоочередного северо-западного участка месторождения, на котором уже начато полупромышленная добыча руды открытым способом. В связи с повышенным количеством вторичных изменений в этих дуни-тах (оталькование, серпентинизация, хлоритизация), особое внимание уделялось поискам путей снижения содержания вредных примесей на стадии подготовки сырья к переработке.
Осмотр вскрытой части месторождения подтвердил, что рудное тело дунитов пересечено многочисленными жилами и дайками. В таких условиях представительной может быть только проба значительного объема, требующая на стадии первичной рудоподготовки неоправданно больших затрат. Использование такой пробы в последующих опытно-промышленных испытаниях нецелесообразно ввиду низкого качества составляющих её дунитов. Поэтому исследования проводили с восьмью малообъемными технологическими пробами из кернового материала разведочных скважин. Характеристика и объем проб приведен в табл.2.5.
Таблица 2.
Технологические пробы дунитов
П/п № Проба Скважина Масса пробы, кг Крупность после измельчения, мм
1 ПР 1 1600 46.2 -3.0+
2 ПР 2 1601 29.0 -3.0+
3 ПРЗ 1602 34,7 -3.0+
4 ПР 4 1603 54.5 -3.0+
5 ПР 5 1659, 1504 1613,1672, 1519 107.3 -3.0+
6 ПР 6 со? 93.0 -1.6+
7 ПР 7 1612,1619, 1620, 1670,1613, 1673 1672, 1519 68.8 -3.0+
8 ПР 8 со? 48.5 -1.6+