Новости горной промышленности

Ресурсосберегающее обогащение медных отвалов Михеевского месторождения

Михеевский ГОК | Майнинг-Инфо

Ресурсосберегающие технологии обогащения отвальных окисленных медных руд Михеевского месторождения

В настоящее время осваивается молибден-медно-порфировое Михеевское месторождение, расположенное в 20 км к северо-востоку от города Карталы Варненского района Челябинской области.

Эксплуатационные запасы месторождения составляют около 400 млн т из них 10,8 млн т представлены окисленными рудами /1/.

Сульфидная руда поступает на флотационное обогащение, а окисленные руды, являясь некондиционными, складируются в отвалы, где подвергаются гипергенезу и претерпевают качественные изменения.

Геохимическая миграция элементов (Ni, Co, Cr, Mn, V, Ti, Cu, Zn, Pb, Mo, Ba, Sr), входящих в состав окисленных медных руд под действием гипергенеза оказывает угнетающее воздействие на экотоп горнотехнической системы Михеевского ГОКа.

В тоже время окисленные руды Михеевского месторождения являются крупным резервом сырья для извлечения рудных и промышленных минералов. Поэтому проблема своевременной переработки этих руд с учетом строения и вещественного состава весьма актуальна.

Проведенными исследованиями установлено, что окисленные медные руды представляют собой сцементированные минеральные агрегаты из смеси слоистых силикатов. Присутствующие в агрегатах рудные минералы образуют желваки и так называемые «азуритовые ежики» – стяжения, центральная часть которых, сложена плотным агрегатом, покрытым сверху уплощенными кристаллами индигово-синего цвета. На поверхности кусков руды наблюдаются разводы, потекигидроксидов железа и налеты зеленого малахита.

Анализ химического состава окисленной медной руды показал (табл. 1), что оксид кремния является основной составляющей, как кварца, так и силикатов. Оксиды кальция, магния и алюминия образуют силикатные минералы, железо встречается в составе силикатных, окисленных и сульфидных минералов.

Таблица 1

Химический состав окисленных руд Михеевского месторождения

Компоненты SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe S
Количество (%) 54,3 2,59 5,47 18,1 6,44 0,72

Главным промышленно-ценным компонентом окисленной руды является медь, наряду с ней присутствуют такие попутные ценные компоненты, как золото, серебро, молибден и рений. Содержание меди в исследованных рудах не превы- шает 0,35 % (табл. 2).

Таблица 2

Запасы руды и металлов окисленной руды Михеевского месторождения

Запасы, млн т Содержание полезных компонентов
Cu, % Mo, % Au, г/т Ag, г/т
10,8 0,35 0,005 0,15 0,7

По результатам химического фазового анализа медные минералы представлены оксидами – 2 %; силикатами – 5 %; сульфидами – 6 %; карбонатами – 87 %.

Минералогическим и рентгеноструктурным анализами (рис. 1) установлено, что в окисленных медных рудах нерудные минералы представлены кварцем –53 % и слоистыми силикатами – каолином – 33 %, хлоритом – 11 % и слюдой –2 %. На рудные минералы, представленные малахитом, азуритом, гидрооксидами железа приходится около 1 %. В небольшом количестве встречается ковеллин, тенорит и хризоколла.

Медесодержащие минералы в матрице окисленной руды имеют разную морфологию. Ковеллин совместно с пиритом встречаются в виде небольших обломков минеральных агрегатов (0,1 мм) исходной сульфидной руды. Карбонаты меди образуют стяжения овальной и округлой формы, размер которых достигает 2 см в диаметре. Тенорит и хризоколла совместно с малахитом и азуритом заполняют полости трещин и отмечаются в виде корочек и натеков.
Дифрактограмма пробы окисленных руд | Майнинг-Инфо

Исследования физико-механических свойств окисленной медной руды Михеевского месторождения (табл. 3) показали, что средняя плотность руды составляет 2,04 г/см3, среднее значение естественной влажности – 2,54 %. По числу пластичности руду можно отнести к умереннопластичным.

Таблица 3

Физико-механические свойства окисленных руд

Физико-механические свойства Значение
Естественная влажность, % 0,90-2,07
Граница текучести 35,5
Граница пластичности, % 20,7
Число пластичности 14,8
Показатель текучести -1,31
Водопоглощение, % 9,24
Плотность, г/см3 1,9-2,1
Пористость, % 26
Коэффициент водонасыщения 0,10

Основная задача, решаемая при изучении возможности вовлечения в переработку некондиционных окисленных медных руд малоотходной, экологически щадящей технологией состояла в отделении рудных минералов от нерудных, а нерудных в разделении глинистой фракции и кварцевого песка.

Отделение нерудной фракции (99 % от общего объема рудно-породной массы, складированной в отвалах) от окисленной медной руды позволит решить две важные задачи – получение медных минералов и минерального сырья, пригодного после доведения до кондиции для изготовления строительных смесей.

Наибольший интерес представляет каолин, который характеризуется инертностью по отношению к кислым и щелочным растворам, высокой огнеупорностью, способностью образовывать с водой пластичную массу (пластичные разности), высокой механической прочностью в сухом состоянии, белым цветом обожженного черепка. Эти свойства определяют применение каолина в качестве сырья для производства тонкой, хозяйственной, санитарной, электро- и радиокерамики, огнеупорных изделий, силумина, стекла, ультрамарина и солей алюминия. Высокая дисперсность, белый цвет, диэлектрические свойства, химическая инертность хорошая диспергируемость, смачиваемость определяют широкое использование каолинов в качестве универсального наполнителя при производстве бумаги, резинотехнических, кабельных, пластмассовых и парфюмерных изделий /2/.

Главные минералы каолинов /3/

Таблица 4
Главные минералы каолинов | Майнинг-Инфо

Термографическим анализом установлено, что каолин представлен глинистыми гипергенными и, в меньшей степени, тонкодисперсными реликтовыми минералами (пылеватые кварц, полевой шпат, тонкочешуйчатый серицит).

Ведущее значение имеют каолинитовые минералы, с которыми в разнообразных сочетаниях и варьирующих количествах ассоциируют гидрослюды, смешанослойные, монтмориллонит. Присутствие в каолинах свыше 10 % некаолиновых глинистых минералов оказывает существенное влияние на технологические особенности получаемого из них обогащенного каолина. Ценные свойства каолинов обусловлены ведущей ролью в их составе минералов группы каолинита, к которым отнесены каолинит, галлуазит, диккит и накрит. По вещественно-структурным признакам все они являются полиморфными модификациями водного силиката алюминия Al4[Si4O10](OH)8, чему соответствует содержание SiO2 46,54 %; Al2O3 39,5 %; H2O 13,96 %.

В табл. 4 приведены характеристики состава и свойств глинистых минералов группы каолинита /2/. В результате исследований установлено, что нерудная составляющая окисленных медных руд, характеризуется, как низкосортное каолиновое сырье гипергенного происхождения. В основе экологически щадящей технологии переработки данного сырья — обогащение каолина и извлечение меди из карбонатных минералов с использованием гидрохимического обогащения.

Исследования по обогащению каолина ведутся мокрой схеме обогащения, по схеме, применяемой на Кыштымском комбинате, а выделенная фракция карбонатов меди подвергается специальной обработке, при которой в раствор переходит до 99 % меди, из которого далее может быть выделена в виде катодной меди или медных солей.

Авторы: Емельяненко Е. А., Горбатова Е. А., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», г. Магнитогорск.

Библиографический список:

  1. Король Ю. А. Освоение медно-порфировых месторождений продлит медный век Урала до 100 лет Электронный    ресурс/:  URL:    http://www.acexpert.ru/archive/27-563/osvoenie-medno-porfirovih- mestorozhdeniy-prodlit-m.html (дата обращения 07.10.15).
  2. Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых Каолин // URL: http://www.gkz-rf.ru/ (дата обращения 29.10.15).
  3. Бетехтин, А. Г. Курс минералогии. М.: Книжный дом «Университет», 2008. 721 с.

Материалы по теме:

Материалы по теме:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *