CC BY
38
УДК 553.676
В.А. Зырянов, II.В. Свергунов
ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТА КИЕМБАЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В последние годы исследователи начали обращать пристальное внимание на еще одно аэиродное свойство хризотил-асбестовых руд - фракционный состав волокна, или содержание в асбесте тонкодисперсной (менее 0,14 мм) и длинноволокнистой (более 1,0 мм) фракций.
О наличии тонкодисперсной фракции в товарной продукции, или о "промыве", как ее
Вигзывают обогатители асбестовых руд, известно давно, но проблема ее снижения особенно остро »стала в связи с повышенными требованиями зарубежных потребителей к качеству асбеста,
С потребительской точки зрения, длинноволокнистая фракция асбеста является полезной салггавляющей, улучшающей сортамент волокна, а тонкодисперсная - бесполезной: чем выше содержание тонкодисперсной фракции, тем ниже качество товарной продукции и ниже ее ценность.
Кроме того, что тонкодисперсная фракция (промыв) ухудшает качество товарной продукции, сна оказывает негативное влияние на технологические показатели обогащения и затрудняет оценку эффективности работы той или иной операции технологического процесса [6].
Несмотря на постоянное совершенствование технологического процесса и обогатительного оборудования, операция снижения величины "промыва" остается малоуправляемой: среднесуточный уровень содержания фракции -0,14 мм в товарном асбесте изменяется от 44 дс 53 %.
Естественно, что значительная масса тонкодиспсрсной фракции образуется в процессе обогащения руд в результате механического воздействия оборудования на хризотил-асбест и засорения его породной пылью, но, как показали исследования на Киембаевском месторождении, фракционный состав имеет изначальную природу и обусловливается различными геологическими факторами.
Роль этих факторов на асбестовых месторождениях может быть различной. Например, на Баженовском месторождении сильное влияние на фракционный состав хризотил-асбеста и технологические показатели руд оказывают тип асбестоносности и прочностные свойства хризотил-асбеста.
Для Киембаевского месторождения, руды которого представлены довольно однородным сетчатым типом асбестоносности. этот фактор может быть исключен или может оказаться весьма несущественным. С другой стороны, однотипный характер асбестоносности при столь неоднородном, как будет показано ниже, петрографическом составе руд дает основание предполагать, что минералого-петрографический состав может оказать определяющее влияние на фракционный состав хризотил-асбеста.
В геологическом строении Киембаевского месторождения среди исходных пород наряду с перидотитами принимают участие дуниты и широко распространенный шлирово-полосчатый дунито-перидотитовый комплекс. Как и на других месторождениях хризотил-асбеста, дуниты Киембаевского месторождения являются неблагоприятной средой для асбестообразования Независимо от степени и типа их серпентинизации, насыщенность асбестом в них заметно снижается. а я ряде случаев полностью исчезает.
В зависимости от состава первичных пород на месторождении выделяются алоперидотитовые, аподунитовые и руды полосчатого комплекса, которые, в свою очередь, по степени серпентинизации. минеральному составу серпентинитов и текстурным особенностям подразделяются на 9 природных типов руд [4].
Все природные типы руд различаются между собой не только минералого-петрографическим составом и своими характерными макроскопическими признаками, но и технологическими свойствами.
Для упрощения использования типизации руд в практической деятельности горно-обогатительного комбината природные типы руд по близости технологических показателей объединены в три группы обогатимости: легкообогатимые, среднеобогатимые и труднообогатимые
И].
Оставляя за пределами обсуждения другие детали геологического строения месторождения и свойства руд, проследим лишь закономерности изменения фракционного состава хризотил-асбеста в зависимости от приведенных выше наиболее характерных признаков руд.
Материалами для исследований послужили анализы проб эксплуатационной разведки, выполненные по единой методике оценки хризотил-асбестовых руд (5]. В табл. 1 приведены среднестатистические параметры качественной характеристики руд Киембаевского месторождения.
Таблица 1
Качественная характеристика руд Киембаевского месторождения
Статистические Содержание фракций. % Содержание асбеста в руде. %
параметры +1,0 мм -0,14 мм а 3, ß>
Размер выборки 1046 1046 1046 1046 1046
Среднее значение 27.90 36.40 4,94 0.60 57.79
min 6.76 11.84 0,94 0.00 27.07
max 59.24 60,72 11,40 8.80 75,50
Дисперсия 74.54 61.63 4.73 0,89 65.31
Стандаргное отклонение 8.63 7,85 2.18 0.94 8.08
Примечание. Анализы выполнены в лаборатории ОАО "Оренбургасбсст", а - общее содержание асбеста в руде, & (-12,7 + 4,8 мм) и рз (- 4,8 + 1,35 мм) - остатки волокна на втором и третьем ситах контрольного аппарата.
В первую очередь, обращает на себя внимание большой размах колебаний как длинноволокнистой, так и тонкодисперсной фракций в хризотил-асбесте исходной руды, содержание которых изменяется соответственно от 6,76 до 59,24 % и от 11,84 до 60.72 %. Среднее содержание длинноволокнистой фракции по месторождению составляет 27,90 %, а тонкодисперсной - 36,40 %.
Для установления причин столь высокой изменчивости фракционного состава хризотил-асбеста в пробах представляет интерес выявить факторы, оказывающие наибольшее влияние на фракционный состав волокна исходной руды. Исходя из того, что главными характеристиками асбестовых руд являются содержание хризотил-асбеста и его длина, которые тесно связаны с пе1рографичсским составом исходных пород и типами их серпентинизации [1. 2), попытаемся выявить взаимосвязь фракционного состава волокна с качественной характеристикой руд.
Используя данные табл. 1, получим следующие уравнения зависимости:
а) для длинноволокнистой фракции:
ои,.0 = 6,19 + 0,58а + 2,93р2 + 0.28р3, (г = 0,74);
б) для тонкодисперсной фракции:
очи = 39,57 - 1,19а - 1,22(3, + 0,06(33, (г = 0,85).
Как следует из уравнений, фракционный состав хризотил-асбеста имеет довольно тесную корреляционную зависимость от качественной характеристики руды (коэффициенты корреляции составляю! 0,74 и 0,85). С увеличением общего содержания асбесга в руде и длины волокна массовая доля длинноволокнистой фракции возрастает.
Несколько иная зависимость выявляется для тонкодисперсной фракции. С увеличением общею содержания асбеста и остатков волокна на втором сите контрольного аппарата массовая доля фракции -0,14 мм снижается, а с увеличением остатков волокна на третьем сите возрастает.
Доля влияния каждого параметра качества составляет, %
Фракция, мм а Р? р5
+ 1,0 32 48 20
-0,14 95 05 0
Следовательно, на формирование длинноволокнистой фракции влияет как общее содержание асбеста в руде, так и длина волокна. При этом наибольшее влияние на выход длинноволокнистой фракции оказывает содержание остатков волокна на втором сите. Это свидетельствует о том, что фракция +1,0 мм характеризует длину волокна, а значит, и потребительскую ценность асбеста. Тонкодисперсная фракция зависит практически только от общего содержания асбеста в руде.
Поскольку содержание асбеста и его длина определяются составом исходных пород и характером их ссрпентинизации, попытаемся выяснить зависимость фракционного состава хризотил-асбеста от этих геологических факторов. В табл. 2 показано изменение фракционного состава хризотил-асбеста в зависимости от петрографического состава исходных пород.
Таблица 2
Изменение фракционного состава хризотил-асбеста по типам руд
Типы руд по составу исходных пород Количество анализов Содержание фракций. %
+ 1.0 мм -0.14 мм
Алоперидотитовыс Аподунитовые ?\ды полосчатого комплекса 793 1 252 29.1 27.9 24,3 35.3 45.4 40,2
Как видно из табл. 2, прослеживается довольно четкая зависимость между фракционным составом хризотил-асбеста в исходной руде и составом материнских пород. Наиболее оптимальным фракционным составом (высокое содержание длинноволокнистой и самое низкое содержание тонкодисперсной фракций) характеризуется волокно апоперидотитовых руд. Если исключить из сопоставления аподунитовые руды, представленные только одним анализом, то видно, что массовая доля фракции +1,0 мм уменьшается с 29.1 % в волокне апоперидотитовых рул до 24.3 % в волокне руд полосчатого комплекса, а массовая доля фракции -0,14 мм, наоборот, увеличивается : чггветственно с 35,3 до 40,2 %.
Выделенные на месторождении по степени серпснтинизации и текстурным особенностям природные типы руд также характеризуются различным фракционным сосгавом хризотил-асбеста табл. 3).
Таблица 3
Изменение фракционного состава хризотил-асбеста в природных типах и группах обогатимости руд
1 Типы р\ д Содержание
Количество фракций. %
По составу Природные типы рул (по степени серпснтинизации и аначизов + 1,0 -0.14
исходных пород текстурным особенностям) мм мм
1. Серпентинитовые 491 30.9 33.0
2. Серпентинитовые. в различной степени рассланцованные 68 30,7 35.6
Апоперилотитовые 3. Перидотито-серз1е1гтинито8ые (ядер перидотитов меньше
50 %) 181 28.5 39.0
4. Серпентинито-геридотитовые (ядер более 50 %) 53 25.4 43.2 I
Аподунитовые 5. Аподунитовые серпентиниты, в редких случаях с ядрами Д£НИТОВ 1 27.9 45.4
6. Серпентинитовые по полосчатому комплексу
(аподунитовых разностей менее 50 %) 133 26.0 37.4
Рулы 7. То же (аподунитовых разностей более 50 %) 27 21,1 44.2
полосчатого 8 Руды полосчатого комплекса с ядрами перидотитов и |
комплекса лунитов (дунито-1 еридотито-серпет инитовые) 54 21.4 45.2 '
9. Рассланиованнь е серпентинитовые руды полосчатого
комплекса 38 25.0 39,9
Группы руд по обогатимости
| 1 - -1АГКЛОПЛГПТИММС 1-й природный тип 491 30,9 33.0
II - срсднеобогатимые 2, 3.6-й природные типы 382 28.0 37,9
!П -труд нообо гати мыс 4. 5. 7. 8. 9-й природные типы 172 23.4 43.3
Рассмотрим картину изменения фракционного состава волокна в природных типах руд более подробно. Казалось бы, незначительное, на первый взгляд, снижение содержаний длинноволокнистой фракции от 1-го природного типа руд к 8-му и увеличение в этом же направлении содержаний тонкодисперсной фракции при более пристальном рассмотрении скрывает под собой глубокую генетическую основу.
Среди апоперидотитовых руд наиболее высоким содержанием длинноволокнистой фракции характеризуется волокно серпентиннтовых руд (1-й и 2-й природные типы), а более низким -чризотил-асбест серпентинито-перидститовых руд (4-й природный тип). В этом же направлении увеличивается количество ядер перидотитов в руде. Таким образом, при последовательном увеличении количества перидотитов в рудах от серпентиннтовых руд к перидотито-серпентинитовым и далее к серпентинито-перидотитовым, т. с. при понижении степени серпентинизации пород, доля длинноволокнистой фракции уменьшается, а доля тонкодисперсной соответственно увеличивается.
Сходная картина наблюдается и в рудах полосчатого комплекса; с увеличением аподунитовых разностей в составе серпентиннтовых руд полосчатого комплекса от 6-го природного типа к 7-му уменьшается массовая доля длинноволокнистой фракции с 26,0 до 21,1 %, и в этом же
направлении увеличивается доля тонкодисперсной фракции с 37,4 до 44,2 %. Самос же высокое содержание тонкодисперсной фракции (45,4 %) наблюдается в хризотил-асбесте аподунитовых руд.
Исходя из того, что хризотил-асбест из аподунитовых руд других месторождений отличается некоторыми особенностями кристаллической структуры и пониженными физико-химическими свойствами [3], можно предпсложить. что и киембаевский хризотил-асбсст из аподунитовых серпентинитов также имеет пониженную прочность, которая может способствовать ухудшению фракционного состава волокна этих руд. Еще более отчетливо различия фракционного состава волокна просматриваются по группам обогатимости руд (см. табл. 3).
Из табл. 3 видно, что происходит снижение содержаний длинноволокнистой и увеличение тонкодисперсной фракций в направлении от руд 1 группы к рудам III группы обогатимости. Высокое содержание тонкодисперсной фракции в рудах III группы обогатимости связано с тем, что большинство природных типов, входящих в эту группу, представлено рудами полосчатого комплекса, содержащими в своем составе различное количество аподунитовых серпентинитов.
Таким образом,
рассмотренные выше фактические данные свидетельствуют о том, что фракционный ссстав хризотил-асбеста зависит от состава исходных пород, степени и типов их серпентин изации, а следовательно, является важным природным свойством хризотил-асбестовых руд. Для исследования закономерностей распределения руд с различным фракционным составом хризотил-асбеста на месторождении построены планы изосодсржаний длинноволокнистой и тонкодисперсной фракций (в качестве примера приведен план горизон-а 210м, рис. 1,2).
Рис. 1. Схематический план распределения длинноволокнистой фракции в рудах Киембасвского месторождения
Рис. 2. Схематический план гзслределения тонкодисперсной фракции в рудах Киембаевского «деторождения
Основой при построении планов изосодержаний фракций служили погоризонтные геолого-технологические планы, на которые выносились все имеющиеся анализы фракционного состава. Анализ планов показывает, что фракционный состав хризотил-асбеста в рудах неоднороден; он изменяется как в плане по простиранию залежей, так и в разрезах по падению рудных тел. При этом изолинии фракционного состава не всегда совпадают с контурами природных типов руд: чаще всего они пересекают их, захватывая частично или полностью другие прилегающие к ним типы руд. Что касается закономерностей распространения длинноволокнистой и тонкодислерсной фракций, то области их локализации не зависят одна от другой и имеют собственные очертания.
Из обзора погоризонтных планов изосодержаний длинноволокнистой фракции следует, что Наибольшим распространением на месторождении пользуются руды, в хризотил-асбесге которых смержится менее 30 % фракции + 1,0 мм (см. рис. I). Руды, содержащие более 40 % .длинноволокнистой фракции, наблюдаются в виде небольших разрозненных пятен, сосредоточенных, главным образом, в южной и юго-западной частях залежи Основной, а наиболее обширные площади и\ распространения находятся на залежи Западной. По сравнению с длинноволокнистой фракцией, тонкодисперсная отличается несколько меньшей изменчивостью. Более обширные площади занимают руды с низкими (менее 30 %) промывами хризотил-асбеста. Они охватывают южную и юго-восточную части залежи Основной и большую часть залежи Западной (см. рис. 2). Руды с высокими промывами волокна (более 40 %) окаймляют неасбсстоносное дунито-перидотитовое ядро. По объемам они несколько уступают рудам с низкими промывами волокна, но все же занимают длко1».но обширные пространства
На залежи Западной руды с высокими промывами волокна пользуются незначительным распространением и наблюдаются только по восточной периферии залежи. Руды со средними величинами промывов (35-40 %) располагаются между двумя вышеописанными типами руд, а наибольшие площади их распространения наблюдаются между разведочными линиями 53-65 и 67-75 залежи Основной.
Выводы
Результаты исследований свидетельствуют о том, что фракционный состав хризотил-асбеста изменяется не только в процессе технологической переработки руд, но в большей мере имеет изначальную природу, присущую определенным типам руд, в зависимости от их минералого-петрО! рафического состава и как следствие этого физико-химических свойств волокна.
Тем самым фракционный состав является природным свойством хрмзо-ил-асбестовых руд, от которого в значительной степени зависят технологические показатели обогащения и качество готовой продукции.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Башта К.Г., Зырянок В.А., Шкуропат Б.А. Сравнительные исследования петрографического состава и асбестоносности месторождений Баженовского подтипа // Добыча и обогащение асбестовых руд. Асбест: ВНИИпроектасбест, 1975. С. 104-121.
2.3олоев К.К. и др. Методика составления крупномасштабных прогнозных карт по асбесту М.: Недра, 1973. 152 с.
З.Зырянов В.А., Воронов И.С., Гурьев С.А. Физико-химические и механические свойства хризотил-асбеста из различных типов руд// Разведка и охрана недр. 1985. >2 1. С. 41-46.
4.Кованова Л.И., Зырянов В.А. Исследование обогатимости асбестовых руд Кисмбаевского месторождения в зависимости от их вещественного состава // 20 лет комбинату "Оренбургасбест". Асбест: НИИпросктасбест. 1999. С. 133-143.
5.Методика определения содержания хризотил-асбеста. Асбест: НИИпросктасбест, 1999.
104 с.
6.Шалюгина В.А., Анохина C.B. Влияние природных свойств асбестовой руды на результаты обогащения // Изв. вузов. Горный журнал. 2001. № 4-5. С. 66-71.
УДК 550.42 553.521(470.5)
A.B. Вахмянина
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ПЕТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАНИТОИДОВ СРЕДНЕГО УРАЛА, ПРОДУКТИВНЫХ НА РЕДКОМЕТАЛЛЬНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Изучение гранитоидов Среднего Урала имеет многолетнюю историю. Вместе с тем остаются неясными и далекими от разрешения вопросы связи с гранитоидами Среднего Урала рудоносности, их геохимической и мсталлогснической специализации. Наиболее продуктивными на редкометалльное оруденение на Среднем Урале являются гранитные массивы, относящиеся к гранитному и адамеллит-гранитному формационному типам [3].
К адамеллит-гранитному формационному типу относятся массивы Малышсвский, Юго-Коневский, Зенковский гранит-лейкогранитной серий [3, 4-6). Эти массивы продуктивны на вольфрам, бериллий (Юго-Консвский), молибден (Малышевский) и редкоуеталльно-редкоземельную минерализацию для зенковских гранитоидов. К гранитному формационному типу относятся массивы Гасвский, Адуйский, Мурзинский [3, 4-6]. Эти массивы сопровождаются молибден-вольфрамовыми месторождениями, пегматитовой и гантал-ниобиевой минерализацией [6J.
Редкометалльная минерализация сопряжена с гранитоидами обоих формационных типов. Это заставляет искать критерии их специализации на то или иное редкометалльное оруденение с целью установления прогнозно-поисковых признаков.
Автором рассмотрены некоторые особенности химического состава гранитоидов Малышевского, Юго-Коневского, Зснковского массивов, представляющие адамеллит-гранитный тип, и Гаевского массива, представляющего гранитный тип (табл. 1,2, 3).
