CC BY
2УДК 622.7.01 Каппасов А.Е., Хватина Н.В.
Каппасов А.Е.
студент 4 курса Кокшетауский университет им. Шокана Уалиханова (г. Кокшетау, Казахстан)
Научный руководитель:
Хватина Н.В.
лектор кафедры «Горное дело, Строительство и Экология» Кокшетауский университет им. Шокана Уалиханова (г. Кокшетау, Казахстан)
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ УВАНАС И ИССЛЕДОВАНИЕ ОБОГАТИМОСТИ РУДЫ С ПРЕДЛОЖЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Аннотация: месторождение железных руд Уванас расположено в южной части Жаркаинагачского антиклинория и приурочено к интрузивному массиву горнблендитпироксенитового состава. Срок эксплуатации карьера составляет 62 года. По календарю добычных работ максимальная мощность карьера по добыче руды доходит до 12 миллионов тонн в первые десять лет. Способ отбойки руды и породы принят буровзрывной. Максимальная глубина карьера в его конечном развитии составляет 310 м, площадь карьера на уровне земной поверхности составляет 2.8 км2. Объем добываемой руды - 669,6 млн тонн, объем вскрыши - 220,6 млн м3. Коэффициент вскрыши составляет 3,3 м3/т. Ежегодный объем выемки, с учетом вскрышных работ, доходит до 13,7 млн м3. В результате отработки карьера образуется полость объемом свыше 426 млн. м.
Ключевые слова: карьер, рудное тело, титаномагнетит, железо, схема, проба.
Месторождение полностью перекрыто чехлом кайнозойских отложений. Стратифицированная часть геологического разреза месторождения представлена метаморфизованными вулканогенно-осадочными породами
шинсайской свиты (С1-2 §п) кембрия и кумайской свиты (01 кт) ордовика. Мощность каждой из свит по данным бурения - не менее 290 м. Неогеновые отложения павлодарской свиты (N1 pv) представлены плотными глинами. В подошве толщи глин наблюдается скопление песчаного и гравийного материала, линзы песков. Вскрытая мощность свиты от 2 до 63 м. Верхний и современный отделы четвертичной системы нерасчлененные ^3-4). Отложения делювиального, делювиально-пролювиального и лимнического генезиса представлены суглинками, супесями, в подошве слоя - примесь песчаного материала. Вскрытая мощность - от долей сантиметра до 1,5-2,0 м. Интрузивные образования занимают большую часть площади месторождения [1]. В районе Уванасского месторождения выделяется три разновозрастных интрузивных комплекса:
- раннепалеозойский (возраст принят авторами условно на данном этапе изучения) интрузивный комплекс горнблендитов, пироксенитов и
габбро (и, V PZ1), слагающих Уванасский массив. Рудовмещающий массив имеет форму штока,
- позднеордовикский-раннесилурийский крыккудукский комплекс диоритов,
кварцевых диоритов и гранодиоритов,
Рис. 1. Геологическая карта месторождения Уванас, находящегося в Жаркаинском районе Акмолинской области, в 16 км восточнее станции Приишимская ж/д ветки Есиль-Аркалык.
Разведанная часть Масальского месторождения представляет собой незначительно вытянутый в субмеридиональном направлении массив размерами 2,3 х 1,4 км. Рудное тело имеет форму сложного столба с пережимом в центральной части. По тектоническому нарушению субширотного простирания массив делится на две части: северную и южную. Северный участок расположен между 9 ^ 12 разведочными профилями, Южный участок заключен между профилями 12 ^ 15+100 [2]
Рис. 2. Трехмерный вид руды месторождения Уванас в программе М1СШМШЕ.
Выход рудного тела на поверхность палеозойского фундамента в южной части участка имеет округлую форму, в северной части контур тела на поверхности имеет удлиненно-вытянутую в субширотном направлении форму. Углы падения контактов массива крутые от 500 до 800. На западе они обусловлены контактом прорывающей интрузий габброидов и составляют ~ 70-800, на востоке ~ 50-650. Азимут падения - восток - юго - восток [2].
Технологические исследования титаномагнетитовых руд Уванаского месторождения начались в 1957г. Из керна скв. № 3 была отобрана технологическая проба массой 577 кг. По данным анализов, содержания химических компонентов в пробе следующие: Бе203 - 16.02%, Бе0 - 11,65%, ТЮ2 - 2,2%, У205 - 0,06%, БЮ2 - 33,82%, А1203 - 8,3%, СаО - 14,1%, МвО -10.34%, МпО - 0,29%, К20 - 0,6%, №02 - 0,8%, Р205 - 0,09%, Б03 - 0.13%. Общее содержание железа - 20,3%. Руда пробы 1-Т характеризуется, как титано-магнетитовая вкрапленная в коре выветривания горнблендитов и пироксенитов, руда пробы 2-Т - как титаномагнетитовая гнездово-вкрапленная в горнблендитах и руда пробы 3-Т - титаномагнетитовая гнездово-вкрапленная
в пироксенитах, основная ценность исследуемых руд представлена железом, диоксидом титана и пентоксидом ванадия [3].
Среднее содержание в рудах проб 1-Т, 2-Т и 3-Т : - железа 25,31%, 19,64% и 20,28% (по пробам), диоксида титана 2,70%, 2,07% и 2,61%, соответственно, пентоксида ванадия, соответственно 0,177%, 0,165% и 0,18%.
Характерной особенностью исследуемых руд является:
- В руде пробы 1 -Т отмечено высокое содержание глинистых 20,6%, что отрицательно повлияет на извлечение полезных компонентов методом магнитной сепарации,
- В рудах проб 2-Т и 3-Т минераграфическим анализом отмечается тесное взаимопрорастание магнетита с породообразующими - для их разделения необходимо глубокое измельчение,
- Так как минераграфическими анализами исследуемых руд определено, что в зёрнах магнетита (проба 1-Т) структур распада твёрдого раствора ильменита не встречено, а в рудах проб 2-Т и 3-Т встречаются редко, следовательно, данные руды являются не титаномагнетитовыми, а ильменит-магнетитовыми, при обогащении, которых в слабом магнитном поле, ильменит будет концентрироваться в немагнитных фракциях, в случае же его концентрации в магнитных фракциях она обусловлена срастанием ильменита с магнетитом [3].
Таблица 1 - Минеральный состав проб
Наименование минералов Содержание, %
Проба 1-Т Проба 2-Т Проба 3Т
Роговая обманка, амфибол 27,8 43,2 15,6
Пироксен 8,2 21,5 52,8
Флогопит 3,6 1,8 0,6
Кальцит 2,8 2,3 0,1
Глинистое вещество (каолинит, 20,6 - -
монтмориллонит)
Полевые шпаты ++ 0,6 0,6
Магнетит, титаномагнетит 24,2 16,9 22,0
Ильменит 2,4 1,8 2,3
Гематит 3,5 2,3 ++
Гидроокислы железа (гётит, гидрогётит) 3,2 0,4 -
Гидроокислы марганца (вернадит, пиролюзит) ++ - -
Пирит + 0,1 0,03
Халькопирит + ++ ++
Ковеллин + + -
Халькозин - + -
Пирротин - + +
Эпидот, цоизит 2,0 0,8 0,5
Хлорит ++ 3,0 4,3
Сфен 1,0 1,8 +
Апатит 0,7 3,5 0,17
Итого: 100,0 100,0 100,0
Примечание: /+/ - единичные зёрна, /++/ - редкие зёрна.
Исследования обогатимости исходной руды проб 1-Т, 2-Т и 3-Т проведены в лабораторных условиях методом магнитной сепарации в слабом поле на материале различной крупности. Сухая электромагнитная сепарация проводилась на сепараторе марки 138Б-СЭМ. Мокрая магнитная сепарация на сепараторе марки 120Б-СЭМ и на трубчатом анализаторе марки 25Т-СЭМ. Измельчение руды крупностью (1,0-0,0) мм до крупности "минус" 0,14мм - в стержневой мельнице В*Ь=215*285мм. Объёмное соотношение загружаемых в мельницу руды, воды и стержней составило Т:Ж:Ст=1:1:16,2кг. На основании проведенных опытов и полученных технологических показателей обогатимости рекомендуем схему переработки, приведённой на рисунке 3.
Рис. 3. Рекомендуемая схема переработки руды Месторождения "Уванас"
Выводы по технологической оценке исследуемых руд (проб 1-Т, 2-Т и 3-
Т)
1. Представленные для исследования руды проб 1-Т, 2-Т и 3-Т характеризуются как магнетит-ильменитовые, основной ценностью которых
являются: железо, диоксид титана и пентоксид ванадия, содержание которых по пробам: железа 25,31%, 19,64% и 20,28%, диоксида титана 2,70%, 2,07% и 2,61%, пентоксида ванадия 0,177%, 0,165% и 0,180%, соответственно.
2. Так как железо представлено, в основном, магнетитом и частично титаномагнетитом, следовательно, основным методом обогащения для исследуемых руд принята сухая и мокрая магнитные сепарации материала различной крупности.
3. В процессе проведённых исследований по различным схемам и вариантам можно получить концентраты с содержанием железа (62,35-69,08)% - проба1-Т, (54,24-65,17)% - проба 2-Т, (54,72-64,46)% - проба 3-Т,
- диоксид титана (2,22-5,10)% -проба 1-Т, (2,03-2,87)% -проба 2-Т, (3,36-5,10)% -проба 3-Т,
- пентоксида ванадия (0,38-0,47)% - проба 1-Т, (0,39-0,49)% - проба 2-Т, (0,42-0,48)% - проба 3-Т
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Федорова М.Н., Криводубская К. С., Г.Н. Осокина, «Фазовый химический анализ руд черных металлов и продуктов их переработки», Недра, Москва, 1972;
2. Остапенко П.Е. Теория и практика обогащения железных руд. — М.: Недра, 1985;
3. Скворцов П.В. Генеральный план и технологический комплекс поверхности карьера. - МГИ, 1965
Kappasov A.E., Khvatina N. V.
Kappasov A.E.
Kokshetau University named after Shokan Ualikhanov (Kokshetau, Kazakhstan)
Scientific advisor: Khvatina N.V.
Kokshetau University named after Shokan Ualikhanov (Kokshetau, Kazakhstan)
GEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF UVANAS DEPOSIT AND STUDY OF ORE ENRICHMENT WITH PROPOSAL OF TECHNOLOGICAL SCHEME
Abstract: Uvanas iron ore deposit is located in the southern part of the Zharkainagach anticlinorium and is confined to an intrusive massif of hornblendite pyroxenite composition. The life of the quarry is 62 years. According to the mining calendar, the maximum capacity of the ore quarry reaches 12 million tons in the first ten years. The method of crushing ore and rock is adopted by drilling and blasting. The maximum depth of the quarry in its final development is 310 m, the area of the quarry at ground level is 2.8 km2. The volume of ore mined is 669.6 million tons, the volume of overburden is 220.6 million m3. The stripping ratio is 3.3 m3/t. The annual volume of excavation, taking into account stripping operations, reaches 13.7 million m3. As a result of mining, a cavity with a volume of over 426 million meters is formed.
Keywords: quarry, ore body, titanomagnetite, iron, scheme, sample.
