CC BY
20
СЕМИНАР 23
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001”
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
© А.А. Федоров, А.В. Зубенко, 2001
УДК 553.2
А.А. Федоров, А.В. Зубенко
ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПИРИТОВ РАЗЛИЧНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
У
величение добычи полезных ископаемых может быть достигнуто за счет роста эффективности переработки минерального сырья, а также повышения комплексности его использования. Это в полной мере относится к проблеме минеральносырьевой базы золота России, для которой, по данным ЦНИГРИ [1], в настоящее время отмечено исчерпание 77 % начального потенциала россыпной золотоносности, при практически не разрабатывающихся коренных золоторудных месторождениях, учтенные запасы которых в 2,9, а прогнозные - в 10 раз превышают показатели для россыпного золота.
Выбор технологического процесса применительно к рудам каждого конкретного месторождения зависит от степени их метаморфи-зированности и условий послеруд-ных формаций. При этом основная проблема переработки упорных золотосодержащих руд заключается в полноте и комплексности извлечения ценных компонентов. Известно, что в рудах примерно 80 % коренных месторождений доля цианируемого золота не превышает 50 %. Остальная часть представлена тонкодисперсным золотом, находящимся внутри плотных минеральных агрегатов, как
правило, пиритов и арсенопири-тов.
Исследованиями по использованию электрохимических воздействий в процессе вскрытия упорных золотосодержащих продуктов [2] показано, что изменения структуры минералов в процессе анодной поляризации сопровождается повышением их проницаемости по отношению к раствору цианида. При этом, извлечение золота в продуктивный раствор возрастает с 55 до 84 %.
Целью настоящих исследований являлась оценка изменений геометрических характеристик пиритов и арсенопиритов различных месторождений в процессе их электрохимического вскрытия.
Исследовались образцы золотосодержащих минералов семи месторождений, состав которых приведен в таблице. Электрохимическая обработка (ЭХО) осуществлялась в лабораторной ячейке при плотности тока 4 А/л., при постоянном перемешивании и отношении Т:Ж = 1:30. Из средней пробы исходных и обработанных образцов минералов изготавливались аншлифы. Компьютерные изображения полученных аншли-фов анализировались по программе 1Р с представлением результатов в графическом редакторе. Оценивалось изменение гранулометрического состава образцов и геометрические характеристики
(кривизна поверхности минералов и их форм- фактор).
Раннее установлено, что электрохимическое вскрытие золотосодержащих сульфидов железа и мышьяка включает два процесса: дезинтеграцию крупных минеральных агрегатов и развитие существующих в них структурных несовершенств. На основе результатов имидж-анализа предпринята попытка оценить вклад каждого процесса при вскрытии образцов минералов различных месторождений.
Наибольшие морфологические изменения обнаружены при обработке калангуйского пирита (образец 3). В нем отмечено двукратное снижение значений кривизны поверхности мелких частиц по сравнению с крупными (рис. 2 «3»), причем значения форм-фактора частиц (рис. 3 «3») остались прежними. Данный образец пирита наиболее интенсивно изменяется в плане образования мелких фракций и искажения формы их поверхности, то есть разрушение более крупных кусков идет по структурным неоднородностям. Дефектность такого рода обусловлена высоким содержанием поверхностной элементарной серы, которая ослабляет межкри-сталлические связи в минерале. Механизм вскрытия в данном случае заключается преимущественно в развитии существующих структурных несовершенств.
Таблица 1
ФАЗОВЫЙ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ МИНЕРАЛОВ
N° Месторождение Примесные фазы Содержание,
образца % 10-2 мг/г г/т
As Си № Fe Поверх Аи
Пирит
1 Кургашинканское Кварц, алюмосиликаты 0,04 0,2 0,1 42,0 10,9 10
2 Карабашское Кварц, халькопирит 0,01 3,2 1,5- 2 33,2 32,6 10
3 Калангуйское Халькопирит 0,3 0,6 0,05 41,5 76,8 1
4 Дарасунское Алюмосиликаты 2,5 0,8 0,04 38,3 23,1 40
5 Березовское - 0,1 0,14 0,5 38,7 19,2 10
Арсенопирит
6 Нежданинское Кварц, алюмосиликаты 29,1 нет 0,01 31.7 10
7 Музейный Кварц, следы халькопирита 39,8 0,1 0,02 57,6 1
У березовского пирита (образец 5) после электрохимической обработки кривизна поверхности повысилась особенно у крупных фракций (рис. 2 «5»). В данном случае примесные фазы по зонам которых идет растворение не создают дислокаций для механических нарушений, т.е. центры выщелачивания не совпадают с зонами разрушений.
При обработке нежданинского арсенопирита (образец 6) интенсивное выщелачивание отмечено для крупных частиц с высокой степенью кривизны. В музейном арсенопирите (образец 7) после электрохимической обработки возрастает значение форм-фактора частиц (рис. 3 «7»). Это указывает на то, что в процессе вскрытия не
ния, при которой раскрывалась первичная кристаллическая структура, либо процесс растворения протекал по разным направлениям арсенопирита со значительно разной скоростью, что в свою очередь связано со степенью заполнения кристаллической решетки минерала.
Дарасунский пирит (обра-зец 4) в процессе обработки меняется как количественно - с увеличением содержания мелких классов (рис. 1), так и качественно - с возрастанием форм-фактора и кривизны (рис. 2 «4» и 3 «4»). Данный образец характеризуется высоким содержанием мышьяка и, как следствие, р - проводимостью, что объясняет его сходство с морфологическими характеристиками
У кургашинканского пирита (образец 1) уменьшились как кривизна поверхности, так и формфактор. Это может свидетельствовать о наличии в образце смеси из двух минеральных разностей пи-ритов с разными величинами форм-фактора, а различия между двумя типами острее проявились после их электрохимической обработки.
При обработке образца пирита
2 мелких частиц стало больше на 5-10 % (рис.1). Форм - фактор частиц данного образца не изменился, но возросшая кривизна поверхности после ЭХО позволяет сделать вывод о преобладающем механизме трансформации минеральной поверхности. Кривизна у мелких фракций ниже, чем у крупных, так как разрушение пошло по центрам выщелачивания и видимо распределение этих центров таково, что при вскрытии создавались структуры разных форм и размеров. Характерно, что подобная специфика изменения геометрии частиц отмечена для образца пирита с повышенным содержанием
Рис.1 Гистограмма изменения содержания класса -0,1мм
1-5 - пириты, 6-7- арсенопириты
з° -* 20 ° 10 ХИл ], Л л идо обработки □ после обработки
1 2 3 4 5 6 7
была достигнута степень дробле- арсенопиритов.
изоморфной примеси меди.
Примесный состав минерала, так и геометрическое распределение примесей в кристаллической решетке, предполагают различные
пути вскрытия. Для интенсификации вскрытия минерала необходимо знать влияние различных примесей, модифицирующих кристаллическую структуру, либо
формировать минеральные смеси, которые при своем взаимопере-мешивании могли ускорять процесс растворения вмещающих золото минералов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кривцов А.И., Мигачев И.Ф. Начальный потенциал и перспективы россыпной золотоносности Российской Федерации // Минеральные ресурсы России (экономика и управление) № 3, 1998, с.11-18.
2. Федоров А.А., Бунин И.Ж., Чекушина Т.В., Зубенко А.В. Изменение физико-химических и технологических
свойств упорных пирит-мышьяковис-тых концентратов в процессе их электрохимического вскрытия. // Горный информационно-аналитический бюллетень. №03 Изд. МГГУ., 1999, с. 134-136.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
,________________________________________________________________________
Федоров А.А., Зубенко А.В. — Институт проблем комплексного освоения недр РАН.
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,05 0,10 0,15
Крупность,(мм)
0,20
0,40
0,35
го
« 0,30
0,25
0,20
0,15
0,05 0,10 0,15
Крупность, (мм)
0,20
Рис.2. Изменение кривизны поверхности минеральных частиц при ЭХО
1-5 - пириты, 6-7- арсенопириты
Крупность,(мм)
0,05 0,10 0,15 0,20
Крупность,(мм)
Рис. 3. Изменение форм-фактора минеральных частиц при ЭХО
1-5 - пириты, 6-7- арсенопириты
3
