CC BY
75
УДК 622.7.017
Павленко Юрий Васильевич Yury Pavlenko
Поляков Олег Анатольевич Oleg Polyakov
ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ДЖАСПЕРОИДНОГО ФОРМАЦИОННОГО ТИПА АНТИМОНИТ-КВАРЦЕВЫХ РУД НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУДОПОДГОТОВКИ
THE INFLUENCE OF PROPERTIES DZHASPEROID FORMATION TYPE OF ANTIMO-NITE-QUARTS ORES ON THE EFFICIENCY OF ORE DRESSING
- ~ у
Дана геолого-технологическая оценка пластовых антимонит-кварцевых руд джаспероидного форма-ционного типа сурьмяных месторождений Восточного Забайкалья на разведочной стадии
Ключевые слова: месторождение, антимонит, сурьма, технологический сорт, рудоподготов-ка, концентрат, промпродукт, Восточное Забайкалье
Geological and technological evaluation of reservoir antimonite-quartz ores of dzhasperoid formational type antimony deposits in Eastern Zabaikalie at the exploration stage is given
Key words: field, antimonite, antimony, technological grade, ore preparation, concentrate, middlings, Eastern Zabaikalie
Освоение минерально-сырьевых ресурсов Восточно-Забайкальской сурьмяной провинции [8] представляет актуальную и региональную, и государственную задачу. Формационный тип руд характеризует особенности проявления тектонического, магматического и литологического факторов, суммарно влияющих на условия формирования, морфологию, вещественный состав минеральных тел, количественные и качественные показатели рудных объектов. Технологические же свойства сурьмяных руд определяются генетическими различиями.
Джаспероидный пластовый тип антимонит-кварцевых руд связан с брекчи-рованными слоистыми карбонатно-тер-ригенными породами, различающимися
физико-механическими свойствами, и крутопадающими разрывными структурами, которые являются рудоподводящими каналами для поднимающихся глубинных рудоносных растворов. В них наиболее высокой летучестью обладают галогени-ды сурьмы (ЯЬС13), для которых упругость пара при 100 °С составляет 2666,4, при 49 °С — 133,3 Па [2]. Поскольку в таких растворах сульфиды сурьмы обладают низкой растворимостью (1,3 ■ 10-3 г/л), массовый перенос сурьмы возможен в присутствии щелочей и сернистых металлов в форме ти-окислоты (Ма38ЬЯ3), что типично для низ-ко-среднетемпературных гидротермальных образований.
Джаспероидный тип представлен наиболее крупными по запасам месторож-
дениями во многих странах мира, 75 % которых располагаются в Тихоокеанском рудном поясе. Крупнейшее в мире месторождение этого типа Сигуаньшань в Китае (20 км 2) представлено джаспероида-ми мощность до 50 м, в которых развита гнездово-прожилково-вкрапленная кварц-антимонитовая, антимонитовая минерализация с пиритом, арсенопиритом, киноварью, кальцитом, баритом, серицитом, каолинитом; мощность прожилков 10...15 см (редко до 0,8 м), длина до 5 м [2]. Запасы сурьмы составляют около 1 млн т со средним содержанием в руде 6 %.
В Восточном Забайкалье этот тип сформирован в раннемеловое время в условиях тектономагматической активизации складчатоглыбового орогена [9]. Солоне-ченское месторождение является наиболее типичным его представителем, известны проявления Аэмканское, Солонечное-2, Ку-линдинское [7].
Солонеченское месторождение расположено в 180 км северо-восточнее с. Га-зимурский Завод. Оно выявлено в 1944 г. Л.Н. Постниковым, изучалось в 19521957, 1988 гг., наиболее значимые поисково-оценочные работы проведены в 20062009 гг. ООО «Востокгеология».
Согласно Е.А. Шивохину и др. (2009 г.), месторождение расположено в зоне взбросо-надвига гранитов раннепермского ундинского комплекса на терригенно-кар-бонатные породы раннекембрийской быс-тринской свиты. Главный разлом залегает субсогласно с карбонатными породами, падение его северо-западное под углами 30.70 Рудоносная зона, приуроченная к быстринской свите, протягивается узкой полосой (20.150 м) вдоль разлома на 3 км (рис. 1, 2, 3).
Быстринская свита сложена известняками, алевролитами, известковистыми доломитами (мощность пластов 80.120 м), которые метаморфизованы в зеленослан-цевой фации. Залегание пород от субгоризонтального ( на западе) до складчатого и наклонного на северо-запад (на северо-востоке) . Амплитуда складок в карбонатных породах достигает нескольких десят-
ков метров, в алевролитах складчатость более сложная и мелкая. Вблизи главного разлома залегание пород осложнено крутопадающим разломом, здесь выделяется зона скучивания с внутри- и межпластовыми срывами, тектоническими пластинами, клиньями, вдоль которых породы брек-чированы, катаклазированы, милонити-зированы. Эти тектонические структуры являлись каналами миграции средне-низкотемпературных гидротермальных растворов (рис. 3).
Месторождение формировалось в два гидротермально-метасоматических этапа и в несколько стадий минерализации, связанных с кислыми растворами (рис. 2). Ранний, березитовый, этап выразился в перекристаллизации, доломитизации, слабом окварцевании и серицитизации дробленных известняков, интенсивной серицити-зации, слабой турмалинизации и окварце-вании алевролитов, а также в двустадийной бедной (не более 3 отн. %) тонкопрожил-ково-вкрапленной сульфидной минерализации — кварц-арсенопирит-пиритовой ( пирит, мало арсенопирита и золота) и кварц-карбонат-полиметаллической (сфалерит, халькопирит, блеклые руды, галенит, самородное золото, реже буланжерит, бурнонит, геокронит); мелкое и тонкое золото находится в труднообогатимом тонкозернистом кварце.
В следующем, аргиллизитовом, этапе проявляются рудная и пострудная стадии аргиллизитовой формации. Рудная стадия связана с интенсивным окварцеванием (джасперотидизацией) брекчированных и массивных пород, в процессе которого во внутренних частях зон метасоматитов формируются антимонит-кварцевая, а во вне-шних-флюорит-барит-карбонатная ассоциации. Джаспероиды заместили 60.90 % объема пород, сформировали пластообраз-ные тела мощностью первые метры-первые десятки метров протяженностью по простиранию в сотни метров. Наиболее интенсивная джаспероидизация проявляется под экранирующими гранитами, здесь ей подвержены и брекчированные карбонатные породы, и брекчированные алевролиты.
ю
Рис. 1. Геологическая карта Солонеченского месторождения (по Е.А. Шивохину)
о л
X
о
Со а>
ь
а>
£ £
а. 2
«IV
№
Аллювиальные, йплювиальки-лролювиальные галечники, пески, супеси и суглинки
и я Нижняя под свита. Конгломераты, туфмонгломераты,
о! песчаники, туфолесчаники, алевролиты. лавы
Эи трэхиандезиоазальтов. акдезибальтов. андезитоэ,
= ;::.:сл;.т::(560...630 м)
Ундинс кий комплекс
Четвертая фаза. Граниты леикократовые Третья фаза. Граниты порфироаидные Первая фаза. Габбро
V, Рм
XI и
гз| 8°
Нижняя под свита. Сланцы глинистые, с прослоями
и а стол
сд песчаников и доломитов
о
л
к
«в
к ц
5.1
У в
(■ I I 11 Известняки, доломиты, известковистые доломиты. ''' I £■ ® алевролиты, известковистые песчаники
25'
7Г
Геологические границы мезду разновозрастными под разделениями
Разрывные нарушении Разломы кру¡опадающие Взбросо-надвиги. надвиги
Элементы залегания слоистости
Контур Солонеченекого лицензионного участка недр Сурьмяные золотосодержащие рудные тела
—г 3
4
' 8 1_
10
И
1 ■ известняки: 2-доломиты, известковистые доломиты; 3 - алевролит. 4 - песчаники. 5 - конгломераты; 6 - граниты порфировидные; 7 - граниты мета зернистые. 8 - андезибазальгы, базальты: 9 • га&оро 10 - глыбаво-лесчано-дресвяные отложения [только на разреза*): 11 - валунно-гапечно-песчэные отложения (только на разреза*)
Литохимические ореолы рассеяния в рыхлых отложениях
Зоны брекчирования Зоны джаспероидизацни
Скважины
Канавы
Канавы предшественников
.ТЫШ^:. С,:.'! % ОД: ^
,
, ,
Рис. 2. Условные обозначения к геологической карте и разрезам
Рис. 4. Стадийность минералообразования (по Е.А. Шивохину)
Субсогласные кварц-антимонитовые, антимонитовые золотосодержащие руды располагаются не далее 100 м от главного нарушения, часть из них находится непосредственно под гранитами (табл. 1). Собственно золоторудная малосульфидная минерализация развита эпизодически в виде минерализованных зон в джаспероидах.
Главное тело Западного участка располагается непосредственно под гранитами, погружаясь на север под углом 30.55 °. Мощность его у поверхности (до 15 м) на глуби-
не 50 м резко сокращается (тело выклинивается), а содержание сурьмы в восточной части заметно снижается. Большинство сопутствующих ему второстепенных рудных тел приурочено к аллохтонной тектонической пластине брекчированных и джас-пероидизированных известняков, полого (10.40 °) падают на север, часть из них являются «слепыми». Скважиной подсечена рудная линза с буланжеритом, в которой содержание РЬ достигает 14, 58 %, А§ 560 г/т, А 0,76 %.
Таблица 1
Параметры рудных тел
Рудные тела Протяженность по простиранию, м Мощность, м Среднее содержание Sb, %
от до от до средняя от до
Участок Западный (бортовое содержание Sb 1,5 %) для отк рытой отработки на глубину 50 м
15 18 389 0,5 15 0,8-4,9 2,93 11,21
Участок Центральный (бортовое содержание Sb 2,1 %) для подземной отработки (ниже горизонта 508 м)
8 43 304,5 0,7 18,3 0,7-5,4 2,72 16,75
Участок Восточный (бортовое содержание Sb 1,5 %) для открытой отработки (до горизонта 508 м)
3 35,5 184 0,9 10,5 0,9-5,1 13,41 22,39
Участок Восточный (бортовое содержание Sb 2,1 %) для подземной отработки (ниже горизонта 508 м)
2 68 350 1 7 2,8-3,6 9,37 10,76
Рудные тела Центрального участка располагаются в тектонической пластине согласно северному падению джасперои-дов (25.65 °) у контакта с гранитами. При среднем вертикальном размахе оруденения 30.40 м (на глубине 50...100 м) в одном профиле он равен 110 м, достигая поверхности; здесь же на фоне рядовых и бедных выявлены наиболее богатые руды (до 45 % БЬ).
Главное рудное тело Восточного участка распространяется на глубину 40.140 м. В западной части винтообразное рудное тело крутопадающее (75.85 °), в восточной — угол падения средний (50 °). Руды рядовые до богатых (46 % БЬ). Остальные тела располагаются в 2.4 м в висячем боку главного. На участке повышенная золотоносность сурьмяных тел вблизи поверхности (0,5.28,5 г/т) отмечена в 25 % проб.
Степень сложности геологического строения рудных тел определяется коэффициентом рудоносности (0,49.0,69), показателем сложности (0,56.0,67), коэффициентами вариации мощности (53.98 %) и содержания (45.107 %).
Геометризованные запасы свидетельствуют о развитии на месторождении одного природного типа руд, добыча которого целесообразна открытым и подземным способами. Многочисленные пластообразные рудные тела по размерам чаще мелкие, принадлежат к единому морфологическому
типу, различия в количестве и несущественные — в размерах рудных тел по участкам обусловлены локальными литологическими и структурными особенностями месторождения.
Сурьмяное оруденение образует минерализованные зоны. Границы рудных тел расплывчатые, устанавливаются по результатам опробования. Руды сложены бедной золото-кварцевой, продуктивной кварц-антимонитовой и бедной кварц-карбонат-(киноварь)-(аурипигмент)-реальгаровой ассоциациями. Антимонит — основной полезный компонент руд — встречается совместно с мелкозернистым и гребенчатым кварцем, карбонатом и флюоритом, слагает плотные зернистые массы, отдельные зерна и скопления кристаллов. Текстура руд гнез-дово-вкрапленная, гнездово-прожилково-вкрапленная, прожилковая, реже массивная, структура — неравномернозернистая. Преобладают кристаллы размером 0,1.1 мм, в прожилках их размер достигает 2 см, в гнездах объемом в десятки кубических сантиметров — до 20 см. Прожилки короткие, мощность их не более 1 см. В крупных выделениях антимонита встречаются мелкие включения пирита и углеродистого вещества (шунгита), развитого во вмещающих породах (содержание до 5 %).
По прямым структурно-литологичес-ким и минералогическим признакам (состав вмещающих пород, минеральная форма по-
лезного компонента, структурно-текстурные особенности и пр.) на месторождении намечается один технологический тип и три природных сорта (разновидности) руд:
1 — сорт богатых антимонит-кварцевых руд — пригоден для ручной рудораз-борки с получением штуфного концентрата с содержанием сурьмы 30 % и более (преимущественно руды Восточного участка), составляет около 25 % всех запасов;
2 — сорт рядовых прожилково-вкрап-ленных руд в джаспероидах с содержанием сурьмы 3...30 %, чаще 3...15 % — развит на всех участках;
3 — сорт бедных прожилково-вкрап-ленных руд в джаспероидах с содержанием сурьмы менее 3 %, чаще 1,5.3 %, — развит на всех участках.
Сорта 2 и 3 требуют применения технических методов рудоподготовки и обогащения.
На выбор рациональных методов ру-доподготовки существенно влияют макросвойства антимонита [ 1, 5, 11]. Для него характерна ромбическая сингония, призматические с грубой вертикальной штриховкой, часто игольчатые кристаллы, ленточная кристаллическая структура, металлический блеск, совершенная по длине кристаллов спайность. Твердость антимонита по шкале Мооса 2, микротвердость (в числителе — пределы колебаний (кгс/мм 2), в знаменателе — коэффициент анизотропии [6]) 65.167/1,8, минерал несколько гибок, хрупок, тяжелый (удельный вес 4,6 г/см3), электричество не проводит, плавится в пламени свечи. Ромбические кристаллы антимонита обычно сложные, представляют комбинации ромбических призм, пирамид и пинакоидов, отличающихся различным пространственным положением.
В природе одиночные кристаллы редки, чаще они срастаются в виде двойников, образуют агрегаты, плотные и зернистые массы. В минеральных агрегатах иногда наблюдается упорядоченное расположение кристаллов лучистой, жилковатой, зернистой и других структур. Явления спайности объясняют строение минерала, в связи с которым силы сцепления в одних направ-
лениях оказываются резко ослабленными по сравнению с силами сцепления в других. Минерал может иметь различный удельный вес в зависимости от механических примесей и колебания собственного химического состава. Так, на Солонеченском месторождении при близких физико-химических свойствах рудовмешающих пород содержания сурьмы в антимоните превышают сте-хиометрические (71,38 %) и составляют на участке Западном 73,38.74,49 (среднее 74,20), Центральном 72,61.74,86 (среднее 73,62), Восточном 71,22.74,54 (среднее 73,09) %; причины этого не установлены.
На микроуровне по степени свойств шринк-аналогии антимонит принадлежит к халькогенам ( неметаллам) с ковалент-ной связью элементов [3], но в определенных условиях проявляет и халькофильные (металлические) свойства. В ковалентном антимоните неполновалентные р-катионы имеют между 8 и р-орбиталями большую энергетическую щель, п82-орбиталь занимает несвязывающая пара электронов. Электростатические силы, удерживающие структурные единицы в упорядоченном состоянии, определяют соотношение размеров, количество катионов и анионов ( координационные числа 3, 4 и 6), а также физико-химические свойства различных типов структур пространственной ориентации. На энергию кристаллической решетки антимонита, не содержащего сильно поляризуемых ионов, ее структуру, а соответственно, и свойства должны существенно влиять энергетические поля [10]. Об этом свидетельствуют:
— переменное количество структурных единиц (ионов) сурьмы;
— недостаточная «прочность» энергетических уровней электронов N и О в атоме;
— валентность, равная 3 (и 5), свидетельствующая о повышенной гетерополяр-ности, стремлении перестроить внешнюю электронную оболочку атома путем упрочнения ее тремя электронами ( до устойчивой структуры ксенона, № 54 в таблице Д.И. Менделеева);
— близость к магическому числу 50, характеризующему наиболее устойчивые свойства изотопов 6 элементов при наличии в атомных ядрах 2, 8, 20, 50, 82 и 126 нуклонов (нейтронов или протонов); магические ядра наиболее прочны, как прочны атомы благородных газов [4].
Химический состав антимонита усложняют грубые механические, легко отделяемые и тонкие, трудно или совсем не отделяемые примеси. Грубые примеси обусловлены механическим захватом посторонних веществ растущим минералом, прорастанием одного минерала другим. Тонкие примеси связаны с наличием твердых растворов, изоморфным замещением или изоморфными смесями, адсорбцией ионов коллоидали.
Кроме джаспероидов рудоносными породами месторождения являются карбонатные брекчии, березитизированные известняки и алевролиты.
Джаспероид — темно-серый до черного (за счет углеродистого вещества) пористый кварцевый метасоматит с примесью карбоната, серицита, флюорита, барита и реликтовых минералов. Кроме джасперо-идного развит среднее-крупнозернистый кварц в прожилках стадии березитизации (ассоциирует с крупнозернистым кальцитом) и поздний халцедоновидный. В поздней халцедон-(каолинит)-карбонатной ассоциации присутствуют пирит и марказит. Вкрапления флюорита и барита (до первых миллиметров) характерны для брекчий джаспероидов и средне-крупнозернистого карбоната, содержание их в пустотах (ассоциируют с прозрачным кальцитом и антимонитом) достигает первые десятки процентов.
Карбонатные брекчии представлены обломками березитизированных доломитов, алевролитов (первые миллиметры — первые сантиметры) , сцементированных средне-крупнозернистым карбонатом с небольшой примесью кварца, флюорита и барита.
Березитизированные мелкозернистые известняки — темноокрашенные тонкоплитчатые породы бластомилонитовой структуры, минерализованные вкрапленными пиритом, кварцем и серицитом.
Березитизированные алевролиты — почти черные сланцеватые породы вторичного состава (серицит, кварц, сфен, турмалин).
На месторождении установлено более 40 рудных (28 гипогенных, 15 гипергенных) и около 10 нерудных минералов (рис. 4), до глубины 180 м элементы вертикальной зональности оруденения не выявлены. Основными минерами-носителями полезных компонентов первичных руд являются: сурьмы — антимонит; золота — золото в самородной форме; серебро — как примесь в самородном золоте, серебросодержащий буланжерит и тетраэдрит. Минералы-носители таких полезных компонентов, как свинец (галенит, буланжерит), цинк (сфалерит) и медь (халькопирит, тетраэдрит, халькостибит), широкого распространения в рудах не получили. Содержание минералов-носителей вредных примесей мышьяка ( арсенопирит, реальгар, аурипигмент, самородный мышьяк) и ртути (киноварь, ртутьсодержащая блеклая руда) в рудах незначительно.
Золото преимущественно тонкодисперсное, реже мелкое (0,00Х — 0,1 мм), форма выделения в основном неправильная. Оно ассоциирует главным образом с кварцем, в меньшей степени — с сульфидами (пиритом, арсенопиритом и др.) , распределено неравномерно. Максимальные содержания золота тяготеют к рудам, обогащенным сульфидами ( преимущественно пиритом и арсенопиритом). Содержание золота в собственно золотых и золото-анти-монитовых рудах 0,5.28,5 г/т, пробность 659.953 (средняя 819) и 837.
На месторождении развит один про-мышленно значимый природный тип руд — сурьмяный антимонитовый. При наложении антимонитового оруденения на более раннее золоторудное возможно выделение также антимонитового золотосодержащего типа. Однако крайне низкие содержания золота, трудности его извлечения, пространственная разобщенность от промышленных рудных тел исключают такую необходимость. В непромышленном объеме локально встречаются также золото-кварцевое
малосульфидное и буланжеритово-сурьмя-но-свинцово-серебряное оруденение.
Химический и элементный состав промышленных руд месторождения ( содержания минимальные — максимальные / средние, %, Аи, А§, Н§, П, Рё, Яе — г/т): БЮ2 - 36,6-88,3 / 69,11; Т1О2 - <0,010,38 / 0,11; А12О3 - 0,39-7,90 / 2,57; Fe общ. - 0,37-2,87 / 1,23; МпО - <0,010,10 / 0,035; МёО - 0,10-7,89 / 2,57; СаО - 0,48-13,5 / 4,93; ^2О - 0,00250,49 / 0,03; К2О - 0,045-1,14 / 0,42; Р2О5
- 0,015-0,239 / 0,08; ЯЬ - <0,05-61,98 / 10,60; Аи в сурьмяных рудах -<0,1-28,5 / 0,80; Аи в собственных рудных телах -<0,1-16,30 / 1,23; Я - 0,35-9,45 / 3,42; С общ. - 0,12-7,31 / 2,61; ВаО - <0,01-1,15 / 0,11; СаСО3 - 0,79-32,02 / 8,23; CaF2 -<1,0; Сг2О3 - <0,01; А8 - 0,007-0,136 / 0,04; Н§ - <0,1-36,6 / 6,25; РЬ - <0,02; Си - <0,005; 7п - <0,005-0,022 / 0,009; Мо - <0,005; В1 - <0,0025; Р1 - <0,05; Рё
- <0,05; А§ - <1,0; W - <0,02; Яе - <1,08,0 / 0,024.
Коэффициент основности руд (0,1) свидетельствует о кремнистом ( джасперо-идном) типе руд, а выдержанный состав
- о простом строении рудных залежей. Основными шлакообразующими компонентами руды являются ЯЮ2, СаО, М§О и А12О3. Корреляционным анализом установлена прямая зависимость содержания ЯЬ и Я (Кк = 0,88) и обратная - между ЯЬ и ЯЮ2 (Кк = -0,5), свидетельствующая о сульфидной форме выделения сурьмы и одновременном формировании ЯЬ и ЯЮ2. Отсутствие связи между ЯЬ и Аи указывает на разные источники их формирования.
Зона окисления на месторождении развита слабо. Мощность ее составляет не более 2,5 м от поверхности. Содержание сурьмяных охр в ней 0,05.0, 2 %, лимонита - 0,02.5,21 %.
По запасам сурьмы Солонеченское месторождение относится к средним, является крупнейшим в Забайкалье и вторым - в России. Проявленная золоторудная минерализация по технологическим особенностям обогащения промышленного значения не имеет. Освоение месторожде-
ния предполагается комбинированным (открытым и подземным) способом. Согласно ТЭО, на разведанных запасах возможно функционирование рентабельного ГОКа с годовой производительностью 87 тыс. т руды в год.
На действующих и проектируемых горно-обогатительных предприятиях одним из приоритетных направлений повышения их эффективности является снижение трудозатрат на рудоподготовку. При современном росте цен на энергоресурсы актуальность оптимизации показателей рудоподготовки еще более возрастает, поскольку на этот процесс приходится более 60 % общих эксплуатационных расходов обогатительных фабрик.
При вовлечении в эксплуатацию разведанных запасов необходимо оптимизировать ранние этапы переработки руд, связанные с особенностями состава, строения, физико-химических свойств руд, вмещающих пород, морфологии рудных тел, пространственной изменчивостью свойств месторождения и т.п. Они определяют выбор оптимального оборудования, обеспечивающего эффективную технологию переработки руд.
Концентрирование антимонита осуществляется в технологических продуктах переработки руд на обогатительных фабриках путем «раскрытия» свойств минералов от сростков при дезинтеграции.
На современном этапе развития горной промышленности собственно обогащению предшествует группа слабо изученных операций предварительного концентрирования полезного компонента - рудоподго-товка. Она обеспечивает удаление максимального количества безрудного материала в добытом сырье, повышает эффективность обогатительного процесса, а также разделяет взорванную рудную массу на сорта. Некоторые технологии, используемые при рудоподготовке, обеспечивают получение товарной руды, качество которой уже отвечает требованиям металлургического передела, минуя собственно обогащение.
Полная технологическая схема обога-
щения руд месторождения включает следующие технологические операции:
— транспорт и складирование добытой руды крупностью до 500 мм на усреднитель-но-накопительном складе;
— дробление руды до крупности минус 20 мм в замкнутым цикле с грохочением;
— первую стадию измельчения руды в стержневых мельницах до крупности менее 0,5 мм в замкнутом цикле с грохотом;
— винтовую сепарацию на шлюзах подрешетного продукта грохота с последующей доводкой тяжелой фракции винтовых шлюзов на концентрационном столе;
— вторую стадию измельчения хвостов гравитации в шаровых мельницах с центральной разгрузкой в замкнутом цикле с гидроциклоном и получением в сливе материала крупностью 80 % класса минус 0,071 мм;
— основную флотацию слива гидро-
циклонов с получением чернового сурьмяного концентрата и отвальных хвостов 1;
— цикл из двух перечисток и дофлота-ции для перечистки концентрата основной флотации с получением готового сурьмяного концентрата и отвальных хвостов 2;
— обезвоживание объединенных концентратов гравитации и флотации, включая их сгущение до 65 % твердого и последующую фильтрацию с направлением осветленной воды в оборот;
— отправки отвальных хвостов на сгущение до 50 % твердого и на последующее складирование на хвостохранилище с возвратом части осветленного слива в оборотное водоснабжение обогатительной фабрики.
Показатели переработки руд (табл. 2) свидетельствуют, что схема обеспечивает получение гравитационного концентрата с содержанием сурьмы 53,78 % при исходном содержании 9,13 %
Таблица 2
Показатели обогащения руд, %
Наименование продукта Выход Содержание Sb Извлечение Sb
Гравитационный концентрат 7,17 53,78 39,96
Флотационный концентрат 11,00 49,06 55,92
Суммарный сурьмяный концентрат 18,17 50,92 95,88
Отвальные хвосты 81,83 0,49 4,12
Исходная шихта руд 100,00 9,13 100,00
Концентрация сурьмы в объединенных продуктах гравитации и флотации свидетельствует, что качество суммарного концентрата сильно зависит от содержании металла только в бедных (до 4 %) рудах (рис. 5) , аналогичная, но несколько меньшая зависимость характерна также для гравитационного концентрата (рис. 6) и извлечения БЬ в этот концентрат (рис.7), извлекаемый на этапе рудоподготовки.
Согласно регрессивным моделям гравитационно-флотационной технологии (рис. 5), объедененный концентрат мар-
ки КСУФ 4 (30 % БЬ) можно получать при содержании БЬ в руде 1,5 %, а марки КСУФ 3 (40 % БЬ) - 3 %, при содержании же сурьмы в руде более 7...8 % появляется большая вероятность получить концентрат марки КСУФ 2. Гравитационный концентрат с содержанием металла 30 % можно получать при содержании БЬ в руде около 4 % (рис. 6) с извлечением металла 28.30 % (рис. 7), при содержании 7.8 % и более - гарантируется выход концентратов более высокого качества с извлечением 38.49 % и выше.
ЗЬ в продукте, %
----Доверительные границы (по Стьюденту с вероятностью р = 0,95)
Рис. 5. Зависимость концентрации сурьмы в объединенных продуктах гравитации и флотации от её содержания в руде
8Ь в продукте, %
----Доверительные границы (по Стьюденту с вероятностью р = 0,95)
Рис. 6. Изменение концентрации сурьмы в продуктах гравитации от её содержания в исходной руде
Извлечение ЭЪ. % 55
5 10 15 20 Коэффициент корреляции г = 0,919. Погрешность аппроксимации +\-С = 8,54167 ----Доверительные границы (по Стьюденту с вероятностью Р = 0,95)
25 ЗЬ в руде, %
Рис. 7. Зависимость извлечения сурьмы в гравитационный концентрат от её содержания в исходной руде
Прогнозные показатели переработки руд месторождения при разных бортовых содержаниях сурьмы свидетельствуют:
— содержание сурьмы в гравитационном концентрате (более 53 %) при среднем содержании в руде 7 % уже не зависит от её бортового содержания;
— бортовое содержание сурьмы (у) существенно влияет на выход гравитационного концентрата (у = 0,68 + 0,3х ± 0,15 %) и на величину извлечения (у = 0,54 + 0,06х ± 0,2 %);
— на месторождении при среднем содержании БЬ в усредненной шихте около 7 % минимальное бортовое содержание не должно понижаться менее 0,7 %.
Результаты анализа процессов рудопо-дготовки руд джаспероидного типа свидетельствуют о возможности снижения современных требований к минеральному сырью еще в недрах. Лет 10 лет назад промышленными считались руды со средним содержание сурьмы 8.10 %. В 2006 г. кондициями по Жипкошинскому месторождению определено минимальное промышленное содержание сурьмы в подсчетном блоке 4,0 %. Современными постоянными разведочными кондициями определены параметры:
для открытой разработки:
— бортовое содержание сурьмы в пробе для оконтуривания рудного тела по мощности — 1,5 %;
— минимальная мощность рудного тела — 3 м, при меньшей мощности, но высоком содержании сурьмы, пользоваться метро-процентом не ниже 4,5;
— максимальная мощность пустых прослоев и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов, — 3 м.
для подземной отработки:
— бортовое содержание сурьмы в пробе
Литература
для оконтуривания рудного тела по мощности — 2,1 %;
— минимальное промышленное содержание сурьмы в подсчетом блоке — 6,04 %;
— минимальное содержание в краевой пробе, для оконтуривания рудного тела по простиранию — 2,84 %;
— минимальная мощность рудного тела — 1 м, при меньшей мощности, но высоком содержании сурьмы пользоваться метро-процентом не ниже 2,1;
— максимальная мощность пустых прослоев и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов, — 1 м.
К забалансовым относить запасы, подсчитанные по кондициям и не включенные в разработку открытым или подземным способом.
В соответствии с ТЭО кондиций, открытой отработке подлежат запасы участка Западный и верхние горизонты участка Восточный, подземным — запасы участка Центральный и нижние горизонты участка Восточный.
Можно предположить, что в результате «доработки» технологии переработки сырья в эксплуатационных кондициях отпадет необходимость в выделении в границах карьера забалансовых руд, а бортовое содержание понизится до 0,7 %.
Таким образом, жильные и штокверко-вые руды месторождений Восточно-Забайкальской сурьмяной провинции, благодаря простому антимонит-кварцевому составу и высокой контрастностности физических свойств минералов, представляют единый технологический тип, который еще на этапе рудоподготовки обеспечивает получение рентабельного сурьмяного концентрата и промпродукта, а также экологически безопасных хвостов.
1. Бетехтин А.Г. Курс минералогии: учебник. — М.: Госгеолтехиздат, 1956. — 558 с.
2. Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Главные типы рудных месторождений: 2-е изд. перераб. и дополн. — М.: Недра, 1982. — 383 с.
3. Годовиков А.А. Минералогия: 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Недра, 1983. — 647 с.
4. Детская энциклопедия: в 12 т. Т. 3. Вещество и энергия / науч. ред. И.В. Петрянов. — М.: Педагогика, 1973. — 544 с.
5. Изоитко В.М. Технологическая минералогия и оценка руд. - СПб.: Наука, 1997. - 582 с.
6. Лебедева С.И. Микротвердость минералов. - М.: Недра, 1977. - 118 с.
7. Месторождения Забайкалья / Коллектив авторов. Под ред. акад. Н.П. Лаверова (в 2 книгах). - М.: Геоинформмарк, 1995. - Т. I, кн. II. - 224 с.
8. Павленко Ю.В., Поляков О.А. Восточно-Забайкальская сурьмяная провинция // Вестн. Чит. гос. ун-та. - 2010. - № 9. - С. 77-84.
9. Павленко Ю.В. Глубинное строение и минерагения Юго-Восточного Забайкалья. - Чита: ЧитГУ, 2009. - 200 с.
10. Поляков О.А., Павленко Ю.В. Влияние свойств жильных и штокверковых руд антимонит-кварцевого формационного типа на эффективность рудоподготовки // Вестн. Чит. гос. ун-та. - 2011. - № 5. - С. 116-127.
11. Смольянинов Н.А. Практическое руководство по минералогии: учебник. - М.: Госгеолте-хиздат, 1955. - 432 с.
Коротко об авторах
Briefly about the authors
Павленко Ю.В., д-р геол.-минер. наук, профессор, Забайкальский государственный университет (ЗабГУ)
Служ. тел.: (3022) 35-32-02
Yu. Pavlenko, Doctor of Geology and Mineralogical sciences, professor, Transbairal State Uni-versity
Научные интересы: мелко-среднемасштабное геологическое картирование, прогнозирование, поиски, разведка месторождений
Scientific interests: small-and middle-scale geologic mapping, prognosticating, exploration and mineral deposits prjspection
Поляков О.А., соискатель, Забайкальский государственный университет (ЗабГУ) Служ. тел.: (3022) 35-25-72
O. Polyakov, applicant, Zabaikalsky State University
Научные интересы: методы обогащения различных видов минерального сырья
Scientific interests: methods of mineral products enrichment
