Исследование платиносодержащей минерализации Светлоборского дунитового массива с использованием автоматизированного комплекса MLA

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

— © А. П. Козлов, А. С. Тимофеев,
О. Е. Корнейчик, 2014
УДК 622. 7
А. П. Козлов, А. С. Тимофеев, О.Е. Корнейчик
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАТИНОСОДЕРЖАЩЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ СВЕТЛОБОРСКОГО ДУНИТОВОГО МАССИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА MLA*
Методом автоматизированной минералогии (MLA) изучена платиносодержащая минерализация Светлоборского дунитового массива (Средний Урал), что позволило дать полную характеристику ее минерального и гранулярного состава, а так же определить распределение по сросткам различных минералов МПГ. Установлена возможность выделения не менее 50% платиновой минерализации в гравитационные концентраты. Высокая плотность установленных платиносодержащих минералов, которые представлены преимущественно платино-железистыми сплавами (изоферроплатина, тетраферроплатина) и туламинитом, определяет возможность эффективного применения гравитационных методов. Анализ распределения платиноидов по классам крупности позволяет утверждать, что не менее 50% платины может быть выделено в гравитационные концентраты. Наличие в продуктивной ассоциации магнитных платиносодержащих минералов (тетраферроплатина, ту-ламинит) и магнетита, а также их сростков с парамагнитными минералами МПГ (изоферроплатина, сперрилит, осмиридий) создает предпосылки применения магнитной сепарации для дополнительного извлечения до 20% платиновой минерализации из хвостов гравитационного обогащения.
Ключевые слова: платиносодержащая минерализация- метод автоматизированной минералогии- минеральный и гранулярный состав- изоферроплатина- тетраферро-платина- туламинит- сростки- ферромагнетик- парамагнетик- магнитная сепарация.
В настоящее время компанией «Полиметалл» проводится комплекс работ по оценке потенциала и возможности вовлечения в промышленную эксплуатацию платинометаль-ного оруденения Светлоборского дунитового массива [1], который является коренным источником уникальных россыпных месторождений платины Исовского района на Среднем Урале (рис. 1). Проведенными в ИПКОН РАН минералогическими и лабораторными технологическими исследованиями установлены значительные потери платины с хвостовыми и шламовыми продуктами и указано на не-
обходимость проведения селективной концентрации мелких и тонких классов платиноидов методами флотации и магнитной сепарации [2]. В связи с этим, для обоснования эффективных, как с технологической, так и экономической точки зрения, процессов извлечения платины из дунитов, весьма актуальным представляется проведение комплексных минералогических исследований с детальным изучением технологических свойств продуктивной пла-тиносодержащей минерализации.
Основной задачей проведенных минералогических исследований являлось выделение продуктивных ми-
* Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013−2020 гг.
[ Иг Н* И®
hs" ш* ш"
Рис. 1. Карта схема расположения Светлоборского дунитового массива, Платиноносный пояс Урала: 1 — габбро- 2 — пироксениты- 3 — дуниты- 4 — платиновые россыпи- 5 — Гусевогорское титаномагнети-товое месторождение- 6 — интрузивные массивы: Качканарский (1), Светлоборский (2), Вересовоборский (3), Каменушенский (4), Павдинский (5) — 7 — Уральский Платиноносный Пояс и выделяемые комплексы (1 — Тагильский, 2 — Качканарский, 3 — Павдинский, 4 — Кытлымский, 5 — Кумбинский, 6 — Денеж-кинский) — 8 — расположение врезки
неральных ассоциаций платиноидов в дунитах Светлоборского массива, получение полной характеристики их минерального и гранулярного состава, распределение минералов МПГ по сросткам и определение доли свободной поверхности различных минеральных фаз в сростках и включени-
ях. Для проведения исследований из мелкозернистых дунитов были отобраны семь минералого-технологиче-ских проб (Выборка № 1), а также образцы дунитов из разведочных канав и скважин, пройденных на рудопро-явлении Высоцкого (Выборка № 2).
Процесс выделения продуктивной платиносодержащей минерализации для проведения минералогических исследований заключался в следующем. Материал проб дробился до крупности -2 мм, отмывался в воде, а затем обрабатывался в тяжелой жидкости. Из выделенных гравитационных концентратов при бинокулярном просмотре отбирались все зерна визуально похожие на платиноиды. Далее хвосты подвергались измельчению до крупности -0,6 мм с последующим выделением тяжелого концентрата и отбором зерен.
После запрессовки зерен в шашки, в аналитической лаборатории Центра «Ресурсосберегающие технологии переработки минерального сырья» НИТУ «МИСиС» (оператор А.В. Пань-кин), по каждой выборке был проведен комплекс минералогических исследований с помощью автоматизированной высокоскоростной системы
jT
Рис. 2. Внешний вид комплекса автоматизированной высокоскоростной системы минералогического анализа (МЬЛ)
минералогического анализа (MLA), которая представляет собой сканирующий электронный микроскоп с катодом на полевой эмиссии (FEG) и несколькими высокоскоростными энергодисперсионными детекторами (EDS) (рис. 2).
Система MLA позволяет получать изображения и информацию о составе большого количества образцов, а специальное программное обеспечение выдает данные о минеральном и элементном составе минерализации, размере зерен, минеральных ассоциациях и наличии свободных частиц. Одним из основных преимуществ метода является быстрое получение изображений и их высокое Рис 3 изобРажениезеРна смингрыамиМПГ: А -вог-
раженных электронах- Б — обработанное алгоритмом MLA
качество, которое достигается благодаря источнику электронов высокой яркости, системе высокоскоростного получения данных и полной автоматизации процесса.
Принцип работы системы автоматизированного минералогического анализа MLA заключается в следующем. С помощью сканирующего электронного микроскопа проводится рентгенографический анализ поверхности исследуемой пробы в режиме измерения XBSE (одиночный рент-геноспектральный анализ в пределах зерна, идентифицированного на снимке в режиме обратно-отраженных электронов). Одновременно со сканированием поверхности проводится
пошаговыи точечный рентгеноспект-ральный анализ каждой минеральной фазы. Участки с одинаковым близким элементным составом выделяются в отдельную фазу, окрашенную одним цветом. Далее составляется база данных минералов на основе полученных спектров и построение результирующее изображение классифицированных минеральных частиц (рис. 3).
Представительность полученных результатов обеспечивается значительным количеством изученных зерен платиносодержащих минералов. Суммарно в двух выборках установлено более 4000 зерен платиносо-
Таблица 1
Количество зерен и частиц платиновой минерализации в исследуемых выборках
Номер выборки Количество зерен Количество частиц
1 848 4364
2 3362 13 235
Рис. 4. Минеральный состав платиносодержащей минерализации в дунитах Свет-лоборского массива, масс. %: А — выборка № 1- Б — выборка № 2
держащих минералов, в пределах которых системой МЛА выделено 17 600 частиц различных минеральных фаз (табл. 1).
В составе выделенной платино-содержащей минерализации доминируют платино-железистые сплавы, представленные изоферроплатиной (Р^е) 34,8−52,2 масс.% итетрафер-роплатиной (Р1Ре) 24,8−29,3 масс.% (рис. 4). Значительным распространением в дунитах Светлоборского массива также пользуется туламинит (Р^еСи) 17,9−24,4 масс.%. В под-
чиненном количестве находятся сульфиды и сульфоарсениды МПГ 3,8−7,4 масс. %, сперрилит (Р1Аэ2) до 4,1 масс.%. и осмиридий (1г, Оэ) до 0,8 масс.%.
Исследования гранулярного состава платиносодержащей минерализации показали, что половина зерен платиноидов находится в мелких и тонких классах крупности (-80 мкм) (рис. 5). При установленной максимальной крупности 400 мкм, среднеарифметический размер зерен составляет 90−95 мкм.
50 4Б 40 35 ^ 30 * 25
Л
оэ
20 15 10 5 0

ш



II

-I II 1
1 ь
в 1 1 8 «
-10+0 -20+10
-120+80 -200+120−400+200 +400 Клаусы крупности, мкм
-40+20 -80+40
ЙА? Б
Рис. 5. Массовое распределение платиносодержащей минерализации в дунитах Свет-лоборского массива по классам крупности, масс. %: А — выборка № 1- Б — выборка № 2
Изоферроплатина Тетраферроплатина
Ш Свободные зерна Е Э Двойные сростки [1 Полиминерэльные сростки
Рис. 6. Характеристика раскрытия зерен изоферроплатины и тетраферроплатины в дунитах Светлоборского массива
Изучение сростков основных продуктивных минеральных фаз МПГ свидетельствует о том, что значительная часть изоферроплатины 42,154,9 масс.% находится в виде свободных зерен. Для трети зерен (24,235,3 масс. %) характерны двойные срастания с тетраферроплатиной или туламинитом. Пятая часть изоферро-платины находится в полиминеральных сростках. Незначительное количество изоферроплатины (7 масс. %) находится в сростках с породообразующим форстеритом.
Для тетраферроплатины характеристика срастания несколько иная и в виде свободных зерен находится лишь 12,5−22,6 масс.%. В двойных сростках (42,7−49,3 масс. %) тетраферро-платина находится в основном с изо-
ферроплатиной и в меньшей мере с породообразующим форстеритом. К полиминеральным сросткам и включениям относится 28,1−44,7 масс.% тетраферроплатины.
В процессе минералогических исследований установлено, что платина в дунитах Светлоборского массива присутствует исключительно в собственных минеральных формах, доминирующими среди которых являются платино-железистые сплавы (изофер-роплатина и тетраферроплатина). Это позволяет рассматривать возможность извлечения платины из дунитов как выделение установленной платиносо-держащей минерализации.
Контрастные технологические свойства основных платиносодержа-щих минералов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Технологические свойства основных минералов платиносодержащей минерализации Светлоборского массива
Минералы Морфология выделений Плотность, г/см3 Микротвердость, кг/мм2 Магнитная восприимчивость, п 10−6 см3/г
Изоферроплатина Самостоятельные зерна и сложные минеральные сростки 14,0−19,5 320−480 (440) 1
Тетраферроплатина 300−350 (320) ферромагнетик
Туламинит 135−175 (155) ферромагнетик
Сперрилит 10,5−10,7 690−1085 (890) парамагнетик
Важнейшим свойством минералов МПГ является высокая плотность, вариации которой от 10,5−19,5 г/см3 обусловлены содержанием платины в минеральной форме [3]. Минимальное значение для сперрилита, содержащего 52,8−56,9 масс.% Pt, и максимальное для изоферроплатины с 86,5 масс.% Pt.
Платиносодержащая минерализация может эффективно извлекаться гравитационными методами, однако значительная часть платиноидов (~50 масс. %) находится в мелких и тонких классах крупности (-80 мкм), что весьма неблагоприятно для гравитационного извлечения. Прогнозная оценка извлечения платиноидов методом гравитации, основанная на установленном гранулярном составе, составляет не менее 50% от общей массы платиновой минерализации.
Особенности измельчения рудоносных дунитов и раскрываемости продуктивной минерализации будут определяться низкой микротвердостью основных платиносодержащих минералов (изоферроплатина 440 кг/мм2, тетраферроплатина 320 кг/мм2, тула-минита 155 кг/мм2) на фоне относительно высокой микротвердости основного породообразующего минерала — форстерита (925 кг/мм2) [3]. Это определяет возможность переизмельчения крупных зерен платиноидов и увеличение выхода платины в тонких классах, представляющих проблему для извлечения методами гравитации.
Часть платиносодержащей минерализации, представленная тетра-ферроплатиной и туламинитом, имеет выраженные магнитные свойства. Значительное количество кристалло-химически упорядоченной изофер-роплатины, сперрилита и сульфо-арсенидов МПГ, которые являются парамагнетиками с низкой магнитной восприимчивостью, образует срост-
ки с магнитными минералами МПГ и вторичным магнетитом. Установленное в процессе минералогических исследований массовое количество минералов МПГ, имеющих выраженные магнитные свойства, а также значительная часть зерен, в которых они находятся в срастании с плати-носодержащими минералами — парамагнетиками, свидетельствует о возможности эффективного применения магнитных методов и позволяет прогнозировать дополнительное извлечение до 20% платиновой минерализации в тонких и мелких классах крупности из хвостовых продуктов гравитационного обогащения.
Основные выводы
1. Важнейшей особенностью пла-тинометального оруденения в дунитах Светлоборского массива является наличие платины исключительно в собственных свободных минеральных формах.
2. Высокая плотность установленных платиносодержащих минералов, которые представлены преимущественно платино-железистыми сплавами (изоферроплатина, тетраферро-платина) и туламинитом, определяет возможность эффективного применения гравитационных методов. Анализ распределения платиноидов по классам крупности позволяет утверждать, что не менее 50% платины может быть выделено в гравитационные концентраты.
3. Тесные срастания парамагнитных минералов МПГ (изоферроплати-на, сперрилит, осмиридий) с магнитными платиносодержащими минералами (тетраферроплатина, туламинит) и вторичным магнетитом создает предпосылки для применения магнитной сепарации, что может позволить дополнительно выделить из хвостов гравитационного обогащения до 20% платины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Толстых Н. Д., Телегин Ю. М., Козлов А. П. Коренная платина Светлоборского и Каменушинского массивов Платиноносно-го пояса Урала // Геология и геофизика. -2011. — Т. 52. — № 6. — С. 775−793.
2. Козлов А. П., Матвеева Т. Н., Толстых Н. Д., Федотов К. В., Чантурия В. А. Раз-
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
работка технологических процессов извлечения платины из дунитов Платиноносного пояса Урала // Обогащение руд. — 2013. -№ 5. — С. 8−16.
3. Дорошенко М. В., Башлыкова Т. В. Технологические свойства минералов. — М.: Теплоэнергетик, 2007. — 296 с.
Козлов Андрей Петрович — доктор технических наук, заместитель директора по научной работе, e-mail: kozap@mail. ru, Тимофеев Александр Сергеевич — аспирант, младший научный сотрудник, e-mail: timofeev_ac@mail. ru.
Корнейчик Олег Евгеньевич — аспирант, e-mail: oleg@technoinfo. co. uk, ИПКОН РАН.
UDC 622. 7
ANALYSIS OF PLATINUM CONTENT OF SVETLOBORSKY DUNITE ORE BODY USING MLA AUTOMATED SYSTEM
Kozlov A.P., Doctor of Technical Sciences, Deputy Director on Scientific Work, e-mail: kozap@mail. ru, Timofeev A.S., Graduate Student, Junior Researcher, e-mail: timofeev_ac@mail. ru.
Korneichik O.E., Graduate Student, e-mail: oleg@technoinfo. co. uk,
Institute of Problems of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences.
Platinum-mineralization of Svetloborsky dunite massif (Middle Urals) was studied using automated mineralogy method (MLA) to give a full description of its mineral and granular composition, as well as to determine the distribution of various PGM in intergrowths. The possibility of allocating at least 50% of the platinum mineralization in gravity concentrates was shown.
High density of located platinum minerals, which are mainly represented by the platinum-iron alloys (iso-ferroplatinum, tetraferroplatinum) and tulaminite determines the possibility of effective application of gravitational methods. Analysis of the distribution of platinum on the size classes suggests that at least 50% of platinum can be recovered in the gravity concentrates.
The presence in the productive association of magnetic minerals of platinum (tetraferroplatinum, tu-laminit) and magnetite, as well as their intergrowths with paramagnetic PGM (isoferroplatinum, sperrylite, osmiridy) creates the preconditions for the application of magnetic separation for additional recovery of up to 20% of the platinum mineralization from gravity concentration tails.
Key words: platinum-bearing mineralization- automated mineralogy- mineral and granular structure- iso-ferroplatinum- tetraferroplatinum- tulaminit- splices- ferromagnet- paramagnet- magnetic separation.
REFERENCES
1. Tolstykh N.D., Telegin Yu.M., Kozlov A.P. Geologiya i geofizika, 2011, vol. 52, no 6, pp. 775−793.
2. Kozlov A.P., Matveeva T.N., Tolstykh N.D., Fedotov K.V., Chanturiya V.A. Obogashchenie rud, 2013, no 5, pp. 8−16.
3. Doroshenko M.V., Bashlykova T.V. Tekhnologicheskie svoistva mineralov (Processing characteristics of minerals), Moscow, Teploenergetik, 2007, 296 p.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой