Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геолого-минералогические факторы технологической оценки молибденовых месторождений

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Геолого-минералогические факторы технологической оценки молибденовых месторождений"

На правах рукописи

\ ПШЕНИЧНИКОВА Екатерина Павловна

ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МОЛИБДЕНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Специальность 04.00.11 Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений; металлогения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург

1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте им.Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научные руководители:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Изоитко Виктория Михайловна доктор геолого-минералогических наук, профессор Порогов Геннадий Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАЕН Попов Виктор Евгеньевич кандидат геолого-минералогических наук, доцент Карякин Иван Александрович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится "25" декабря 1997 г. В 15 час. 15 мин. на заседании диссертационного Совета Д.063.15.02 в Санкт-Петербургском государственном горном институте им.Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199026, Санкт-Петербург, В.О., 21-я линия, д. 2, ауд. 7320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПГГИ (ТУ). Автореферат разослан" " 1997 года

/

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Г.Марченко

Актуальность работы. В связи с распадом СССР и общим состоянием горнодобывающей отрасли уровень добычи молибденово-рудного сырья и количество крупных горнообогатительных комбинатов значительно уменьшились. На территории России месторождения молибдена, имеющие промышленное значение, находятся в Забайкалье, Кабардино-Балкарии, Хакассии. Запасы руд заканчиваются, обогатительные предприятия либо останавливаются, либо работают не на полную мощность. Такое положение можно исправить ценой крупных капиталовложений в модернизацию предприятий или введением в эксплуатацию новых месторождений. В последнем случае для минимизации расходов, связанных с поисками и исследованием руд, потенциальные инвесторы и государственные предприятия должны оценивать их технологические свойства по ограниченному набору качественных показателей уже на стадии поисково-оценочных работ. Определение генетических и технологических типов руд проводится на основе исследований типоморфных свойств минералов и их ассоциаций, которые обусловлены геологическими и физико-химическими условиями образования. С использованием новых и усовершенствованных методов исследования вещества, технологических схем и процессов возможно оптимизировать процессы переработки руд, учитывая все особенности минералов и, в частности, молибденита.

Цель научной работы заключалась в определении и обосновании геолого-минералогических факторов, влияющих на результаты переработки руд для экспрессной технологической оценки молибденовых месторождений на разных стадиях геолого-разведочных работ и управления качеством руды при эксплуатации.

Задачами научной работы являлись изучение типоморфных особенностей, определяющих результаты обогащения минералов (молибденита, слоистых силикатов) и количественная оценка их влияния на процесс переработки молибденовых руд выделение природных и технологических типов и разновидностей руд на основании изучения вещественного состава, а также прогноз показателей их обогащения с использованием геолого-минералогических факторов.

Фактический материал и методы исследования. Объектами исследования служили молибденовые руды основных промышленных месторождений разных генетических типов (Тырныауз, Яхтон, Северный Катпар, Калгута, Жирекенское, Сорское, Каджаран, Агарак, Техут). Все аналитические работы выполнялись непосредственно автором в АО

"Механобр-Аналит" при помощи соответствующих специалистов. При изучении типоморфных и технологических особенностей минералов применялись минералогический анализ руд в дробленых препаратах (100 проб), полированных шлифах (300 проб) и технологических пробах продуктов обогащения (4 проб.), сопровождающийся отбором мономинеральных фракций молибденита (50 проб), халькопирита (10 проб), слоистых силикатов (10 проб); полуколичественный спектральный анализ (120 ан.;Л.А.Ушинская); зовдовый микроанализ (120 ан.;Ю.Л.Крейцер), рентгенофазовый анализ слоистых силикатов (10 ан.) и рентгеноструктурный анализ политипных модификаций молибденита (38 ан.;Е.Э.Михеева, М.А.Яговкина) рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (18 ан.; А.В.Щукарев); исследования физико-механических свойств минералов: определение микротвердости (80 ан.); термоэлектродвижущей силы (80 ан); определение набухаемости слоистых силикатов (10 ан.) и скорости осаждения минеральных частиц в пульпе (10 ан.). Статистическая обработка аналитических результатов выполнялась на ЭВМ по программам кафедры ПРОМПИ.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается большим объемом экспериментальных исследований и аналитических расчетов.

Научная новизна работы. Впервые выполнено обобщение и обоснование геолого-минералогических факторов технологической оценки молибденовых руд важнейших месторождений России и СНГ. Предложена геолого-технологическая классификация молибденовых месторождений. Установлено большое значение политипии молибденита при переработке молибденовых руд. Показано, что интегральной технологической характеристикой молибденита являются свойства его поверхности, которые определяются условиями образования;

Практическая значимость. Обоснованы геолого-минералогические критерии технологического прогноза и оценки качества молибденовых руд месторождений различных геолого-промышленных типов. Результаты работы учитывались при подсчете запасов медно-молибденовых руд Техутского месторождения и оптимизации деятельности Каджаранского ГОКа.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации обсуждались на заседаниях кафедры поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых СПбГГИ, отдельные результаты были представлены в материалах 2-го Международного

симпозиума "Проблемы комплексного использования руд"(С-Петербург, 1996) , 1 - ой и 2 - ой Научных конференциях студентов и аспирантов СПбГТИ "Полезные ископаемые России и их освоение" (С-Петербург, 1996, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения и 6 глав. Общий объем работы 195 страниц машинописного текста, включая 56 таблиц, 43 рисунка, а также список литературы из 102 наименований,

В первой главе приводится анализ классификаций молибденовых месторождений и общая геологическая характеристика генетических типов. Во второй - дана классификация прородных типов руд молибденовых месторождений. Третья глава посвящена особенностям минерального состава молибденовых руд и типоморфным свойствам минералов. В четвертой главе выполнена оценка влияния геолого-минералогических факторов на технологические свойства руды. Пятая глава раскрывает принципы выделения технологических типов руд с использованием разделяющих признаков в пределах каждого генетического типа. Шестая глава носит заключительный характер, в ней представлены выводы по результатам исследований.

Диссертационная работа выполнена под научным руководством докг. геол.-мин. наук, проф. В.М.Изоигко (АО "Механобр-инжиниринг") и докг. геол.-минер, наук, проф. Г.С.Поротова (СПГТИ), которым автор выражает свою глубокую признательность. Всестороннюю помощь при выполнении исследований оказали канд. геол.-мин. наук И.В. Михеева, A.B. Щукарев, М.А. Яговкина ("Механобр-Аналит"), докт. геол.-мин. наук Э.А. Гойло (каф. кристалл. СПбГУ). С.В.Петров (АО "Механобр"). Настоящая работа стала возможной при благожелательном отношении всего коллектива кафедры поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых СПбГТИ.

Основные результаты проведенных исследований могут быть представлены в виде следующих основных защищаемых положений:

1. Разные условия образования молибденовых, медпо-молибденовых и вольфрам-молибденовых месторождений обуславливают неоднородность их состава и строения, что приводит к появлению различных природных типов руд и к возможности их классификации с помощью установленных разделяющих признаков. Каждый Tim руды отличается своим набором иарагенетических ассоциаций минералов и определенными типоморфиыми свойствами

молибденита.

Основными генетическими типами молибденовых месторождений, имеющими промышленное значение, являются скариовый, грейзеновый и гидротермальный. Эти типы месторождений различаются составом вмещающих пород, интрузивным и дайковым комплексами, гидротермально-метасоматическими изменениями и характером рудной минерализации. На основании геологических признаков (состав вмещающих пород, минеральная форма нахождения главных полезных компонентов, структурно-текстурные особенности) руды молибденовых месторождений делятся на природные типы, которые легко выделяются при картировании и увязываются на геологической трафике. Ведущим признаком в большинстве случаев является состав оруденелых пород, так как главные рудные минералы не всегда различаются невооруженным глазом, а форма их распределения чаще всего прожилково-вкрапленная. Для получения объективных выводов относительно петрохимической близости (различия) исследуемых руд и возможности их экспрессного распознавания по минимальному набору признаков использованы корреляционный анализ и метод главных компонент, являющийся модификацией факторного анализа. Макро- и микроскопические исследования, анализ вещественного состава и их математическая обработка позволили выделить на скарновых месторождениях восемь природных типов руд - в скарнированных мраморах, в метасоматически измененных скарнах, в пироксен-плагиоклазовых роговиках, в биотитовых роговиках, в измененных гранитоидах, в амфиболизированных плагиогранитах и диабазах, в измененных гипербазитах и руды всех природных типов вблизи разрывных нарушений. Ведущим признаком экспрессной классификации здесь являются содержания СаО и Ие (или А1203) (рис.1).

Для грейзеновых месторождений выделяются две группы руд -кварцево-жильные и прожилково-вкрапленные в грейзенизированных или березитизированных горных породах, разделяющиеся по соотношению содержаний вольфрама и рубидия. В свою очередь жильные руды классифицируются по типам рудных жил (структурные условия размещения, морфология и вещественный состав), а прожилково-вкрапленные - по содержанию Ре и К20 (рис.2).

Руды гидротермальных месторождений делятся на три группы (первичные, окисленные и промежуточные) на основе степени окисленности молибдена, и меди, а также количества сульфидного железа

(пирита). Поскольку главное значение имеют прожилково-вкра пленные первичные руды этих месторождений, то разработана их классификация по петрографическому составу: руды в метасомапггах по меланократовым (гранодиориты, диориты, сиениты) и лейкократовым интрузивным породам (граниты, гранит-порфиры). Для них разделяющим признаком является содержание СаО и Ре или СаО и 1^0 (рис.3).

кс

♦ ♦

. ♦ °

♦ О

♦

•••••

А

• -I О 2

• 3

В-4

■ -5 А-*

Л.-7

• И

о-а

10 15 20 25 30 Э5 40 45 50

Рис. 1 Классификация руд Тырныаузского месторождения по соотношению содержаний общего железа и окиси кальция Роговики: 1 - биотитовые; 2 • пироксеновые. Скарны по известнякам: 3 -пироксен-гранатовые; 4 - гранат-пироксеновые; 5 -пироксеновые; 6 - скарнированные мраморы; 7 - мраморы. Скарны по роговикам: 8-пироксен-гранатовые; 9- гранат-лироксеновые.

/

/

' .А" /

/---

В I

___

/

п-2 л-Э о-л ♦ •5 О • 6

о

Рис. 2 Класификация руд Калгутинского месторождения по соотношению содержанию общего железа и окиси калия Интрузивные породы: 1 - гренитоиды; 2 - дайки кислого состава; 3 -мусковитизированные гранитоиды. Грейзены: 4 - оруденелые; 5 - околожильные. Руды: 6 -прожилково-екрапленные; 7 - жильные.

Рис. 3 Классификация руд Сорского месторождения по соотношению общего железа и окиси кальция Оруденелые породы: меланократовые: 1 - диориты; 2 - сиениты; лейкократовые: 3 - граниты; 4 - гранит-порфиры.

Из всего многообразия минералов молибденовых месторождений технологическое значение имеют не более десяти. Главный рудный минерал, носитель молибдена - молибденит, представленный чешуйчатыми зернами, агрегатами и гнездами в межзерновом пространстве кварца, полевого пшата, слюд и по плоскостям спайности шеелита, а также тонокодисперсными включениями в кварце. По размерам молибденит варьирует от крупночешуйчатого до дисперсного в породообразующих минералах и сажистого в тектонических зонах. В изучаемых рудах обнаружено две политипные модификации молибденита -двухслойная гексагональная -2Н и трехслойная ромбоэдрическая -ЗИ, которые обычно встречаются в разных количественных соотношениях (табл.1). Исследования показали, что для .месторождений с преобладанием высокотемпературных гидротермальных изменений пород щелочной стадии рудоотложения (калишпатизация, биотитизация, окварцевание) характерен практически чистый 2Н-молибденит, а при широком распространении средне- и низкотемпературных метасоматических преобразований кислотной стадии (кварц-сернцитовые и серицит-хлоритовые) преобладает ЗК-молибденит.

Химический состав молибденита непостоянен, отмечается большое количество примесей. По мере изменения физико-химических условий рудообразования (снижение температуры, смена кислотно-щелочного режима) возрастает содержание титана, ванадия, железа, марганца, рения, свинца, цинка, меди, серы, уменьшается - серебра. Максимум вольфрама

Таблица 1

Характеристика молибденитов месторождений разных генетических типов

Характеристика молибденитов Генетический тип и подтип

Скарновын Грейзеновый Гидротермальный

Жилы Штокверки Молибден-порфировый Медно-порфировый

Размеры зерен, мм 0.48 1.25 0.36 0.18 0.14

Доля политипов, 2Н 84 80 77 95 62

% 2Н+ЗЯ б 13 19 4 15

ЗБ 10 7 4 1 23

Содержание, % Мо 59.65 59.84 59.08 59.88 59.334

в 39.68 40.00 39.90 40.30 40.08

Яех 10"* 30 140 40 65 725

Б/Мо 1.991 2.000 2.013 2.014 2.021

Основные примеси Т«, Мп, Си, РЬ, Ак Мп, Си, Т| Си, РЬ, 7л, V, Т1 Ке, Си, РЬ, Та

Параметры а* 0.315 0.314 0.315 0.315 0.316

элементарной ячейки, нм Со 1.227 1.225 1.226 1.227 1.224

Коэффициент термоЭДС, мкВ/град п-тип р-тип 410 540 360 485 390 290 380 520 500 565

Микротвердость, кг/мм1 13 15 12 10 12

Месторождения Интичке Северный Катпар Тырныауз Яхтон Бом-Горхон Калгута1 Караоба1 Хсиггосон Верхние Кайракты Калгута2 Караоба2 Жирекенское Сорское Агарак Айгедаор Варденис Дастакерт Каджаран Кал&макыр Парагачай Техут

приходится на скарновый и грейзеновый типы. Результаты анализа химического состава подтвердили генетическую связь ЗЛ-молибденита со средне-низкотемпературными гидротермальными образованиями, формирующимися в условиях высокой концентрации серы в растворах. Он концентрируется в рудах, богатых сульфидами железа, меди, висмута и и имеет в своем составе избыток серы и максимальное содержание рения, тогда как 2Н-молибдениты характеризуются стехиометрическим составом илинедостатком серы и более низкими содержаниями рения. Полигипные модификации молибденита различаются параметрами элементарной ячейки. Существенное уменьшение параметра с может быть вызвано замещением Мо+4 шестивалентным рением, ионный радиус которого значительно меньше, чем Ие*6, или изменением валентности Мо+4 на Мо +6 или Мо+5. Зависимость между содержанием Яе в молибдените и соотношениями политипов довольно сложная, поэтому ее надо рассматривать в пределах конкретных стадий рудообразования. Так, на медно-порфировых месторождениях для кварц-мо либденш-халькопиритовой стадии повышенные концентрации Ие резко возрастают с увеличением доли 311-молибденита, когда как невысокие содержания 11е в молибденитах кварц-молибденитовой, кварц-халькопиритовой и кварц-пиритовой стадий невысоки и повышаются плавно. Важной характеристикой молибденита является его поверхность. По данным наблюдений в режиме растровой электронной микроскопии в гидротермальных рудах она менее совершенна и более загрязнена примесями, чем в скарновых и грейзеновых. Это объясняется интенсивным проявлением пострудных преобразований на гидротермальных месторождениях и спокойной обстановкой кристаллизации молибденита в рудах скарновых и грейзеновых месторождений.

Молибдениты разных генетических типов различаются микротвердостью и электрическими свойствами. По электрическим свойствам молибденит относится к минералам-полупроводникам, с электронным (п-тотом) и дырочным (р-типом) типами проводимости. Исследования термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) молибденита показали, что ее показатели при относительной стабильности (один знак и порядок) наиболее сильно изменяются при деформациях и включениях других минералов или в краевых частях чешуек, особенно на контакте их с сульфидами (уменьшение вплоть до перемены знака). Кроме того, значение коэффициента ТЭДС существенно зависит от политипа: возрастает при переходе от 2Н к 311, что можно объяснить увеличением

носителей n-типа проводимости при вхождении шестивалентного рения в структуру ромбоэдрического молибденита.

Халькопирит и пирит - наиболее распространенные сульфиды в рудах всех генетических типов. Проведенные исследования выявили связь между изменением электрических свойств этих минералов и их химическим составом (Николаева и др., 1986; Новгородова, 1975).

Из нерудных минералов наибольший интерес представляют слюды, возникающие в широком диапазоне температур и давлений (от становления гранитных интрузий до низкотемпературных гидротермальных изменений) и глины, обязанные своим происхождением как процессам аргиллизации, так и выветриванию

рудоносных гранитовдов. Для лейкократовых пород и метасоматитов по ним (грейзенизация, серицита зация, аргнллизация) - характерны светлые слюды (мусковит, гидрослюды), для меланократовых - темные (биотит, флогопит).

Биотит в скарновых месторождениях - это основной породообразующий минерал амфиболовых, биотитовых, пироксеновых роговиков н развитых по ним скарнов, а также меланократовых и ультрсосновных пород. На гидротермальных месторождениях интерес представляет широко распространенный метасоматический биотит, развивающийся, главным образом, по роговым обманкам. Он отличается от первичного в интрузивных породах высокой магнезиальностью при количестве флогопитовой молекулы 60 %, с присутствием только Fe2*, отсутствием кальция, относительно низкой глиноземистостью и отношением Mg0/(Fe0+Fe203) больше 1.0 (в биотите интрузивных пород отношение Mg/Fe обычно меньше 1.0).

Мусковит представлен двумя генерациями: ранняя крупнозернистая, и поздняя тонкочешуйчатая (серицит), которая пространственно связана с полевыми шпатами, главным образом с плагиоклазами. Вблизи разломов мусковит (а часто и серицит) замещается гидрослюдами и каолинитом. Благодаря слоистому строению псевдогексагональной симметрии слоев в слюдах развито явление политнпии. Исследования молибденовых руд выявило присутствие различных полипшных модификаций слюды (мусковита, флогопита, иллита): IM, 2МЬ ЗТ, 2М2 и их смесей, с преобладанием той или иной разновидности. Политип 2Mi наиболее распространен в природе. Его можно рассматривать как признак высокотемпературных процессов кристаллизации или преобразования минералов, что и подтверждает

господство мусковита 2М1 в смеси с ЗТ на грейзеновых месторождениях.

Глинистые минералы группы каолинита и монтмориллонита в аргиллизитах могут замещать любые из породообразующих минералов (силикатов) интрузивных пород. Для скарновых месторождений наиболее обычны псевдоморфозы в виде микрочешуйчатых агрегатов по амфиболам, пироксенам, биотиту, плагиоклазам; на грейзеновых - глинистые минералы в псевдоморфозах по полевым шпатам ассоциациируют с типично грейзеновыми парагенезисами (кварц, топаз, флюорит, циннвальдит, мусковит) и пространственно обособлены с серицитом. На гидротермальных месторождениях аргиллизация проявлена очень интенсивно. Глинистому изменению предшествуют калишпатизация и серицигизация пород, выражающиеся в образовании серицита, биотита, калиевого полевого штата. Здесь глинистые минералы замещают биотит, плагиоклазы, калиевые полевые шпаты и серицит, с сохранением некоторого количества последнего.

Таким образом, исследования подтвердили, что каждый тип руды имеет свойственный ему набор типоморфных свойств молибденита и его парагенетических ассоциаций.

2. На технологию переработки молибденовых руд влияют: совокупность типоморфных свойств молибденита; особенности парагенетических ассоциаций, прежде всего присутствие в рудах и состав слоистых силикатов группы слюд и глин; степень окисленносш и тектонической разрушенности руд. Интегральной технологической характеристикой молибденита, определяющей его флотируемоеть, являются особенности поверхности - соотношение катионов и анионов, дефектность, и как следствие, степень гидрофобное™.

Молибденит вследствие чешуйчатого строения и аполярного характера кристаллов слабо взаимодействует с веществами, содержащими в решетке ионы с дипольными молекулами воды, поэтому основным способом обогащения молибденовых руд является флотация. На результаты этого процесса влияет целый рад геолого-минералогических факторов, технологическое значение которых возрастает одновременно со снижением содержания молибдена в руде.

Процессу флотации предшествует дезинтеграция руд, направленная на высвобождение молибденита из сростков, полнота раскрытия которого определяется размером агрегатов минерала, морфологией его чешуек и особенностями минеральных ассоциаций. Так, практически невозможно

раскрыть молибденит, расположенный между чешуйками слюд, не расщепляющихся при измельчении, а также представленный тонкими дисперсными включениями в кварце, сульфидах, магнетите и шеелите.

Гранулометрический анализ руды месторождения Шахтома показал, что распределение молибденита по классам крупности и минеральным ассоциациям для прожилково-вкрапленных и жильных руд неодинаково.Наиболее легко обогащаются жильные руды, где наибольшие потери молибдена связаны со сростками молибденита с кварцем, труднее -прожилково-вкрапленные, поскольку помимо срастания с нерудными, здесь имеют место и сростки молибденита с сульфидными минералами.

Численным критерием прогноза обогатимости руды по размерам молибденита может являться показатель его дисперсности Д (%), предложенный Ю. А.Казаченко (1963): Д = ( Рднс / Робщ ) х 100, где Рдис -весовое количество дисперсного молибденита (<10мкм), Робщ - его общее количество, определяемые минералогическим анализом.

При высвобождении молибденита необходимо избежать его переизмельчения, приводящего к ухудшению технологических показателей: извлечение во всех типах руд вначале возрастает одновременно с тониной помола, а затем резко уменьшается.

Ф.тотирусмость свободного молибденита определяется его полнтштией, характером и электрическими свойствами поверхности, изменяющимися в широких пределах. Фазовый рентгенометрический анализ мономинеральных фракций молибденита Жирекенского месторождения показал, что в легкообогатимых рудах молибденит представлен 2Н-модификацией, а в труднообогатимых - смесью 2Н и ЗЯ- политипами. Кроме того в труднообогатимых рудах установлены срастания молибденита с каолинитом, гетитом и мусковитом. Если молибденит представлен двумя полита иными модификациями, то в концентрате накапливается преимущественно 2Н-политип, а в хвостах - 311, что предположительно объясняется максимальным содержанием рения в ЗЛ-полигипе, которое приводит к изменению его структуры и электрических свойств поверхности. На поверхности молибденита из хвостов значительно больше примесей и минералов глин, а на поверхности легкообо гатимо го - выше содержание углерода и кислорода, что можно объяснить лучшей сорбцией собирателей . Здесь также отмечается присутствие меди и железа, которых нет на поверхности молибденита из хвостов. Возможно это объясняется сорбцией из пульпы ионов железа и меди, образующихся путем частичного растворения карбонатов и сульфатов меди и железа в слабощелочных

условиях.

Поскольку молибденит является примесным полупроводником, его электрофизические свойства оказывают существенное влияние на флотационную способность: его извлечение из руд максимально в случае дырочной проводимости и стабильной ТЭДС и уменьшается при возрастании роли электронной проводимости. Технологическими опытами показана возможность регулирования электрохимических свойств поверхности молибденита изменением рНсреды: ионы ЬГ или ОН", закрепляясь на поверхности, изменяют устойчивость гидрагных слоев и электрохимический потенциал, что способствует флотации (Саградян, 1973).

Наибольшее технологическое значение из нерудных минералов имеют слоистые силикаты (тальк, мусковит, серицит и минералы глин), которые отрицательно влияют на процесс флотации. Причем абсолютная величина этого влияния в значительной степени зависит от состава и структуры этих минералов.

Естественная гидрофобность талька определяется тем, что в пределах отдельных его слоев и слоистых пакетов преобладают жесткие ковалентные, а между ними - слабые остаточные вандер-ваальсовские связи, в результате которых поверхность скола талька характеризуется почти идеальной скомпенсированностью зарядов, а следовательно низкой поверхностной энергией и смачиваемостью. Кроме того, в условиях флотации с поверхности талька выщелачиваются ионы магния с появлением труднорастворимых карбоксилатов магния с низкой флотационной активностью. В связи с этим присутствие талька делает невозможным получение кондиционного молибденового концентрата. Такое объяснение, вероятно, справедливо и для остальных слюд. Следует отметить, что поздний магнезиальный биотит, составляющий до 60% в кварц-биотитовых метасоматитах, значительно более флотоактивен, чем первичный железистый, а среди мусковитов результаты флотации ухудшает медленно оседающая политипная модификация 1М, тогда как 2М] вследствие быстрого оседания практически не опасна.

Большую негативную роль при флотации всех типов руд играют глины, за счет большой удельной поверхности которых, происходит непроизводительное поглощение флотореагентов из пульпы (прежде всего соды), интенсивный ионный обмен и коагуляция пульпы, нарушающая условия для свободного падения зерен, связи между пузырьками воздуха и молибденитом и сорбции им реагентов. В конечном итоге ухудшается

качество концентратов и резко снижается извлечение металлов. Установлено, что показатели флотации ухудшаются одновременно с ростом удельной поверхности глин.

Способность к набуханию с проникновением воды в межплоскостные промежутки слоистых силикатов приводит к непроизводительному поглощению флотореагентов из объема пульпы и вызывает интенсивный ионный обмен. Результаты исследований показали, что с увеличением выхода шламов, а следовательно и площади удельной поверхности глин, увеличивается их набухаемость, для руд Верхние Кайракты (Казахстан) получены уравнения зависимости набухаемости глин от выхода шламов при дроблении: НЬ = 0.153 - 0.634 у^ ± 1.276.

Проведенные автором эксперименты показали, что набухаемость глин, а следовательно их отрицательное влияние, уменьшается в ряду монтмориллонит каолинит -» мусковит, серицит. Так, наибольший показатель набухаемости имеют руды из Жирекенского месторождения, состоящие на 20% из каолинита и монтмориллонита, а также из Агаракского, где содержание каолинита достигаег 20%. Наименьшие показатели набухаемости принадлежат рудам в кварц-сершщтовых метасоматнгах месторождений Калуга и Лобаш, практически полиостью состоящих из мусковита и серицита.

На флотируемость молибденита влияет степень окисления его поверхности с замещением трудно флотирующим ися минералами: ферримолибдитом, повеллитом, молибденсодержащими гидрогетитом и другими, соотношение которых зависит от генезиса месторождения и ассоциирующих с молибденитом минералов.

Поскольку руды зоны окисления имеют пестрый минеральный состав, для них трудно подобрать оптимальную схему переработки. Особенно это сложно для ферримолибдита, в кристаллической решетке, которого ион молибдена экранирован группами ОН и железом. Поэтому условия флотации ферримолибдита и гидроокислов железа близки, требуют большого расхода химикатов, а качество концентратов неизбежно низкое (Барский и др., 1965).

Рыхлые субкрисгаллические минералы зоны окисления легко переизмельчаются и теряются со шламами и хвостами обогащения, а одновременное ожелезнение породообразующих минералов приводит к их накоплению в концентратах с ухудшением качества последних. Исследования руд месторождений Каджаран и Восточный Коунрад подтвердили прямую зависимость между потерями молибдена в хвостах и

степенью его окисления, выраженную уравнениями: для первых - Ото = 0.201 х Сок+ 0.83 ±0.11; для последних - 0™= 0.72 х СЛ+ 8.08 ± 2.175, где Ото - коэффициент потерь молибдена б хвостах. Сок - степень окисления молибденита, коэффициенты корреляции равны 0.66 и 0.58 соответственно.

X

Рис. 4 Распределение минеральных форм молибдена в технологических продуктах. Хвосты: 1 - изоморфная примесь молибдена и микровключения молибденита; 2 - окисленные минералы - повеллит, ферримолибдиг, 3 -молибденит. Вольфрамовый концентрат: 4 - молибдошеелиг, 5 - молибденит. Молибденовый концентрат: 6 - повеллит, 7 - молибденит. Месторождения: А -скарновые; В - грейзеновые; С - молибден- порфировые; Б - медно-порфировые.

С учетом перечисленных факторов можно построить диаграмму распределения потерь молибдена для месторождений разных генетических типов (рис. 4), которая подтверждает, что в зависимости от условий образования изменяется значение каждого фактора. Так, для руд скарновых месторождений основные потери связаны с тончайшей вкрапленностью молибденита в темно-сером молибдошеелите в вольфрамовом концентрате и большим количеством повеллига и ферримолибдита; для грейзеновых руд - с нераскрытым молибденитом и его дисперсным включением в

кварце; для гидротермальных - имеют место потери как сульфидного, так и окисленного молибденита.

3. В связи с многообразием свойств молибденита и его парагенезисов для молибденовых месторождений выделяется несколько технологических типов руд, которые в пределах одного генетического типа одинаковы, н их количество меньше, чем природных. Для технологических типов руд используются тс же экспрессные разделяющие признак», что и для природных типов, позволяющие управлять качеством руды при ее обогащении.

Анализ ранее проведенных исследований и материалов автора позволил предложить новую геолого-технологическую классификацию месторождений молибдена, главной отличительной особенностью и целью которой является учет технологических свойств молибденовых руд и их взаимосвязь с геологическими и физико-химическими условиями образования. Данная классификация характеризует три главных генетических типа молибденовых месторождений, имеющих промышленное значение: скарновый, грейзеновый и гидротермальный. Внутри каждого генетического типа можно выделить подтипы: по минеральному составу - медно-молибденовый и вольфрам-молибденовый для скарновых; молибденпорфировый и меднопорфировый для гидротермальных; по морфологии рудных тел - штокверковые и жильные для грейзеновых месторождений.

В связи с разнообразием оруденелых горных пород в пределах каждого генетического типа месторождений выделяется несколько природных и технологических типов руд, различающихся между собой вещественным составом и технологическими свойствами.

На скарновых месторождениях выделяются четыре технологических типа: I - рядовые руды (руды в скарнированных мраморах и метасоматически измененнных скарнах); II - богатые руды (руды в пироксен-пла гиоклазовых и биотитовых роговиках, в измененных гранигоидах); III - труднообогатимые руды (руды в оталькованных и амфиболизированных диабазах и гипербазитах); IV - руды зон разрывных нарушений.

На грейзеновых месторождениях руды представлены одним технологическим типом, включающим в себя две технологические разновидности: грейзенизированные оруденелые породы (рядовые) и кварцево-рудные жилы (легкообо гатимые).

На гидротермальных месторождениях выделяются первичные руды

Геолого-технологическая классификация месторождений

Характеристики Скарновые

Си-Мо \V-Mo

Вмещающие породы вулкано-карбонатно-терригенные вулкано-терригенно-карбонатные

Интрузивный комплекс граниты, гранодиориты гранигоиды

Дайковый комплекс лейкократовые граниты, аплиты, гранит-порфиры липариты, диабазы

Метасоматические изменения скарнирование, калишпатизация, аргиллизация

Морфология рудных тел тела сложной и комбинированной форм, штокверки

Главные рудные минералы халькопирит, молибденит, магнетит молибдошеелит, молибденит, шеелит

Технологически-важные минералы биотит, тальк, кальцит

Основные компоненты руд (попутные) Си,Мо(5, Ац, А&В1, Бе, Те, Со) Мо (Си, Bi)

Природные типы руд карбонатный; карбонатно-алюмосиликатный; алюмосиликатный; руды зоны окисления

Разделяющие признаки содержание СаО и А12Оз (или Ее)

Технологические типы руд 1. руды в скарнах и скарнированных породах; 2. руды в пироксен-плагиоклазовых и биотнтовых роговиках, в измененных гранитоидах; 3. руды в оталькованных диабазах и гипербазитах; 4. руды зон разрывных нарушений

молибдена разных генетических типов

Таблица 2

Грейзеновые Гидротермальные

Штокверковые Жильные Мо-порфировые Си-порфировые

вулкано-терригенно-осадочные гранитоиды граниты порфнры, эффузивы, осадочные

гранитоиды лейкократовые граниты гранодиорит- и гранит-порфиры диорит- и гранодиорит-порфнриты

порфириты, габбро, гранит-порфиры аплигы, транит-пофиры кварцевые диорит- и гранодиорит-порфиры кварцевые диорит- и сиено-диорит-порфириты

калишпатизация, биотигазация, серицитизация, аргиллизация калишпатизация, аргиллизация, пропилитизация, скарнирование

штокверки жилы штокверки

молибденит, вольфрамит, шеелит вольфрамит, молибденит молибденит, х&тькопирит халькопирит, молибденит

мусковит, серицит биотит, серицит, тальк, глины, (ангидрит, гипс)

Мо, (Си, В1, Ве) W, Мо (Ве,В1) Мо, Си (Ле, Бе) Мо, Си (Ие, Бе)

кварцево-рудные жилы; грейзенизированные оруденелые горные породы метасоматиты по меланократовым и лейкократовым оруденелым породам и окисленные руды

содержание А12Оз, Ре, К20 и отношение W/Rb отношение Мо0*/Мооб и содержание СаО.Ре

грейзенизированные оруденелые породы и кварцево-рудные жилы 1. оруденелые метасоматиты по лейкократовым и меланократовым породам; 2. аргиллизиты; 3. оталькованные оруденелые породы; 4. руды зоны окисления

Таблица 3

Извлечение металлов при совместной и раздельной переработке природных типов медно-молибденовых руд месторождения Кальмакыр

Типы руд Доля в добыче % Содержание, % Извлечение, %

Техно логиче ские Природные Си Мо Си Мо

А Руда 100 0.45 0.0045 75 52

Б I Эпидот-альбитовый Биотит-кварцевый Кварц-полевошпатовый Кварц-серицитовый Березитовый 2 2 30 50 3 0.22 0.39 0.66 0.42 0.40 0.003 0.007 0.005 0.005 0.008 72 82 86 82 79 46 58 55 58 54

Среднее 87 0.49 0.005 83 56

II Аргиллизиты 10 0.45 0.007 80 58

III Тальк-серпснтинитовыс 3 0.2 0.003 15 10

Всего при раздельной переработке 100 0.48 0.005 80 55

Переработка: А - совместная; Б - раздельная

(первый промышленный сорт): I - руды в метасоматически измененных гранитоидах (меланократовые и лейкократовые оруденелые породы); II -аргиллизиты; III - оталькованные оруденелые породы и руды зон окисления (второй промышленный сорт).

Технологические испытания, проведенные на Алмалыкском обогатительном комбинате, показали, что в отличие от совместной переработки всех типов руд показатели извлечения для меди выросли на 5%, а доля молибдена - на 3% (табл.3).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Технологические свойства молибденитов из месторождений разных генетических типов //Полезные ископаемые России и их освоение. Тезисы докл. научной конференции студентов и аспирантов СГТбГГИ, С.-Петербург, 1996, с. 19.

2. Типоморфные особенности молибденита и халькопирита, как факторы обогатимости медно-молибденовых руд //Проблемы комплексного использования руд. Тезисы докл. 2-го Международного симпозиума, С.Петербург, 1996. с.85-86.

3. Технологические свойства слоистых силикатов молибденовых месторождений //Полезные ископаемые России и их освоение. Тезисы докл. научной конференции студентов и аспирантов СПбГГИ, С.Петербург, 1997, с. 36.

4. О типоморфных и технологических особенностях молибденита// Записки ВМО, 1997, N 2, с. 52-62 (соавторы - В.М.Изоитко, С.В.Петров, А.В.Щукарев).

5. Технологические свойства молибденовых руд //Горный журнал, 1997, N 4, с.20 - 22 (соавторы - В.М.Изоитко).