Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогические критерии технологической оценки лейкоксеновых руд

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогические критерии технологической оценки лейкоксеновых руд"

российская академия наук; уральское отделение коми научный центр институт геологии

РГ5 од

' П ЯНВ 1955

На правах рукописи

бурцев игорь николаевич

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ .ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЛЕЙКОКСЕНОВЫХ РУД

Специальность 04.00.20 - минералошя, крискшлоцмфня

автореферат . диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Сыктьшкар 1995

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра Уральской отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических нау»

Б.А.Остащенко

• Официальные оппоненты: доктор геолого-минералошческих наук, про

фессор Б.А.Мальков (Коми ГПИ), кандидат геолого-минералогических наук Т.П.Майорова

Ведущая организация: Департамент геологии и развития горно-рудной промышленности Министерства промышленности, транспорта и связь Республики Коми

Защита состоится 15 февраля 1995г. в 15й на заседании Диссертационного совета Д 200.21.01 в Институте геологии Коми НЦ по адресу: г.Сыктывкар, Первомайская, 54, в аудитории 218.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра. Автореферат разослан "15" января 1995 г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения в двух экземплярах просим направлять по адресу: 167610, г.Сыктывкар, Первомайская, 54, Институт геологии КНЦ УрО РАН.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор геолого-минералошческих наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. В пределах Тиманской гряды известны юссыпп титана, образование которых связано с размывом и переотложением [льменитоносных йерхнепротерозойских пород фундамента п их кор ыветриваипя.

Наиболее крушхые из них - Ярегское (Южный Тиман) и Пижемское Средний Тиман) россьшпые месторождения отпосятся к упикальпьм место-юждениям по запасам руд и отличаются еще и тем обстоятельством, что сновной иоситель титана в • рудах представлен лейкоксено& - продуктом ниергешюго и гидрогермально-метасомагического изменения ильменита-, кобеииости^ генезиса этих россьшей, выделение метаморфических ильмени -оносных и осадочных титанопосных (кварц-лейкоксеновых) формаций, наяду с вовлечением лейкоксена в промышленную переработку в качестве амостоятельного вида титанового сырья, позволяют рассматривать лей-оксеповые месторождешш как базовые объекты нового ирошппленно-гене-нческого типа экзогенных руд титана.

Так как проектирование горно-обогатительных и перерабатывающих редпрпятий, осваивающих месторождения новых генетических типов, тре-ует их надежной технологической оценки, появляется необходимость в де-альном мшертлого-технологическом изучении лейкоксеновых руд, оценке х обогатнмости, определении рациональных схем переработки и иаправле-ий комплексного иа.-о^зояаннч мкнералытого сырья.

Основной с?т>ем диссертационного исследования выгодней по лей-оксеновым рудам Пижемского месторождения. В ходе лабораторных иссле-эваний и технологических. испытаний использовались также пробы руды регского месторождешш и товарные лейкоксеновые концентраты.

Целыо работы является: выявление минералогических критериев [елки обогатнмости лейкоксеновых руд; минералого-технологаческая тнпа-1ШШ руд и разработка принципиальной схемы их переработки. В ходе ис-1едовашш решались следующие задачи:, 1) установление закономерностей 1Спределения рудных минералов; 2) изучение вещественного состава руд и 1енка возможности классификации руд по минеральному и химическому >ставу, выделение природных типов руд; 3) изучение тппоморфизма .минерал-носителей титана в лейкоксеновых рудах, определение перспектив на-)авленного изменения свойств минерала в процессах переработки руд и шценгратов; 4) испытания руд на обогатимость различными методами, вы-леиие технологических типов руд. '

Научная новизна и практическая значимость работы., Для Пижем-ого месторождения установлены главные минералогические критерии тех-

полемической оценки лейкоксеновых руд; выделены природные разновнд носш и технолошческие тины руд. Исследовано влияйие ультразвуковой облучения и механической обработки на изменение технологических свойеп лейкоксена.

В результате детальных минералого-технологических исследований раз работана иршшшшальная схема перерабо1КИ руд Пижемекого месторожде нля, включающая в себя : гравитационное обогащение песчаников на вншо вых сепараторах и доводку черновых концентратов и промежуточных про дуктов ({мотацие!! ц методами мапшшой и электрической сепарации.

Теоретически и эксперимешалыю обоснована возможность применение геотехнологических методов добычи руд, методов предварительной нокуско-вой сепарации и селективною разрушения при их обобщении, что в значительной мере повышает геолою-экономпческую ценное 1Ь Пижемекого месторождения и перспективы его освоения.

Значимость технологических разработок подтверждена полученными патентами на изобретения (1991, 1993, 1994).

Защищаемые положения.

1) Для Пижемекого месторождения установлены основные минералогические критерии технологической оценки лейкоксеновых руд. X ним относятся: а) минеральный состав руд; б) фазово-химический состав главных "рудных минералов - ильменита и продуктов его изменения; в) текстурно-структурные особенности руд; г) морфология и физические свойства рудных минералов - илотнбеть, магнитные свойства.

2) Литолотческий фактор имеет определяющее значение при выделении ириродных разновидностей и технологических типов лейкоксеновых руд. С принадлежностью гитаноносных пород к определенному литогенеги-ческому типу тесно связаны уровень содержаний .ТхС^, вещественный состав руд и особенности пространственного распределения минеральных ассоциаций. Определяющая роль литологнческого фактора проявляется на всех стадиях обогащения руд.

3) Установленная возможность направленного изменения свойств' титан-содержащих минералов позволяет рекомендовать применение принципиально иовых решений в существующих технологиях обогащения и гидрометаллургического передела лейкоксенового сырья, а именно: а) ультразвуковую обработку в процессах ¡равитационного обогащения, флотации и магнитной сепарации лейкоксеновых руд; б) ультразвуковое облучение и механоактива-цию в процессах кисло 111011 и щелочной переработки лейкоксеновых концентратов; в) ультразвуковую и ударную дезинтефацию минералов в процессах гравитационного обогащения тонких классов минералов.

4) Установлена возможность нерерабшкп лейкоксеновых руд фавита-ционньши меюлами и разработана принципиальная схема псрсрабожи руд.

Апробация работы. Основные положения диссер1 анионной работы докладывались н обсуждались на ряде молодежных научных конференций - в Воркуте (1989), Сыкшвкаре (XI Коми респ. конференция; Сыктывкар,

1990), на II Всесоюшом совещании "Теория минералопш (Сыкшвкар,

1991), научно-нропзводс! венном совещании "Проблемы комплексною освоения Яре1скою нефюппановою mcci «рождения" (Сыктывкар, 1991), конференциях "С 1 рук I ура. вещее ши, история лш «сферы Тимано-Североуральскою сегмеша" (Сыктьшкар, 1992, 1993, 1994), на XII геолошческой конференции Республики Коми (Сыктывкар, 1994), семинарах Сыктывкарскою оiделения ВМО. Тезисы докладов представлялись на 29 Международном геолошческом кошрессе (Киото, 1992), 1 Международной конференции и« современной прикладной минералогии (Пекин, 1992).

Основные резулыаш исследований офажены в 16 нечашых работах, а также вошли составной частью в 2 научно-производственных отчета (1990,

1992) и 1 информационную записку (1989).

Фактический материач. В основу данной работы положены результаты, юлученные ait юром к ходе нолевых и лабораторных исследований, ирове-leiiHbix в 1988-94 п. в Институте гсолопш Коми НЦ УрО РАН. Из образцов юрод и мономинеральных фракций нршоговлено и изучено 70 шлифов. В юде исследований обработаны данные 160 фануломефических анализов, Ю0 иолуколичсс!венных спектральных анализов, 40 сшшташых анализов шнералов, 45 силикатных анализов пород, 180 ренпено-флуоресценшых :иликатных аналнюв пород и минералов, 60 решгепо-струко'рных анализов.

Для решения поставленных задач были привлечены некоторые фактиче-кие данные in опубликованных работ В.А.Калюжного, О.С.Кочс1кова, 1В.Швецовой, В.Д.Ипшьева, И.С.Сидоровой, Е.Д.Надеждиной, О.А.Конык, 1акже данные из фондовых материалов Коми НЦ (г.Сыктывкар), 'хтннскон ГРЭ ГГТТ "Полярноуралтеолошя" (т.Ухза). Института ПечорНИПИлеф п." (г.Ух та).

Написание раздела, касающегося методов активации лейкоксена в нро-ессах его шдроме1аллурП1ческои переработки, стало возможным в резуль-ате научно-исследовательских pa6oi, проведенных авюром ожмесшо с со-рудниками Отдела химии Коми НД УрО РАН - О.А.Конык, И.П.Палыии-ым и Т.И.Кожемякиной.

Автор благодарен своему научному руководителю катила ту геол.-мин. аук Б.А.Остащенко за методическую помощь, ценные советы и всесторон-юю поддержку. Авюр благодари» за получеиные в процессе работы кон-,

сальтации докторов геол.-мин. наук Ю.А.Ткачева, Л.В.Махлаева

A.Б.Макеева, кандидатов геол.-мин. паук В.Г.Оловяниптикова, В.И.Ракиш

B.В.Келим, Л.А-Янулову, В.В.Хлыбова, старшего инженера В.П.Давыдовг аспирантов И.Х.Шушшова, Т.Г.Шумилову (ИГ КНЦ УрО РАН), ведущег геолога П.П.Биткова (УГРЭ), кандидата техн. паук О.А.Конык (Мин-в

■ пром-ти, тр-та и связи РК). • *>

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключени (128 страниц машинописного текста), списка литературы и приложена Включает 55 рисунков, 23 таблицы и 191 библиографическую ссылку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе приведен обзор предшествующих геолого-разведочпых научно-исследовательских работ. Поисково-разведочные работы на Пиэ^ ском месторождении титана проводились в разные годы Ухтинской ГРЭ ГП "Палярноуралгеология". Геологическим изучением района занимались гес лога Ухтинской ГРЭ, Института геологии Коми НЦ УрО РАН, ЦНИГРР ИГЕМа и других Организаций.

Вопросы геологии и генезиса титан-редкометальных концентрацш стратиграфии, магматизма, литологии, минералогии рассматриваются в тр; дах В.А.Калюжного, О.С.Кочеткова, В.Г.Гецена, БА.Малькова, А.Е.Ца1 лина, П.П.Бигкова,^ К.ПЛнулова, И.В.Швецовой и других исследователе. Изучением структурной эволюции титановых минералов в процессе ле1 коксенообразовапия на Ярегском и Пижемском месторождениях занималс В.Д.Игнатьев. Приводится краткий исторический обзор литературы по пр блеме лейкоксеиа в целом.

Геологическое строение и изученность района Пижемского месторождения

Пижемское россыпное месторождение титана расположено в восточш части Среднего Тимана, на северо-восточном окончании Вымского вала, поздиедокембрийском палеотектоническом плапе рассматриваемая террит рия принадлежит Кислоручейско-Вольской зоне Тимано-Североуральск« миогеосинклинали (Гецен, 1987).

В геологическом строении Пижемского месторождения принимают уч стие осадочные и вулканогенные образования средне-позднедевонского вс раста, слагающие верхний структурный этаж и залегающие на размытой п верхности фундамента, сложенного метаморфическими породами позднепр терозойского возраста.

Верхнепротерозойские породы хлоритовой субфации зеленосланцев фации метаморфизма представлены преимущественно ильменит- и лс

коксенсодержащимн сланцами кварц-сершштового, кварц-серицит-глинистого состава, общей мощностью до 3000 м.

Среднедевонские отложения представлены терригеиными породами ма-лоручейской {02>пгс) и пижемской (£>2А§) свит. Титаноносная малоручей-ская свита (Цашшн и др., 1988) сложена переслаивающимися алевролитами, песчаниками и гравелитами. В составе свиты выделяются три крупных пачки - ритма. В нижней и средней частях разреза преобладают красноцвешые алевролиты и песчаники, с прослоями и линзами гравелитов и мелкогалечных конгломератов. Верхняя часть свиты образована преимущественно мелкозернистыми кварцевыми песчаниками с редкими маломощными прослоями красноцветных алевролитов. Огложення свнты не содержат органических остатков, позволяющих их датировать и рахчичными авторами относятся или к эйфельскому ярусу среднего девона (Сидорова, Матюхин, 1965), или сопоставляются с отложениями ннбельской свиты ордовика (Цашшн и др., 1988). Отложения пижемской свиты сложены гравелитами, песчаниками и алевролитами, трансгрессивно залегающими на разных уровнях малоручейской свиты или на позднепротерозойских метаморфических породах. Базальные гравелиты свиты характеризуются повышенными содержаниями золота, алмазов, минералов редких металлов и редких земель (полиминеральная россыпь Ичет-Ю).

Титанопосные отложения Рассмотрены условия образования, морфология рудных залежей, литология и фации тнтаноиоспых пород. Детально рассмотрены рудоконтролнрую-щие факторы - стратиграфический, литолошческий, фациальный, тектонический, магматический. Показана связь содержаний ТЮ2 и концентраций минералов титана с литологической характерней икон »мешающих пород. Нижние рудоносные горизонты характеризуются максимальными содержаниями лейкоксена в крупнозернистых и грубообломочных породах - гравелитах, песчаниках. Для верхних горизонтов титаноносных пород характерны повышенные концентрации минералов титана в хорошо отсортированных среднезернистых песчаниках, развитых в прибрежных участках палеобас-сейпа.

Минералогические критерии технологической оценки лейкоксеновых руд Минералогические критерии являются определяющими в оценке обога-тимости и комплексного использования минерального сырья (Изоитко, 1983; Юшкин, 1987, Александрова, 1989). В связи с различной ролью минералош-

ческих критериев оценки технологических свойств руд на разных этапах геологического и технологического изучения месторождений полезных ископаемых (Руб, Борискин, 1986), проводилось детальное изучение вещественного состава, текстурно-структурных особенностей руд, типоморфизма минералов титана.

Минеральный состав продуктивных ^отложений Пижемского месторождения характеризуется преобладанием устойчивых к химическому выветриванию и механическому износу минералов: кварца (75-90%) и титансодер-жащих (до 20%) минералов. К сопутствующим минералам относятся: циркон, монацит (куларит), турмалин. В единичных зернах постоянно присутствуют магнетит, хромшпинелиды, гранаты, ставролит, минералы групп эпидота, амфиболов, дистен. Среди диагенетических и эпигенетических минералов, помимо анатаза и брукита, широко распространены сидерит, анкерит, кальцит, франколит, барит, сульфиды (пирит, халькопирит, марказит). По видовому разнообразию шлихового комплекса минеральные кадастры Пижемского и Ярегского месторождений титана практически совпадают. Существенное отличие состоит в количественном соотношении отдельных диагенетических минералов и разновидностей измененного ильменита и лейкоксена.

В пределах осадочной тсшщи титаноносных пород на месторождении установлена горизонтальная и вертикальная минералогическая зональность. Выделены три главных минеральных ассоциации и показана связь состава минеральных ассоциаций с литологической характеристикой титаноносных пород. По выделенным ассоциациям минералов тяжелой фракции на месторождении выделены следующие природные типы руд: 1) ильменит-лейкоксе-новые с куларитом; 2) (ильменит)-рутил (анатаз)-циркон-лейкоксеновые; 3) рутил (анатаз)-циркон-лейкоксеновые руды. Проведена типизация лейкоксе-новых руд по химическому составу. Показана возможность применения метода главных компонент (МГК) в задачах классификации руд. На плоскости 1-2 и 2-3 главных компонент (3 компоненты описывают 74.3 % суммарной изменчивости исходных 12 переменных - содержаний породообразующих оксидов, п=111 проб) как визуально, так и в р^/льгате применения линейного классификатора, уверенно выделяются три области, отображающие различные природные разновидности руд с характерными для каждого типа руд ассоциациями минералов тяжелой фракции. Аналогичные результаты были получены в результате обработки МГК данных минералогических анализов (п=205). Первая главная компонента отображает разделение пород с куларит-ильменит-лейкоксеновой ассоциацией от пород с рутил-цнркон-лейкоксе-новой ассоциацией минералов тяжелой фракции. Вторая главная компонента отражает разделение в пространстве пород с куларит-ильмеиит-лейкоксено-

зой ассоциацией, характерной для сидеритизироваиных хорошо отсортированных песчаников фации пляжей и отмелей и пород с ильменит-ругил-ана-газ-цнркон-лейкоксеновой ассоциацией минералов тяжелой фракции, характерной для отложений зоны спокойной седиментации, представленных тонким переслаиванием песчаников н алевролитов.

В песчаниках выделяются псефо-псаммитовые, псаммитовые и псаммо-алевритовые структуры (классификация структур руд дается по Логвинепко, 1984; Афанасьевой, Исаенко, 1988). Текстуры массивные и слоистые, на контакте с метаморфическими породами нижнего структурного этажа отмечаются пористые текстуры песчаников и гравелитов. Цемент песчаников по-ровый, типа соприкосновения, реже - базальный. По составу гидрослю-цистыи, гидрослюдпсто-каолшштовый, каолншповый, составляет от 5 до 30 % от объема породы. Базальный цемент чаще всего представлен сидеритом, реже - гематитом и пшроксидами железа.

Структуры алевролитов и аргиллитов псаммо-алевритовые, алевритовые и алевро-пелитовые. Текстуры массивные и слоистые, иногда полосчатые. Цемент базальный, соскшт и; юнкодиснерсных гематита, гетита, гидрослюды и каолинита. Большая чаеп> диоксида пиана содержится в этих породах в неизвлекаемой минеральной форме - в виде единичных рыхлых зерен лейкоксеиа, отдельных микрокрис кишиков рутила и анатаза во фракции -0.020 мм, а также в виде изоморфной примеси в мусковите (сериците), хлорите, каолините.

Отчетливо выраженное литологическое различие титанононосных и вмещающих пород, наличие слоистых текстур, неоднородность цементации пород, в совокупности обуславливают текстурную неоднородность пород. Руда уже после крупного дроблеши состоит :г - опт • .шх по содержанию полезных компонентов кусков. Рассчитанные значения показателя контрастности М (по Мокроусову, 1967) изменяются в интервале 0.13-0.59, что позволяет обосновать применимость к лейкоксеновым рудам Пижемского месторождения методов предварительной сепарации руд. Установленные различия физико-механических свойств (пористости, плотности, крепости) отдельных литоттшов пород указывают на возможность применения разнообразных методов селективного дробления и измельчения и на перспективы применения геотехполошческих методов добычи лейкоксеновых руд.

Детально изучены типоморфиые свойства лейкоксеиа Пижемского месторождения - морфология, гранулометрическая характеристика, фазово-хп-мический состав, физические свойства. Выявлена зависимость плотности и мапштпой восприимчивости лейкоксенов с содержаниями основных компонентов химического состава. Рассмотрены вопросы последовательности и

стадиальности гипергенпых и пщротермалыю-мстасоматических изменений ильменита. В результате проведенных исследований установлено, что в ряду неизмененный ильменит - промежуточные продукты изменения - немагнитный гомогенный лейкоксен следует выделять четыре субфракции. Показана целесообразность использования для выделения и охарактеризовать продуктов изменения нльменитов на Пнжемском месторождении показателей сохранности и выщелачивания (по Кашкарову, Полканову, 1976).

На основании данных минералогических анализов тяжелых фракций и данных анализа химического состава минералок рассчитан минеральный баланс распределения ТЮ2 по извлекаемым (на уровне существующих технологий переработки) и неизвлекаемым' формам нахождения. Теоретически возможное извлечение ТЮ2 составляет 76.867с от его содержания в исходной руде. Неизбежные потери ТЮ2 со шламами (-0.050 мм) составляют 10.36%, со сростками, в виде микровключений минералов титана и изоморфной иримеси в породообразующих минералах - 12.68%.

Технологическая оценка лейкоксеновых руд и переработка концентратов

В пятой главе приведены результаты исследования обогатимости лейкоксеновых руд гравитационными методами с применением винтовых аппаратов. Ранее, вследствие незначительной разницы в плотности главных разделяемых минералов - кварца (2.65 г/см^) и лейкоксена (3.0-4.2 г/см^), гравитационное обогащение даже не рассматривалось в качестве потенциального метода переработки лейкоксеновых руд (Гернгардт, 1969). В работе рассмотрены различные критерии, определяющие пригодность руды для гравитационного обогащения (плотность разделяемых минералов, гранулометрическая характеристика, морфология, строение поверхности зерен). В результате обогащения руд на винтовых аппаратах различных модификаций получены черновые концентраты с содержанием Т1О2 до 36.00%, при общем извлечении минералов тяжелой фракции 82-87%. Получено уравнение, выражающее, количественно, зависимость содержания тяжелой фракции (%) в концентратах первой стадии обогащения от содержания тяжелой фракции в исходном питании: у = \Л1х + 6.56.

Рассмотрены основные варианты технологических схем гравитационного обогащения лейкоксеновых руд на винтовых сепараторах - с перечисткой промежуточных продуктов и с их замыканием в голову процесса. Изучение распределения разновидностей измененного ильменита и лейкоксена по продуктам обогащения показало, что ни один из вариантов ие позволяет рационально доизвлечь из промежуточных продуктов лейкоксен

наиболее распространенной на месторождении разновидности - гомогенных немагнитных псевдоморфоз уплощенно-таблитчатого облика. Для решения этой проблемы предложено использовать на разных стадиях переработки н для разных продуктов обогащения винтовые аппараты с индивидуальными, оптимально подобранными для этих целей геометрическими (диаметром, шагом витка, профилем поперечного сечения желоба) параметрами. Совместно с И.Х.Шумиловым разработай способ изготовления винтовых аппаратов, позволяющий оперативно создавать желоба н матрицы винтовых сепараторов с любыми, строго выдержанными в пространстве параметрами. В результате исследований установлено, что в операциях перечистки промежуточных продуктов и хвостов замена винтового шлюза конструкции В.Д.Иванова на сепаратор с разработанным эллиптическим профилем желоба позволяет снизить содержание тяжелой фракции в этих продуктах до отвальных значений - 0.30.5 %.

По результатам технологических исследований на месторождении выделены технологические типы лейкоксеновых руд - типы А, Б, В, а также технологические сорта внутри этих типов. Исследования показали, что литоло-гический фактор, контролирующий уровень содержаний диоксида титана, видовой состав минеральных ассоциаций и их пространственную изменчивость, является определяющим и при выделении технологических типов лейкоксеновых руд. Анализ распределения по литотипам пород содержаний тяжелых фракций в гравитационных концентратах показывает, что концентраты наиболее высокого качества (до 25.21% - концентратах первой стадии) получаются при обогащении среднезернистых, хорошо отсортированных ильмепит-лейко;чиповых песчаников, а худшие по качеству (10.05 %) - при обогащении сильно ожелезненных глшшсто-алевритистых лейкоксеновых песчаников, переслаивающихся с алевролитами.

Рассмотрены некоторые вопросы направленного изменения технологических свойств титановых мипералов - задачи и методы изменения магнитной восприимчивости, методы повышения реакционной способности лей-коксенового сырья.

Показана возможность применения предварительной ультразвуковой обработки руды перед ее гравитационным: обогащением и перед доводкой концентратов методами магнитной и электрической сепарации. В результате ультразвуковой обработки имеет место глубокая очистка поверхности зерен минералов от пленок гидроксндов железа и глинистых минералов, а также от включений кварца, слюд и карбонатов в интерстшшях агрегатов лейкоксена. Это вызывает повышение магнитной восприимчивости (на 10-20 %) у электромагнитных разностей измененного ильменита и снижение магнитной вос-

нрнмчивос:.'! у 11Ю1 о лейкоксена рушлово1 о и анатаз-рутплового

состава, способе шуя лучшему их разделению при сепарации.

В резульше обработки улыра туком обратив лейкоксена Яретскою и " Пижемского месторождений зафиксировано и ¡влечение в шламовую составляющую иродукюв обрабо1ки (-0.040 мм) примесей редкоземельных элементов - У, Ьа, Се, Бг и друшх.

Показана принципиальная вошожносп. пеполыования ультразвука для диснерташш зерен лейкокеена-микроафааюв, сложенных микрокристаллами минералов титана, кварца, слюд и друшх. Рафаботан способ переработки лейкоксеновых' концешраюв, включающий в себя ультразвуковую дезинте1рацию ¡ерен лейкоксена и последующее ра ¡деление тонкодиснерс-ных минеральных фаз в тяжелых жидкоешх, ношоляюншй ползать концентра 1Ы с содержанием ТЮ? до 77-86 'А .

Исследовано влияние механической обрабо1ки на 1ехноло1ичеекие свойсша лейкоксена. Механическая обрабшка лейкоксена может применяться для решения следующих задач:

1) для дезннтс1 рации зерен-афекиов лейкоксена и последующею разделения высвобожденных минералов физическими ме1 одами;

2) для повышения реакционной способноеш лейкоксена в процессах ею пшрометаллуршческой перерабо1ки;

3) для тонкою измельчения и шмшешшнии м;иернала в процессах ме-' ханохимическою и термохимическою сип к- ¡а иродукюв на основе лей-коксеновою сырья.

Анализ данных 1рануломс1рическо10 соаава (седимешационный анализ методом шшечки) продуктов ишельчепия и и ¡учение лейкоксена иод электронным микроскопом показало, что основной обьем ацхматов лейкоксена сложен микрокрис 1аллами рутила и кварца, размерами 0.1-0.05 мм. Средние размеры минералов-мнкровключений в порах саюшиовою а1 рс1 а 1 а лейкоксена, представленных частицами кварца, слюд, гидроксидов железа, карбонатами и сульфидами, заключены в интервале 0.005-0.001 мм. Исследования показали, что наиболее эффективная днеиеришш лейкоксена без заметных нарушений в кристаллической сфумуре минералов имеет месю при обработке лейкоксена в аппара1ах ударною дейепшя - дешшефаюрах, струйных мелынщах. Данное обстоятельство по ¡полило разработать способ переработки ярсюких лейкокееновых концешраюв, включаюишй в себя дезинтеграцию лейкоксена и обогащение юикои ¡мельченного продукта на винтовых аппаратах. Концентраты, полученные но эюму способу, характеризуются следующими содержаниями основных ко.чшоненгов: Т1О2 - 80.82 '/<•, 5Ю2 - 13.44 %.

Оптимальное решение задачи активации минерального вещества может быть получено при использовании для механической обработки лейкоксена центробежных измельчителей. Значительная доля сдвиговой составляющей определяет высокую степень деформации кристаллов минералов и гранскри-сталлитный характер разрушения агрегатов лейкоксена. Исследование продуктов измельчения методами ренпеновской дифракции, ИК- и ЭПР-епек-троскоиин указывает на значительные структурные изменения вещества лейкоксена, что подтверждается появлением следующих эффектов: 1) увеличением концентрации парамапппных цен i ров; 2) снижением степени кристалличности кварца, входящею в состав arpera юв лейкоксена;

3) значительным снижением интенсивности линий (101), (110), (111), (¿10), (211) и уншрением дифракционных пиков, у рутила и анатаза;

4) значительным повышением химической активности лейкоксена в процессах обработки кислотами и щелочами.

Таким образом, различия в степени активации лейкоксена связаны не только с его фазово-хнмическим составом, но и с различиями в характере подводимых в веществу напряжений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенного мннералош-технологического изучения лец-■ебкееновых руд Пнжемскою месюрождения можно сформулировать в сЛе-1ующих выводах:

1) Для руд Пижемского месторождения главными минералогическими критериями оценки их обогатнмости являются: минеральный состав руд, тек-пурно-структурные особенности, фазово-химнческни состав и физические :воиства рудных минералов - ильменита и продуктов его изменения.

2) Определяющая роль литолошческого фактора прослеживается на icex стадиях минералога-технологической типизации лейкоксеновых руд, тачи^ая с выделения природных разновидностей и оконтурнвання их в про-;транстве,'И заканчивая выделением технолошческих типов и сортов руд н ">азрабогкои схем переработки черновых фавшационных концентратов. .

3) Лейкоксеновые руды Пижемского месторождения пригодны для их шреработки гравитационными методами. Разработана принципиальная схема .пшералого-технолошческого изучения лейкоксеновых руд, основанная на равитационном обогащении минералошческих и технолошческих проб и ¡ключающая маши гное фракционирование продуктов обогащения. По ком-шексу признаков - фазово-химическому составу, плотноеги. магнитной вос-гриимчивосш в ряду неизмененный ильмени i-продукты его изменения сле-тует выделять четыре разновидности.

4) Проведенпые исследования по направленному изменению технологических свойств лейкоксена позволяют обосновать применение принципиально новых решений в существующих технологиях обогащения и переработки лейкоксенового сырья.

Список опубликованных работ по теме диссертаци

1. Остащенко Б.А., Усков H.H., Бурцев И.Н. Особенности ультразвуковой обработки лейкоксена // Минералогия Тиманско-Североуральокого региона- Сыктывкар, 1989 - С. 164-168 (Тр. Ин-та геологии КВД АН СССР; вып. 72).

2. Бурпев И.Н.. Котова О.Б. Роль ОН-групп при разработке нетрадиционных методов обогащения и сепарации минерального сырья // Тез. докл. к XI респ. мол. науч. конф.- Сыктывкар, 1990,- С. 69.

3. Бурпев И.Н. Особенности обогащения лейкоксенсодержащих россыпей Тимана // Материалы XI Коми респ. мол. науч. конф - Сыктывкар: Геонаука, 1990.- С.54-63.

4. Бурцев И.Н. Характер связи между минеральными фазами и оценка способов разрушения лейкоксена // Теория шшералопш: тез. докл. Всес. совещания.- Сыктывкар, 1990.- т.2, С. 134.

5. Бурпев И.Н. Физико-механическая устойчивость ильменита н продуктов его изменения И Структура, вещество, история литосферы Тимано-Севе-роуральского сегмента: информ. мат-лы.- Сыктывкар, 1992.- С.50-51.

6. Остащенко Б.А., Бурцев И.Н.. Игнатьев В.Д., Котова О.Б. Перспективные направления обогащения леикоксенсодержащего сырья // Обогащение тоикодисперсных руд.- Сыктывкар, 1992,- С.5-9 (Тр. Ин-та геологии КНЦ УрО РАН; вып.80).

7. Ostashchenko В.А., Kotova О.В., Burtsev I.N. The perspectives in the concentration of fmesized titanium minerals // 29 th Internat. Geol. Congr. Abstracts - Kyoto, 1992-v. 3

8. Ostashchenko B.A., Kotova O.B., Burtsev I.N. New direction in the, concentration of the fine classes of titanium minerals // The First Int. Conf. on modem process miner, and miner, processing. Abstracts.- Beijing, 1992.

9. Бурцев И.Н.. Шумилов И.Х. Результаты обогащения кварцевых песков Жешартского месторождения // Проблемы геологии литосферы Ти-мано-Североуральского сегмента: информ.мат-лы.- Сыктывкар, 1993.- С.7-9.

10. Патент РФ № 1766087 Способ переработки титановых концентратов / Остащенко Б.А., Усков Н.Н, Бурпев И.Н.: Ин-т геологии КНЦ УрО РАН-заявка № 4800043/02; Заявл. 11.03.90; не публ.

11. Заявка № 5048368 Способ переработки лейкоксеновых концентра-ов / Остащенко Б.А., Бурцев И.Н.. Усков H.H.: Ин-т геологии КНЦ УрО АН- Заявл. 20.06.92; положительное решение на выдачу патента РФ от 5.11.93.

12. Заявка № 92008985 Способ изготовления винтовых сепараторов / Цумилов И.Х., Бурцев И.Н. - Заявл. 25.11.92; положительное решение на ыдачу патента РФ от 21.06.94.

13. Конык O.A., Бурцев И.Н.. Пальппш И.П. Активация лейкоксена и ерспектнвы его переработки II Геология и минерал.-сырьевые ресурсы ев-оп. Северо-Востока России (XII Геолог, коиф. Республики Коми, 1-3 марта 994г.): тез. Веер, конф.- Сыктывкар, 1994 - т.1, С.192-194.

14. Остащенко Б.А., Коржаков В.В., Усков H.H. Бурцев И.Н.. Ко-ова О.Б. Технологические исследования в Республике Коми (современное остояние, перспектива): докл. на Веер. конф. "Геология и минерал.-сырье-ые ресурсы европ. Северо-Востока России (XII Геолог, конф. Республики 1оми).- Сыктывкар, 1994.- 17 с.

15. Бурцев И.Н. Минералогические критерии оценки обогатимости лей-оксеновых руд // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Северо-ральского сегмента: информ. мат-лы 3 науч. конф - Сыктывкар, 1994 - С.6-

16. Бурцев И,Н. Природные типы и технологические сорта руд Пнжем-кого месторождения // Структура, вещество, история литосферы Тимано-)евероуральского сегмента: информ. мат-лы 3 науч. конф.- Сыктывкар, 1994 С. 8-9.