Проект алмазной обогатительной фабрики

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вещественный  состав 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1. Общие сведения 

           Вещественный состав полезных ископаемых – это совокупность данных о содержании компонентов  и примесей; минеральных формах проявления и характера срастания зерен  важнейших элементов; их кристаллохимических и физических свойствах /20/.

           Химический состав характеризует содержание основных и сопутствующих полезных компонентов, а также полезных и вредных  примесей. Данные химического состава  полезного ископаемого являются основной для определения технологии его переработки и обогащения.

           Минералогический  состав характеризует минеральные  формы проявления элементов, входящих в состав полезного ископаемого. Минералогический состав полезных ископаемых оказывает существенное влияние  как на выбор методов, так и на технологические показатели обогащения.

           Текстурно-структурные  особенности в строении полезного  ископаемого характеризуются крупностью, формой, пространственным определением минеральных включений и агрегатов. Текстура руды характеризует взаимное расположение минеральных агрегатов и может быть самой разнообразной.

           Характеристика минеральных  выделений является основной для  разработки технологии и прогноза показателей  и переработки полезных ископаемых. Чем крупнее вкрапленность минералов  и совершеннее форма их выделений, тем проще технология и выше показатели обогащения полезных ископаемых.

           Гранулометрический состав – состав материала, выраженный через

     содержание  в нем частиц различных классов крупности в процентном отношении к целому.

           Для определения гранулометрического состава полезного ископаемого

     проводят  ситовый анализ с разделением  на классы крупности, ограниченные размерами  максимального и минимального зерен  в них.

           В качестве признаков  разделения минеральных компонентов  при обогащении полезных ископаемых используют их физические и химические свойства, важнейшим из которых являются: механическая прочность, плотность, магнитная проницаемость, электропроводность и диэлектрическая проницаемость, различные виды излучений, смачиваемость и др.

           Механическая прочность  руд характеризуется дробимостью, хрупкостью, твердостью, абразивностью, временным сопротивлением сжатию и  определяет энергетические затраты  при их дроблении и измельчении, а также выбор дробильно-измельчительного и обогатительного оборудования.

           Плотность горных пород  определяется плотностью слагающих  их минералов, которые делятся на тяжелые (больше 3 т/м³), средние (3-2,5 т/м³) и легкие (меньше 2,5 т/м³).

           Магнитные свойства минералов возникают и проявляются  в магнитном поле. Мерой оценки магнитных свойств минералов служит их магнитная проницаемость и связанная с ней магнитная восприимчивость. По магнитной восприимчивости и характеру зависимости магнитных свойств от напряженности внешнего магнитного поля минералы делятся на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.

           Различия в магнитных  свойствах минералов используют для из разделения методами магнитного обогащения.

           Электрические свойства минералов определяются электропроводностью  и диэлектрической проницаемостью. Различия в электрических свойствах минералов используют для их разделения методами электрического обогащения.

           Смачивание –  проявление межмолекулярного взаимодействия на границе

     соприкосновения трех фаз – твердого тела, жидкости и газа, выражающееся в

     растекании  жидкости по поверхности твердого тела. Различия в смачиваемости поверхности тонкоизмельченных минеральных частиц используют для их разделения методами флотационного обогащения /20/. 

     2.2. Минералогический состав 

           Для кимберлитовых  пород трубки «Интернациональная» типичны низкие содержания минералов тяжелой фракции (0,09 – 1,58 %, среднее по 58 пробам – 0,44 %). Распределение индикаторных минералов по фазам внедрения приведено в таблице 1.  

Таблица 1. Состав и содержание (кг/т) тяжелой кимберлитовых пород трубки «Интернациональная» 

 

           Пироп преобладает  над хромитом и пикроильменитом. Соотношение концентрации этих минералов  по трубке в целом составляет 20:2,7:1. Редко встречаются оливин, хромдиопсид, циркон.

           По сравнению и составу глубинных минералов кимберлиты трубки

       «Интернациональная» отличаются от подавляющего большинства кимберлитовых тел Мирнинского поля и Якутии. Одной из характерных особенностей кимберлитов трубки является низкое содержание минералов титанистой ассоциации (пикроильменит, оранжевый пироп) и повышенное 0 хромистой (хромшпинелид, хромдиопсид, хромистый пироп). Среди гранатов распространены разновидности пироп уваровитового состава, окрашенные в грязно-зеленый цвет. Наблюдается повышенное количество желвачков граната, содержащих многочмсленные включения других минералов. Распространены зерна граната зонального и блокового строения.

           Хромшпинелид образует идиоморфные кристаллы и зерна, покрытые множеством вицинальных граней. Повышено количество высокохромистых  зерен и разностей, относящихся  к алмазной ассоциации.

           Ксенолиты пород мантии в трубке «Интернациональная» редки. Они интенсивно серпентинизированы, из первичных минералов сохранились только пироп, хромит, редко клинопироксен и оливин. Резко преобладают деплетированные разности пород, представленные гранатовыми хромитовыми оливинитами, редко гранатовыми лерцолитами. Пироксениты и эклогиты занимают всего лишь 6,2 % общего количества нодулей. В ряде образцов пород мантии установлены высокохромистые разности пиропа и хромита, некоторые из них принадлежат к алмазной ассоциации. Микрозондовый анализ, дополнивший оптические исследования, показал, что в целом гранаты из кимберлитового концентрата имеют более высокую среднюю хромистость, чем гранаты модулей.

           Кимберлиты трубки «Интернациональная» уникальны по содержанию

     алмазов. В этом отношении они приближаются к лампроитовой трубке Аргайл, но качество алмазов более чем на порядок выше /21/.

     Вывод: Тяжелые минералы представлены пиропом, хромшпинелидом, оливином и пикроильменитом  с низким содержанием по рудному  телу (0,09 – 1,58 %). Плотность тяжелых минералов превышает 3 т/м^2. Зная, что алмаз относится к тяжелым минералам (плотность 3,5 т/м³), целесообразно применить гравитационный метод обогащения, основанный на разности плотности минералов. 

     2.2. Физические свойства 

     Породы по трубке «Интернациональная» не отличаются высокой прочностью (крепость по шкале Протодъяконова 3-8). Средняя плотность

     рудного тела составляет 2,68 т/м^2.

     До  глубины 300 м трубка сложена слабомагнитными  кимберлитами. Их магнитная восприимчивость в интервалах 0 - 50, 50-100 и 100-300 м составляет в среднем соответственно 37 • 10^-6, 65 - 10^-6 и 35 - 10^-6 СГС. Лишь на глубине 460-480 м подсечен участок кимберлитов с высокой магнитной восприимчивостью, достигающей 2100 – 10^-6 СГС. Остаточная намагниченность кимберлитов трубки также низкая, в большинстве случаев она меньше индуцированной.

     Преобладающий состав кимберлитовых пород на разных глубинах определяет уровень значений их электрических параметров. Удельное электрическое сопротивление мерзлых  кимберлитовых брекчий верхних горизонтов на частоте 0,625 МГц находится в интервале значений 100 – 300 Ом∙м, ε – 67 – 80 ε_о, k^// - 0,07 – 0,26 Нп/м.

     Алмаз по отношению к другим минералам  трубки обладает отличительными свойствами, например как, высоким преломлением при рентгеновских лучах, высокой твердостью (по шкале Мооса 10) и теплопроводностью (146,538 Вт/м∙К). Температурный коэффициент алмаза обычно составляет от 0,9∙10^-6 до 1,45∙10^-6 К^-1.. Средний показатель преломления бесцветных кристаллов в желтом свете 2,4175±0,0003, а для желтоватых алмазов он колеблется в пределах 2,419-2,421 и чаще 2,417. Диэлектрическая постоянная кристаллов алмаза составляет 16-16,5; удельное электрическое сопротивление его очень велико и равно в среднем 10¹² – 10¹⁴ Ом∙см.

     Вывод: Таким образом, исходя из выше приведенной физической характеристики руды трубки «Интернациональная» целесообразно применить электрический, радиометрический и магнитный методы обогащения. 
 

     2.4. Химический состав 

           В общем ряду кимберлитов породы трубки «Интернациональная» выделяются несколько пониженной общей железистостью, главным образам за счет более низкого содержания трехвалентно железа. В вертикальном разрезе отмечается определенная петрохимическая зональность, выраженная в том, что в верхней части трубки, включая интервал 300 — 400 м, повышено содержание SiO₂, Al₂O₃ и понижено MgO. В верхних горизонтах повышено также содержание СаО и СО₂. С глубины примерно 400 м возрастает концентрация Nа₂O и К₂О. Выявленная вертикальная неоднородность химического состава кимберлитов довольно четко увязывается с литологическими особенностями вмещающих толщ, оказывающими влияние на состав кимберлитов.

           Вывод: Таким образом, при применении флотационного метода руды данной трубки не повлияют на процесс  флотации мелких кристаллов алмаза 

     2.5. Текстурно-структурный состав 

           Ксенолиты осадочных  пород представлены неправильной формы остроугольными обломками вмещающих карбонатных пород нижнепалеозойского возраста. Размеры ксенолитов колеблются в широких пределах: от микроскопических до 4,1 см.

           Вкрапленники представлены псевдоморфозами серпентина по энстатику, реже оливину, изредка наблюдаются флогопит, пироп, хромшпинелиды и пикроильменит. Среднее содержание псевдоморфоз составляет 12,8%, при колебаниях от 8,9 до 18,3%. В порфировых выделениях различаются всевдоморфозы двух генераций. Псевдоморфоз серпентина по энстатику установлены во вкрапленниках первой генерации, размерам от 1 до 6 мм, реже 11-12 мм.

           В отличие от беститовых образований по предполагаемому  энстатику псевдоморфозы по оливину имеют размеры в пределах 1-6,8 мм и петельчатое, пластинчато-метельное строение.

           Серпентин развивается  по трещинам в оливине, постепенно замещая  все зерно. Отсюда петельчатые, пластинчато-петельчатые  и очень редко пластинчатые структуры. Пластины и петли сложены гамма-хризолитов. Между ними наблюдаются линзовидные гнезда пиролита. В карбонатизированных участках кимберлитов брекчиевой текстуры вокруг псевдоморфоз наблюдаются цепочковидные выделения карбоната, отделенные от основной массы агрегатом серпентина и рудного минерала.

           Основная масса  кимберлитов перовой фазы внедрения  представляет собой агрегат магнезиального хлорита, серпентина, флогопита, кальцита и доломита. Перечисленные минералы в выделенных разновидностях содержатся в крайне переменных количествах. В породах брекчиевой текстуры кальцит и доломит в большинстве случае преобладают, а в кимберлите массивной текстуры нередко отсутствуют. Карбонат основной массы образует политоморфные агрегаты и отмечаются в виде микролитов, содержание которых в породе не постоянное.

           Кимберлиты второй фазы внедрения являются преобладающими в разведанном участке теле (54,2 % объема), имеют темно-серую с  голубовато-зеленым оттенком и серую (брекчии) окраску. Для брекчий характерен также пятнистый (серый, зеленый) цвет, выраженный наличием различных по составу и интенсивности окраски включений.