Брагина В.И., Брагин В.И. Технология обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

121

Термическая устойчивость и химическая инертность слюды обу-

словили ее применение для изоляции в зажигательных свечах двигателей

внутреннего сгорания, в различных нагревательных приборах и аккуму-

ляторах.

Благодаря своей упругости, тонкости и однородности листовая

слюда применяется для изготовления мембран телефонов, микрофонов и

других акустических приборов, а также как основание для флюоресцирую-

щих экранов, в вакуум-трубках для осциллографов и для телевидения.

Листовая слюда прозрачна, огнеупорна и устойчива при резких

колебаниях температуры, поэтому ее вставляют в окна химических и ме-

таллургических печей.

Молотая слюда применяется для изготовления кровельных мате-

риалов (толь, рубероид), огнеупорных красок, тепловой изоляции паро-

вых котлов и трубопроводов паровых и холодильных установок, как на-

полнитель в пластмассах, для сухой смазки деревянных трущихся час-

тей, в качестве присыпки, чтобы не слипались резиновые изделия и для

придания блеска бумаге и краскам.

6.2. Требования к качеству сырья,

типы руд и месторождений слюды

При предварительной качественной оценке сырой слюды необхо-

димо пользоваться теми показателями, которыми характеризуется сырье

разрабатываемых уже месторождений и теми требованиями, которые

предъявляют потребители к товарной слюде и полуфабрикатам (табл. 6.1–

6.3).

Таблица 6.1

Марки слюды по ГОСТ 106 98-80 (Статус: Действующий)

Тип Форма и размеры

Подборная

Пластинки произвольной формы, толщиной от 100 до

400 мкм

Обрезная

Прямоугольные пластинки толщиной от 5 до 650 мкм

Щипаная

Пластинки произвольной формы от 5 до 45 мкм

Фасонные изделия

Штампованные детали различной конфигурации толщи-

ной от 50 до 550 мкм

Дробленая

Чешуйки размером в поперечнике от 160 до 20 000 мкм

Молотая

Порошкообразный продукт с размером частиц до 630 мкм

122

Таблица 6.2

Слюда мусковит молотая электродная ТУ по ГОСТ 14327-82

(Статус: Действующий)

Наименование показателя

Норма для марки

Метод испытания

СМЭ-315В

СМЭ-315

Тонина помола:

массовая доля остатка, %,

не более, на сетке №:

По ГОСТ 19572

Отсутствие

0315

0125

Массовая доля частиц, про-

ходящих через сетку № 0063,

%, не более

50 50

Массовая доля двуокиси

кремния (SiO

), %

44–50 44–50 По ГОСТ 26318.2

Массовая доля суммы полу-

торных окислов (Al

+ Fe

), %

32–40 32–40

По ГОСТ 26318.3 и

ГОСТ 26318.4

Массовая доля окиси железа

(Fe

), %, не более

4,0 5,0 По ГОСТ 26318.3

Массовая доля окиси маг-

ния (MgO), %, не более

2,0 2,0 По ГОСТ 26318.6

Массовая доля окиси калия

(К

О), %, не более

8,0

По ГОСТ 26318.7

Массовая доля пятиокиси

фосфора (Р

), %, не более

0,1 0,1 По ГОСТ 26318.10

Массовая доля трехокиси

серы (SO

), %, не более

0,1 0,1 По ГОСТ 26318.9

Массовая доля влаги, %, не

более

2,0 3,5 По ГОСТ 26318.11

Массовая доля посторонних

примесей минерального

происхождения, %, не более

4,0 5,0

Массовую долю посто-

ронних примесей опре-

деляют параллельно на

двух навесках молотой

слюды массой по 50 г

каждая, отобранных по

ГОСТ 22370

Насыпная масса, г/см

, не

более

0,40 0,50

Насыпную массу слю-

ды определяют по

ГОСТ 22370

Таблица 6.3

123

Слюда обрезная мусковит для водомерных колонок, котлов

высокого давления ТУ по ГОСТ 13752-86 (Статус: Действующий)

Наименование показателя

Норма

Методы испытания

Пятнистость смотровой части,

%, не более

Путем измерения площади смот-

ровой части, занятой минеральны-

ми включениями

Диаметр пластинчатых мине-

ральных включений на смот-

ровой части, мм, не более

Диаметр определяют с помощью

микроскопа стереоскопического

типа МВС, окуляр с ЦД 0,1 мм

Площадь, занятая газовыми

включениями, %, не более

Определяют с помощью микро-

скопа стереоскопического типа

МВС, в котором установлен окуляр

с сеткой со стороной квадрата 1 мм

Захождение краевых трещин,

мм, не более для пластин пло-

щадью:

менее 60 см

более 60 см

Определяют с помощью метал-

лической измерительной

линейки

Длина линии отлома угла, мм,

не более

Измеряют с помощью линейки

металлической

Проколы, трещиноватость,

объемные минеральные вклю-

чения, загрязнение поверхно-

сти

Не до-

пуска-

ется

Определяют визуально в прохо-

дящем и отраженном свете

Разность толщины по недосня-

тию, мм, не более

0,02

Погрешность измерения должна

быть не более 0,01 мм. Измерение

проводят в точке, находящейся не

ближе 2 мм от края пластины

Отклонения от номинальной

длины и ширины, мм, не более

±1

По ГОСТ 10918-82 погрешность

измерения должна быть не более

0,25 мм

Отклонения от номинальной

толщины, мм, не более

-0,10

Погрешность измерения должна

быть не более 0,01 мм. Измерение

проводят в точке, находящейся не

ближе 2 мм от края пластины

Примечания. 1. Смотровой частью пластины считается часть пластины шири-

ной 4 мм, расположенная симметрично относительно продольной оси.

2. По согласованию между потребителем и изготовителем допускается уста-

новление смотровой части шириной более 4 мм, при этом площадь, занятая пла-

стинчатыми минеральными включениями, также устанавливается по согласова-

нию между изготовителем и потребителем.

Условия образования слюд в природе отличаются некоторыми

особенностями. В высокотемпературных эффузивных породах эти ми-

124

нералы, как ранние выделения непосредственно из магмы, никогда не

встречаются. В интрузивных изверженных породах преимущественно

кислого и среднего состава они образуются как позднемагматические

постмагматические минералы, очевидно, под влиянием легко летучих

агентов (мусковитовые граниты, грейзены). Крупные кристаллы слюды

встречаются среди пегматитов, нередко в высоко- и среднетемпера-

турных гидротермальных месторождениях вольфрама, молибдена и др.

Широким распространением они пользуются также во многих метамор-

фических породах, в частности, в кристаллических сланцах (гнейсах,

слюдяных сланцах и др.).

Месторождения мусковита

Мусковит среди минералов группы слюд пользуется широким

распространением. В качестве породообразующего минерала он входит

в состав некоторых интрузивных горных пород, в частности, в состав

гранитов, особенно грейзенов, т.е. пневматолитически измененных их

разностей, в ассоциации с топазом, литиевой слюдой, кварцем, иногда

вольфрамитом, касситеритом, молибденитом и др. Мусковит в этих слу-

чаях образуется главным образом за счет ранее выделившихся калиевых

полевых шпатов (ортоклаза и микролина).

Сравнительно часто мусковит встречается в гранитных пегмати-

товых жилах в виде крупных кристаллов, представляющих промышлен-

ный интерес. Мусковит в таких жилах, особенно в центральных частях,

нередко дает скопления в виде гнезд до 1–2 м в поперечнике, но обычно

бывает беспорядочно рассеян в форме крупных кристаллов по всей мас-

се пегматита или вдоль определенных зон.

Как мельчайшие включения в кристаллах мусковита иногда

встречаются циркон, рутил в виде сагенитовой решетки, апатит, шпи-

нель, гранаты, турмалин, кварц, магнетит и др. При детальном исследо-

вании в ряде случаев можно установить определенные закономерности

ориентировки этих включений в соответствии со структурными особен-

ностями минералов.

В контактово-метасоматических месторождениях мусковит встре-

чается редко. Известны случаи образования мелкозернистого мусковита

в песчаниках на контакте их с гранитом и другими кислыми извержен-

ными породами.

В гидротермальных рудных месторождениях широко развиты

процессы серицитизации, т.е. образования серицита – скрытокристалли-

ческой разности слюды, обогащенной водой.

В метаморфических горных породах мусковит и серицит пользу-

ются широким распространением. Известны целые массивы слюдяных

125

кристаллических сланцев, серицитсодержащих глинистых сланцев (фил-

литов) и кварцитов с мусковитом. В таких породах полевые шпаты

обычно отсутствуют.

При процессах, выветривания мусковит обладает относительной

химической стойкостью и часто переходит в россыпи. В силу спо-

собности легко расщепляется на мелкие листочки и благодаря малому

удельному весу в виде мельчайших серебристых блесток скопляется

обычно в илистых осадках и слоистых глинах, образующихся в водных

бассейнах при замедленном движении вод.

В условиях интенсивного химического выветривания мусковит

способен переходить в более богатые водой гиотослюды – гидромуско-

виты, а при переходе в раствор щелочей – в каолинит.

Из многочисленных месторождений мусковита следует отметить

лишь наиболее интересные, распространенные в пегматитах. Это место-

рождения Мамского, Бирюсинского районов и Урала.

Главнейшие иностранные месторождения мусковита в пегматитах

находятся в Индии (Бенгальский и Мадрасский районы), где встречаются

кристаллы мусковита до 3–5 м

и больше, в ряде штатов США (Северная

Каролина, Мэриленд и др.), Бразилии, Канаде и других странах.

Месторождения флогопита

Флогопит довольно часто встречается в контактово-метасоматических

образованиях и в пегматитовых жилах, секущих доломитизированные

известняки и другие бедные кремнеземом и железом магнезиальные по-

роды (например, серпентиниты). Типичными спутниками флогопита яв-

ляются диапсид, форстерит, шпинель, доломит, кальцит, полевые шпа-

ты, скаполиты и др. Он распространен также в метаморфических поро-

дах (кристаллических сланцах), обычно в ассоциации с относительно

бедными железом минералами. В прозрачных шлифах без измерения оп-

тических констант его легко принять за мусковит. Примером являются

Слюдянские месторождения флогопита, В генетической связи с гранит-

ными интрузиями здесь среди сложного комплекса кристаллических

сланцев, гнейсов и мраморов образовались многочисленные секущие

пегматитовые жилы и метасоматические образования.

Флогопитосодержащие минеральные тела обычно подчинены пи-

роковно-амфиболовым гнейсам и встречаются нередко группами. Строе-

ние таких жил довольно сложное. Аналогичные флогопитовые место-

рождения распространены в Алданском районе Восточной Сибири.

Флогопитоносность отмечается во многих зарубежных карбона-

титовых месторождениях. Более подробно она исследована на месторо-

ждениях Пилбара (ЮАР), Однако сведений о практическом применении

126

флогопита карбонатитовых месторождений за рубежом нет. В России

известны такие месторождения в Маймеча-Котуйской провинции (Гу-

линское, Одихинча, Маган) и в Карелии – Ковдорское. Последнее экс-

плуатируется.

Месторождения вермикулита

Вермикулит залегает среди сильно измененных ультраосновных

пород, где он является продуктом гидротермального изменения биотита

и флогопита, образуя мощные и длинные линзы.

В России к этому типу относятся промышленные месторождения

вермикулита Среднего Урала и Ковдорское месторождение. Наиболее

перспективными являются Ковдорское и Потанинское.

Из иностранных месторождений следует отметить крупные про-

мышленные месторождения Либби в Монтане (США) и в Западной Ав-

стралии.

В настоящее время у нас слюду добывают на рудниках, объеди-

ненных в пять крупных предприятий: трест Мамслюда, комбинат Ал-

данслюда, Слюдянское, Чупинское и Енское рудоуправления.

6.3. Обогащение слюдяных руд

Важнейшей целью процесса обогащения слюдосодержащих руд

является увеличение содержания ценной части кристаллов за счет

уменьшения содержания неполезной ее части, состоящей из посторон-

них примесей (пустой породы).

Трудность проблемы механизации обогащения слюдяных руд со-

стоит в следующем:

1. Кристаллы слюды и сопутствующая им порода имеют почти

одинаковые диэлектрические константы и удельный вес, что исключает

применение распространенных методов обогащения. Кристаллы слюды

в процессе обогащения не должны нарушаться.

2. В исходной руде встречаются кристаллы слюды различной

конфигурации, площади и толщины.

3. По своим технологическим свойствам руды различных место-

рождений значительно отличаются друг от друга.

Таким образом, основным методом обогащения слюдяных руд яв-

ляется механический, основанный на различии формы зерен и коэффи-

циента трения.

В настоящее время применяются пять методов:

1. Ручная сортировка.

127

2. Обогащение по трению.

3. Обогащение по форме.

4. Гравитационные методы (для мелкоразмерных руд).

5. Флотация.

Исключением является обогащение вермикулитовых руд, где

кроме обогащения по форме применяются гравитационные методы и

электромагнитная сепарация.

6.3.1. Обогащение по трению

Обогащение по трению основано на различии коэффициентов

трения-скольжения кристаллов слюды и трения- качения округлых кус-

ков породы.

Куски породы, имея округлую форму, скатываются по наклонной

плоскости вследствие того, что опрокидывающий момент куска породы

больше удерживающего момента, если угол наклона плоскости больше

или равен углу трения кристаллов слюды. Кристаллы слюды благодаря

своей пластинчатости при падении ложатся на плоскость своей большей

площадью.

Значительная разница между площадью и толщиной кристаллов

препятствует возникновению опрокидывающего момента и кристаллы

слюды вынуждены скользить по наклонной плоскости. Вследствие раз-

личных коэффициентов трения минералы слюды и породы приобретают

различные ускорения и падают с конца наклонной площади по разным

параболическим траекториям.

На основе данного принципа обогащения разработаны и испыта-

ны несколько видов наклонных плоскостей и винтовых сепараторов.

Предложенный В.М. Архангельским и М.А. Лавровым сепаратор

состоит из ряда наклонных металлических плоскостей (рис. 6.1). Каждая

плоскость имеет длину 1 350 мм, ширину – 1000 мм; угол наклона каж-

дой последующей плоскости больше, чем предыдущей.

В конце каждой плоскости имеется щель для улавливания кри-

сталлов слюды. Ширина щели на первой плоскости больше, чем на вто-

рой и т.д. Перед щелью устанавливается небольшой порог треугольной

формы (горка) для создания условий отрыва движущихся кусков породы

от наклонной плоскости.

Крупные куски породы, двигаясь с большей скоростью по плоскости,

перелетают через щель и уходят в отвал. Кристаллы слюды и более мел-

кие куски породы проваливаются в щель и падают на вторую плоскость

128

и т.д. Крупность исходного составляет 20–70 мм, извлечение слюды –

90–92 %, выход породы в концентрат – 26–33 %.

Есть еще сепаратор Архангельского, в котором на внешней сторо-

не рабочего желоба установлены небольшие борта, позволяющие дер-

жать больший угол наклона.

Известен плоскостной сепаратор (рис. 6.2) конструкции М.Г. Ку-

закова и Б.А. Круглова, в котором имеется наклонная плоскость с пер-

пендикулярными плоскостями и щелью, угол наклона равен 37°. Извле-

чение слюды достигает 70–86 %, засоренность концентрата пустой по-

родой составляет 59–78 %.

Рис. 6.1. Плоскостной сепаратор В.М. Архангельского и М.А. Лаврова

Исходная руда

Пустая порода

Слюда+порода

Концентрат

(слюда)

Порода

129

Рис. 6.2. Плоскостной сепаратор М.Г. Кузакова и Б.А. Круглова: А – неподвиж-

ная рабочая плоскость; Б – миниатюрные плоскости (типа «горка»); В – окна

Лекция 13

План лекции: 1.Обогащение слюды по форм [45 c 177-178]

2.Гравитация [45 c 178-180]

3. Флотация [45 c 180-182]

4. Схемы обогащения. Фабрики [45 c 182-18710 c 320]

6.3.2. Обогащение по форме

Как известно, пустая порода имеет куски более неправильной

формы, чем слюда, вследствие чего в узкие щели вместе со слюдой про-

валивается только мелочь размером меньше ширины щели. При грохо-

чении происходит разделение всей горной массы по форме зерен сле-

дующим образом.

Кристаллы слюды, попадая на сито с колосниками, имеющими

острые грани, получают неустойчивое равновесие и легко опрокидыва-

ются в щель. В связи с этим уголковый профиль сит признан наилуч-

шим. Последующее отделение кристаллов слюды от мелкой породы ос-

новывается на разности их площадей.

Максимальный диаметр кусков породы незначительно превышает

размер щелей колосникового грохота, тогда как у кристаллов слюды

площадь намного больше толщины. При просеивании промпродукта че-

130

рез грохот с круглыми или квадратными отверстиями мелкие куски по-

роды проваливаются, а кристаллы слюды скатываются по сетке, чем и

достигается отделение слюды от мелкой породы.

Этот метод обогащения слюдяных руд нашел широкое распро-

странение и осуществляется на барабанных и вибрационных грохотах.

Почти все современные обогатительные фабрики на слюдяных рудниках

работают на основе этого метода.

В 1960 г. для обогащения слюдяных руд впервые были примене-

ны вибрационные грохоты типа СМ-13. Эти грохоты наиболее эффек-

тивны для обогащения слюдяных руд ввиду того, что траектория ко-

лебаний сит происходит по эллипсу, т.е. в несколько наклонном к гори-

зонту направлении. Такое сложное движение грохота способствует луч-

шему самоочищению сита колосниковой решетки.

Кроме того, используются грохоты ГУП-1 и ГУП-3, а также се-

паратор конструкции Гипронинеруд. Сепаратор представляет собой

стандартный ленточный конвейер с плоскими роликами. Над лентой под

некоторым углом к ее оси установлены ребристые валки, вращающиеся

навстречу ленте. Оси валков расположены под углом 60° к плоскости

ленты. При этом зазор между валиками и лентой уменьшается в направ-

лении движения материала. При встрече с первым валком куски руды

большего размера, чем зазор между валком и лентой, сбрасываются с

ленты, а кристаллы слюды, имеющие плоскую форму, проходят под

валком. Следующий по ходу валок устанавливается с меньшим зазором

и отбивает с ленты куски породы, прошедшие под первым валком, и

пропускает как и первый кристаллы слюды, которые поступают в при-

емный бункер. Лучшие результаты получаются на материале, из которо-

го удален негабарит, класс –20 мм, и особенно на расклассифицирован-

ном на фракции, обогащающиеся на отдельных сепараторах. Между се-

параторами имеется ленточный конвейер, который транспортирует по-

роду, отбитую валками. Кристаллы избыточного размера выбираются

вручную. Извлечение слюды в концентрат составляет 97–98 %.

Ленточные сепараторы успешно работают на рудниках Ковдор и

Ёнского рудоуправления.

6.3.3. Гравитация

Гравитационные методы обогащения применяются, главным об-

разом, для мелкоразмерных слюдяных руд и мелкочешуйчатых слюдо-

содержащих сланцев. Месторождения таких руд известны в различных