22.03.2021

Роль отношения металла к сере в сульфидах для оценки медно-никелевых месторождений


Один из наиболее важных критериев оценки какого-либо рудного тела — состав сульфидных компонентов медно-никелевых руд. Сульфидная фаза каждого рудного тела обычно характеризуется постоянным составом, из-за чего характер руды может определяться одним независимым параметром — составом сульфидной фазы. Силикатные компоненты лишь «разбавляют» сульфидные. Состав сульфидной фазы какого-либо рудного тела обычно выражается отношениями серы к металлу или металла к металлу.

Рудные тела сульфидных медно-никелевых месторождений пространственно обычно связаны со специфическими интрузивными массивами. Сульфиды могут быть рассеяны в силикатных породах, либо слагать массивные руды внутри интрузии или у ее контакта, либо, наконец, формировать массивные или рассеянные (вкрапленные) руды вблизи интрузии. Состав сульфидной руды определенным образом связан с составом интрузивного массива.

Прежде чем рассматривать геологические обстановки, в которых встречаются интрузии с медно-никелевым сульфидным оруденением, целесообразно остановиться на рассмотрении состава сульфидной фазы.

В разных пробах, взятых в данном рудном теле, отношение серы к никелю практически постоянно и может быть определено уже по десятку проб. Отношение меди к никелю несколько более изменчиво, и, чтобы узнать его, требуется большее количество проб. Для оценки перспектив рудного тела исключительно важно отношение серы к никелю, так как оно определяет содержание никеля как в массивных рудах, так и в рудах силикатно-сульфидного состава — вкрапленных и прожилково-вкрапленных. Отношение S:Ni, или процент никеля в сульфидах, также определяет качество сульфидного концентрата, который будет производиться из руд данного месторождения, так же как и распределение никеля между пентландитом (34% Ni) и пирротином (1% Ni).

Состав материнской интрузии — один из важнейших факторов, обусловливающих состав сульфидных руд. Наиболее высокие содержания никеля свойственны ультраосновным породам, а сульфиды, которые с ними связаны, также наиболее обогащены никелем. В ряду пироксенит—норит—габбро содержание никеля уменьшается, одновременно оно падает и в ассоциирующихся с этими породами сульфидных рудах. Наоборот, содержание меди и кобальта увеличивается по мере уменьшения основности материнских силикатных пород. Эти принципы иллюстрируются данными по содержанию никеля меди и кобальта в сульфидах перидотитов, пироксенитов, перкинитов, габбро и диоритов Коталахтинского массива (см. рисунок). Из рисунка следует, что массивные сульфиды, ассоциирующиеся с перидотитами, содержат (в %) Ni 9,8, Cu 2,9 и Co 0,4, тогда как в габбро сульфиды содержат (в %) Ni 5,9, Cu 2,3 и Co 0,4. Этими данными можно пользоваться при оценке состава других медно-никелевых сульфидных рудных тел. В табл. 3 приведены содержания серы и металлов для каждой из этих разновидностей сульфидов. Эти значения максимально возможны и для соответствующих руд. Состав вкрапленных руд, естественно, будет хуже из-за различных силикатных примесей.

Медно-никелевые сульфидные руды обычно сложены пирротином, пентландитом и халькопиритом. В табл. 3 рассчитан минеральный состав различных руд, исходя из того, что пирротин содержит около 1% Ni, заключенного в пентландите. Пентландит же настолько тонко рассеян в пирротине (твердый раствор), что не может быть отделен механическими способами от пирротина. Табл. 3 иллюстрирует относительно высокие содержания пентландита в рудах, ассоциирующихся с перидотитами, и пирротина в рудах, связанных с диоритами.

Значение отношения сера — металл или минерального состава сульфидов для металлургического передела руд демонстрирует табл. 3. Весь объем флотационного концентрата по составу должен приближаться к массивным сульфидным рудам. Сульфидный концентрат из перидотитов и габбро содержит никель в достаточно высоком количестве для прямого плавления после удаления медного концентрата. В то же время концентрат, полученный из диорита, слишком беден никелем для существующих металлургических методов, и поэтому такая руда нерентабельна. При сепарации пирротина из пентландитового концентрата руд, ассоциирующихся с перидотитами, потери никеля минимальны. При сепарации из концентрата руд, связанных с габбро, при полном раскрытии пирротина потери никеля составляют 13%. Получение высокосортного пентландитового концентрата из руд диоритов вовсе не рентабельно, так как почти две трети никеля заключены здесь в пирротине.

Обычно руды с содержанием никеля в сульфидах менее 4% или с отношением серы к никелю более 12 считаются экономические нерентабельными. Если такие руды слагают исключительно крупные тела, пригодные для открытой добычи при прочих благоприятных обстоятельствах, только тогда могут разрабатываться. Применяются и специальные технологические схемы для утилизации пирротина как железной руды или для получения железного сплава с небольшой долей никеля.

В целом следует подчеркнуть, что при оценке месторождений важно знать не только содержание металлов в сульфидных рудах, но и значения отношения серы к металлам.





Яндекс.Метрика