Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ. 3
Глава 1. ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗНАЧИМОСТИ МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ РОССИИ
1.1. Промышленная значимость титан-циркониевых россыпей 8
1.2. Краткая характеристика россыпных титан-циркониевых месторождений России
1.3. Роль технолопіи переработки рудных песков титан-циркониевых россыпей в экономической эффективности их освоения
1.4. Современные технологии добычи и обогащения россыпей 31
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ТИТАН- ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ РОССИИ
2.1. Рациональный комплекс минералого-аналитических методов исследований вещественного состава титан-циркониевых россыпей.
2.2. Характеристика вещественного состава титан-циркониевых россыпей России
2.2.1. Химический состав исходных песков 46
2.2.2. Гранулометрические характеристики исходных песков 48
2.2.3. Минеральный состав исходных песков 51
2.2.4. Свойства минералов 52
2.3. Сравнительный анализ вещественного состава россыпных титан- циркониевых месторождений России
Глава 3. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТИТАН ЦИРКОНИЕВЫХ РУДНЫХ НЕСКОВ
3.1. Зависимость технологических свойств от специфики вещественного состава титан-циркониевых россыпей
3.1.1. Влияние особенностей вещественного состава на извлечение рудшлх минералов в концентраты
3.1.2. Влияние особенностей вещественного состава на качество концентратов
3.2. Прогнозная оценка обогатимости россыпных месторождений России 101
3.3. Апробация разработанных критериев прогноза технологических свойств титан-циркониевых россыпей па объектах геолого-разведочиых работ Ставропольского рассыпного района
3.4. Рекомендации по изучению вещественного состава титан-циркониевых россыпей на ранних стадиях геологоразведочных работ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 120
ЛИТЕРАТУРА 122
Введение к работе
Актуальность работы. В связи с распадом СССР основные промышленные источники титана и циркония оказались за рубежом (Украина). Россыпные месторождения России представлены, как правило, погребенными россыпями мезо-кайнозойского возраста, залегающими нередко на значительной глубине от поверхности, что создает более сложные горно-технические условия их разработки и увеличивает себестоимость товарных концентратов. Поэтому, несмотря на наличие в России крупных россыпных месторождений, иногда не уступающих мировым по содержанию полезных компонентов, они до настоящего времени не осваиваются, а концентраты минералов титана и циркония в полном объеме импортируются. Проблема повышения инвестиционной привлекательности отечественных титан-циркони-евых месторождений может решаться двумя путями: поисками богатых россыпей или совершенствованием технологии их переработки. Результаты прогнозно-поисковых работ, проведенных на титан-циркониевых россыпях в последние годы, показал невысокую перспективность первого направления. Поэтому главным средством повышения экономической эффективности освоения российских месторождений следует признать улучшение технологических показателей переработки рудных несков. Для решения всего комплекса технологических задач первоочередным направлением является знание особенностей вещественного состава титан-циркоииевых россыпей. Принципиальная зависимость между ними ранее была эмпирически установлена минералого-технологическими исследованиями отдельных месторождений. Обобщающие работы по данному направлению до сих пор отсутствовали. Выполненный нами сравнительный анализ исследованных титан-циркониевых россыпей позволяет с большей полнотой обосновать общие закономерности указанной взамосвязи и выявить критерии оценки технологических свойств россыпей. Установление этих закономерностей позволит, в свою очередь, прогнозировать технологические показатели обогащения уже на ранних стадиях изучения титан-циркониевых россыпей, что имеет важное значение для определения их промышленной значимости и принятия решения о целесообразности продолжения геологоразведочных работ. Совершенствование научно-методических основ технологической минералогии титан-циркониевых россыпей представляется своевременным и актуальным.
Цель работы - выявить особенности вещественного состава титан-циркониевых россыпей, влияющие на технологические показатели их обогащения, и разработать критерии прогноза технологических свойств для использования на ранних стадиях ГРР.
В диссертации решались следующие задачи:
- разработка рационального комплекса минералого-аналитических методов исследования;
анализ современных технологий добычи и обогащения титан-циркониевых россыпей;
выявление и ранжирование специфических особенностей вещественного состава титан-циркониевых россыпей России;
определение факторов вещественного состава, влияющих на технологические свойства титан-циркониевых россыпей;
установление критериев прогноза технологических свойств руд в зависимости от особенностей их вещественного состава;
разработка рекомендаций по изучению вещественного состава титан-циркониевых россыпей на ранних стадиях ГРР.
Объект исследовании - перспективные для освоения месторождения титан-циркониевых россыпей России - Центральное, Лукояновское, Тарское, Ордынское и Беш-пагирское.
Научная основа исследовании. При подготовке диссертационной работы обобщены ключевые положения работ отечественных и зарубежных исследователей, занимавшихся изучением вещественного состава титан-циркониевых россыпей и методическими аспектами технологической минералогии: В.К.Лбулевич, Т.В.Бапільїковой, В.Л.Блинова, Л.З.Быховского, С.И.Гурвича, В.Л.Даргевич, Л.Н.Жердевой, Л.Б.Зубкова, Н.Н.Иконникова, И.Ф. Кашкарова, В.И. Кропашша, Л.Л. Кухаренко, Ю.С.Куншаренко, И.И.Малышева, И.И.Максимо-ва Г.С.Момджи, К.Найта, Е.Г.Ожогиной, О.В.Осауленко, Н.Г.Патык-Кара, Ю.Л.Полканова, Д.Пыоиина, С.С.Ревиивцева, Л.П.Рихванова, Г.Л.Сидоренко, Л.П.Тигунова, Ф.Форса, Л.Н.Хатьковой, С.Н.Цымба-ла, Л.Б. Чистова, Н.Л.Шило, Н.Ю.Якубовской и других. В результате были выявлены нерешенные проблемы в области технологической минералогии титан-циркониевых россыпей и определены задачи настоящего диссертационного исследования.
Методы исследования. В процессе выполнения диссертационной работы использован разработанный автором рациональный комплекс современных минералого-аналити-ческих методов исследования, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, электронно-микроскопический, химический, спектральный, гравитационно-магнитный и микрозондовый анализы, магнитометрию, автоматический анализ изображения, статистические методы обработки результатов экспериментов.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, обеспечена новыми подходами в постановке и решении задач, представительным объемом экспериментальной, аналитической и статистической информации по направлениям исследования, материалами внедрения в проекты.
Фактический материал Работа выполнена в Институте минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ФГУП ИМГРЭ). Она отражает многолетние исследования автора в области технологической минералогии титан-циркониевых россыпей. В процессе исследований изучено более 600 проб рудных песков и продуктов их обогащения, использованы данные многих сотен рентгенографических, электронно-микроскопических, химических, спектральных, рентгенофазовых и микрозондовых анализов. Методом автоматического анализа изображения изучены гранулометрические и морфометри-ческие характеристики исходных проб рудных песков и концентратов б месторождений. Научная новизна работы заключается в том, что:
диссертация является первой обобщающей работой по технологической минералогии титан-циркониевых россыпей, в которой в полном объеме рассмотрены особенности их вещественного состава, для достоверной минералого-технологической оценки разработан рациональный комплекс новейших методов минералого-аналитических исследований, позволивший установить ряд ранее слабо изученных особенностей рудшлх песков, установлена степень влияния факторов вещественного состава (гранулярного состава, особенностей минеральных форм, присутствия вредных примесей и др.) на технологические свойства сырья.
Защищаемые положении:
Разработан рациональный комплекс минералого-аналитических методов исследования, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, морфометрический, гранулометрический, элементный анализы, для выявления специфических особенностей вещественного состава титан-циркониевых россыпей. Их учет позволяет корректировать схемы обогащения рудных песков с целью улучшения качества концентратов и повышения извлечения в них рудных минералов.
Основными факторами вещественного состава, влияющими на технологические свойства титан-циркониевых россыпей, являются:
гранулярный состав исходных песков и рудных минералов, глинистость песков, морфологические особенности рудных минералов, степень измеиенности ильменита, содержание полезных компонентов и лимитируемых примесей в рудных минералах.
3. Выявлены критерии прогноза технологических свойств рудных песков титан- циркониевых россыпей для их оперативной геолого-экоиомической оценки на ранних стадиях ГРР.
Личный вклад автора. Результаты, приведенные в диссертации, получены при непосредственном участии автора и его руководстве научными экспериментальными исследованиями в период 1978-2003 гг. Автору принадлежит постановка задач, обобщение результатов, выявление закономерностей, формулирование основных выводов и участие в практической реализации результатов работы.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
- определение основных факторов вещественного состава титан-циркониевых россыпей, непосредственно влияющих на их технологические свойства, позволяет прогнозировать их обогатимость на ранних стадиях ГРР, что увеличивает достоверность оценки перспективности выявленных прогнозных ресурсов;
- усовершенствованы технологические схемы обогащения изученных титан- циркониевых россыпей России, что позволило повысить качество концентратов и извлечение и улучшить технико-экономические показатели их освоения;
- разработаны рекомендации по методике изучения вещественного состава и технологических свойств россыпей на ранних стадиях ГРР.
Реализации результатов работы. Теоретические и практические результаты по комплексному использованию традиционных и новых методов изучения вещественного состава россыпей, способствующих в сочетании с новым высоко эффективным оборудованием совершенствованию технологии их обогащения, позволили существенно улучшить технологические показатели обогащения титан-циркониевых россыпей России. Разработанные автором лабораторные технологические схемы обогащения проб Центрального, Лукояиовского, Тарского, Ордынского и Бешиагирского месторождений были апробированы в полупромышленных условиях. По полученным данным были разработаны и согласованы с институтом «ГИРЕДМЕТ» технологические регламенты для проектирования ГОК ов, которые использовались при разработке ТЭО кондиций для последующего учета этих россыпных месторождений в Государственных балансе запасов полезных ископаемых Российской Федерации. С участием автора подготовлен проект «Методических рекомендаций по оценке прогнозных ресурсов циркония».
Апробации работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научных симпозиумах «Неделя горняка», Москва, МГГУ, 1999-2001 гг.; на II, III и IY Конгрессах обогатителей стран СНГ, Москва, МИСиС, 2000-2003 гг.; на Международном семинаре «Редкие металлы Украины-взгляд в будущее», Киев, 2001г.; на XI Международной конференции «Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ» (MIRR-2004), Сиб, 2004 г. Структура и обьс.м работы. Структура диссертации обусловлена целью, задачами и логикой доказательств защищаемых положений. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников. Материалы диссертации изложены на 129 страницах текста, включающих 51 таблицу и 37 рисунков. Список литературы содержит 128 наименований.
Автор выражает искреннюю благодарность за полезные советы при обсуждении аспектов и результатов работы член-корр. РАЕН Л.П.Тигуиову, д. г-м.н. Е.Г. Ожогиной, д. г-м.н. Н.Г. Патык-Кара, к. г-м.н. Т.Ю.Усовой, к. г-м.н. Г.К.Крипоконевой, к. г-м.н. Л.Б.Зубкову. Автор благодарен сотрудникам отдела минералогии ВИМС, лаборатории кристаллохимии ИГЕМ, НВП «Центр-ЭСТАГео» за помощь при постановке и проведении научных исследований по теме диссертации. Автор считает своим долгом выразить благодарность руководству и сотрудникам института ГИРПДМЕТ, ГМК «Норильский никель», ООО «Техноцентр» компании «ИТЕРА», Тарской горно-промышленной компании, ФГУП «Новосибирская ГРЭ» за всестороннюю помощь при апробации и реализации результатов работы. Автор благодарит сотрудников отдела «Технологические исследования переработки минерального сырья» и других подразделений ИМГРЭ за высказанные замечания и помощь и работе над диссертацией. Автор глубоко признателен за постоянную поддержку и консультации научному руководителю д. г-м.н. А.А. Кременецкому.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 27 работ, в том числе 1 монография; перечень основшлх публикаций приведен ниже.
Башлыкова Т.В., Чантурия Е.Л, Амосов Р.А., Левченко Е.Н. Использование новых методов и технологий при изучении комплексных редком стальных несков//Цв. металлы. - 2000.- 5.-С. 8-12.
Веремеева Л.И., Левченко Е.Н., Линде Т.П., Пруцкий Н.И., Рудянов И.Ф. Северный Кавказ-перспективная для промышленного освоения титан-циркониевая провинция России//Разведка и охрана недр. - 2004. - № 3. - С. 5-15.
Зубков А.А., Левченко Е.Н. Технология обогащения тонкозернистых разновидностей циркона / Цв.металлы. - 1988. - № 5. - С.12-14.
Кременецкий А.А., Левченко Е.Н, Усова Т.Ю. Роль технологии переработки минерального сырья на повышение эффективности ГРР и инвестиционной привлекательности редкометалльных обьектов//Разв.и охр.недр.-2004..№11.С.37-43.
Левченко Е.Н. Новые прогрессивные технологии добычи и переработки титан-циркониевых россыпей России. - М.: ИМГРЭ. - 2004. - 84 с.
Левченко Е.Н. Влияние вещественного состава на технологические свойства титан -циркониевых россыпей // Разведка и охрана недр. -2004. - № 11. С. 44-47
Левченко ЕЛІ. Хвосты обогащения кварцевых песков - как источник попутного получения концентратов редких металлов. Труды 1 Международной научн.-практ. конф. Техногенные россыпи. Проблемы. Решения - Судак. -2002. С.65-72.
Левченко ЕЛІ. Использование нового оборудования при переработке титан-циркониевых россыпей//Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века. - Спб . - 2000. - кн. 4 . - С. 407-409.
Левченко ЕЛІ., Максимов Л.П. Новые данные но изучению вещественного состава и разработки Тарской россыпи/ЛПрирода, природопользование и природоустройство Омского Прииртышья. III н.-практ. конф., Омск .2001.- С. 123-125.
Левченко ЕЛІ., ІІІадерман Ф.И. Новые подходы переработки сырья с трудно извлекаемыми компонентами //Разведка и охрана недр . - 2004 . № 3. - С. 91-94.
И.Левченко Е.Н., Башлыкова Т.В., Амосов Р.А. Изучение морфологии золота в титан-цирконовых песках Центрального месторождения и технология его извлече-ния//Редкие металлы Украины-взгляд в будущее. Киев. 2001. С.77-78.
Левченко Е.Н., Башлыкова Т.В., Чантурия Е.Л., Макавецкас А.Р. Использование имидж-анализа для прогноза обогатимости редкометальных руд и россыпей па ранних стадиях поисково-оценочных работ// Благородные и редкие металлы. III Междунар. конф. БРМ-2000-Донецк . - 2000. - С. 59.
Левченко Е.Н., Бесчастный A.M., Ницевич О.А. Технология комплексной переработки редкометалльных песков при добыче способом СГД //Горный журнал . - 1996. - К 4. -С. 17-20.
Остроумов Г.В., Петрова II.В., Кременецкий А.А., Шадерман Ф.И., Левченко ЕЛІ. Повышение эффективности освоения редкометальных месторождений путем внедрения новых технологий. //Проблемы освоения резервных месторождений России. Материалы научн.-практ. конф. -М.:ВИМС. 2000. - С. 9-18. Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования/Е.Н.Левченко -М.: Недра.- 1990.- С.127-130 Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования/Е.Н.Левченко -М.: Недра.-1990.- С.127-130 Тигунов Л.П., Левченко ЕЛІ. Скважинная технология добычи твердых полезных ископаемых в структуре горнообогатительных комплексов// Развитие идей И.Н. Плаксина в области обогащения полезных ископаемых - М.: МИСИС .- 2000. - С. 89-92.
