ОБОГАЩЕНИЕ КВАРЦ-ГРАФИТИЗИРОВАННЫХ ПОРОД ПРОЯВЛЕНИЯ РУПАТ (УЗБЕКИСТ

ОБОГАЩЕНИЕ
КВАРЦ-ГРАФИТИЗИРОВАННЫХ
ПОРОД
ПРОЯВЛЕНИЯ РУПАТ (УЗБЕКИСТАН)
Номазов У., Бабаханова З.А., Арипова М.Х.
Ташкентский химико-технологический институт,
г. Ташкент, Узбекистан
ENRICHMENT OF RUPAT’ DEPOSIT QUARTZ-GRAPHITIZED ROCKS
(UZBEKISTAN)
Nomazov U., Babakhanova Z.A., Aripova M.H.
Tashkent Chemical Technological Institute,
Tashkent, Uzbekistan
Графит относится к материалам, используемым в разнообразных областях
народного хозяйства. Термическая и химическая стойкость, а также высокая
теплопроводность
графита
позволяют
использовать
его
в
качестве
огнеупорного материала. Более 50 % графита в мире потребляется в качестве
огнеупоров (чешуйчатая и плотно-кристаллическая разновидности) в основном
в черной и цветной металлургии, производстве высокоуглеродистой стали и в
литейном деле (для покрытия внутренней поверхности литейных форм, где
обычно используют аморфный графит в смеси с огнеупорной глиной, молотой
слюдой, тальком или песком).
Способы и задачи первичной переработки графитсодержащих руд
различны
и
определяются
многими
факторами.
В
первую
очередь
технологические свойства графитовых руд зависят от величины, формы и
кристаллического строения выделений графита. По этим признакам различные
по составу и генезису руды можно объединить в три технологических типа: 1
тип - руды, содержащие явнокристаллический (чешуйчатый
сталлический)
графит.
Чешуйчатые
графиты
по
и плотно-кри-
диаметру
кристаллов
разделяются на крупночешуйчатые (0,1-1,0 мм) и мелкочешуйчатые (0,001-0,1
мм).
2 тип
руды, содержащие явно
и скрытокристаллический графит.
Величина зерен в скрытокристаллическом (аморфном) графите менее 0,001 мм.
3 тип - руды, содержащие скрытокристаллический графит.
Первый - явнокристаллический технологический тип руд наиболее благоприятен для обогащения и получения высококачественного графита, к этому
типу
относится
и
изучаемое
нами
графитовое
проявление
Рупат
Сурхандарьинской области Узбекистана. Проявление Рупат находится на
восточно-юго-восточных склонах хр. Сурхантау в 200 м к СЗ от абсолютной
отметки 2663,0 м. Расположено в районе высокогорья (абс.отм. 2800-3000 м) с
расчлененным рельефом; относительные перепады высотных отметок 200-500
м. Проявление относится к метаморфическому генетическому типу и
характеризуется графитистыми сланцами, приуроченными к средней подсвите
маляндской свиты. Особенностью этой подсвиты является практически
повсеместное развитие графитистых пород, мощность проявления 2,5 м
протяженностью 5 км [1].
Комплексное
исследование
структуры
и
состава
кварц-
графитизированных сланцев проявления Рупат показало, что минеральный
состав пород не отличается большим разнообразием. Основными, нередко
породообразующими минералами служат: кварц, плагиоклаз, биотит, серицит,
мусковит, пирит, магнетит, реже гранат и графит; из числа акцессориев – рутил,
апатит, циркон. Графит представлен в виде листоватых чешуйчатых агрегатов
размерами до 1 мм и мелких чешуек размерами 0,001-0,1 мм, часто
переслаивающихся пластинками слюды.
Элементный состав кварц-графитизированных сланцев свидетельствует о
том, что большинство элементов содержится в пределах кларка, либо
незначительно
меньше
или
больше
кларка.
Спектральными
полуколичественными анализами проб и образцов методом просыпки
анализируется 24 элемента – это группа черных и легирующих металлов: Mn,
Cr, Ti, Ni, Co, W, Mo; цветных Cu, Pb, Zn, Sn, Sb, As; благородных Au ,Ag;
редких и редкощелочных Bi, V, Nb, Be, Li; а также рассеянных элементов Ga,
Ge, Cd, Ta.
По
результатам
анализа
к
полезным
комплексам,
образующим
концентрации на уровне кларковых значений отнесены Li, Ti, Co, Ge, Мо.
Содержания менее кларка присущи Ве, Cu, Nb, Ni и Ва, при этом первые два
элемента меньше кларковых значений в 10 и 5 раз соответственно, третий и
четвертый в два раза, а последний меньше кларка в 3 раза.
Результаты спектрального анализа руды, проведенные в «Центральной
лаборатории» Госкомгеологии РУз, представлены в таблице 1.
Таблица 1 Результаты спектрального анализа кварц-графитистого сланца
проявления Рупат
Содержание компонентов , масс. %
S
i
A
l
2
a
3
5
0
,02
1
A
g
,0002
N
о
g
0
N
i
0
,003
M
6
,06
S
,04
0
P
b
0
,4
n
0
,05
,02
Z
Р
0
0,5
r
0
,05
V
i
0
Z
0
,002
M
n
,05
r
0
B
a
,8
М
0
,2
-
,4
u
F
e
0
C
0
K
a
5
C
r
C
,01
К элементам с повышенной концентрацией отнесены Sb, V, Sn, Cr, Mn,
Zn, Ta, Pb; первый элемент превосходит кларковые значения в 6 раз, третий и
четвертый – в 3 раза, а остальные в 2 раза. Ввиду низких и весьма низких
содержаний Ag, Bi, Cd и As данные элементы не представляют практического
значения. Обращает внимание относительно повышенные содержания таллия,
причем все проанализированные пробы содержат равное количество таллия
(10·10-3%).
По результатам ренгенофазового анализа графитизированные сланцы
проявления Рупат представлены в основном кристаллами кварца (d, nm – I,%:
0,418-22; 0,334-100; 0,245-8; 0,228-8), серицита (0,998-100; 0,498-70; 0,448-60;
0,446-60; 0,335 – 100; 0,321-50; 0,256-90), альбита (0,321-100; 0,296-60; 0,255-40;
0,245-40; 0,231-40; 0,182-50%), небольшими количествами пирита (0,270-80;
0,221-70; 0,191-60; 0,163-100), гётита (0,418-100; 0,298-20; 0,269-35; 0,245-50;
0,180-40), доломита (0,288-100; 0,240-20; 0,219-50; 0,178-60) и графита (0,335100; 0,213-3; 0,203-14; 0,168 – 5). В соответствии с данными по
минералогическому составу кварц-графитизированных сланцев проявления
Рупат для её обогащения была выбрана гравитационно-флотационная схема.
Флотационное обогащение является наиболее эффективным и распространенным способом механического (физического) извлечения графита из руд.
Хорошо кристаллизованный графит обладает высокой природной
флотируемостью и может извлекаться в пенный продукт с применением только
одного пенообразователя, однако для четкого отделения графита от породы
необходимо обеспечить эффективную степень раскрытия графита на стадии
рудоподготовки.
Технологическим
исследованиям
подвергалась
неравномерно-
обломочная проба кварц-графитизированных сланцев (от 40х60 до 10х16 мм)
общей массой 2,5 кг. Проба подвергалась дроблению и измельчению в шаровой
мельнице сухим способом. Трудности измельчения графитов в значительной
степени определяются их структурой. Оптимальная крупность измельчения
графитовой руды перед флотацией составляет 50-60% класса
-0,2 мм.
Увеличение крупности материала ведет к повышению зольности пенного продукта, а переизмельчение - к шлакообразованию и увеличению потерь графита
с хвостовым материалом. В связи с этим операции рудоподготовки графитовых
руд обычно включают 1-2 стадии дробления и измельчение с направлением измельченной руды на флотацию. Относительно полное раскрытие графитовой
составляющей в руде и снижение крупности осуществляется постепенно, на
стадиях доизмельчения.
В качестве собирателя при флотационном обогащении графита широкое
применение находит керосин (оксидированный керосин), пенообразователей сосновое масло, легкие и тяжелые древесно-смоляные масла. Графит хорошо
флотируется с помощью одного вспенивателя и еще лучше с добавкой
аполярных собирателей (керосина, мазута, и др.). Расход керосина зависит от
особенностей руды и колеблется в пределах от 0,5 до 12,5 кг/т руды. Флотация
ведется в щелочной среде (рН 8,8-10).
При измельчении графит обмазывает частицы пустой породы (кварц,
мусковит),
поэтому
подавление
их
затруднительно.
Дефлокуляцию
обмазанного графита ведут силикатом натрия в щелочной среде. Для
подавления легко флотируемых минералов (кальцита, доломита и других)
применяют кальцинированную соду, каустическую соду, жидкое стекло и ему
подобные реагенты-подавители.
Флотация графитсодержащей породы проявления Рупат осуществлялась с
помощью керосина, соснового масла, с использованием жидкого стекла, в
щелочной и кислотной среде. Выход концентратов основной флотации
составил от 2,1 до 8,4 %. Схема флотации кварц-графитизированных сланцев
приведена на рис.1.
Навеска, - 0,2 мм +0,0
Керосин
, сосновое
Основная флотация
Черновой концентрат
Хвосты
Перечистка
Контрольная
Перечист
Перечист
Графито
вый
ПП 1
ПП 2
ПП 3
Перечист
Перечист
Графито
вый
Хвосты
ПП 4
ПП 5
Рисунок 1. Схема флотационного обогащения кварц графитизированных
сланцев.
В результате проведения основной флотации с применением в качестве
вспенивателя соснового масла, собирателя - керосина были получены черновой
концентрат и хвосты обогащения. Так как полученные черновые (стартовые)
концентраты имели повышенную зольность, их подвергали перечистке
способом
флотации
в
шесть
последовательных
этапов
с
двумя
промежуточными доизмельчениями.
Рис. 2. Результаты основной флотации графитсодержащей породы с
различными флотореагентами.
В результате были получены чистовые концентраты, характеризующиеся
более высоким содержанием графитного углерода и низким содержанием
зольности, чем основные (черновые) концентраты, и хвосты перечисток, в
которых отмечается более высокое содержание графита по сравнению с
хвостами
основной
флотации.
Содержание
графита
как
минерала
в
концентратах варьирует от 65 до 90 %. По результатам рентгенографических
исследований в составе графитовых концентратов имеются минералы кварца,
мусковита, хлорита и альбита. Зольность полученных концентратов отвечает
требованиям огнеупорной промышленности. Выход конечного (чистового)
графитового концентрата зависит от количества графита в руде: чем выше
содержание графита, тем больше выход графитового концентрата. При этом
качество графитовых концентратов по содержанию в них графита не зависит от
содержания графита в исходной руде.
В промышленности без обогащения используются явнокристаллические и
скрытокристаллические графиты с содержанием углерода около 70% и выше.
Руды
чешуйчатого
и
явнокристаллического
графита,
поддающиеся
обогащению, могут использоваться при содержании в них 3-5% графита, а для
крупных месторождений и 1-2%.
Литература:
1. Хамидов Р.А., Ходжаев Н.Т.., Эргешов А.М., Арипова М.Х.,
Бабаханова З.А. Метаморфическая графитовая минерализация ЮгоЗападных
отрогов
Гиссарского
хребта.
Респ.
конф.
«Диверсификация сырьевой базы промышленности Республики
Узбекистан: критерии поиска и оценки нетрадиционных типов
полезных ископаемых». Ташкент, 2012. С. 146-147.