ОТБОР ПРОБЫ И ИЗУЧЕНИЯ СВОЙСТВ ОКИСЛЕННЫХ МЕДНЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЛЬМАКИР

АННОТАЦИЯ

Сырьевая база АО «Алмалыкский ГМК» характеризуют не только запасы отрабатываемых месторождений, но и нетрадиционные ресурсы: забалансовые руды, отвалы рудников, хвосты обогащения, отходы металлургического производства. Запасы окисленных медных руд исчисляются сотнями миллионов тонн и могут служить дополнительным источником получения меди, золото и серебра. В данной статье изучены свойства окисленных медных руд месторождений Кальмакир АО «Алмалыкского ГМК». Отбор технологической пробы является очень ответственным процессом для получения необходимой информации о свойстве руде. Медь находится в мелких частицах руды.

ABSTRACT

The raw material base of JSC Almalyk MMC is characterized not only by the reserves of the deposits being developed, but also by non-traditional resources: off-balance ores, mine dumps, enrichment tailings, metallurgical waste. The reserves of oxidized copper ores are estimated at hundreds of millions of tons and can serve as an additional source of copper, gold and silver. This article studies the properties of oxidized copper ores of the Kalmakir deposits of JSC Almalyk MMC. The selection of a process sample is a very important process for obtaining the necessary information about the properties of the ore. Copper is found in small particles of ore.

Ключевые слова: медь, оксидная руда, технологическая проба, извлечение, отвал, схема подготовки, удельная вес, методика разделки.

Keywords: copper, oxide ore, process sample, extraction, waste heap, preparation scheme, specific gravity, cutting method.

Введение. Все лабораторные и научно-исследовательские работы начинаются с отбора проб. Для получения точного и достоверного результата все работы должны проводиться в соответствии с регламентом. Если происходят отклонения от регламента, иногда получаются искаженные данные. Подготовка технологических проб для исследований и анализов включает операции дробления, измельчения, перемешивания, грохочения, сокращения и отбора средней навески [1-2].

Для этого необходимо [3-4]:

- проверить указанную в паспорте массу исходной пробы и размер наибольших кусков руды;

- планировать технологические операции, которые необходимо испытать и установить (ориентировочно) массу руды для таких исследований и ее крупность;

- определить нужные анализы для изучения вещественного состава руды, требуемую массу и крупность навески.

Минеральный состав окисленных медных руд имеет сложный комплекс фосфатных и силикатных соединений меди: хризоколла, псевдомалахит, либетенит, бирюза, элит, медистые галлуазиты, смеси каолинита с хризоколлой. Медь в этих минералах находится в связанной форме и ее содержание составляет около 30%. На обогатимость руд влияет эти вмещающие породы [5].

По данным [6-10] установлено, химический состав забалансовой окисленной руды месторождения «Кальмакыр» на 85% представлен литофильными компонентами. Содержание кремнезема - 65,14%, глинозема - 11,44%, количество щелочных и щелочноземельных металлов - 4,25%, двуокиси углерода - 0,44%. Свойства окисленных руд и содержание металлов по отвалу резко отличается [11-15].

Материалы и методы. Цель отбора технологической пробы – получение необходимой информации о свойстве окисленной медной руде месторождений Кальмакир. Для исследований отбирали пробы руды массой 0,5 т. При испытании пробы определяется следующие параметры: плотность руды, содержание металлов в руде, гранулометрический состав измельченной руды.

Отбор технологической пробы представляет собой комплекс операций по отбору проб исходной руды и подготовки их к анализу. Опробование проводят с целью оценки работы каждой операции по технологической схеме, определения и выявления причины снижения технологических показателей. Пробы отбирают для получения следующих характеристик продуктов: гранулометрического, минералогического и химического состава. Отбирали окисленную медную руду крупностью более 10 mm - 1000 kg (рис. 1), крупностью менее 10 mm – 500 kg. Минимальная масса общей пробы (q_min) в kg должна быть не менее величины, вычисляемой по формуле: q_min=k^.d²

где, k – коэффициент, зависящий от степени неоднородности руды и принимаемый равным для весьма однородных руд 0,06; однородных – 0,1; средне однородных – 0,15; неоднородных – 0,2.

d – размер максимальных кусков опробуемой руды.

При ручном опробовании руды частные пробы должны отбираться с интервалом r через установленное число рабочих циклов, который вычисляется по формуле: ,

где, Q – масса опробуемой партии, t;

q – масса материала, отбираемого за одну отсечку, t;

N – количество частных проб (отсечек).

Рисунок 1. Образцы технологической пробы

Перед началом отбора проб окисленных медных руд все инструменты и емкости должны быть проверены, очищены от следов ранее опробованного материала и находиться в исправном состоянии. Отбор проб должен проводиться компетентными пробоотборщиками. По окончании опробования все пробы взвешиваются, влажный вес заносится в журнал. После этого пробы высушивают, определяют сухой вес и % твердого. Разделанные пробы отправляют на ситовой и химический анализы [6].

Основной особенностью подготовки лабораторных проб является соблюдение мер по сохранению их гранулометрического состава. По этой причине грохочению и опробованию пробы не подлежат. Для ориентировочного контроля качества проб по содержанию основного компонента допускается горстевой отбор по сетке мелкого материала крупностью -5 мм общей массой 2,5 кг для неравномерных или 5 кг для весьма неравномерных руд. Результаты анализа с учетом эффекта избирательного измельчения рудных минералов дают ориентировочные сведения о качестве пробы.

Результаты и обсуждение. Укрупненно-лабораторные пробы в случае формирования технологической пробы и дубликата подвергаются грохочению и контрольному опробованию на месте. Предварительно выделяется класс крупности +100 мм, который додрабливается, затем производится грохочение по классам крупности: -100+75, -75+50, -50+25 и -25 мм, которые взвешиваются. Содержание в каждом классе определяется путем опробования в соответствии с ГОСТ 14180-80 [16]. При этом для крупных классов крупности допускается несоблюдение требования надежной массы пробы, поскольку требуемая масса может оказаться несоизмеримой с фактической массой класса.

Во всех случаях контрольного опробования из частных проб составляют общую пробу, определяются минеральный состав, текстурно-структурные особенности, физико-механические и другие свойства руды, содержания главных и попутных полезных компонентов [17-18]. По проведенным исследованиям определяли удельный вес окисленной медной руды – 2,68 g/cm³.

Для выяснения гранулометрического состава технологических проб окисленных медных руд месторождения «Кальмакыр», по классам крупности, проведен ситовой анализ по ГОСТ 24598-81 [19]. Ситовой анализ осуществлялся сухим способом для разных классов крупности по схеме рис. 2. Результаты гранулометрического анализа окисленной руды при различной крупности приведены в табл. 1.

При различной крупности измельчения руды распределение комплекса окислов меди по степени раскрытия носит разный характер. При Р80 200 и Р80 74 мкм основная доля комплекса окислов меди приходится на категории со степенью раскрытия 0-30%, суммарно составляя 68,44% и 52,59% соответственно. При Р80 100 мкм частицы комплекса окислов меди распределяются по категориям степеней раскрытия относительно равномерно. Наибольшее значение при данной крупности измельчения приходится на категорию со степенью раскрытия 30-60% – 22,9%, а наименьшее – на полностью закрытые частицы – 10%. Раскрытые частицы комплекса окислов меди при Р80 100 мкм отсутствуют в основном композите. Доля свободных зерен окислов меди при различной крупности измельчения руды варьирует от 8,39% до 16,4%.

Рисунок 2. Схема проведения гранулометрического анализа

Таблица 1.

Гранулометрическая характеристика комплекса окислов меди

Результаты ситового анализа дробленной (-3 мм) технологической пробы отвала №39 окисленной руды месторождения «Кальмакыр» (табл. 2), показал основной составляющий размер +1 мм (49,03 %) и -0,074 мм (20,71 %). Результаты гранулометрического состава и распределение основных компонентов (табл. 3) свидетельствует, что медь в основном распределилась в очень мелких частицах (-0,1 мм). Уменьшением размеров частиц содержание золота и серебра увеличивается.

Таблица 2.

Результаты ситового анализа дробленной пробы

Таблица 3.

Результаты гранулометрического состава и распределение основных компонентов

Заключение. Отобранная проба окисленной медной руды месторождения «Кальмакыр» является дополнительным сырьем для получения меди в условиях АО «Алмалыкский ГМК». Результаты гранулометрического состава и распределение основных компонентов свидетельствует, что медь в основном распределилась в очень мелких частицах (-0,1 мм).

Список литературы:

1. Временная инструкция по применению классификации запасов к месторождениям медных руд. Зарегистрирована Министерством юстиции Республики Узбекистан от 26 августа 1997 года. Регистрационный № 360. https://www.lex.uz/uz/docs/777031.
2. Холикулов, Д.Б., Самандаров, И.Р. Подготовка технологической пробы окисленных медных руд месторождений Кальмакир к лабораторным испытаниям // ORIENSS. 2024. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/podgotovka-tehnologicheskoy-proby-okislennyh-mednyh-rud-mestorozhdeniy-kalmakir-k-laboratornym-ispytaniyam.
3. https://fccland.ru/issledovanie-poleznyh-iskopaemyh/11068-podgotovka-laboratornyh-tehnologicheskih-prob-rud-k-issledovaniyam.html
4. Рябкин В.К. Отбор технологических проб при геологоразведочных работах на рудные полезные ископаемые. ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М.Федоровского». Москва, 2014. -29 с.
5. Санакулов К.С. Перспективы переработки окисленных медных руд месторождения Кальмакыр. Горный вестник Узбекистана, №3. 2009. стр.47-50/
6. Рахманов И.Ю., Абдурахмонов С.А., Шакаров Т.И., Результаты исследовании по изучению физико-химических свойства забалансовых окисленных руд месторождения «Кальмакыр». Горный вестник Узбекистана, №1 (88). 2022. стр. 47-50. DOI:10.54073/GV.2022.1.88.014
7. Холикулов Д.Б., Бекбутаев А.Н., Ниязметов Б.Е., Нормуротов Р.И. Переработка окисленных медных руд месторождения Кальмакир. Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований: труды V Конгресса c международным участием и конференции молодых ученых «ТЕХНОГЕН-2021». – Екатеринбург: УрО РАН, 2021 – 420 с. С. 132-135.
8. Холикулов Д.Б., Ниязметов Б.Е., Бекбутаев А.Н., Гайратов Б.Г. Исследование по извлечению меди из окисленных руд АО «Алмалыкский ГМК» агитационным сернокислотным выщелачиванием. // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Холикулов Д.Б. [и др.]. 2022. 1(94). С. 46-51.
9. Исроилов А.Т., Ходжаев А.Р., Ниязметов Б.Е., Холикулов Д.Б. Обогащение забалансовых медных руд месторождения «Кальмакир» АО «Алмалыкский ГМК» // Материалы междунар. науч.-практической. конф. «Современные проблемы и инновационные технологии решения вопросов переработки техногенных месторождений Алмалыкского ГМК», г. Алмалык, 18–19 апреля 2019 г. – С. 58–60.
10. Вохидов Б.Р., Бабаев М.Ш. Исследование отвальных руд с извлечением меди и благородных металлов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14628.
11. Саидахмедов А.А., Амриддинов М.К., Муродиллаева С.О. Исследование переработки окисленных забалансовых руд АО «Алмалыкский ГМК» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2023. 11(116).
12. Аксенов А.В., Васильев А.А., Яковлев Р.А., Серёдкин Ю.Г. Опыт исследования и разработки технологии кучного выщелачивания окисленных руд медно-порфировых месторождений // Вестник ИрГТУ. 2013. №6 (77).
13. Зубков А.А., Абрамов А.А., Шуленина З.М. Поведение водорастворимой меди при переработке окисленных медных руд. Цветные металлы. 2012. https://rudmet.ru/journal/883/article/13890/
14. Воробьев А.Е., Зубков А.А., Чекушина Т.В. Перспективные технологии переработки окисленных руд и металлоносных растворов // Обогащение руд. 2010. № 3. С. 26–30.
15. Козин В.З. Исследование руд на обогатимость: учебное пособие. – 3-е изд., перераб./ В.З.Козин; Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2020. 188 с.
16. ГОСТ 14180-80. Руды и концентраты цветных металлов. Методы отбора и подготовки проб для химического анализа и определения влаги. https://docs.cntd.ru/document/1200024529.
17. Q.Y. Sheng, W.Z. Yin, B. Yang, K.Q. Chen, H.R.Sun. Promotion of oxidation pretreatment on sulfidation of cuprite surface and its contribution to flotation Miner Eng, 174 (2021), Article 107256.
18. Отбор технологических проб при геологоразведочных работах на рудные полезные ископаемые. https://vims-geo.ru/media/documents/metodicheskiye_rekomendatsii_102.pdf.
19. ГОСТ 24598-81. Руды и концентраты цветных металлов. Ситовый и седиментационный методы определения гранулометрического состава. https://docs.cntd.ru/document/1200024732.