ОБОГАЩЕНИЕ ВЕРМИКУЛИТ-СУНГУЛИТОВОЙ РУДЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ СЕПАРАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ 3
Краткая характеристика отходов отработки Ковдорского флогопитоавого
месторождения 3
Технология получения вермикулит-сунгулитового продукта 4
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА ПРЕДПОСЫЛОК ОБОГАЩЕНИЯ ВЕРМИКУЛИТ- СУНГУЛИТОВОЙ РУДЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ СЕПАРАЦИИ 8
Минералого-петрографическое описание исследуемой пробы 8
Анализ минералого-технологических характеристик минералов, входящих в состав вермикулит-сунгулитового сырья 12
Исследование фотометрических свойств вермикулит-сунгулитового сырья 13
Подбор режимов фотометрической сепарации 15
Выводы по главе 1 17
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА 19
Режимы радиометрического обогащения 19
Анализ систем транспортирования рудной массы в зону облучения и регистрации
радиометрических сепараторов 20
Разработка трехмерной модели фотометрического сепаратора 23
Выводы по главе 2 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Купить

Актуальность. На территории Кольского горнопромышленного комплекса расположено более десяти горнодобывающих и перерабатывающих предприятий с годовым объемом добычи от нескольких тысяч до десятков миллионов тонн. Общий годовой объем извлекаемой горной массы превышает 200 млн т. и только 1-40% (в зависимости от типа сырья) - это конечный продукт. Остальные материалы в виде породы от вскрышных и проходческих работ, хвостов обогащения, шлаков и кеков, а также зол тепловых электростанций (ТЭС) размещаются в хвостохранилищах и отвалах, занимающих сотни квадратных километров поверхности. Сформированные техногенные образования содержат попутные полезные компоненты, на долю которых в объемном выражении приходится до 50-60 %, а в стоимостном — 25-30%. Их освоение обеспечит получение дополнительного источника минерального сырья с относительно низкой себестоимостью, а также снижение отрицательного воздействия на уязвимую природную среду северных территорий страны [1].
Вермикулит и сунгулит являются природными сорбентами, обладающими высокими адсорбционными, каталитическими и ионообменными свойствами, позволяющими их использование в природоохранных технологиях. Поэтому вовлечение в переработку складированных вермикулит-сунгулитовых отходов открытой добычи ООО «Ковдорслюда» способствует улучшению экологической обстановки в районе их складирования и изменению в лучшую сторону экологического состояния водных и почвенных объектов края.
Краткая характеристика отходов отработки Ковдорского флогопитоавого месторождения
Ковдорское месторождение флогопита является крупнейшими не только в России, но и в мире. Месторождение флогопита отрабатывалось ООО «Ковдорслюда» открытым способом. Поскольку залежь флогопита является слепой - залегает под
вермикулитовой толщей на глубине 40-50 м от поверхности и круто погружается к периферии массива (рис.1) для доступа к флогопит-диопсид-оливиновым породам, сырью для получения слюдяной продукции, извлекались и в основном складировались вермикулитовые руды.
Сформировано 3 склада богатой и 3 склада бедной вермикулитовой руды, склад вскрышных пород Северо-Восточного карьера и склад вермикулит-сунгулитовой руды [3]. 
Склад вермикулит-сунгулитовых руд занимает площадь 74200м2, количество такой рудной массы составляет порядка 400 тыс.т. Оценка её минерального состава показала, что содержание сунгулита и вермикулита примерно одинаковое и составляет по 19-21%, на долю прочих минералов приходится около 60% (пироксен, оливин, окислы и гидроокислы железа, титаномагнетит, полевой шпат, кварц, нефелин, антигорит, цеолиты, кальцит). Пироксены являются основными породообразующими минералами пироксенитов и оливин-пироксеновых пород и по составу соответствуют авгит-диопсидам [4].
1 - валунно-ледниковые отложения
2 - кора выветривания (вермикулитовая толща)
3 - дайки полевошпатовых ийолитов
4 - апатит-оливиновые породы
5 - оливиниты
6 - флогопит-оливиновые породы гигантозернистые и пегматоидные
7 - флогопит-диопсид- оливиновые породы гигантозернистые и мелкозернистые
10 - оливиниты флогопитизированные и диопдизированные
11 - диопсид-амфиболовые породы
12 - гранатовые скарны, мелилиты и монтичеллиты
Рисунок 1 - Геологический разрез Ковдорского флогопитового месторождения [2]
Технология получения вермикулит-сунгулитового продукта
Сотрудниками структурных подразделений ФИЦ КНЦ РАН: ИХТРЭМС, ПАБСИ, И1И1ЭС, ГоИ, филиалом МАГУ в г. Апатиты при финансовой поддержке АО «Кольская ГМК» проведен комплекс исследований, направленных на вовлечение складированных отходов открытой добычи флогопита ООО «Ковдорслюда» (склад вермикулит- сунгулитовых руд) для последующего их полезного применения. Например, для мелиорации техногенно-загрязненных токсичных грунтов и создания травянистой дернины из злаковых растений, устойчивых в условиях промышленных загрязнений [5-9]. 
В работе [9] представлена технология обогащения вермикулит-сунгулитового сырья. Установлено, что материал крупностью менее 10мм уже является пригодным для полезного применения в качестве мелиоранта в технологии создания искусственных фитоценозов на депрессивных территориях в зоне влияния металлургического комбината.
Разработанные сотрудниками структурных подразделений ФИЦ КНЦ РАН: ИХТРЭМС, ПАБСИ, ИННЭС технологии, направленные на снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду в районах действия горно-перерабатывающих предприятий, и для благоустройства городских территорий успешно апробированы для реабилитации техногенной пустоши, расположенной вблизи г. Мончегорска (рис.3) [10].
Целью данной работы является разработка модели фотометрического сепаратора для совершенствования технологии получения вермикулит-сунгулитового продукта из отходов открытой добычи флогопита ООО «Ковдорслюда», способствующей повышению рентабельности (экономической привлекательности технологии переработки), за счет применения в голове процесса (на ранней стадии технологического цикла) операции кускового предварительного обогащения реализующегося посредством фотометрической сепарации, обеспечивающей разделение полезных и сопутствующих минералов на основе различий в диффузном отражении.
Идея работы заключается в применении минералого-технологических особенностей вермикулит-сунгулитового сырья, возможностей имитационного и физического моделирования для создания физической модели фотометрического сепаратора, с повышенной, за счет нового варианта транспортирующего устройства эффективностью разделения на рудный и породный продукты.
Задачи:
1. Изучение минералого-технологических особенностей вермикулит- сунгулитового сырья, выбор условий и режимов разделения, выделения из кускового материала отходов полезного, для дальнейшего использования, вермикулит- сунгулитового продукта;
2. Создание модели фотометрического сепаратора:
- анализ систем транспортирования образцов в зону облучения и регистрации диффузно-отраженного светового потока от поверхности изучаемых образцов;
- разработка варианта транспортирующего устройства, обеспечивающего покусковый режим измерения и регистрации образцов с фиксированным до него расстоянием, колебания определяются только размерами куска в исследуемом узком диапазоне крупности;
- разработка систем облучения, регистрации диффузно-отраженного светового потока от поверхности изучаемых образцов и обработки информации фотометрического сепаратора.

Купить