بررسی درگیریهای کانه و باطله در دانه‌بندی‌های مختلف سنگآهن پرسولفور معدن گل‌گهر
| دسته | کانه آرایی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین |
| نویسنده | مسعود عسکری |
| تاريخ برگزاری | ۰۲ اسفند ۱۳۸۵ |
مقدمه :
مجتمع معدنى سنگآهن گل‌گهر در استان کرمان و در۵۰ کیلومترى جنوب غربى شهرستان سیرجان قرار گرفته است. در این معدن ۶ توده معدنى به ثبت رسیده است که مجموع ذخایر ممکن آن ۱۱۳۵ میلیون تن برآورد شده است. از دیدگاه پرعیارسازى، سولفور عنصر اصلى مزاحم معدن شماره ۱ به شمار مى رود. معدن شماره یک به لحاظ نوع سنگآهن و محتواى سولفور آن به سه دسته کلى: سنگآهن اکسیده، مگنتیت فوقانى و مگنتیت تحتانى تقسیم شده است. به طور کلى سولفور موجود در کانسار حداکثر تا ۹ درصد تغییر مى کند که البته اغلب نمونه‌هاى برداشت شده از قسمت پرسولفور این معدن، تغییراتى در محدوده ۵/۰ تا ۳ درصد را نشان مى دهند. [۱]
بررسى انواع قفل‌شدگی و درگیری کانی‌های مزاحم همراه با کانه آهن در دانه‌بندى‌هاى مختلف در فرآورى آن بسیار حائز اهمیت است. هدف از انجام این مطالعات بررسی انواع درگیری و قفل‌شدگی‌های کانیایی و ارتباط آنها با تغییرات عیار آهن در سنگ آهن پرسولفور معدن شماره ۱ گل‌گهر می‌باشد، که این مهم در بررسى نحوه توزیع دامنه‌هاى ابعادى محصولهاى پرعیارسازى و تجزیه شیمیایى آنها لحاظ گردید.
سیستم جدایش مغناطیسى کارخانه فرآوری گل گهر
در این کارخانه سیستم جدایش مغناطیسى خشک شامل سه جداکننده مغناطیسى شدت پایین مى شود. خوراک اولیه از محفظه باردهى به سطح اولین استوانه جداکننده مغناطیسى (Rougher ) وارد مى‌شود. پس از خارج شدن مواد از جداکننده مغناطیسى اولیه دو محصول باطله و کنسانتره اولیه بدست مى‌آید. سپس در مسیر هر یک از محصولات مرحله اول، یک جداکننده مغناطیسى شدت پایین با همان ویژگى‌هاى جداکننده مرحله اول قرار مى‌گیرد. جداکننده واقع شده در مسیر کنسانتره اولیه، تصفیه‌کننده (Cleaner) نامیده مى‌شود. محصولات تصفیه‌کننده شامل کنسانتره نهایى و مواد میانى مى‌باشد. جداکننده دیگرى که در مسیر باطله مرحله اولیه قرار مى‌گیرد، رمق‌گیر (Scavenger) نامیده مى‌شود. محصولهاى نهایى این جداکننده باطله نهایى و مواد میانى مى‌باشد. این مواد میانى، خوراک جدایش مغناطیسى" تر" محسوب مى‌شوند. [۱]
انواع درگیرى
انواع درگیرى‌هاى کانه باارزش و باطله به شرح ذیل معرفى شده است:
- مرکزى :(Central) به مجموعه‌اى اطلاق مى‌گردد که یک کانى در مرکز کانى دیگر قرار گرفته باشد.
-پراکنده: (Dispersed) یک کانى بصورت پراکنده و متفرق در زمینه کانى دیگر قرار مى‌گیرد.
- ساده:(Simple)کانى با ارزش از پهلو به باطله چسبیده است.
-رگه‌ای :(Vein) یک کانى بصورت رگه‌اى درون کانى دیگر قرار مى گیرد.
- حاشیه‌اى :(Round) یک کانى بصورت لایه اى، کانى دیگر را احاطه می کند(رجوع به شکل(۲)). [۲]
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
در نمونه‌بردارى اولیه، که از قسمت‌هاى پرسولفور مگنتیت تحتانى معدن گل‌گهر انجام گرفت، با توجه به این که در مدار کارخانه فرآورى گل‌گهر براى جدایش مغناطیسى خشک، سنگ آهن در مرحله خردایش به زیر mm ۳ رسانده مى شود، لذا جهت شبیه سازى آزمایش با مدار کارخانه، نرم‌کنى سنگآهن مورد مطالعه بر اساس این دامنه ابعادى انجام گرفت. آزمایش‌هاى جدایش خشک در مقیاس نیمه صنعتى توسط جداکننده مغناطیسى با شدت میدان ۱۰۰۰ گوس انجام شد. نمونه تهیه‌شده در سه مرحله جدایش مغناطیسى، شامل مرحله اولیه، تصفیه کننده و رمق گیر، تحت عملیات پرعیارسازى قرار گرفت. در هر مرحله، محصولات آن تحت تجزیه سرندى قرار گرفت و نمونه‌هایى از دامنه‌هاى ابعادى هر محصول تهیه و سپس تجزیه شیمیایى بر روى آنها انجام شد. در ادامه تحقیق، از دامنه‌هاى مختلف ابعادى خوراک، کنسانتره نهایى، مواد میانى جدایش و باطله نهایى، جهت مطالعه انواع درگیرى‌هاى کانه و باطله، ۳۰عدد مقطع صیقلى(Polish Section) تهیه شد. جدول(۱) خلاصه‌اى از نتایج تجزیه‌هاى شیمیایى و دانه‌بندى بر روى خوراک، کنسانتره نهایى، مواد میانى و باطله نهایى و همچنین معرفی ابتکاری انواع درگیرى‌های کانیایی را نشان مى‌دهد(شکل(۳)).
|
|
|
درگیریهای کانیایی دو تایی
|
|
درگیریهای کانیایی سه تایی
|
|
درگیریهای کانیایی چند تایی |
|
۴- پیروتیت - مگنتیت
|
|
۱- مگنتیت - پیریت
|
|
۵- پیریت- هماتیت
|
|
۲- مگنتیت – باطله (غیرفلزى)
|
|
۶- پیروتیت - پیریت
|
|
۳- پیریت – باطله(غیرفلزى)
|
|
۴- پیریت - پیروتیت– باطله غیرفلزى
|
|
۱- مگنتیت – پیریت – باطله غیرفلزى
|
|
۵- پیریت – مگنتیت - پیروتیت
|
|
۲- مگنتیت – هماتیت- باطله غیرفلزى
|
|
۶- پیریت – هماتیت - مگنتیت
|
|
مگنتیت- پیریت– هماتیت-لیمونیت – گوتیت-باطله غیرفلزى
|
|
مگنتیت- پیریت – پیروتیت – گوتیت – باطله غیرفلزى |
|
۳- پیریت – هماتیت -باطله غیرفلزى(غیرفلزی)
|
|
انواع درگیریهای کانیایی کانه و باطله معدن گل‌گهر |
شکل۳- طبقه بندی پیشنهادى درگیریهای کانیایی در دانه‌بندى‌هاى مختلف سنگآهن معدن گل‌گهر
تحلیل‌هاى کانه‌آرایی و کانىشناسى خوراک
در دامنه ۹۰ تا۱۵۰ میکرون بیشترین عیار آهن و کمترین محتواى سولفور وجود دارد، که در این دامنه نیز کانى‌هاى بى‌شکل مگنتیت به صورت آزاد دیده مى‌شود، در حالى که هنوز درگیریهای دوتایی به صورت همرشدى کانیایى بین کانى پیریت و مگنتیت دیده می‌‌شود.
منظور از خوراک در این بخش، سنگآهن نرم‌شده ورودى آزمایش براى جدایش مغناطیسى خشک مى‌باشد. با توجه به نتایج آنالیزهای مربوطه، کمترین عیار آهن مربوط به بخش بالاى ۲۰۰۰ میکرون مى‌باشد. مطالعات کانىشناسى نیز موید این امر است، به طورى که کانى‌هاى خودشکل مگنتیت به ندرت به صورت آزاد دیده مى‌شوند و اکثراً دارای درگیرى‌های دوتایی و سه‌تایی به صورت اکسلوشن‌هاى پیریت - مگنتیت و پیریت - مگنتیت – باطله غیرفلزى مشاهده مى‌شوند. بیشترین محتواى سولفور مربوط به دامنه ۵۰۰ تا ۱۰۰۰میکرون مى‌باشد که در مقاطع صیقلى مربوط به این دامنه، کانى‌هاى نیمه‌شکل‌دار پیریت به صورت آزاد دیده مى‌شود و همچنین درگیرى‌های دوتایی به صورت اکسلوشن‌های پیریت- باطله غیرفلزى مشاهده می‌گردد.
تحلیل‌هاى کانه‌آرایی و کانىشناسى کنسانتره
کنسانتره خشک داراى کمترین تعداد ذرات بالاى ۲۰۰۰میکرون مى‌باشد، در حالى که در همین دامنه ابعادی بیشترین تعداد ذرات به باطله نهایى و مواد میانى راه یافته‌اند.از لحاظ کانىشناسى وجود درگیریهای سه‌تایی از نوع پرشدگى فضاى خالى کانى مگنتیت توسط پیریت و نوعی باطله غیرفلزى و همچنین اکسلوشن پیریت درون نوعى باطله غیرفلزى که توسط کانى مگنتیت از یک یا دو طرف احاطه شده، علت اصلى بالا بودن سولفور در این دامنه مى‌باشد.
جدول(۱): نتایج تجزیه‌هاى شیمیایى و دانه بندى محصولات جدایش مغناطیسى و نوع درگیرى
|
طبقه ابعادى (میکرون) |
نوع ماده |
درصد وزنى (%) |
عیار (%) |
Fe/ FeO |
بیشترین نوع درگیریهاى مشاهده شده |
|
Fe |
FeO |
S |
|||
|
۲۰۰۰+ |
خوراک |
۴۵/۷ |
1-مسعود عسکری: دانشجوی کارشناسی ارشد زمین‌شناسی اقتصادی،( دانشگاه آزاد اسلامی شیراز )
2- مهرداد کریمی: دکترای زمین شناسی اقتصادی(دانشگاه آزاد اسلامی علوم تحقیقات) ، معاون پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی شیراز
3- فرشید زمانی: کارشناسی ارشد(استخراج، دانشگاه آزاد اسلامی جنوب تهران)، مدیر مرکز تحقیق و توسعه شرکت سنگ آهن گل‌گهر
4- عباس افضلی ننیز: کارشناسی مهندسی معدن( دانشگاه شهید باهنر کرمان)، کارشناس تحقیقات شرکت سنگ آهن گل‌گهر
◊◊◊◊◊◊◊
چکیده:
مجتمع سنگ آهن گل گهر سیرجان با تولید سالانه بیش از 5 میلیون تن محصولات سنگآهن ، یکی از مهمترین تولید کننده های کنسانتره آهن صنایع فولاد کشور می باشد. یکی از مشکلات تولید کنسانتره آهن در این مجتمع، بالا بودن عیار سولفور در سنگ آهن معدن است که مهمترین کانی های فلزی مزاحم در سنگ آهن این معدن پیریت و پیروتیت می‌باشند. بررسی میکروسکوپی مقاطع صیقلی جهت تعیین ابعاد کانی های اصلی، ساخت و نوع درگیری آنها با کانی های باطله غیرفلزی نقش مهمی را در مطالعات فرآوری و بخصوص تعیین درجه آزادی، ایفا می کند. نتایج حاصل از آزمایش‌های جدایش مغناطیسی، دانه بندی، تجزیه شیمیایی و مطالعات کانی شناسی عبارتند از: انواع درگیری های کانیایی کانه و باطله سنگآهن پرسولفور معدن گل‌گهر برای اولین بار به سه دسته عمده: دوتایی، سه‌تایی و چندتایی تقسیم‌بندی و معرفی شد. در دامنه ابعادی 90-150 میکرون کنسانتره ، که بیشترین عیار آهن و کمترین محتوای سولفور را داراست ، فقط درگیری دوتایی مگنتیت- پیریت مشاهده شد.در صورتی که در ذرات بالای 500 میکرون و زیر 90 میکرون که بیشترین عیار سولفور را دارند ؛ درگیریها از نوع پیریت _ پیروتیت ، پیریت _ مگنتیت ، پیروتیت _ مگنتیت دیده شد.
Abstract
Sirjan Gol_e_Gohar iron company ore produces more than 5 mtpy. It is one of the most important of Iran steel industry. On of the Concentration of iron ore problem in ore this company is accretion of sulfur grade in ore deposit of mine that Pyrite & Pyrrhotite are considered as main deleterious involving minerals in concentrate of iron processing. Inspection microscopic analysis of polished sections were done for determination of major minerals sizing, texture and involving with non-iron gangue minerals that has an important role in processing researches, especially in determining of liberation degree. So, magnetic separation test, sizing of products of separation, it’s chemical analysis and then study of Mineralogy to inspection of Various forms of involving in high sulfur ore .It is categorize to three type: double, three fold and multiple, in according to the results. In range of sizing between 90-150 micron concentration that it has higher iron grade and lower sulfur content, only Pyrite & Magnetite involving type are observed. However, particle of up of 500 micron & down of 90 micron that has much sulfur grade , Pyrite & Pyrrhotite , Pyrite & Magnetite , Pyrrhotite & Magnetite involving type is observed.