Геолого-разведочные работы и минералого-технологическое картирование отвала лежалых хвостов Солнечной обогатительной фабрики
В 1986-1988 г. Солнечным горно-обогатительным комбинатом и институтом "ЦНИИолово" совместно проведены геолого-разведочные работы, минералого-технологическое картирование и технологическое опробование лежалых хвостов Солнечной обогатительной фабрики (СОФ).
Формирование хвостохранилища начать в 1963 г. Продукты его представлены отходами основного и шламового циклов обогащения и от доработки различных промпродуктов. В первые годы в хвостохранилище поступали отвальные продукты от переработки малосульфидных, довольно богатых руд Северо-восточного и верхних горизонтов Центрального участка Главной рудной зоны Солнечного месторождения. В последующем (начиная с 1969 г.) из Центрального участка стали поступать многосульфидные руды. Содержание олова в них упало. С середины 1970-х гг. в шихту перерабатываемых руд на СОФ включаются малосульфидные руды Придорожного и окисленные многосульфидные руды Перевального месторождений.
Соответственно происходила эволюция состава и качества складируемых отходов.
В 1985 .г. хвостохранилище на ключе Первом законсервировано.
Размеры хвостохранилища: длина более 800 м, ширина в нижней части (по дамбе) 250-260 м, вверх по долине ключа уменьшается до 80-100 м. Наибольшая глубина 50-55 м.
Геолого-разведочные работы проводились специально для минералого-технологического опробования и картирования хвостохранилища с целью установления особенностей пространственного распределения содержаний олова, изменения минералого-технологических параметров отвальных продуктов, отбора крупнообъемной пробы для разработки технологии обогащения лежалых хвостов.
Опробование произведено с помощью вертикальных скважин шнекового бурения (на установке 0-УГБ-1-ВС), размещенных на площади хвостохранилища по профилям, отстоящим друг от друга на 50 м. Расстояние между скважинами в профилях также принято 50 м (рис. 1).
Проходка скважин осуществлялась непрерывно на всю глубину без подъема бурового снаряда, что исключило возможность смешивания материала различных интервалов скважины.
Опробование велось секциями длиной 2 м. С каждого 2-метрового интервала материал помещался на металлический лист, перемешивался методом кольца и конуса и разравнивался в форме диска толщиной 2 см. Из него способом вычерпывания по сетке 20х20 см отбиралась частная проба общей массой 2 кг для минералого-технологических и химических исследований и массой 2,0-2,5 кг (не менее четырех точек) для составления крупнообъемных технологических проб. Из каждой частной пробы способом конверта (пять точек) отбиралась навеска массой 200 г, которая после измельчения до фракции -0,074 мм делилась пополам. Одна часть подвергалась рентгенорадиометрическому анализу на олово и спектральному - на оксид вольфрама (Ш), свинец, медь, цинк, висмут, серебро, мышьяк, бор. Дубликат использовался для контроля проб на олово химическими методами, а также для определения серебра и серы.
Исследование минерало-технологических параметров и технологических свойств лежалых хвостов проведено по объединенным пробам. Для этого хвостохранилище, с учетом возможных условий его разработки, было разбито на блоки. Все частные пробы, входящие в один блок, объединялись в одну пробу. Всего скомплектована и исследована 21 объединенная проба. Изучение вещественного состава и гранулометрии касситерита проводилось в соответствии с общими принципами методики геолого-технологического картирования оловянных руд. Оценка технологических свойств произведена по результатам обогащения объединенных проб по гравитационно-флотационной схеме. При этом гравитации подвергался песцовый материал (крупнее 0,1 мм) флотации - класс -0,1+0,015 мм с получением гравитационного и флотационного концентратов соответственно. Во всех опытах выдерживался одинаковый режим работы концентрационных столов и процесса флотации.
| Рис. 1. План расположения разведочных скважин на поверхности хвостохранилища Солнечной обогатительной фабрики: |
| - линия профиля, высотная отметка поверхности; - скважина разведки и ее номер; - изолинии содержания олова |
Распределение содержаний олова по данным опробования геолого-разведочных скважин иллюстрируется на поперечных вертикальных разрезах (рис. 2) по 18-ти профилям и на горизонтальных разрезах по 5-метровым слоям, на которых отстроены изолинии содержаний с интервалом 0,1 %. На продольном вертикальном разрезе выделены в объеме хвостохранилища области различных концентраций олова (более 0,2 % и менее 0,2 %) (рис. 3). Также на продольном вертикальном разрезе отображено распределение участков с различной эффективностью обогащения хвостов в объеме хвостохранилища (рис. 4) и других параметров.
По результатам геолого-разведочных работ и минералого-технологического картирования сделаны следующие основные выводы:
1. Материал хвостохранилища представлен главным образом кварцем (37,5 %), турмалином (12,1 %) и вмещающими песчано-глинистыми породами (45,0 %). Содержание сульфидов невысокое (в среднем 4,2 %), среди них преобладают сульфиды железа, в меньшей степени распространены сульфиды меди, свинца, цинка. Окисленные минералы составляют в сумме 0,6-0,7 %.
2. Олово представлено на 71,7 % касситеритом, 11,5 % станнином. Остальная часть олова рассеяна в породообразующих минералах - кварце и турмалине (15,1 %) и сульфидах (1,7 %).
В распределении содержаний олова наблюдается определенная закономерность: наиболее высокие концентрации приурочены к южной частя (профили I-IV) и к более глубоким его слоям (см. рис. 3). Кроме того, на ряде вертикальных и горизонтальных разрезов наблюдаются линзы, струи хвостов с повышенных содержанием олова. Отмеченные закономерности отражают изменение во времени качества перерабатываемого сырья и технологии сброса хвостов в хвостохранилище.
3. Важнейшим критерием обогатимости хвостов по гравитационно-флотационной схеме является гранулометрия касситерита. При общей нивелированности вещественного состава в объеме хвостохранилища установлена неоднородность распределения касситерита в виде свободных зерен (коэффициент вариации по частным и объединенным пробам составляет соответственно 60,8 и 31,7 %). В материале постов преобладают тонкозернистые классы касситерита (класс -0,063 мм 52,5 %, -0,125 мм 81,1 %). Средний линейный размер зерна 0,032 мм, медианный 0,063 мм. На классы, хорошо обогащаемые гравитационными и флотогравитационными методами (+0,063 мм), проходится 47,5 % касситерита.
Количество свободных зерен касситерита в хвостах довольно высокое (в среднем 45,1 %), причем наибольшая часть свободного касситерита (36,2 %) приходится на классы -0,125+0,032 мм.
Более высокая зернистость касситерита хвостов приходится на южную часть хвостохранилища (см. рис. 1, профили 1-УП), где содержание касситерита размером более 0,063 мм достигает 55-57 %, а степень раскрытия 48-53 %. Для центральной части (см.рис .1, профили УШ-Х1) эти параметры соответственно составляют 26,9 и 36,2 % и для южной (профили ХУ-ХУШ)-37,1 % и 36,5 %. В вертикальном разрезе наиболее благоприятными и по гранулометрическим параметрам являются горизонты 555,530 и 519 м.
4. Неблагоприятной для обогащения особенностью хвостов является высокое содержание в них тонких шламовых классов (выход класса -0,073 мл 46,6 %) и слежалость материала вследствие сцепления илистых глинистых частиц, что затрудняет процесс гидравлической классификации. Изменение зернистости хвостов происходит закономерно как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, а именно: постепенное и существенное уменьшение выхода тонких классов (особенно -0,05 мм) и увеличение выхода крупных (особенно -0,24-0,1 мм) от верхних слоев к нижним и с севера на юг по мере приближения к дамбе хвостохранилища. Четко выражена тенденция к увеличению содержания олова от крупных классов хвостов к тонким. В среднем в классе -0,1+0,15 мм содержание олова в 1,5 раза выше, чем в исходном материале хвостов. Таким образом, в тонких классах хвостов сосредоточены основные запасы олова и именно на них следует рассчитывать для дополнительного извлечения олова при переработке лежалых хвостов.
5. Исследованиями объединенных проб на обогатимость выявлена закономерность: от верхнего слоя к нижнему возрастает качество флотационных концентратов (от 4,96 до 11,92 %) и извлечение в него олова (от 25,02 до 33,94 %). Менее отчетливо, чем в слоях, проявляется тенденция к росту флотоконцентратов в ряду блоков (от пляжа к дамбе). По коэффициенту извлечения олова различия в блоках нет.
На основе анализа гранулометрических особенностей касситерита хвостохранилище разбито на части, контрастно отличающиеся по обогатимости (табл. 1, см. рис. 4). Выделенные области однородности (0, 1, II) существенно различаются между собой по гранулометрическому составу касситерита и незначительно - по содержанию олова.
6. Лабораторными исследованиями крупнообъемных (более 1000 кг) технологических проб показана возможность извлечения олова в объединенный' (гравитационно-флотационный) концентрат марки КОШ-2 39,55 % (проба из дамбы) и 41,66 % (проба из пляжа). Установлена возможность получения из сульфидов доводки комплексного продукта, содержащего олово и ценные попутные компоненты (свинец, цинк, серебро, висмут, кадмий), и продукта, пригодного для металлургической переработки.
Таблица 1
Средние величины важнейших параметров лежалых хвостов в участках, различающихся по обогатимости , %
| Критерии разграничения (в порядке значимости) | Области однородности | В среднем | ||
| Содержание свободных зерен касситерита | 59,0 | 38,1 | 36,5 | 45,1 |
| в том числе в классе -0,5++0,063 мм | 39,3 | 19,5 | 14,0 | 26,6 |
| Содержание зерен касситерита размером более 0,063 мм | 65,0 | 43,7 | 30,6 | 49,3 |
| Содержание зерен размером менее 0,032 мм | 11,8 | 18,6 | 31,6 | 20,3 |
| Выход шламового класса (-0,05 мм) | 23,4 | 24,6 | 38,8 | 28,6 |
| Данные тестовых технологических испытаний объединенных проб: доля в запасах хвостов | ||||
| извлечение на стадия гравитации | 8,0 | 5,6 | 3,6 | 6,2 |
| общее извлечение с учетом флотации в 5-15 %-ный концентрат | 36,1 | 33,0 | 29,8 | 33,5 |