Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты

Приведена характеристика супутніх залізний руді тальк-утримуючих порід. Показана технічна та економічна доцільність їх використання. The characteristics of rocks containing talc that is often an associate of iron ore are given. Technical and economic expediency of their usage is shown....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Геотехнічна механіка
Дата:2004
Автор: Петрусенко, И.Ю.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2004
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87318
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты / И.Ю. Петрусенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 163-169. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87318
record_format dspace
spelling Петрусенко, И.Ю.
2015-10-17T08:33:54Z
2015-10-17T08:33:54Z
2004
Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты / И.Ю. Петрусенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 163-169. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
1607-4556
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87318
553.673:622.337.2].004.014
Приведена характеристика супутніх залізний руді тальк-утримуючих порід. Показана технічна та економічна доцільність їх використання.
The characteristics of rocks containing talc that is often an associate of iron ore are given. Technical and economic expediency of their usage is shown.
ru
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
Геотехнічна механіка
Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
Engineering and economic feasibility uses of talcous shales of skelevata retinue
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
spellingShingle Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
Петрусенко, И.Ю.
title_short Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
title_full Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
title_fullStr Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
title_full_unstemmed Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
title_sort техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты
author Петрусенко, И.Ю.
author_facet Петрусенко, И.Ю.
publishDate 2004
language Russian
container_title Геотехнічна механіка
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
format Article
title_alt Engineering and economic feasibility uses of talcous shales of skelevata retinue
description Приведена характеристика супутніх залізний руді тальк-утримуючих порід. Показана технічна та економічна доцільність їх використання. The characteristics of rocks containing talc that is often an associate of iron ore are given. Technical and economic expediency of their usage is shown.
issn 1607-4556
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87318
citation_txt Техническая и экономическая целесообразность использования тальковых сланцев скелеватской свиты / И.Ю. Петрусенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 163-169. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT petrusenkoiû tehničeskaâiékonomičeskaâcelesoobraznostʹispolʹzovaniâtalʹkovyhslancevskelevatskoisvity
AT petrusenkoiû engineeringandeconomicfeasibilityusesoftalcousshalesofskelevataretinue
first_indexed 2025-11-24T21:11:03Z
last_indexed 2025-11-24T21:11:03Z
_version_ 1850497668152819712
fulltext 163 УДК 553.673:622.337.2].004.014 И.Ю. Петрусенко ТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТАЛЬКОВЫХ СЛАНЦЕВ СКЕЛЕВАТСКОЙ СВИТЫ Приведена характеристика супутніх залізний руді тальк-утримуючих порід. Показана технічна та економічна доцільність їх використання. ENGINEERING AND ECONOMIC FEASIBILITY USES OF TALCOUS SHALES OF SKELEVATA RETINUE The characteristics of rocks containing talc that is often an associate of iron ore are given. Technical and economic expediency of their usage is shown. Введение. Месторождениям железных руд Криворожского бассейна сопутствуют за- лежи, в частности, талькових сланцев, а известно, что использование попутных полезных ископаемых, которые зачастую по ценности не уступают основным, дают железорудным предприятиям существенную прибыль. В работах А.Д. Кудели и Ю.И. Половинкиной [1,2] поставлена эта проблема. Однако в связи с недостаточной изученностью залежей скелеватской свиты поставлена цель бо- лее глубокого изучения минералого-технологических свойств тальковых слан- цев Ингулецкого месторождения железных руд и определение технической и экономической целесообразности их промышленного использования. Элементы технологии. Тальк представляет собой гидросиликат магния с химической формулой Mg3 [Si4O10] [OH]2 . Это минерал моноклинальной син- гонии, теоретически содержащий 31,7 %MgO, 63,5 % SiO2 и 4,8% H2O. Обычно он содержит примеси AL2O3, Fe2O3 ,CaO, реже- NiO. В виде отдельных кристаллов тальк встречается редко, обычно образует скрытокристаллические плотные или чешуйчатые и листовые агрегаты. Тальк в плотных агрегатах называется стеатитом, сланцевых тальковым сланцем. Цвет чистого талька совершенно белый, в случае присутствия закиси железа окрашен в зеленый цвет, окиси железа в бурый. твердость талька около 1, он легко чертится ногтем, жирен на ощупь. Отдельные чешуйки талька гибкие, но упругие. При температуре около 9000 тальк дегидратицируется, при температуре 15300 – плавится. Обладает способ- ностью хорошо обрабатываться и легко измельчаться в тонкий порошок со средней размерностью частиц 0,03-0,04 мм. Хорошо противостоит действию кислот, щелочей, минерализованной воды, относится к плохим проводникам тепла и электричества. Тальк обладает субстратным действием, т.е. способностью удерживать на поверхности своих частиц, как на химически инертной основе, некоторые ак- тивные химические вещества. На этом свойстве основано его применение в производстве инсектофунгицидов. Часто тальковые породы и породы, содержащие более 75% талька, называ- 164 ют талькитами. Наряду с такими породами промышленность использует также породы, содержащие 35-75% талька, так называемые тальковые камни. Среди них выделяют тальк-магнетитовые, тальк-доломитовые и тальк-хлоритовые, а также промежуточные разности. Твердость тальковых камней изменяется от 1 до 3,5, температура плавления их изменяется в пределах 1350-14000 С. Малые карбонатовые камни являются щелочеупорными, а тальк-хлоритовые щелоче- и кислотоупорными. По кристаллической структуре, физическим и техническим свойствам к тальку очень близок минерал пирофиллит- Al2[Si4 O10] [OH]2, визуально эти ми- нералы неразличимы. Пирофиллит и тальк, имея сходные кристаллические решетки, не только близки по своим физическим свойствам, но мало отличают- ся друг от друга по технологическим и техническим (рабочим) свойствам, а следовательно, по области применения в промышленности. Тальковый порошок используется различными отраслями промышленности в качестве наполнителя[3]. В бумажной промышленности белый или слегка сероватый тальковый по- рошок вводится в состав бумажной массы, что повышает прочность и глянце- витость бумаги, придает восприимчивость типографской краске. В керамической промышленности тальк является важной составной частью шихты при производстве электроизоляционного фарфора, технической и быто- вой посуды, облицовочных стенных плит и т.п. В резиновой промышленности тальк используется как наполнитель в рези- новой смеси и для припудривания резины; в химической промышленности – при производстве инсектицидов как наполнитель. В парфюмерной и фармацевтической промышленности молотый тальк слу- жит сырьем для производства пудры и присыпок, а также в качестве наполни- теля для таблеток. В кондитерской промышленности тальковый порошок применяется как по- лировочный материал для придания блеска конфетам и как обсыпка для их дешевых сортов с целью придания блеска поверхности конфет и предохранения их от слипания. Тальковый порошок используется также в лакокрасочной, кровельной , ка- бельной промышленности, в литейном деле, цементном, текстильном, пластмас- совом производстве, для изготовления смазок и цветных карандашей. Качество талька, как наполнителя, зависит от содержания в нем окислов железа, поэтому наиболее важным требованием к тальку, идущему на помол, является минималь- ное содержание в нем окислов. Выявлено, что закисное железо, изоморфно вхо- дящее в решетку самого минерала талька, значительно менее вредно, чем окисное, входящее в состав сопутствующих минералов. Присутствие окислов железа отра- жается на цвете талькового порошка, ухудшает его керамические свойства, огне- упорность и вредно влияет на химические свойства изделий. Минералогически чистый тальк в природе встречается редко. Вместе с дру- гими минералами тальк образует тальковые породы. Сопутствующими минера- лами чаще всего являются серпентин, хлорит, магнезит, доломит. Содержание 165 талька в породах колеблется от 45 до 75%. В бедных тальковых породах пред- ставлен, как правило, тонкими кристаллами. Тальк относится к естественным аполярным минералам, обладающим высо- кой флотируемостью и способным флотироваться в присутствии одних вспени- вателей. При флотации талька для обеспечения высокого извлечения в концен- трат приходится применять не только вспениватель, но и собиратели- вспени- ватели (керосин и другие нефтяные погоны). В результате применения этих реагентов магнезит флотируется в весьма небольшой степени, что и обеспечи- вает достаточную избирательность флотационного процесса. Применение не- большого количества серной кислоты для снижения PH пульпы до 6-6,5 улуч- шает избирательность флотации, уменьшая переход в концентрат магнезита и окислов. Флотационные концентраты подвергаются доводке на магнитных се- параторах. Тальковые сланцы Ингулецкого месторождения залегают в виде пласта мощностью 50-80 м, окаймляющего железорудную залежь и относятся к вскрышным породам. При разведке месторождения запасы тальковых сланцев не подсчитывались, технологические испытания не производились, возможные области использования не определялись. По предварительным оценкам экспе- диции «Кривбассгеология» треста «Укргеология» запасы тальковых сланцев составляют 20-22 млн.т. В связи с необходимостью расширения карьера в северо-восточном направ- лении возникла необходимость отработки и складирования тальковых сланцев с учетом возможности сохранения потенциальной ценности и использования в будущем [3]. Тальковые породы Ингулецком месторождении представлены хлорито- тальковыми, хлорито-талько-амфиболовыми, карбонато-талько-амфиболовыми сланцами и другими породами [4]. Длина талькосодержащего горизонта по простиранию в контурах ИнГОКа со- ставляет 2 км, горизонтальная мощность в северной части – 40 м, в южной -100 м, глубина распространения до 400 м. Ежегодное извлечение тальковых сланцев по данным института «Кривбасспроект» колеблется от 2,0 до 3,0 млн.т [5]. Химический состав талькосодержащих пород характеризуется следующими данными: Fe2O3 общ.-10.2-13.8%, в отдельных пробах -17,4%; Fe2O3 раств.-7,1- 10,0%, в единичных пробах наблюдаются колебания от 5,3 до 14,0%;Al2O3 -7,2- 10,5%, в отдельных пробах от 4,8% до 12,15%; MnO-0,1-0,39%,MgOобщ. -20,3- 26,59%; CaO-0,2-7,5%; SiO2 -37,94-54,02%, в основном 40-44%; K2O до 0,4- 1,0%; Na2O до 0,35%; Sобщ.-0,005-0,607; п.п.п.-5,0-10,3%; прокаленный нерас- творимый в HCl остаток -60,55-81-28%, в основном 67-72%, белизна -38,4- 60,2%;содержание влаги до 0,7-1,34%. Исследованиями Научно-исследовательского горнорудного института показа- но, что тальковые сланцы Ингулецкого месторождения пригодны для использова- ния в керамической, резинотехнической, лакокрасочной промышленности. Кроме того, эти работы показали перспективность исследований тальковых сланцев на предмет получения Ti, Cr, Ni, Ci, V и Cu [6]. 166 Исследования Киевского политехнического института установлена возмож- ность использования тальковых сланцев ИнГОКа для производства портланд- цемента, шлакопортландцемента и шлакового цемента повышенной основно- сти. Исследования подтверждены промышленными испытаниями на Криво- рожском цементном заводе. При годовой производительности 1,5 млн.т первой очереди, 3,0 млн.т двух очередей Криворожский цементный завод может соответственно переработать 0,6 и 1,2 млн.т тальковых сланцев ИнГОКа при расстоянии транспортировки 37 км. Исследованиями Львовского филиала института «УкрНИИстройпроект» ус- тановлена возможность использования тальковых сланцев ИнГОКа для произ- водства кирпича марки «200». На изготовление 1000 шт. кирпича необходимо 4,5 т сырья. При среднегодовой производительности кирпичного завода 36 млн.шт. условного кирпича годовой объем переработки тальковых сланцев со- ставит 162 тыс.т только по одному предприятию. Институтом «ВНИИнеруд» (г.Тольятти)проведено изучение химического состава проб тальковых пород Ингулецкого ГОКа. По результатам химического анализа установлено, что исследованные тальковые породы Ингулецкого ГОКа не могут быть использованы ни в одной отрасли промышленности без предва- рительного обогащения. С целью решения вопроса о промышленном использо- вании тальковых сланцев на месторождении были проведены геологоразведоч- ные работы, в результате которых были установлены запасы и качество талько- вых сланцев, а также проведены технологические испытания. Макроскопически выделены следующие типы в тальк-хлоритовых сланцах с количеством в общей пробе, %: талькиты до 25 тальк-хлоритовые сланцы плотные, пористые 15 безрудные, бедные по содержанию талька около 40 слоистый, рыхлый, пористый тальк-хлористый сланец около 20 Талькиты содержат до 40% талька, рассыпаются при малейшем сдавлива- нии, жирные на ощупь, имеют атласный блеск, зеленовато-серовато-белые. Слоистая текстура уже почти утеряна. Изредка наблюдаются реликты слоисто- сти за счет хлорита, вкрапленность рудных минералов, рассеянных в куске в количественном отношении не более 15%. Тальк вместе с карбонатами образу- ет скопления, которые очень легко разрушаются. Плотный, пористый тальк-хлористый сланец с охристыми примазками си- дерита, единичными четко просматриваемыми кристаллами куммингтонита. Пористость занимает до 60% объема в отдельных образцах, возможно, обу- словлена выщелачиванием кальцита. Содержание талька незначительное (менее 15%), наблюдаются чешуйки биотита, единичные зерна турмалина, количество тонкодисперсных рудных минералов 7-10%.Безрудные тальк-хлоритовые слан- цы имеют в своем составе наименьшее количество талька. Порода плотная, со- стоит в основном из хлорита, кварца, карбонатов. Слоистый, рыхлый, пористый тальк-хлоритовый сланец с кварцем, содер- жание талька до 15%(в условиях промышленной переработки – это хвосты). 167 Вкрапленность рудных минералов до 10%. Основной минерал- хлорит и обу- славливает слоистость, которая очень хорошо видна. При микроскопическом исследовании талькитов установлена форма талька – пластинчатая, также имеется и мелкодисперсный тальк, образующий скопле- ние и налеты на других минералах. Размер тальковых пластин в основном стабилен (0,02 мм), редкие зерна имеют размер 0,1 мм. Около 15% зерен талька пористые, как бы образуя срост- ки с хлоритом, где тальк преобладает. Преобладающим и основным силикатом является хлорит, зерна минералов зеленовато-белого цвета. Как установлено термическим и рентгеноструктурными анализами хлорит относится к рипидол- лит-алюмо-магнезиально-железистой разности. Содержит в себе нераствори- мый остаток HgO и FeO. Размеры зерен рипидоллита стабильны и близки к размерам талька- в среднем 0,02 мм. В таблице 1 представлены нерудные минералы, встречающиеся во всех ти- пах тальк-хлоритовых сланцев в незначительных количествах и единичных зернах. Таблица 1 – Нерудные минералы, встречающиеся во всех типах тальк-хлоритовых сланцев Название мине- рала Количество, % Размеры, мм Форма зерен Доломит - 0,02 чешуйчатые Сидерит - - неправильные зерна Всего 3 - - Куммингтонит единичные зерна 0,02 столбчатая Кварц 2 0,05-0,02 кубическая Биотит 2 0,02-0,2 пластинчатая Полевой шпат 0,02-0,2 пластинчатая еденичные зерна - игольчатая Примечание до 5% кум- мингтона в сростках с рудными ми- нералами При исследовании в отраженном свете рудной составляющей устанавлива- ется ильменорутил, форма минерала удлиненная - шестоватые зерна имеют максимальную длину 0,8 мм. Имеется магнетит (до 2%), халькопирит и пирит, единичные зерна гематита и мартит, местами замещающий магнетит. Для всех рудных минералов характерны следы замещения и поверхностного окисления (как побежалость в халькопирите). Пирит в сростках с кварцем преобладает. Рудные минералы неравномерно распределены в различных типах сланцев, ко- личество в общей пробе не превышает 5-7%, что и затрудняет их выделение и исследование. По данным рентгеноструктурного анализа в исходной пробе в камерном и пенных продуктах флотации постоянный минеральный состав: хлорит, тальк (ближе к киннезатаит-магнезиально-железистой разности), куммингтонит, кар- бонаты(доломит и сидерит), кварц. Рудные минералы из-за незначительного 168 количества и при наложении сильных тальковых линий не проявились. В пен- ном продукте преобладает тальк, в камерном- хлорит, т.е. нежелательное по- вышение нерастворимого FeO происходит и за счет основного минерала – таль- ка (миннесотаита). Спектральным анализом установлены повышенные содержания Ti, Cr, Ni, Ci, V и Cu. При исследовании с помощью спектрального анализа пробы камер- ного и пенного продуктов, получены четкие закономерности; повышение со- держания Ti и Cr в камерных продуктах по сравнению с пенным (Ti с 0,5% до 5%)и (Cr с 0,05% до 0,1%)и постоянное содержание Ni(0,5) и Cо (0,02). Такое распределение связано с плохой флотируемостью ильменорутила, несущего в себе Ti. В качестве изоморфоной примеси в хлорит входит Cr. Элементы Ni и Cо в качестве изоморфных примесей входят в кристаллическую решетку талька, где замещают близкий по ионному радиусу Mg(0,74), что и подтвердилось при ис- следовании рудного концентрата микрорентгено- структурным анализом. Первичное предложение о вхождении в кристаллическую решетку рудных ми- нералов (хромитов) не подтвердилось минералогическими и микрорентгеноспек- тральными анализами. Предлагается по данным этих анализов присутствие двух разновидностей магнетита: титаномагнетита и кулсонита (V – содержащий магне- тит). Содержание V- 0,05-0,1 с халькопиритом связано -0,01-0,03%. Специальные исследования исходной пробы и продуктов обогащения тальк- хлоритовых сланцев на Nb и Ta методом спектрального анализа дали отрица- тельный результат. На более чувствительную линию Nb-313 нм и Ta -268.5 нм накладывается линия Ti. Наложение линии Ti сомнения не вызывает. При про- ведении спектрального анализа для повышения чувствительного в медленном сжимании элементы Nb и Ta не устанавливаются – на спектральную линию Ta накладывается линия Mn. Чувствительность анализа по Ta 0,05, по Nb – 0,2. Для обнаружения элементов Nb и Ta спектральным анализом необходима раз- работка специальной методики с высокой чувствительностью при специальном предварительном обогащении пробы. Методом микрорентгеноспектрального анализа локального повышения ин- тенсивности по линии Kj – Nb и Ta не обнаружено. Интенсивность линии на уровне фона. Возможно наличие Ta и Nb на уровне кларковых, рассеянных в толще тальк-хлоритовых сланцев, требует исследования специального уровня. Результаты опытов по обогащению тальковых сланцев ИнГОКа приведены в таблице 2. Магнитным обогащением тальковой пробы ИнГОКа в открытом цикле без перечистки продуктов обогащения можно получить тальковый продукт содер- жащий 3,8 – 4,0% железа, растворимого в HCI, и 6,2-7,3% FeO. Флотационное обогащение тальковой пробы ИнГОКа в открытом цикле с перечисткой продуктов обогащения позволило снизить содержание раствори- мого железа в тальковом продукте до 2,5-3,1 %. Магнитное обогащение в открытом цикле с перечисткой немагнитного про- дукта позволило снизить содержание железа в немагнитной фракции до 3,1 169 %(железа, растворимого в HCI). Обогащение по комбинированным схемам позволило получить содержание растворимого железа в тальковом продукте 2,0-2,5%. Таблица 2 – Показатели обогащения тальковых сланцев Показали обогащения, % Крупность, мм Истинная плот- ность, кг/м3 103 выход массовая доля извлечение 0,07 < 2.6 2.6-2.8 >2.8 исходный 1,9 1,2 0,2 3,3 4,8 5,1 22,8 6,0 1,9 1,3 0,9 4,1 0,07-0,044 < 2.6 2,6-2,8 2,8-3,2 >3,2 исходный 0,5 11,4 3,3 0,5 15,7 5,8 3,6 3,6 38,2 4,8 0,6 8,4 2,8 3,9 16,7 0,044-0,01 < 2.6 2,6-2,8 2,8-3,2 >3,2 исходный 1,0 37,9 9,9 1,0 49,8 4,8 4,4 3,2 3,7 44,3 0,9 24,8 7,6 9,2 42,5 0,01 31,2 5,2 36,7 Исходный продукт 100,0 4,8 100,0 Выводы. Совместная разработка железорудного и сопутствующего минерального сы- рья( талька) в пределах Ингулецкой залежи технически и экономически целесо- образна. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Куделя А.Д. Комплексное использование минеральных ресурсов железорудных горнообогатительных комбинатов УССР.-Киев: Наук. думка, 1984.-496с. 2. Половинкина Ю.И. Тальковые сланцы Кривого Рога, их генезис и стратиграфическое положение //Тр.ВСЕГИ. Петрографический сб. 1955. №1.127с. 3. Петрусенко И.Ю., Плотников А.В., Антонов А.Ю. Вещественный состав, строение и перспективы ис- пользования тальковых сланцев железисто-кремниевых формаций докембрия// Достижения и перспективы на- учно-технического прогресса в горнодобывающей промышленности: сб. научн.тр.-Кривой Рог ГНИГРИ, 2002.- 153-161с. 4. Железисто-кремнистые формации докембрия Европейской части СССР. Стратиграфия/ Под редакцией Н.П. Щербака- К.: Наук.думка, 1988.-192с. 5. Станков А.П. Технологические методы комплексного использования Ингулецкого месторождения .Кривой Рог: НИГРИ, 1998.-347с. 6. Ахкозов Ю.Л., Плотников А.В., Панова Л.П., Химко И.В. Прогнозирование качества железорудного концентрата// Горный журнал. – 1996.-№7-8.-с.34-36.