Особенности разведки и оценки месторождений никеля

Разведка их обычно проводится одновременно с эксплуатацией. Разведочные

скважины на таких месторождениях позволяют устанавливать только благоприятные

рудоносные структуры  и наличие в них оруденения. Подземные горные выработки

используются как для  непрерывного прослеживания благоприятных  рудоносных

структур, так и при  вскрытии промышленных руд -–в качестве эксплуатационных.

     Опробование

Опробование производится на всех стадиях поисковых и разведочных  работ с

целью изучения качества руд (химического и минерального состава, физико-

технических и технологических  свойств), оконтуривания рудных тел  и подсчета

их запасов. Опробуются все  разведочные выработки, вскрывшие  оруденение, и

выходы рудных тел в  естественных обнажениях.

Методы (геологические, геофизические) и способы опробования выбираются исходя

из конкретных геологических  особенностей разведываемых месторождений.

Принятые метод и способ опробования должны обеспечить наибольшую

достоверность результатов  при достаточной производительности и экономичности.

В зависимости от целевого назначения различают четыре вида опробования:

химическое, минералогическое, техническое и технологическое.

     Химическое  опробование

Химическое опробование  предназначено для установления химического состава руд

и вмещающих пород, содержания в рудах главных и второстепенных полезных и

вредных компонентов.

Главные компоненты определяют промышленное значение месторождения, природные

сорта руд и контуры  рудных тел. Главными полезными компонентами в

месторождениях никеля и  кобальта являются медь, сульфидная сера, часто

платиноиды.

В качестве второстепенных полезных компонентов в рудах обычно присутствуют

золото, кадмий, селен, висмут и др; к вредным относятся прежде всего мышьяк,

ртуть, фтор.

Химическое опробование  при разведке осуществляется путем  отбора проб в горных

выработках, по керну и  шламу буровых скважин.

Наиболее распространенный способ опробования в горных выработках (штольнях,

штреках, ортах, шурфах и канавах) – бороздовый. Иные способы

опробования – валовый, шпуровой, точечный, горстевой и др. используются для

решения отдельных задач. Наряду с геологическим опробованием все более широко

применяются разнообразные  экспрессные геофизические (ядерно-физические) методы.

Опробование следует производить  непрерывно на полную мощность с выходом  во

вмещающие породы на величину, превышающую мощность пустого или

некондиционного прослоя, включаемого  в соответствии с кондициями в

промышленный контур. Рудные тела без видимых геологических  границ опробуются

во всех разведочных сечениях, а рудные тела с четкими геологическими

границами – по разреженной  сети выработок.

Обработка бороздовых, керновых и других видов проб и подготовка их к анализу

производятся в соответствии с методическими материалами  Научного совета по

аналитическим методам.

     Минералогическое  опробование производится с целью  определения

минерального и петрографического  состава руд, их природных разновидностей и

сортов, а также вмещающих  пород. Оно выполняется путем  минералогического

изучения шурфов, аншлифов, мономинеральных и других проб, более  или менее

равнозначно представляющих рудные тела и природные типы руд.

Систематические специальные  минералогические исследования осуществляются с

целью изучения характера  и глубины распространения зоны окисления, выделения

и оконтуривания природных  технологических сортов (по степени  окисленности

минеральному составу, текстурным и структурным признакам и  др.). Минеральный

состав руд, их текстурно-структурные  особенности и физические свойства должны

быть изучены с применением  менералого-петрографических, физических,

химических и других видов  анализа. При этом наряду с описанием  отдельных

минералов количественно  оценивается их распространенность.

Особое внимание уделяется  минералам основных компонентов: определению  их

количества, выяснению их отношений между собой и с  другими минералами

(наличие их размеров  и сростков, характер срастания), размеров зерен и

соотношений различных по крупности классов.

В процессе минералогических исследований должно быть изучено распределение

основных попутных компонентов  и вредных примесей и составлен  их баланс по

формам нахождения в минеральных  соединениях.

     Техническое  опробование предназначено для  изучения физико-механических

свойств руд и вмещающих  пород, что необходимо для решения  горнотехнических и

других условий отработки  месторождений. Важнейшим из этих свойств  являются

объемная масса, влажность, крепость, разрыхляемость, кусковатость, склонность к

самовозгоранию.

Объемная масса руды определяется как отношение массы руды в  природном

залегании к занимаемому  ею объему. Она устанавливается отдельно для каждого

промышленного и минерального типа руд.

Объемная масса рыхлых, сильно трещиноватых и кавернозных  руд определяется в

целиках.

Одновременно с замерами объемной массы руд вычисляется  влажность .

Другие физико-механические свойства руд – крепость, разрыхляемость,

склонность к самовозгоранию – определяется в соответствии с  Инструкцией по

изучению инженерно-геологических  условий месторождений полезных ископаемых

при разведке.

В результате изучения химического  и минерального состава, текстурно-

структурных особенностей и  физических свойств руд устанавливаются  их

природные разновидности  и предварительно намечаются промышленные типы,

требующие селективной добычи и раздельной переработки.

Окончательное выделение  промышленных типов и сортов руд  производится по

результатам технологического изучения выявленных на месторождении  природных

разновидностей.

     Технологическое  опробование.

Технологические свойства руд  изучаются в лабораторных и полупромышленных

условиях на минералого-технологических, малых технологических лабораторных,

укрупненно-лабораторных и  полупромышленных пробах.

Отбор проб для технологических  исследований на разных стадиях

геологоразведочных работ  следует выполнять в соответствии с временным

методическим руководством «Технологическое опробование месторождений  цветных

металлов в процессе разведки».

При поисково-оценочных работах  технологические свойства руд оцениваются  по

аналогии с другими  месторождениями, сходными по минеральному составу руд,

технология переработки  которых освоена. Тем не менее  для новых

труднообогатимых типов  руд уже в процессе поисково-оценочных  работ возникает

необходимость отбора и исследования лабораторных технологических проб.

На стадии предварительной  разведки в лабораторных условиях изучаются

технологические свойства разных природных типов и сортов руд. Масса

лабораторных проб составляет от 0,1 до 2 т. При необходимости разработанные

технологические схемы проверяются  на укрупненных установках непрерывного

действия, для чего требуются  пробы массой до 20 т, а иногда и  более.

На стадии детальной разведки ранее разработанные схемы обогащения различных

технологических типов руд  уточняются в промышленных или полу промышленных

условиях на пробах массой несколько тысяч тонн. При необходимости  проводится

технологическое картирование месторождений путем отбора большого числа малых

технологических проб (1-2 кг), которые исследуются по разработанным  на более

крупных пробах технологическим  схемам.

Минералого-технологическими и малыми технологическими пробами, отобранными по

определенной сети, должны быть охарактеризованы все природные  разновидности

руд, выявленные на месторождении. По результатам испытаний этих проб

осуществляется геолого-технологическая  типизация руд месторождения  –

выделяются промышленные типы и сорта руд, изучается пространственная

изменчивость вещественного  состава, физико-механических и технологических

свойств последних, составляются геолого-технологические карты, планы  и

разрезы.

Технологические свойства всех промышленных типов руд должны быть изучены на

лабораторных пробах в  степени, необходимой для выбора оптимальной

технологической схемы их переработки и определения основных технологических

показателей обогащения.

В период эксплуатации месторождений  технологические схемы переработки  руд

совершенствуются и дорабатываются в связи с изменением минерального состава

руд с глубиной и вовлечением  в эксплуатацию новых технологических

разновидностей.

Исследование технологических  свойств руд сопровождается изучением  их

минерального и химического  состава, текстур и структур. Детальное  изучение

текстур руд позволяет  решить вопрос о возможности и  целесообразности их

предварительного обогащения в тяжелых суспензиях. Изучение структурных

особенностей руд, размеров зерен полезных минералов, характера  их взаимных

границ, прорастаний позволяет  решить вопрос о необходимой и  достаточной

степени измельчения руд  перед флотацией, целесообразности организации в

голове технологического процесса отсадки для улавливания  примесей драгоценных

металлов и т.п.

В то же время проводится детальное всестороннее исследование руд и продуктов

их переработки на редкие и рассеянные элементы. Должна быть также изучена

возможность использования  оборотных вод и отходов, получаемых при

рекомендуемой технологической  схеме переработки минерального сырья, даны

рекомендации по очистке  промышленных стоков и охране окружающей среды.

Изучение руд на попутные компоненты

Все медные, свинцово-цинковыё и никелевые руды являются комплексными и

содержат примеси благородных  металлов и других попутных компонентов, которые

повышают ценность руд. Большинство  из них при обогащении руд извлекается  в

товарные концентраты  основных металлов и другие продукты обогащения, из

которых они могут быть получены в процессе последующего металлургического

передела.

     Золото содержится  в рудах в различной форме:  в основном связано с

халькопиритом и пиритом, но встречается ив свободном состоянии. До 50 %

свободного золота выделяется в голове технологического процесса гравитационным

обогащением. Остальное его  количество накапливается в медном, свинцовом,

цинковом, никелевом, медно-никелевом  и пиритном концентратах. Суммарное

извлечение золота изменяется в широких пределах, достигая 80 %. '

     Серебро накапливается  в сульфидах меди, галените, блеклых  рудах и

пентландите, а также присутствует в самородном состоянии и в  виде сульфосолей и

теллуридов. Оно сосредоточивается  главным образом в основных товарных

концентратах и извлекается  при рафинировании черновых металлов - меди, свинца и

никеля.

Значительное количество золота и серебра при обогащении руд колчеданного типа

переходит в пиритные концентраты, из которых извлечение их возможно с помощью

сложных гидрохимических  схем, включающих низкотемпературный обжиг

концентратов и выщелачивание  металлов из огарков.

     Платиноиды, концентрирующиеся  преимущественно в медно-никелевых  рудах,

отмечаются в основном в самородном состоянии и в  виде собственных минералов.

Часть их поступает в самостоятельный  гравитационный концентрат благородных

металлов, часть в медный и медно-никелевый концентраты, из которых они

извлекаются при рафинировании  черновых металлов.

     Рений в виде  изоморфной примеси присутствует  в минералах меди из

месторождений типа медистых песчаников и сланцев и в молибдените  из

медно-порфировых месторождений. При переработке медных и молибденовых

концентратов (промпродуктов) получают перренат аммония.

     Кадмий концентрируется  в виде тончайшей механической  или изоморфной

примеси в сфалерите и  халькопирите и извлека­ется из пылей  металлургических

заводов, вельц-окислов цинкового  производства и медно-кадмиевых  кеков.

     Висмут самородный  или в составе сульфосолей  тесно ассоциирует с галенитом

и минералами меди и извлекается  при рафинировании свинца.

     Сурьма, мышьяк  и ртуть, тесно связанные в  медных и свинцово-цинковых

рудах с блеклыми рудами и  другими сульфосолями, являются вредными примесями. В

медно-никелевых рудах  основная часть мышьяка входит в  состав арсенопирита.

     Индий, таллий  и галлий содержатся в сфалерите,  галените, халькопирите,

пирите и других сульфидах, накапливаются в основном в цинковых концентратах и

извлекаются из пылей, кеков, вельц-окислов и других полупродуктов  цинкового и

сернокислотного производства.

     Селен и теллур  присутствуют в качестве примеси  во всех сульфидах,

поступают в концентраты  основных металлов и пиритный, получаются из пылей

обжиговых печей, сернокислотных и медеэлектролитных шламов и  других продуктов.

     Германий в  рудах цветных металлов отмечается  в основном в качестве