Лекция 2, 3. Сырье автогенных процессов

План лекции:

1. Руды, применяемые для автогенных процессов.

2. Отличительная особенность руд.

По качественной характеристике медные руды разделяются следующим образом: весьма богатые с содержанием меди более 3-5 %; богатые, содержащие более 2 % меди (для руд медно-порфировых месторождений - более 1 %); среднего качества (рядовые) с содержанием меди более 1 % (для руд меднопорфировых месторождений - более 0,4 %); бедные, содержащие от 0,7 до 1 % (для руд меднопорфировых месторождений - менее 0,4 %). По степени окисления руды медных месторождений подразделяются на суль­фидные, смешанные и окисленные. Критерием для отнесения руд к тому или иному ти­пу служит содержание меди в оксидной форме: для сульфидных руд - до 10 %; смешан­ных - 11-50 %; окисленных - более 50 %; для каждого месторождения эта цифра уточ­няется в процессе технологических исследований. Так, для Удоканского месторождения разработаны иные пределы: к сульфидным относятся руды, содержащие до 30 % окис­ленных минералов меди, к смешанным - 31-70 % и к окисленным - более 70 %.

В комплексных рудах, где основное промышленное значение имеют другие метал­лы (никель, свинец, цинк, молибден, железо, олово, вольфрам, золото, висмут), медь часто является важным попутно извлекаемым компонентом.

Сульфидные медно-никелевые месторождения генетически связаны с дифферен­цированными массивами ультраосновных и основных магматических пород (перидотитов, габбро-норитов, габбро и габбро-диабазов). Медно-никелевые рудные тела располагаются преимущественно в придонной части интрузивов, а иногда во вмещающих интрузивы по­родах. Руды представлены сплошными, брекчиевыми, прожилковыми и вкрапленными разностями. Рудные тела имеют, как правило, крупные размеры: протяженность по про­стиранию и падению от сотен метров до нескольких километров, мощность до 100 м; пли­тообразные, пластообразные, линзообразные, жилообразные и более сложные формы; за­легают субгоризонтально, реже полого- или крутонаклонно. Господствующее развитие имеют согласные пластообразные залежи вкрапленных руд. К лежачему боку этих залежей приурочены сплошные руды, образующие отдельные пласты, линзы и жилы, сложенные массивными, брекчиевидными и густовкрапленными разновидностями. Характерной осо­бенностью сульфидных медно-никелевых месторождений является сравнительно выдер­жанный минеральный состав руд. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также золото, серебро, селен, теллур и серу.

Месторождения медистых песчаников и сланцев приурочены к пестроцветным формациям складчатых областей и располагаются в их внешних поясах, в наложенных мульдах и других подобных структурах.

Мощности продуктивных толщ меняются в широких пределах. Рудные тела распола­гаются обычно в нескольких горизонтах (до 10, иногда более) серых лагунно-дельтовых терригенных, реже карбонатных отложений. Общее количество рудных залежей в крупных месторождениях весьма велико - до нескольких сотен; размеры их разнообразны; границы с вмещающими породами нечеткие и определяются опробованием.

Характерной является пластовая, а также линзо- и лентообразная форма рудных за­лежей. Для внутреннего строения характерно относительно равномерное распределение полезных компонентов; среди преобладающего количества вкрапленных руд среднего ка­чества наблюдаются прослои, линзы и гнезда более богатых руд.

Отличительной особенностью этих руд является разнообразие ценных компонентов (медь, цинк, свинец и попутные: серебро, кобальт, теллур, рений), их минеральных форм (халькопирит, халькозин, борнит, сфалерит, галенит и др.), степени окисленности при зна­чительных колебаниях содержаний. В рудах весьма часто присутствуют глинистые обра­зования.

Медноколчеданные (медные и медно-цинковые) месторождения связаны в ос­новном с дифференцированными формациями базальтоидного магматизма натровой се­рии: базальт-липаритовой (спилит-кератофировой) и базальт-андезит-дацит-липаритовой. В комплексе вулканитов колчеданные руды локализованы преимущественно среди пород кислого состава, нередко образующих несколько горизонтов.

Все разнообразие форм рудных тел медноколчеданных месторождений определяется наличием пяти главных структурно-морфологических типов, отдельные из которых обыч­но являются ведущими для конкретных рудных полей:

пластообразные тела, залегающие согласно с напластованием рудовмещающих пород; тела комбинированной формы, верхние части которых согласны с напластованием, а сопоставимые с ними по размерам апофизы лежачего бока секут напластование под боль­шими углами;

крутопадающие линзообразные, реже жилообразные тела, занимающие отчетливо се­кущее положение относительно напластования;

залежи, которые характеризуются взаимными переходами между крутопадающими линзообразными телами и залежами комбинированной формы;

Весьма богатые медные руды (более 3-5% меди), пригодные для непосредственной плавки, и концентраты подвергаются пирометаллургической переработке с получением черновой меди. На медеплавильных заводах России используются разные технологии плавки. Наиболее распространенным методом является плавка в отражательных печах, хо­тя сохранила свое значение и шахтная плавка. В последнее время интенсивно внедряются автогенные процессы получения черновой меди (плавка в жидкой ванне, плавка во взве­шенном состоянии и др.), что позволяет упростить технологию за счет совмещения про­цессов обжига, плавки на штейн и даже конвертирования в одном технологическом цикле. Это дает возможность повысить комплексность использования сырья, исключить или рез­ко сократить расход топлива, предотвратить загрязнение окружающей среды. Из отходя­щих газов металлургического производства получают серную кислоту или элементарную серу, а из пыли - свинец, цинк, висмут, кадмий, германий и другие элементы.

Электролитическое рафинирование черновой меди обеспечивает получение меди вы­сокой чистоты и извлечение многих ценных компонентов. Из электролитных шламов из­влекаются селен, теллур и благородные металлы. Наличие разнообразных методов техно­логии переработки медных руд и систематическое их совершенствование обеспечивают извлечение все большего числа полезных компонентов даже при их очень низких содер­жаниях в рудах.

В зарубежных странах заметную роль в производстве меди стала играть новая техно­логия извлечения меди, основанная на экстракции и электролизе (технология SX-EW), по­зволяющая извлекать медь из бедных и забалансовых руд, труднообогатимых окисленных руд, хвостов обогатительных фабрик и шлаков металлургического производства. За период 1990-2000 гг. производство меди по указанной технологии увеличилось в 3,3 раза, а в Чи­ли - в 12,5 раз.

Контрольные вопросы:

1. Рассказать какие виды руд применяются для автогенных процессов.

2. Показать отличительную особенность руд.