Реферат на тему месторождения зон окисления

Обновлено: 05.07.2024

По степени устойчивости и по характеру изменения главных рудообразующих минералов в верхней, окисляющейся части рудных тел металлические месторождения можно разбить на четыре группы:

1) неизменяющиеся или слабо изменяющиеся,

2) с изменением минерального состава без выноса металла,

3) с изменением минерального состава и выносом металла,

4) с накоплением металлов.

Первая группа – охватывает месторождения таких металлов, главные рудообразующие минералы которых практически устойчивы в зоне окисления. К этой группе принадлежат месторождения оксидных и гидроксидных руд железа и марганца, бокситов, хромита, олова (касситерита), вольфрама, ртути, золота в кварцевых жилах, платины.

Вторая группа – включает месторождения таких металлов, главные рудообразующие минералы которых, являясь неустойчивыми в зоне окисления, заменяются вторичными устойчивыми минералами. К этой группе относятся месторождения карбонатных руд железа и марганца, свинца, мышьяка, висмута, сурьмы, отчасти титана (ильменит). В верхних, окисленных частях рудных тел этих месторождений происходит изменение минерального состава главных рудообразующих минералов, но сохраняется содержание металла.

Третья группа – состоит из месторождений таких металлов, в которых в зоне окисления происходит изменение минерального состава руд и возможен вынос металлов. К этой группе принадлежат месторождения цинка, меди, урана, никеля, кобальта, молибдена, золота в сульфидной руде, бора в эндогенных месторождений.

Четвертая группа – отличается тем, что в зоне окисления ее месторождений накапливаются металлы, отсутствующие в первичной руде. Это происходит с молибденом в форме вульфенита Рb[МоО₄] и с ванадием в виде ванадинита Рb₅Сl[UО₄]₃, концентрирующихся в зоне окисления свинцовой руды, сложенной церусситом и англезитом. Такая концентрация обусловлена длительной циркуляцией грунтовых вод с кларковым содержанием молибдена и ванадия, высаживаемых при соединении их со свинцом.

Рудные месторождения полезных ископаемых вблизи земной поверхности (в зоне выветривания) подвергаются химическому и физическому выветриванию. Под влиянием этих процессов происходит изменение минерального и химического состава руд, образуется кора выветривания (зона окисления) месторождений.

В зоне выветривания под воздействием поверхностных вод,
кислорода, углекислоты происходят процессы окисления и изменения состава руд. Просачиваясь вниз, воды окисляют и растворяют рудные минералы, образуется зона окисления, сложенная окисленными рудами. Рудные минералы, слагающие первичные руды, в зоне окисления оказываются неустойчивыми и подвергаются химическому разложению и окислению. При этом образуются новые устойчивые химические соединения, которые сохраняются на месте, а другие выносятся, переотлагаются или рассеиваются.

Процессы окисления протекают в зоне просачивания и циркуляции поверхностных вод, располагающейся от поверхности земли до уровня грунтовых вод. Верхняя часть рудных тел, в которой происходили процессы окисления называется зоной окисления.

Глубина зоны окисления и интенсивность развития процессов окисления зависят от климата, рельефа, химизма вод, состава руд и вмещающих пород, условий залегания рудных тел. Благоприятными факторами для формирования зоны окисления являются теплый влажный климат, умеренно расчлененный рельеф, полиминеральный состав руд и присутствие в составе руд пирита, интенсивная тектоническая нарушенность и равномерная водопроницаемость руд и вмещающих пород.

Глубина (мощность) зоны окисления рудных месторождений колеблется от нескольких до десятков метров, иногда до сотен метров.

Текстуры окисленных руд могут быть унаследованными от первичных руд и вновь образованными в процессе окисления этих руд. Для окисленных руд характерны специфические текстуры: пустотные, кавернозные, пористые, каркасные, ячеистые, порошковатые, землистые, колломорфные, полосчатые, корковые, натечные. .

Минеральный состав руд имеет большое значение в процессах окисления, так как различные минералы обладают разной устойчивостью в зоне окисления. Наиболее отчетливо и хорошо зона окисления и вторичная зональность проявлена на рудных (особенно сульфидных) месторождениях и мало характерна для месторождений неметаллических полезных ископаемых.

Месторождения окисных и гидроокисных руд железа и рудные тела, сложенные гематитом и бурым железняком, являются устойчивыми в зоне окисления.

Магнетитовые руды при окислении образуют мартитовые руды, развитые на ряде железорудных месторождений (Сарбай, Кривой Рог, КМА и др.). Образование гидроокислов железа в магнетитовых рудах происходит незначительно, но при наличии в рудах (пирита, халькопирита, и др.) под воздействием сернокислых растворов разложение магнетита протекает быстрее с образованием сульфатов железа, которые затем переходят в гидроокислы железа.

При окислении карбонатов железа (сидерита, анкерита) образуются бурые и красные железняки, турьитовые руды, которые состоят из гетита, гидрогетита и гидрогематита.

Примеры железорудных месторождений, на которых развита зона окисления: Михайловское и Яковлевское в КМА, месторождения Кривого Рога, Сарбайское в Казахстане, Бакальское на Урале и др.

Золото – драгоценный металл начинающий свою историю с эпохи неолита (V тыс. до н. э.). Наверно это единственный металл, который используется на протяжении 5 тысячелетий как – драгоценный металл, из которого изготавливали украшения, монеты и использования в качестве денег. В настоящие время его применение довольно расширилось – это и в различных отраслях промышленности, и в стоматологии, и авиации и космической отрасли, а также электронике и производстве измерительных приборов. Содержание золота в земной коре составляет примерно 4,3·10-10 % по массе от 0,5 до 5 мг/т – что характеризуется как низкое, но месторождения и участки, которые обогащённые металлом, довольно многочисленны. Золото образует промышленные концентрации в постмагматических, главным образом гидротермальных месторождениях. В экзогенных условиях золото является очень устойчивым элементом и легко накапливается в россыпях. Однако доли микроскопического золота, входящий в состав сульфидов, при их окислении способен мигрировать в зоне окисления. Впоследствии золото накапливается в зоне повторного сульфидного обогащения, но максимальные его концентрации связаны с накоплением в зоне окисления, где оно ассоциирует с гидроокислами железа и марганца. Миграция золота в зоне окисления сульфидных месторождений происходит в виде бромистого и йодистого соединений в ионной форме. Некоторыми учёными допускается растворение и перенос золота сульфатом окиси железа или в виде суспензионной взвеси.
Цель работы – изучить процесс преобразования золота в зоне окисления сульфидных месторождений (коры выветривания).
В задачи работы входит: – изучить научную литературу по данной теме;
выделить процессы преобразования золота в зоне окисления сульфидных месторождений;
определить степень изученности вопроса и его основные проблемы изучения.
1. Краткая характеристика отрасли.
В наше время проблема извлечения золота из сульфидных руд коренных месторождений является актуальной, поскольку в последние годы в результате отработки легкообогатимых богатых песков россыпей сохранение ежегодного производства золота вероятно исключительно с изучением труднообогатимых месторождений, в их числе и сульфидные руды. Сульфидные руды, в которых содержание сульфидов не превышает 3-5 %, а главные породные минералы представлены кварцем, силикатными, карбонатными и др. оксидными формами, считаются сравнительно легкообогатимыми. В кварцево-сульфидных рудах значительно большая часть золота самородное, свободное, раскрывается при помоле (40-60 % кл.0,074 мм) и легко может быть извлечено с применением простых гравитационных и флотационных методов обогащения; в случае содержания тонкого золота с неправильной геометрической формой или другой аномальной формой золото выделяют из хвостов гравитации или флотации цианированием. Для большинства первичных сульфидных руд коренных месторождений, в которых содержание сульфидов не превышает 10 %, технологические схемы с учетом минерального, химического, гранулометрического, фазового состава минералов и золота могут включать следующие обогатительные операции:
гравитация и цианирование (Кочкарское, СевероЕнисейское, Воронцовское, Светлинское и др.);
флотация и цианирование (Березовское и др.);
гравитация, флотация и цианирование (Наталкинское, Дарасунское, Советское, Тибетское, Майское, Сухой Лот и др.);
гравитация, флотация и сорбционное выщелачивание огарка после обжига концентрата (Бакырчик и др.);
гравитация, флотация, биовыщелачивание с последующим цианированием кеков и концентратов (Майское и др.).
Для окисленных руд в основном применяют схемы прямого цианирования чаще всего, используя способ сорбции из пульпы (сорбционное выщелачивание) на ионообменных смолах или активных углях. При этом добыча золота из сульфидных руд относиться как к попутному, так и вторичному производству (рис. 1). Этот факт распределения напрямую зависит от генезиса рудных тел месторождения:
фазовый состав форм золота в руде;
крупность частиц золота и реальная степень его раскрытия при дезинтеграции;
геометрическая форма частиц золота;
чистота поверхности частиц золота;
минеральный рудный и породный состав;
степень сульфидности или окисленности основных рудных минералов.
Самые важные показатели в оценке качества сульфидного золоторудного сырья – фазовый состав, крупность частиц золота, степень сульфидности.1
Рис. 1 – Динамика производства золота в РФ.
По информации USGS, в России сосредоточено 14% мировых разведанных запасов золота, что позволяет ей занимать второе место в мире по данному показателю, а вот по добычи – третье (рис. 2). Более подробная карта месторождений Au в России представлена в приложении 1.

Рис. 2 – Структура крупнейших стран по добычи золота в мире.
Вкрапленное золото в сульфидных рудах Северо-Востока России не обладает принципиальным различием от подобных руд Казахстана (Бакырчик), Енисейского кряжа (Олимпиада, Ведуга, Удерейское), Узбекистана (Даугызтау, Кокпатас), Таджикистана (Чоре, Кончоч), Финляндии (Суриикусико), Австралии (Форстевил), США (Донлин Крик), Ганы (Ашанти) и др.
На основе результатов исследований, выполненных многими авторами (Кисляков Л.Д., Кулигин С.А., Плаксин И.Н., Зеленов В.И., Масленицкий И.Н., Ортин М.Ф., Лачко О.А., Каковский И.А., Некрасов Б.Д

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Рис. 3 – Обобщенная схема строения зоны окисления.
Совокупность факторов, определяющих характер окисления, делят на две группы: региональные – относятся климатические и морфолого-тектонические и общие особенности металлогении и химизма вод данной области, ко второй – характер данного рудного тела (структурные особенности), условия залегания и характер боковых пород.
Сам процесс преобразования золота в зонах окисления сульфидных месторождений мы рассмотрим в следующей главе на нескольких примерах.

3. Процессы преобразования золота в данных условиях
В данных условиях принято считать, что золото претерпевает три стадии преобразования: растворение миграция и концентрирование в грунтовых водах осаждение новых гидрогенных минеральных форм. Для физико-химического моделирования форм миграции золота разработана стартовая основа и изложены алгоритмы постановки прямых задач химического равновесия, ориентированных на выявление доминантных комплексных форм золота в составе низкотемпературных гидротерм. На основе новых экспериментально полученных констант устойчивости комплексов = 15.1 лог. ед. и Au = 13.7 ± 0.5 лог. ед. при 25°C и 1 атм., с учетом локальности и частичности соответствующих наборов значимых химических равновесий проанализированы ситуации типовых профилей коры выветривания и питающих их вод (табл

Текстуры оксидных руд могут быть унаследованы от первичных и вновь быть приобретенными в процессе выветривания и окисления этих руд. Нередко они встречаются совместно. К новообразованным относятся остаточные текстуры (землистые и брекчиевые) и переотложенные (корковые, полосчатые, натечные, порошковые). Помимо химических преобразований в приповерхностных частях у выходов рудных тел происходит… Читать ещё >

Зоны окисления и вторичного обогащения сульфидных месторождений ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Близповерхносгные изменения тел полезных ископаемых, вызванные физико-химическими процессами выветривания, имеют вертикальную зональность, обусловленную зональностью приповерхностных вод (рис. 3.27). Область циркуляции этих вод подразделяется на три зоны: 1) аэрации или просачивания; 2) водообмена; 3) застойных вод.

В зоне аэрации происходит окисление минеральных веществ, слагающих тела полезных ископаемых. Ей соответствует зона окисления, которая может быть на месторождениях самых различных генетических классов. Степень развития зоны окисления зависит от климата, геоморфологии и тектоники, состава руд и вмещающих пород, их текстурноструктурного облика. Наиболее интенсивно она проявлена в сульфидных месторождениях, где под действием свободного кислорода, растворенного в воде, и углекислоты происходит разложение сульфидов и других сернистых соединений с образованием серной кислоты и сульфатов, с частичным или полным выщелачиванием рудных компонентов.

Рис. 3.27. Модель зональности окисления сульфидных рудных тел (но В. И. Смирнову):

точки в верхней части колонки — подзона оксидных руд; белое — подзона выщелоченных руд; жирные точки — подзона богатых оксидных руд; черное — зона вторичного обогащения; в клеточку — зона первичных руд Окисление наиболее распространенных сульфидов происходит по схеме:

для халькопирита — СиЕе8₉ + 40₇ = Си50₄ + Ее50₄; для галенита — РЬ8 + 20₃ = РЬБО, (англезит); для сфалерита — 2п8 + 20₃ = ZnSO_Л.

В условиях карбонатной среды:

сульфат меди переходит в малахит и азурит — 2Си80₄ + + 2СаС0₃ + 2Н₂0 Си80₄ • Си (ОН) + 2СаБ0₄ + С0₂;

сульфат цинка приводит к образованию смитсонита — 2п80₄ + СО, + Н₂0 = 2пСО_э + Н₂8 0₄.

Различные миграционные свойства рудных компонентов обусловливают неодинаковые изменения их концентрации, приводящие либо к новообразованиям промышленных руд, либо к их обеднению. В случае возникновения в процессе химического выветривания труднорастворимых комплексов, концентрация рудных компонентов существенно не изменяется, а происходит лишь изменение фазового состава руд, оказывающего сильное влияние на технологию их переработки.

В зоне окисления сульфидных месторождений выделяют поверхностный слой, подзоны оксидных, выщелоченных и богатых оксидных руд (см. рис. 3.24), нередко образующих так называемые железные шляпы. Например, медно-колчеданные месторождения могут быть покрыты железной шляпой, иногда с промышленным содержанием золота и серебра. Общая мощность оксидной зоны изменяется от первых до десятков метров, иногда достигая сотни метров. Глубина распространения зоны окисления и зависимость ее от форм рельефа и неотектоники отчетливо выражены, например, в бортах карьера медно-порфировых месторождений Каджаран, Агарак, Коунрад, Алмалык.

Верхняя граница зоны вторичного обогащения связана с уровнем грунтовых вод. Его временные колебания приводят к перераспределению рудных веществ между зонами окисления и вторичного обогащения, усложняя общую картину зональности в зоне перехода. Еще сложнее — нижняя граница зоны вторичного обогащения с зоной первичных руд. В ней за счет халькопирита возникают халькозин и ковеллин:

Помимо химических преобразований в приповерхностных частях у выходов рудных тел происходит механическое изменение тел полезных ископаемых. При этом может произойти изменение пространственного положения и мощности рудных тел, образование отрицательных или положительных форм рельефа.

Зона вторичного обогащения образовалась на некоторых месторождениях меди, урана, золота и серебра и на отдельных участках медно-никелевых месторождений. Она наиболее характерна для медных месторождений различных типов.

Читайте также: