u_lectures

Термическая устойчивость и химическая инертность слюды обусловили ее применение для изоляции в зажигательных свечах двигателей внутреннего сгорания, в различных нагревательных приборах и аккумуляторах.

Благодаря своей упругости, тонкости и однородности листовая слюда применяется для изготовления мембран телефонов, микрофонов и других акустических приборов, а также как основание для флюоресцирующих экранов, в вакуум-трубках для осциллографов и для телевидения.

Листовая слюда прозрачна, огнеупорна и устойчива при резких колебаниях температуры, поэтому ее вставляют в окна химических и металлургических печей.

Молотая слюда применяется для изготовления кровельных материалов (толь, рубероид), огнеупорных красок, тепловой изоляции паровых котлов и трубопроводов паровых и холодильных установок, как наполнитель в пластмассах, для сухой смазки деревянных трущихся частей, в качестве присыпки, чтобы не слипались резиновые изделия и для придания блеска бумаге и краскам.

6.2. Требования к качеству сырья, типы руд и месторождений слюды

При предварительной качественной оценке сырой слюды необходимо пользоваться теми показателями, которыми характеризуется сырье разрабатываемых уже месторождений и теми требованиями, которые предъявляют потребители к товарной слюде и полуфабрикатам (табл. 6.1–

6.3).

Таблица 6.1

Марки слюды по ГОСТ 106 98-80 (Статус: Действующий)

	Тип	Форма и размеры
	Подборная	Пластинки произвольной формы, толщиной от 100 до
		400 мкм
	Обрезная	Прямоугольные пластинки толщиной от 5 до 650 мкм
	Щипаная	Пластинки произвольной формы от 5 до 45 мкм
	Фасонные изделия	Штампованные детали различной конфигурации толщи-
		ной от 50 до 550 мкм
	Дробленая	Чешуйки размером в поперечнике от 160 до 20 000 мкм
	Молотая	Порошкообразный продукт с размером частиц до 630 мкм

121

				Таблица 6.2
	Слюда мусковит молотая электродная ТУ по ГОСТ 14327-82
	(Статус: Действующий)
	Наименование показателя	Норма для марки		Метод испытания
		СМЭ-315В	СМЭ-315
	Тонина помола:
	массовая доля остатка,%,
	не более, на сетке №:
	2	Отсутствие	Отсутствие
	0315	3	3	По ГОСТ 19572
	0125	55	55
	Массовая доля частиц, про-
	ходящихчерез сетку№ 0063,	50	50
	%, не более
	Массовая доля двуокиси	44–50	44–50	По ГОСТ 26318.2
	кремния (SiO2), %
	Массовая доля суммы полу-			По ГОСТ 26318.3 и
	торных окислов (Al2O3 +	32–40	32–40
				ГОСТ 26318.4
	+ Fe2O3), %
	Массовая доля окиси железа	4,0	5,0	По ГОСТ 26318.3
	(Fe2O3), %, не более
	Массовая доля окиси маг-	2,0	2,0	По ГОСТ 26318.6
	ния (MgO), %, не более
	Массовая доля окиси калия			По ГОСТ 26318.7
	(К2О), %, не более	8,0	8,0
	Массовая доля пятиокиси	0,1	0,1	По ГОСТ 26318.10
	фосфора (Р2О5), %, не более
	Массовая доля трехокиси	0,1	0,1	По ГОСТ 26318.9
	серы (SO3), %, не более
	Массовая доля влаги, %, не	2,0	3,5	По ГОСТ 26318.11
	более
				Массовую долю посто-
				ронних примесей опре-
	Массовая доля посторонних			деляют параллельно на
	примесей минерального	4,0	5,0	двух навесках молотой
	происхождения, %, не более			слюды массой по 50 г
				каждая, отобранных по
				ГОСТ 22370
	Насыпная масса, г/см3, не	0,40	0,50	Насыпную массу слю-
	более			ды определяют по
				ГОСТ 22370
				Таблица 6.3

122

Слюда обрезная мусковит для водомерных колонок, котлов высокого давления ТУ по ГОСТ 13752-86 (Статус: Действующий)

	Наименование показателя	Норма	Методы испытания
	Пятнистость смотровой части,		Путем измерения площади смот-
		6	ровой части, занятой минеральны-
	%, не более
			ми включениями
	Диаметр пластинчатых мине-		Диаметр определяют с помощью
	ральных включений на смот-	2	микроскопа	стереоскопического
	ровой части, мм, не более		типа МВС, окуляр с ЦД 0,1 мм
			Определяют с помощью микро-
	Площадь, занятая газовыми	25	скопа стереоскопического		типа
	включениями, %, не более		МВС, в котором установлен окуляр
			с сеткой со стороной квадрата 1 мм
	Захождение краевых трещин,
	мм, не более для пластин пло-		Определяют с помощью метал-
	щадью:		лической измерительной
	менее 60 см2	2	линейки
	более 60 см2	5
	Длина линии отлома угла, мм,	3	Измеряют с	помощью линейки
	не более		металлической
	Проколы, трещиноватость,	Не до-
	объемные минеральные вклю-		Определяют визуально в прохо-
	чения, загрязнение поверхно-	пуска-	дящем и отраженном свете
	сти	ется
			Погрешность	измерения	должна
	Разность толщины по недосня-	0,02	быть не более 0,01 мм. Измерение
	тию, мм, не более		проводят в точке, находящейся не
			ближе 2 мм от края пластины
	Отклонения от номинальной		По ГОСТ 10918-82 погрешность
		±1	измерения должна быть не более
	длины и ширины, мм, не более
			0,25 мм
			Погрешность	измерения	должна
	Отклонения от номинальной	-0,10	быть не более 0,01 мм. Измерение
	толщины, мм, не более		проводят в точке, находящейся не
			ближе 2 мм от края пластины

Примечания. 1. Смотровой частью пластины считается часть пластины шириной 4 мм, расположенная симметрично относительно продольной оси.

2. По согласованию между потребителем и изготовителем допускается установление смотровой части шириной более 4 мм, при этом площадь, занятая пластинчатыми минеральными включениями, также устанавливается по согласованию между изготовителем и потребителем.

Условия образования слюд в природе отличаются некоторыми особенностями. В высокотемпературных эффузивных породах эти ми-

123

нералы, как ранние выделения непосредственно из магмы, никогда не встречаются. В интрузивных изверженных породах преимущественно кислого и среднего состава они образуются как позднемагматические постмагматические минералы, очевидно, под влиянием легко летучих агентов (мусковитовые граниты, грейзены). Крупные кристаллы слюды встречаются среди пегматитов, нередко в высоко- и среднетемпературных гидротермальных месторождениях вольфрама, молибдена и др. Широким распространением они пользуются также во многих метаморфических породах, в частности, в кристаллических сланцах (гнейсах, слюдяных сланцах и др.).

Месторождения мусковита

Мусковит среди минералов группы слюд пользуется широким распространением. В качестве породообразующего минерала он входит

всостав некоторых интрузивных горных пород, в частности, в состав гранитов, особенно грейзенов, т.е. пневматолитически измененных их разностей, в ассоциации с топазом, литиевой слюдой, кварцем, иногда вольфрамитом, касситеритом, молибденитом и др. Мусковит в этих случаях образуется главным образом за счет ранее выделившихся калиевых полевых шпатов (ортоклаза и микролина).

Сравнительно часто мусковит встречается в гранитных пегматитовых жилах в виде крупных кристаллов, представляющих промышленный интерес. Мусковит в таких жилах, особенно в центральных частях, нередко дает скопления в виде гнезд до 1–2 м в поперечнике, но обычно бывает беспорядочно рассеян в форме крупных кристаллов по всей массе пегматита или вдоль определенных зон.

Как мельчайшие включения в кристаллах мусковита иногда встречаются циркон, рутил в виде сагенитовой решетки, апатит, шпинель, гранаты, турмалин, кварц, магнетит и др. При детальном исследовании в ряде случаев можно установить определенные закономерности ориентировки этих включений в соответствии со структурными особенностями минералов.

Вконтактово-метасоматических месторождениях мусковит встречается редко. Известны случаи образования мелкозернистого мусковита

впесчаниках на контакте их с гранитом и другими кислыми изверженными породами.

Вгидротермальных рудных месторождениях широко развиты процессы серицитизации, т.е. образования серицита – скрытокристаллической разности слюды, обогащенной водой.

Вметаморфических горных породах мусковит и серицит пользуются широким распространением. Известны целые массивы слюдяных

124

кристаллических сланцев, серицитсодержащих глинистых сланцев (филлитов) и кварцитов с мусковитом. В таких породах полевые шпаты обычно отсутствуют.

При процессах, выветривания мусковит обладает относительной химической стойкостью и часто переходит в россыпи. В силу способности легко расщепляется на мелкие листочки и благодаря малому удельному весу в виде мельчайших серебристых блесток скопляется обычно в илистых осадках и слоистых глинах, образующихся в водных бассейнах при замедленном движении вод.

В условиях интенсивного химического выветривания мусковит способен переходить в более богатые водой гиотослюды – гидромусковиты, а при переходе в раствор щелочей – в каолинит.

Из многочисленных месторождений мусковита следует отметить лишь наиболее интересные, распространенные в пегматитах. Это месторождения Мамского, Бирюсинского районов и Урала.

Главнейшие иностранные месторождения мусковита в пегматитах находятся в Индии (Бенгальский и Мадрасский районы), где встречаются кристаллы мусковита до 3–5 м2 и больше, в ряде штатов США (Северная Каролина, Мэриленд и др.), Бразилии, Канаде и других странах.

Месторождения флогопита

Флогопит довольно часто встречается в контактово-метасоматических образованиях и в пегматитовых жилах, секущих доломитизированные известняки и другие бедные кремнеземом и железом магнезиальные породы (например, серпентиниты). Типичными спутниками флогопита являются диапсид, форстерит, шпинель, доломит, кальцит, полевые шпаты, скаполиты и др. Он распространен также в метаморфических породах (кристаллических сланцах), обычно в ассоциации с относительно бедными железом минералами. В прозрачных шлифах без измерения оптических констант его легко принять за мусковит. Примером являются Слюдянские месторождения флогопита, В генетической связи с гранитными интрузиями здесь среди сложного комплекса кристаллических сланцев, гнейсов и мраморов образовались многочисленные секущие пегматитовые жилы и метасоматические образования.

Флогопитосодержащие минеральные тела обычно подчинены пи- роковно-амфиболовым гнейсам и встречаются нередко группами. Строение таких жил довольно сложное. Аналогичные флогопитовые месторождения распространены в Алданском районе Восточной Сибири.

Флогопитоносность отмечается во многих зарубежных карбонатитовых месторождениях. Более подробно она исследована на месторождениях Пилбара (ЮАР), Однако сведений о практическом применении

125

флогопита карбонатитовых месторождений за рубежом нет. В России известны такие месторождения в Маймеча-Котуйской провинции (Гулинское, Одихинча, Маган) и в Карелии – Ковдорское. Последнее эксплуатируется.

Месторождения вермикулита

Вермикулит залегает среди сильно измененных ультраосновных пород, где он является продуктом гидротермального изменения биотита

ифлогопита, образуя мощные и длинные линзы.

ВРоссии к этому типу относятся промышленные месторождения вермикулита Среднего Урала и Ковдорское месторождение. Наиболее перспективными являются Ковдорское и Потанинское.

Из иностранных месторождений следует отметить крупные промышленные месторождения Либби в Монтане (США) и в Западной Австралии.

Внастоящее время у нас слюду добывают на рудниках, объединенных в пять крупных предприятий: трест Мамслюда, комбинат Алданслюда, Слюдянское, Чупинское и Енское рудоуправления.

6.3. Обогащение слюдяных руд

Важнейшей целью процесса обогащения слюдосодержащих руд является увеличение содержания ценной части кристаллов за счет уменьшения содержания неполезной ее части, состоящей из посторонних примесей (пустой породы).

Трудность проблемы механизации обогащения слюдяных руд состоит в следующем:

1. Кристаллы слюды и сопутствующая им порода имеют почти одинаковые диэлектрические константы и удельный вес, что исключает применение распространенных методов обогащения. Кристаллы слюды в процессе обогащения не должны нарушаться.

2. В исходной руде встречаются кристаллы слюды различной конфигурации, площади и толщины.

3. По своим технологическим свойствам руды различных месторождений значительно отличаются друг от друга.

Таким образом, основным методом обогащения слюдяных руд является механический, основанный на различии формы зерен и коэффициента трения.

В настоящее время применяются пять методов: 1. Ручная сортировка.

126

2.Обогащение по трению.

3.Обогащение по форме.

4.Гравитационные методы (для мелкоразмерных руд).

5.Флотация.

Исключением является обогащение вермикулитовых руд, где кроме обогащения по форме применяются гравитационные методы и электромагнитная сепарация.

6.3.1. Обогащение по трению

Обогащение по трению основано на различии коэффициентов трения-скольжения кристаллов слюды и трениякачения округлых кусков породы.

Куски породы, имея округлую форму, скатываются по наклонной плоскости вследствие того, что опрокидывающий момент куска породы больше удерживающего момента, если угол наклона плоскости больше или равен углу трения кристаллов слюды. Кристаллы слюды благодаря своей пластинчатости при падении ложатся на плоскость своей большей площадью.

Значительная разница между площадью и толщиной кристаллов препятствует возникновению опрокидывающего момента и кристаллы слюды вынуждены скользить по наклонной плоскости. Вследствие различных коэффициентов трения минералы слюды и породы приобретают различные ускорения и падают с конца наклонной площади по разным параболическим траекториям.

На основе данного принципа обогащения разработаны и испытаны несколько видов наклонных плоскостей и винтовых сепараторов.

Предложенный В.М. Архангельским и М.А. Лавровым сепаратор состоит из ряда наклонных металлических плоскостей (рис. 6.1). Каждая плоскость имеет длину 1 350 мм, ширину – 1000 мм; угол наклона каждой последующей плоскости больше, чем предыдущей.

В конце каждой плоскости имеется щель для улавливания кристаллов слюды. Ширина щели на первой плоскости больше, чем на второй и т.д. Перед щелью устанавливается небольшой порог треугольной формы (горка) для создания условий отрыва движущихся кусков породы от наклонной плоскости.

Крупные куски породы, двигаясь с большей скоростью по плоскости, перелетают через щель и уходят в отвал. Кристаллы слюды и более мелкие куски породы проваливаются в щель и падают на вторую плоскость

127

и т.д. Крупность исходного составляет 20–70 мм, извлечение слюды – 90–92 %, выход породы в концентрат – 26–33 %.

Есть еще сепаратор Архангельского, в котором на внешней стороне рабочего желоба установлены небольшие борта, позволяющие держать больший угол наклона.

Известен плоскостной сепаратор (рис. 6.2) конструкции М.Г. Кузакова и Б.А. Круглова, в котором имеется наклонная плоскость с пер-

пендикулярными плоскостями и щелью, угол наклона равен 37°. Извлечение слюды достигает 70–86 %, засоренность концентрата пустой породой составляет 59–78 %.

Исходная руда

Пустая порода

Слюда+порода

Концентрат	Порода
(слюда)

Рис. 6.1. Плоскостной сепаратор В.М. Архангельского и М.А. Лаврова

128

Б

Рис. 6.2. Плоскостной сепаратор М.Г. Кузакова и Б.А. Круглова: А – неподвиж-

ная рабочая плоскость; Б – миниатюрные плоскости (типа «горка»); В – окна

Лекция 13

План лекции: 1.Обогащение слюды по форм [45 c 177-178]

2.Гравитация [45 c 178-180]

3.Флотация [45 c 180-182]

4.Схемы обогащения. Фабрики [45 c 182-18710 c 320]

6.3.2.Обогащение по форме

Как известно, пустая порода имеет куски более неправильной формы, чем слюда, вследствие чего в узкие щели вместе со слюдой проваливается только мелочь размером меньше ширины щели. При грохочении происходит разделение всей горной массы по форме зерен следующим образом.

Кристаллы слюды, попадая на сито с колосниками, имеющими острые грани, получают неустойчивое равновесие и легко опрокидываются в щель. В связи с этим уголковый профиль сит признан наилучшим. Последующее отделение кристаллов слюды от мелкой породы основывается на разности их площадей.

Максимальный диаметр кусков породы незначительно превышает размер щелей колосникового грохота, тогда как у кристаллов слюды площадь намного больше толщины. При просеивании промпродукта че-

129

рез грохот с круглыми или квадратными отверстиями мелкие куски породы проваливаются, а кристаллы слюды скатываются по сетке, чем и достигается отделение слюды от мелкой породы.

Этот метод обогащения слюдяных руд нашел широкое распространение и осуществляется на барабанных и вибрационных грохотах. Почти все современные обогатительные фабрики на слюдяных рудниках работают на основе этого метода.

В 1960 г. для обогащения слюдяных руд впервые были применены вибрационные грохоты типа СМ-13. Эти грохоты наиболее эффективны для обогащения слюдяных руд ввиду того, что траектория колебаний сит происходит по эллипсу, т.е. в несколько наклонном к горизонту направлении. Такое сложное движение грохота способствует лучшему самоочищению сита колосниковой решетки.

Кроме того, используются грохоты ГУП-1 и ГУП-3, а также сепаратор конструкции Гипронинеруд. Сепаратор представляет собой стандартный ленточный конвейер с плоскими роликами. Над лентой под некоторым углом к ее оси установлены ребристые валки, вращающиеся навстречу ленте. Оси валков расположены под углом 60° к плоскости ленты. При этом зазор между валиками и лентой уменьшается в направлении движения материала. При встрече с первым валком куски руды большего размера, чем зазор между валком и лентой, сбрасываются с ленты, а кристаллы слюды, имеющие плоскую форму, проходят под валком. Следующий по ходу валок устанавливается с меньшим зазором и отбивает с ленты куски породы, прошедшие под первым валком, и пропускает как и первый кристаллы слюды, которые поступают в приемный бункер. Лучшие результаты получаются на материале, из которого удален негабарит, класс –20 мм, и особенно на расклассифицированном на фракции, обогащающиеся на отдельных сепараторах. Между сепараторами имеется ленточный конвейер, который транспортирует породу, отбитую валками. Кристаллы избыточного размера выбираются вручную. Извлечение слюды в концентрат составляет 97–98 %.

Ленточные сепараторы успешно работают на рудниках Ковдор и Ёнского рудоуправления.

6.3.3. Гравитация

Гравитационные методы обогащения применяются, главным образом, для мелкоразмерных слюдяных руд и мелкочешуйчатых слюдосодержащих сланцев. Месторождения таких руд известны в различных

130