Хромовые руды

В природе известно около 30 хромсодержащих минералов. Из них промышленными минералами хрома являются минералы груп­пы хромшпинелидов. По химическому составу различают следую­щие основные минеральные виды: магнохромит— (Mg, Fe)Cr₂0₄, Сг₂0₃ — 79, 04 %, MgO — 20, 96 %; хромпикотит — (Mg, Fe) X X (Сг, Al)₂O₄, Сг₂O₃ — 55%; алюмохромит — Fe*(Cr, Al)₂O₄, Cr₂0₃ — 50% [32]. Все перечисленные минералы имеют близкие физические свойства и различаются по результатам химического анализа. Хромовые минералы по ценности распределяются в сле­дующей последовательности: магнохромит, алюмохромит, хром­пикотит.

В практике геологоразведочного и горного дела хромшпинели-ды называются хромитами (Fe, Mg) • (Cr, Al, Fe)₂0₄. Различают рудообразующие и акцессорные хромиты. В их разновидностях со­держание оксидов колеблется в широких пределах: Сг₂0₃ — 2— 67 %; А1₂0_з 2—65 %; Fe₂0₃ 0—41 %; FeO 10—30 %; MgO 1—20 % [8]. В хромиты, изоморфно замещая Fe и Сr, могут входить сле­дующие элементы-примеси: Ti до 0, 20%, V до 0, 18%, МnО 0, 1— 1 %, NiO до 0, 18 %, Со 0, 08 %, реже Zn, Ga и др.

Главные нерудные минералы в хромовых рудах: оливин, сер­пентин, пироксены. В богатых хромовых рудах их содержание ме­нее 5 %. Второстепенные и редкие рудообразующие минералы раз­нообразные: хлорит, уваровит, хромдиопсид, хромактинолит, хром-турмалин, хромрутил, хромвезувиан, фуксит, перовскит, брусит, вермикулит, тальк, асбест, магнетит, ильменит, пентландит, мил-лерит, никелин, пирит, халькопирит, магнезит, карбонаты, опал, халцедон, минералы платиновой группы (ферроплатина), полик­сен (Pt₃Fe), невьянскит (Ir₂Os) и др. В этом типе преимущест­венно концентрируются Pt, Ir, Os.

Хромиты отличаются большой устойчивостью при выветрива­нии. Выделяются два типа хромовых руд: эндогенные, залегающие в ультраосновных магматических породах (в дунитах, перидоти­тах, серпентинитах, пироксенитах), и экзогенные, образующиеся в результате гипергенного изменения эндогенного хромового оруде-нения. Они развиты в россыпях — элювиальных, делювиальных и прибрежно-морских.

Первичные хромовые руды разделяются на массивные и вкрап­ленные. В массивных рудах содержание хромитов более 90%. Нерудные минералы представлены оливином и серпентином (около 10%). Руды характеризуются массивной, полосчатой, брекчие-вой и трещиноватой текстурами. Структуры идиоморфнозернистая, гранобластическая и гранокластическая. Среди массивных руд вы­деляются мелко-, средне- и крупнозернистые разновидности. Фор­ма зерен обычно изометричная, округлая. Они часто разбиты тре­щинами (рис. 29), наблюдаются реликты зонального строения. Обычно внешние зоны более светлые и имеют повышенное содер­жание железа и хрома по сравнению с ядром. В зернах хромита наблюдаются включения оливина, гематита, ильменита, рутила, ульвошпинели и других минералов. Хромит замещается магнети­том.

Среди вкрапленных руд по содержанию хромшпинелидов раз­личают густовкрапленные (70—90 %), средневкрапленные (50— 70%), редковкрапленные (30—50 %) и убоговкрапленные (10— 30%) [30]. По величине зерен хромитов вкрапленные руды под­разделяются на мелкозернистые (размер зерен< 1 мм), средне­зернистые (1—4 мм), крупнозернистые (> 4 мм). В этом типе руд характерны текстуры вкрапленная, пятнистая, петельчатая, ноду­лярная (см. рис. 7), трещиноватая. Структуры зернистые, раздроб­ленные, гранобластические [8]. Для экзогенных руд характерны текстуры обломочные, брекчиевые, землистые, трещиноватые. Структуры зернистые и раздробленные.

Выделяют три генетических типа промышленных месторожде­ний хромитов: раннемагматические, позднемагматические и рос­сыпи [32, 35]. Раннемагматические месторождения хромовых руд залегают на платформах в нижних горизонтах расслоенных мас­сивов основного—ультраосновного состава, сложенных дунитами, перидотитами, пироксеиитами и анортозитами. Возраст интрузи­вов докембрийский. Рудные тела представлены серией маломощ­ных параллельных хромитовых пластов. Мощность рудных тел не­большая (от первых сантиметров до нескольких Метров). Прости­рание измеряется от нескольких километров до нескольких десят­ков километров. Рудные пласты имеют-зональное строение, обус­ловленное чередованием массивных и вкрапленных руд. Руды мас­сивные, густовкрапленные, среднехромистые относятся к огнеупор­ным сортам.

К этому типу месторождений относятся: Бушвельдский массив (ЮАР), Великая Дайка (Зимбабве), Стиллуотерский массив (США), месторождения Индии и др.

Позднемагматические месторождения залегают среди серпен-тинизированных дунитов и перидотитов и приурочены к геосинкли­нальным областям. Рудные тела имеют формы линз, столбов и жилообразную. Они сложены крупнозернистыми, массивными и густовкрапленными хромитами. Число рудных тел может дости­гать от двух до нескольких десятков. Мощность рудных Тел дости­гает 250 м, протяженность до 1500 м, ширина 330 м. Месторожде­ния этого типа являются главным источником высокохромистых металлургических, химических и высокоглиноземистых огнеупор­ных руд. К этому типу месторождения относятся: Южно-Кемпир-сайское (СССР), Сарановский массив (СССР), Гулемен (Турция), Палаван (Филиппины), Селюкве (Зимбабве) и др.

Экзогенные месторождения — россыпи имеют ограниченное про­мышленное значение. Разрабатываются обломочные и рыхлые ру­ды элювиальных россыпей Кемпирсайских месторождений, делю­виальные россыпи Сарановского месторождения и Великой Дайки, морские россыпи Японии и Югославии.

.Генезис и геология промышленных месторождений хромовых руд описаны в работах [8, 32, 35].

Переработка хромовых руд зависит от количества хромитов в руде. Массивные и густовкрапленные руды используются без обо­гащения. Богатые хромовые руды подвергаются дроблению и сор­тировке.

Гравитационному обогащению подвергаются бедные вкраплен­ные руды. На Кемпирсайском месторождении применяется грави­тационная схема обогащения хромитов [30]. Богатые хромовые руды и концентраты используются для производства ферросплавов и огнеупоров.

При добыче массивной руды в горных выработках и при обо­гащении вкрапленных руд неблагоприятными факторами являют­ся хрупкость и трещиноватость хромитов, а также присутствие серпентина и хлорита, которые по трещинкам обволакивают об­ломки рудных агрегатов и зерен. Неблагоприятны для обогащения вариации в составе хромшпинелидов, которые часто наблюдаются в пределах одного зерна, приводя к зональному распределению хрома вследствие замещения Сг³⁺ на Fe³⁺ и А1³⁺. Раздробленные структуры, тесное прорастание хромита с нерудными минералами и вариации в его составе обусловливают потери при обогащении и усложнение технологических схем. Ниже приведены технологиче­ские показатели работы обогатительной фабрики Донского ГОК [30].

Глава 8