Развитие металлургии из комплексных руд. История металлургии

Объемный вес меняется в пределах от 0,78 до 3,10. Отдельные горизонты руд характеризуются более или менее постоянными величинами объемных весов, пределы колебаний которых для каждого типа разновидности руд сравнительно невелики. Объемный вес зависит от минералогического состава руд и объема пустот. Объемные веса и коэффициенты разрыхления руд Халиловских месторождений приведены в табл. 1.

Таблица 1

Объёмные веса и коэффициенты разрыхления руд Халиловских месторождений

Удельный вес руд меняется в пределах от 3,07 до 4,03. Удельный вес руд остается почти неизменным для всех типов руд и пределы колебания его по разным типам почти одинаковы. Некоторые колебания удельных весов всецело связаны с изменениями минералогического состава руд.

Ориентировочно Орско-Халиловские руды представляют собой трехкомпонентную смесь, состоящую из групп:

– минералов группы бурого железняка с удельными весами от 3,3 до 4,0;

– лептохлоритов с удельными весами от 3,0 до 3,4;

– кварца и др. пустых пород с удельными весами около 2,5.

Естественно, что если соотношение компонентов будет изменяться, то это отразится на величине удельного веса руды. В частности, при высоком содержании минералов группы бурого железняка удельный вес руд будет достигать наибольшей величины.

Следовательно, величина удельного веса до некоторой степени характеризует содержание в руде минералов группы бурого железняка.

На основании вышеизложенного можно сказать, что координируя удельные веса с результатами химического анализа можно определить количественный минералогический состав руд, то есть соотношение железа в составе лептохлоритов и минералов группы бурого железняка. Для пересчета можно составить соответствующие графики и таблицы.

При этом необходимо учитывать теоретически возможное содержание железа в лептохлоритах и минералах группы бурого железняка, которые характеризуются следующими данными:

Сод. Fe Уд. вес

Лептохлорит (типа тюрингита) 24,6 – 32,3 3,0 – 3,4

Гидрогетит 61,8 4,0

Орско-Халиловские руды характеризуются высокой пористостью, которая меняется от 18 до 70%. Наибольшей пористостью обладают порошковатые охристые руды, где объем пустот меняется от 64 до 70%. Пористость руд по отдельным типам представлена в табл.2:

Таблица 2

Пористость Орско-Халиловских руд по отдельным типам.

Из этой таблицы хорошо видна закономерность в изменениях средних объемных

весов и объемов пустот по типам руд.

Влажность руд. Орско-Халиловские руды обладают весьма высокой влажностью, которая меняется от 5—10% до 60—80%. Высокая влажность руд обуславливается большим объемом пустот. Влажность руд подвержена резким колебаниям в зависимости от атмосферных условий. В частности порошковатые руды обладают высокой влажностью, то есть способностью усваивать влагу, что связано с микроскопичностью руд и большой удельной поверхностью их. На это оказывают малые размеры частиц и их чешуйчатая форма. В составе Халиловских руд следует различать: гидратную влагу (химическая связанная вода), пленочную влагу, капиллярную влагу. Наиболее легко отдается капиллярная влага, удаление которой происходит наиболее быстро, что и наблюдается при перевозке руд в летний засушливый период на большое расстояние. При промышленном использовании руд необходимо предусмотривать удаление излишней влаги, которая осложняет подготовку и ведение доменной плавки руд.

Крепость руд. Наибольшей крепостью обладают конгломерато-оолитовые, оолитовые и плотные латеритовые руды. Руды конгломерато-оолитовые и оолитовые (2 и 3 горизонтов) большей частью имеют плотное массивное сложение. Они обычно обладают наибольшей крепостью, что объясняется наличием в руде большого количества прожилков плотного афанитового гидрогетита.

Латеритовые руды в основном сложены глинистым и алевритовым материалом, менее массивны и, большей частью, имеют значительно меньшую крепость. Глинистые частицы латеритовых руд имеют разную степень уплотнения и, следовательно, в зависимости от этого – различную крепость. Кроме процессов уплотнения (в узком понимании этого термина) на крепость латеритовых руд большое влияние оказываю процессы цементации, в результате чего первоначально рыхлая масса может приобрести большую крепость.

Цементом латеритовых руд может служить плотный афанитовый гидрогетит и кремнекислота.

Крепость рыхлых латеритовых руд иногда связана с явлением скелетообразования, то есть образованием густой сети тонких взаимно пересекающихся, кварцевых прожилков, хорошо скрепляющих всю рудную массу.

Рудный делювий (к этому типу руд мы относим так называемые глиноземистые руды, которые имеют некоторое распространение в верхах рудной толщи) большей частью представлен глинистыми разновидностями руд с подчиненным количеством массива. Отдельные куски руд иногда обладают высокой прочностью.

Пылеватость руд. Латеритовые руды содержат значительное количество пылеватых частиц. Конгломерато-оолитовые и оолитовые руды пылеватых частиц содержат значительно меньше. Порошковатые, охристые (латеритовые) руды состоят целиком только из пылеватых частиц. Механический анализ порошковатых руд показывает, что в составе их преобладают мелкие, почти дисперсные частицы.

Механический состав порошковатых руд:

Диаметр частиц в мм Содержание в %

0,5 – 0,25 1,5 – 2,0

3,25 – 0,05 1,9 – 2,0

0,05 – 0,01 30 – 32

0,01 – 0,005 20,0

0,005 – 0,001 15,0

меньше 0,001 12,0

Форма частиц – тонко-чешуйчатая, на что указывают явления каогуляции (свертывания частиц), наблюдающиеся при производстве механических анализов. Содержание пылеватых частиц в разных типах ориентировочно определяется следующими величинами:

Содержание пылеватых частиц, в %

1 Конгломерато-оолитовые 10—25

2 Оолитовые 10—20

3 Латеритовые плотные 15—25

4 Латеритовые довольно плотные 20—35

5 Латеритовые порошковые охристые 90—100

Кусковатость руд. Характерной особенностью руд Орско-Халиловской группы месторождений является большой выход мелких классов, так выход мелочи менее 10мм при добыче руд Аккермановского месторождения достигает до 75%, а после предварительной подготовки руд Новокиевского и Новопетропавловского месторождений к доменной плавке на дробильно-сортировочной фабрике отсев мелочи менее 10мм достигал до 40—50%. При разработке, наряду с крупными кусками руд, получается значительное количество мелочи. По кусковатости разные типы руд резко отличаются друг от друга. Например, конгломерато-оолитовые и оолитовые руды при экскаваторной добыче обычно дают большие глыбы размером до 0,5 м, которые требуют дробления перед пуском их в доменную плавку.

Латеритовые руды, обладающие трещиноватостью, а также грубой и тонкой слоистостью, при разработке дают более мелкий и кусковатый материал с большим количеством мелочи.

Трещиноватость рудной толщи, наиболее развитая в латеритовых рудах, но свойственная также и переотложенным рудам, определяет способность руд к окускованию при добыче. Поэтому среди всех типов руд по этому признаку могут быть выделены руды крупно-, средне- и мелкокусковатые. Развитие трещиноватости, по-видимому, тесно связано с новейшими тектоническими нарушениями и там, где они проявляются наиболее интенсивно, трещиноватость имеет максимальное распространение. Исходя из вышеизложенного можно предполагать, что западная (сброшенная) часть Новопетропавловского месторождения имеет наиболее развитую трещиноватость и представлена наиболее кусковатыми рудами.

Рудный делювий (1 горизонт), имеющий весьма широкое распространение на всех месторождениях и слагающий верха рудной толщи, представляет собой мелко- и среднекусковатый материал с большой примесью пылеватой массы пустых пород, которая заполняет пространство между отдельными кусками руды. При добыче этих руд получается большое количество мелочи, состоящей из нерудных компонентов, что позволяет путем грохочения отделить более богатую руду (кусковатую) от бедных примесей.

Химические анализы руды показали широкий размах колебленности элементов

Среднее содержание в руде основных элементов приведено в табл. 3:

аблица 3

Содержание элементов в рудах Орско-Халиловской группы месторождений