Различия в химическом составе фракций различной крупности на примере магнетитовой руды Ковдорского месторождения.
Зайцев В.А, Рощина И.А.
ГЕОХИ РАН
╚Химический анализ начитается с дробления породы╩,- эта фраза давно стала общим местом в геохимии. Процесс квартования, позволяющий сокращать пробу, избегая потери её представительности детально и многократно изложен в учебниках для студентов. Тем не менее, на практике зачастую оказывается, что на химический анализ после дробления берется самая тонкая фракция, а материал покрупнее используется для выделения и исследования монофракций минералов.
В связи с этим возникает вопрос: насколько фракции разной крупности могут отличаться по составу, т.е. каков порядок ошибки, возникающей в результате неправильной пробоподготовки.
Для ответа на этот вопрос нами был проведен эксперимент по дроблению магнетитовой руды Ковдорского месторождения. Использованная руда состоит главным образом из магнетита и кальцита с примесью флогопита и апатита.
Образец был раздроблен в железной ступке и рассеян на фракции +1 мм, -0,5+1 мм, -0,5 мм. Каждая из фракций в была растерта в яшмовой ступке и проанализирована методом рентгенофлюоресцентного анализа.
Полученные результаты приведены в таблице 1
Таблица 1. Химический состав различных по крупности фракций, полученных при дроблении магнетитовой руды.
|
Фракция: |
"+1" |
"+0.5-1" |
"-0.5" |
max/min |
|
SiO2 |
4.35 |
6.63 |
7.28 |
1.7 |
|
TiO2 |
0.24 |
0.16 |
0.15 |
1.7 |
|
Al2O3 |
2.13 |
1.86 |
1.49 |
1.4 |
|
Fe2O3* |
73.71 |
57.81 |
43.45 |
1.7 |
|
MnO |
0.30 |
0.28 |
0.25 |
1.2 |
|
MgO |
9.14 |
11.92 |
14.30 |
1.6 |
|
CaO |
5.03 |
11.33 |
17.13 |
3.4 |
|
Na2O |
0.23 |
0.24 |
0.21 |
1.2 |
|
K2O |
0.07 |
0.11 |
0.09 |
1.4 |
|
P2O5 |
0.14 |
0.05 |
0.07 |
2.6 |
|
SO3* |
0.11 |
0.16 |
0.13 |
1.5 |
|
V |
0.031 |
|
0.029 |
1.1 |
|
Co |
0.0131 |
0.0115 |
0.0083 |
1.6 |
|
Sr |
0.037 |
0.073 |
0.1052 |
2.8 |
|
Zr |
0.0195 |
0.0383 |
0.0773 |
4.0 |
|
Nb |
0.005 |
|
|
|
|
Cu |
0.0105 |
0.0175 |
0.007 |
2.5 |
|
Zn |
0.0304 |
0.0233 |
0.0157 |
1.9 |
|
Ni |
0.0107 |
0.0103 |
0.0079 |
1.4 |
|
Y |
0 |
0.0008 |
0.0003 |
|
|
Ba |
0.024 |
0.0313 |
0.077 |
3.2 |
|
As |
0.0009 |
0.0008 |
0.0007 |
1.3 |
|
Pb |
0.0019 |
0.0018 |
0.0011 |
1.7 |
|
Cr |
|
|
0.0078 |
|
|
CO2 (as LOI) |
4.4 |
9.78 |
15.21 |
3.5 |
|
|
100.027 |
100.5376 |
100.0833 |
|
Рассмотрение таблицы показывает, что большинство макро- и микроэлементов неравномерно распределены по фракциям. Наиболее крупная фракция обогащена железом, алюминием, титаном и цинком, основным носителем которых является, очевидно, магнетит, а также фосфором (апатитом). Наиболее тонкая фракция обогащена магнием, кальцием, стронцием, цирконием и CO2, то есть, прежде всего, элементами, концентрирующимися в кальците и цирконием, образующим в ководорских рудах собственный минерал √ бадделиит. Фракция средней крупности обогащена калием, серой и медью, элементами, концентрирующимися во флогопите и сульфидах.
Последний столбец таблицы характеризует контрастность распределения элементов по фракциям как отношение максимального содержания к минимальному. Наиболее контрастным распределением характеризуются элементы, концентрирующиеся в мелкой фракции: Zr √ он концентрируется в 4 раза, Ca, Ba, CO2 √ концентрируются более, чем в три раза. Но и для других элементов степень концентрации очень высока: она редко составляет менее пятидесяти относительных процентов.
Таким образом, этот эффект представляет большую опасность, т.к. способен вносить в конечную оценку состава породы ошибки, не сопоставимые с точностью химического анализа.
Вместе с тем, поскольку разделение по фракциям крупности после дробления является эффективным механизмом концентрации минералов (по крайней мере, для руд карбонатитового генезиса) он может рассматриваться как эффективный прием обогащения руд.