Особенности разведки и оценки месторождений никеля

Запасы, выявляемые в результате детальной разведки, подсчитываются в соответствии с постоянными кондициями, разрабатываемые на основе составленного для этого объекта ТЭО.

Материалы, полученные в результате детальной разведки, служат основанием для представления подсчета запасов по месторождению и для составления проекта разработки месторождения.

Доразведка месторождений может выполняться как на ранее детально разведанных месторождениях, но не освоенных промышленностью, так и на разрабатываемых. Назначением работ в первом случае является получение дополнительных данных, необходимых для подготовки месторождения к промышленному освоению, во втором – последовательное изучение недостаточно изученных частей месторождения.

Эксплуатационная разведка начинается при подготовке месторождения к отработке с началом проходки капитальных горно-подготовительных и нарезных выработок и сопровождает разработку месторождения до ее окончания.

Объектами эксплуатационной служат участки, подготавливаемые к отработке, а также отрабатываемые уступы карьера и эксплуатационные блоки.

Основная задача этой стадии заключается в предельно возможном уточнении контуров рудных тел, качества руд и горнотехнических условий их отработки.

Стадийность работ должна соблюдаться. Работы различных стадий могут выполняться без перерыва или со значительным перерывом. В отдельных случаях некоторые стадии могут отсутствовать в общей схеме геологоразведочного процесса или объединяться друг с другом.

Методика разведки месторождений никеля.

Группировка месторождений по сложности строения.

Плотность сетей при разведке никелевых месторождений.

В соответствии с Классификацией ГКЗ месторождения никеля по природным геологическим особенностям и сложности разведки разделяются на четыре группы (пять подгрупп). Для разведки месторождений каждой из подгрупп требуются свои методические приемы и плотность разведочной сети. См. таблицы №3 и №4.

Первая группа сложности строения включает наиболее простые месторождения никеля, представленные крупными пластообразными залежами вкрапленных руд простого строения и выдержанной мощностью и относительно равномерным распределением полезных компонентов. Это плитообразные залежи вкрапленных медно-никелевых руд Талнахского и Норильского месторождений, «донная залежь» Ниттис-Кумужья и др.

Первоначальная редкая сеть разведочных скважин – (400-600) х (400-600) м – обеспечивает на этих месторождениях приближенное оконтуривание рудных залежей и получение запасов категории С₁ , т.е. решает задачу предварительной разведки.

Разведочные скважины обычно вертикальные; располагаются они в разведочных линиях, ориентированных вкрест удлинения рудоносных массивов.

В стадию детальной разведки для подсчетов запасов категорий В и А сеть разведочных скважин сгущается соответственно до 200 х 200 и (50-100) х (50-100) м.

Плотность сетей, применявшихся при разведке месторождений никелевых руд

Таблица №3

* - в числители указаны расстояния по падению, в знаменателе – по простиранию.

Вторая группа месторождений никел я самая многочисленная. Она состоит их двух подгрупп: 1-й, включающей крупные протяженные пологопадающие и наклонные пласто-, плито- и линзообразные залежи сульфидных медно-никелевых руд, и второй, объединяющей большинство средних и мелких по масштабам плащеобразных, линзообразных и клиновидных залежей силикатных никелевых руд коры выветривания.

Пологопадающие и наклонные пласто- и линзообразные залежи сульфидных медно-никелевых руд характеризуется неравномерным распределением оруденения, сложным внутренним строением и представлены сплошными, брекчеевидными или прожилковато-вкрапленными рудами, между которыми часто отмечаются постепенные взаимные переходы.

Предварительная и детальная разведка этой группы месторождений осуществляется в основном наклонными и вертикальными скважинами колонкового бурения, расположенными в вертикальных разрезах. Глубина разведочных скважин определяется протяженностью перспективных рудоносных дифференцированных интрузивных массивов по падению и сохранением в них промышленного оруденения.

Для получения запасов категорий С₁ и В плотность сети разведочных скважин принимается в среднем соответственно (100-150) х (100-150) и (50-75) х (50-75) м.

Методика разведки плащеобразных и линзовидных залежей силикатных никелевых руд определятся их значительным площадным распространением, обычно неглубоким залеганием, невыдержанностью по мощности и прерывистостью, общим невысоким содержанием никеля и его неравномерным распределением.

Разведка месторождений силикатного никеля осуществляется преимущественно вертикальными, реже наклонными скважинами колонкового бурения, которые бурятся самоходными агрегатами. На стадии предварительной разведки первоначально оконтуривают никеленосные коры выветривания, определяют участки развития промышленных руд и оценивают их запасы по категориям С₂ и С₁ . Сеть разведочных скважин при площадной коре выветривания принимается квадратной или прямоугольной при расстоянии между разведочными разрезами 80-100 м и между скважинами в разрезах 50-100 м.

В стадию детальной разведки для получения запасов категории В разведочную сеть сгущают примерно вдвое – до 50 х 50 м или до 50 х (25-50) м. Часть разведочных профилей разбуривают через 20-25 м, что позволяет подсчитать запасы категории А. Глубина скважин зависит от мощности никеленосной коры выветривания.

Доразведка производится по мере отработки первоочередных участков путем сгущения разведочной сети на примыкающих площадях развития никеленосных кор выветривания.

Третья группа месторождений по сложности разведки самая разнообразная. К ней относятся наиболее сложные средние и мелкие сульфидные медно-никелевые месторождения.

Разведка сульфидных медно-никелевых и кобальтовых месторождений этой группы осуществляется комбинированными горно-буровыми системами при высокой доли горных работ. Для разведки месторождений силикатных никелевых руд требуется примерно в 2 раза большая плотность сети разведочных скважин – до (20-50) Х (20-50) м – и бурение дополнительных детализационных скважин на внешнем контуре трудных тел.

Детальная разведка месторождений 3-й группы обычно совмещается с их эксплуатацией.

Месторождения никеля 4-й группы сложности промышленного значения не имеют. К ней относятся объекты очень сложного геологического строения, мелкие по размерам, невыдержанной мощностью, с многочисленными ответвлениями.

Разведка их обычно проводится одновременно с эксплуатацией. Разведочные скважины на таких месторождениях позволяют устанавливать только благоприятные рудоносные структуры и наличие в них оруденения. Подземные горные выработки используются как для непрерывного прослеживания благоприятных рудоносных структур, так и при вскрытии промышленных руд -–в качестве эксплуатационных.

Опробование

Опробование производится на всех стадиях поисковых и разведочных работ с целью изучения качества руд (химического и минерального состава, физико-технических и технологических свойств), оконтуривания рудных тел и подсчета их запасов. Опробуются все разведочные выработки, вскрывшие оруденение, и выходы рудных тел в естественных обнажениях.

Методы (геологические, геофизические) и способы опробования выбираются исходя из конкретных геологических особенностей разведываемых месторождений. Принятые метод и способ опробования должны обеспечить наибольшую достоверность результатов при достаточной производительности и экономичности.

В зависимости от целевого назначения различают четыре вида опробования: химическое, минералогическое, техническое и технологическое.

Химическое опробование

Химическое опробование предназначено для установления химического состава руд и вмещающих пород, содержания в рудах главных и второстепенных полезных и вредных компонентов.

Главные компоненты определяют промышленное значение месторождения, природные сорта руд и контуры рудных тел. Главными полезными компонентами в месторождениях никеля и кобальта являются медь, сульфидная сера, часто платиноиды.

В качестве второстепенных полезных компонентов в рудах обычно присутствуют золото, кадмий, селен, висмут и др; к вредным относятся прежде всего мышьяк, ртуть, фтор.

Химическое опробование при разведке осуществляется путем отбора проб в горных выработках, по керну и шламу буровых скважин.

Наиболее распространенный способ опробования в горных выработках (штольнях, штреках, ортах, шурфах и канавах) – бороздовый . Иные способы опробования – валовый, шпуровой, точечный, горстевой и др. используются для решения отдельных задач. Наряду с геологическим опробованием все более широко применяются разнообразные экспрессные геофизические (ядерно-физические) методы.

Опробование следует производить непрерывно на полную мощность с выходом во вмещающие породы на величину, превышающую мощность пустого или некондиционного прослоя, включаемого в соответствии с кондициями в промышленный контур. Рудные тела без видимых геологических границ опробуются во всех разведочных сечениях, а рудные тела с четкими геологическими границами – по разреженной сети выработок.

Обработка бороздовых, керновых и других видов проб и подготовка их к анализу производятся в соответствии с методическими материалами Научного совета по аналитическим методам.

Минералогическое опробование производится с целью определения минерального и петрографического состава руд, их природных разновидностей и сортов, а также вмещающих пород. Оно выполняется путем минералогического изучения шурфов, аншлифов, мономинеральных и других проб, более или менее равнозначно представляющих рудные тела и природные типы руд.

Систематические специальные минералогические исследования осуществляются с целью изучения характера и глубины распространения зоны окисления, выделения и оконтуривания природных технологических сортов (по степени окисленности минеральному составу, текстурным и структурным признакам и др.). Минеральный состав руд, их текстурно-структурные особенности и физические свойства должны быть изучены с применением менералого-петрографических, физических, химических и других видов анализа. При этом наряду с описанием отдельных минералов количественно оценивается их распространенность.

Особое внимание уделяется минералам основных компонентов: определению их количества, выяснению их отношений между собой и с другими минералами (наличие их размеров и сростков, характер срастания), размеров зерен и соотношений различных по крупности классов.

В процессе минералогических исследований должно быть изучено распределение основных попутных компонентов и вредных примесей и составлен их баланс по формам нахождения в минеральных соединениях.

Техническое опробование предназначено для изучения физико-механических свойств руд и вмещающих пород, что необходимо для решения горнотехнических и других условий отработки месторождений. Важнейшим из этих свойств являются объемная масса, влажность, крепость, разрыхляемость, кусковатость, склонность к самовозгоранию.

Объемная масса руды определяется как отношение массы руды в природном залегании к занимаемому ею объему. Она устанавливается отдельно для каждого промышленного и минерального типа руд.

Объемная масса рыхлых, сильно трещиноватых и кавернозных руд определяется в целиках.

Одновременно с замерами объемной массы руд вычисляется влажность .

Другие физико-механические свойства руд – крепость, разрыхляемость, склонность к самовозгоранию – определяется в соответствии с Инструкцией по изучению инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых при разведке.

В результате изучения химического и минерального состава, текстурно-структурных особенностей и физических свойств руд устанавливаются их природные разновидности и предварительно намечаются промышленные типы, требующие селективной добычи и раздельной переработки.

Окончательное выделение промышленных типов и сортов руд производится по результатам технологического изучения выявленных на месторождении природных разновидностей.

Технологическое опробование.

Технологические свойства руд изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях на минералого-технологических, малых технологических лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных пробах.

Отбор проб для технологических исследований на разных стадиях геологоразведочных работ следует выполнять в соответствии с временным методическим руководством «Технологическое опробование месторождений цветных металлов в процессе разведки».

При поисково-оценочных работах технологические свойства руд оцениваются по аналогии с другими месторождениями, сходными по минеральному составу руд, технология переработки которых освоена. Тем не менее для новых труднообогатимых типов руд уже в процессе поисково-оценочных работ возникает необходимость отбора и исследования лабораторных технологических проб.

На стадии предварительной разведки в лабораторных условиях изучаются технологические свойства разных природных типов и сортов руд. Масса лабораторных проб составляет от 0,1 до 2 т. При необходимости разработанные технологические схемы проверяются на укрупненных установках непрерывного действия, для чего требуются пробы массой до 20 т, а иногда и более.

На стадии детальной разведки ранее разработанные схемы обогащения различных технологических типов руд уточняются в промышленных или полу промышленных условиях на пробах массой несколько тысяч тонн. При необходимости проводится технологическое картирование месторождений путем отбора большого числа малых технологических проб (1-2 кг), которые исследуются по разработанным на более крупных пробах технологическим схемам.

Минералого-технологическими и малыми технологическими пробами, отобранными по определенной сети, должны быть охарактеризованы все природные разновидности руд, выявленные на месторождении. По результатам испытаний этих проб осуществляется геолого-технологическая типизация руд месторождения – выделяются промышленные типы и сорта руд, изучается пространственная изменчивость вещественного состава, физико-механических и технологических свойств последних, составляются геолого-технологические карты, планы и разрезы.

Технологические свойства всех промышленных типов руд должны быть изучены на лабораторных пробах в степени, необходимой для выбора оптимальной технологической схемы их переработки и определения основных технологических показателей обогащения.

В период эксплуатации месторождений технологические схемы переработки руд совершенствуются и дорабатываются в связи с изменением минерального состава руд с глубиной и вовлечением в эксплуатацию новых технологических разновидностей.

Исследование технологических свойств руд сопровождается изучением их минерального и химического состава, текстур и структур. Детальное изучение текстур руд позволяет решить вопрос о возможности и целесообразности их предварительного обогащения в тяжелых суспензиях. Изучение структурных особенностей руд, размеров зерен полезных минералов, характера их взаимных границ, прорастаний позволяет решить вопрос о необходимой и достаточной степени измельчения руд перед флотацией, целесообразности организации в голове технологического процесса отсадки для улавливания примесей драгоценных металлов и т.п.

В то же время проводится детальное всестороннее исследование руд и продуктов их переработки на редкие и рассеянные элементы. Должна быть также изучена возможность использования оборотных вод и отходов, получаемых при рекомендуемой технологической схеме переработки минерального сырья, даны рекомендации по очистке промышленных стоков и охране окружающей среды.

Изучение руд на попутные компоненты

Все медные, свинцово-цинковыё и никелевые руды являются комплексными и содержат примеси благородных металлов и других попутных компонентов, которые повышают ценность руд. Большинство из них при обогащении руд извлекается в товарные концентраты основных металлов и другие продукты обогащения, из которых они могут быть получены в процессе последующего металлургического передела.

Золото содержится в рудах в различной форме: в основном связано с халькопиритом и пиритом, но встречается ив свободном состоянии. До 50 % свободного золота выделяется в голове технологического процесса гравитационным обогащением. Остальное его количество накапливается в медном, свинцовом, цинковом, никелевом, медно-никелевом и пиритном концентратах. Суммарное извлечение золота изменяется в широких пределах, достигая 80 %. '

Серебро накапливается в сульфидах меди, галените, блеклых рудах и пентландите, а также присутствует в самородном состоянии и в виде сульфосолей и теллуридов. Оно сосредоточивается главным образом в основных товарных концентратах и извлекается при рафинировании черновых металлов - меди, свинца и никеля.

Значительное количество золота и серебра при обогащении руд колчеданного типа переходит в пиритные концентраты, из которых извлечение их возможно с помощью сложных гидрохимических схем, включающих низкотемпературный обжиг концентратов и выщелачивание металлов из огарков.

Платиноиды , концентрирующиеся преимущественно в медно-никелевых рудах, отмечаются в основном в самородном состоянии и в виде собственных минералов. Часть их поступает в самостоятельный гравитационный концентрат благородных металлов, часть в медный и медно-никелевый концентраты, из которых они извлекаются при рафинировании черновых металлов.

Рений в виде изоморфной примеси присутствует в минералах меди из месторождений типа медистых песчаников и сланцев и в молибдените из медно-порфировых месторождений. При переработке медных и молибденовых концентратов (промпродуктов) получают перренат аммония.

Кадмий концентрируется в виде тончайшей механической или изоморфной примеси в сфалерите и халькопирите и извлека­ется из пылей металлургических заводов, вельц-окислов цинкового производства и медно-кадмиевых кеков.

Висмут самородный или в составе сульфосолей тесно ассоциирует с галенитом и минералами меди и извлекается при рафинировании свинца.

Сурьма, мышьяк и ртуть , тесно связанные в медных и свинцово-цинковых рудах с блеклыми рудами и другими сульфосолями, являются вредными примесями. В медно-никелевых рудах основная часть мышьяка входит в состав арсенопирита.

Индий, таллий и галлий содержатся в сфалерите, галените, халькопирите, пирите и других сульфидах, накапливаются в основном в цинковых концентратах и извлекаются из пылей, кеков, вельц-окислов и других полупродуктов цинкового и сернокислотного производства.

Селен и теллур присутствуют в качестве примеси во всех сульфидах, поступают в концентраты основных металлов и пиритный, получаются из пылей обжиговых печей, сернокислотных и медеэлектролитных шламов и других продуктов.

Германий в рудах цветных металлов отмечается в основном в качестве примеси в силикатах, которые теряются с хвостами флотации. Часть его, связаная со сфалеритом и сульфидами меди, может извлекаться в цинковом и медном производстве из пылей, кеков, ретортных остатков и других продуктов металлургического передела.

В соответствии с требованиями ГКЗ СССР содержания попутных компонентов определяются в групповых геологических пробах, концентратах и продуктах обогащения. Групповые пробы составляются из навесок, отбираемых из рядовых проб пропорционально их длине, и характеризуют отдельные типы руд или части мощных рудных тел. Обычно в групповую пробу включают до 10 рядовых проб. Порядок объединения рядовых проб в групповые, их размещение и общее число должны обеспечить равномерное опробование основных разновидностей руд на попутные компоненты и вредные примеси, а также позволить выяснить закономерности изменения их содержаний по простиранию и падению рудных тел. При изучении руд на ценные попутные компоненты используются также анализы мономинеральных фракций, отбираются специальные (малые) технологические пробы, анализируются продукты обогащения. В результате составляется баланс распределения ценных попутных компонентов по различным минеральным типам руд, концентратам, другим продуктам обогащения, решается вопрос об экономической целесообразности и рациональных способах их извлечения.

Минимальные содержания рассеянных элементов в минералах-носителях, технологически допустимые для их извлечения, по данным А. М. Сечевицы и др., ориентировочно составляют (в г/т):

рения 2—3 (в молибдените, халькопирите, борните); кадмия 30, индия 1 (в сфалерите, галените, халькопирите); висмута 15 (в га­лените, халькопирите); селена 5—7, теллура 3—4 (в халькопирите, сфалерите, пирите); таллия 1—3 (в галените сфалерите); герма­ния 1 (в халькопирите).

Классификация запасов полезных ископаемых применительно к месторождениям цветных металлов

Запасы цветных металлов по степени их изученности в соответствии с Классификацией ГКЗ СССР подразделяются на разведанные — категорий А, В, C₁ — и предварительно оцененные — категории С₂ .

Для отнесения запасов к категории А должны быть удовлетворены следующие требования:

1) установлены размеры, форма и условия залегания тел полезного ископаемого, изучены характер и закономерности изменчивости их морфологии и внутреннего строения, выделены и оконтурены без рудные и некондиционные участки внутри тел полезного ископаемого, при наличии разрывных нарушений - их положение и амплитуды смещения;

2) определены природные разновидности, выделены и оконтурены промышленные (технологические) типы и сорта полезного ископаемого, установлены их состав, свойства, распределение ценных и вредных


29-04-2015, 00:47