Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/2.

Светлов А. В. и др. Исследование выщелачивания вкрапленных медно-никелевых руд… 166 и марганца в силикатных горных породах". Содержания щелочных металлов определяли методом пламенной фотометрии в соответствии с НСАМ 44-Х "Определение натрия и калия в силикатных породах на пламенных фотометрах". Содержания FeO в образцах руд определены по ГОСТ Р 53657–2009 "Метод определения двухвалентного железа в пересчете на закись железа". Фосфор в образцах руд был определен фотометрическим методом согласно требованиям НСАМ 197-Х "Фотометрическое определение фосфора в горных породах и рудах в виде восстановленного фосфоромолибденового комплекса". Содержания стронция установлены в соответствии с НСАМ 60-С "Пламенное спектрофотометрическое определение стронция в горных породах и минералах". Содержание в образцах руд гигроскопической и связанной воды определено в соответствии с НСАМ 120Х "Определение гигроскопической и связанной воды в горных породах и минералах". Потери при прокаливании образцов медно-никелевых руд установлены согласно НСАМ 118-Х "Определение потери при прокаливании (п.п.п.) в бокситах, некоторых силикатных и карбонатных породах". Рентгенофазовый анализ (РФА) образцов медно-никелевых руд проведен на дифрактометре ДРОН-2.0, CuK α -излучение – в лаборатории физических методов анализа минерального сырья Института минералогии Уральского отделения РАН (ИМин УрО РАН), г. Миасс, оператор Е. Д. Зенович. Расшифровка дифрактограмм выполнена инженером лаборатории минералогии техногенеза и геоэкологии ИМин УрО РАН Н. В. Паршиной c использованием эталонов сравнения картотеки рентгеновских данных JCPDS и ASTM, а также электронной базы данных WWW-Минкрист: http://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/s_full.php. Исследования выщелачивания медно-никелевых руд вели в статическом и динамическом режимах. Статический режим моделирует взаимодействие шахтных вод с тонкодисперсными пылеватыми частицами, образующимися при проведении буровых и взрывных работ. Перед опытами образцы руды измельчали до крупности –100 мкм. Исследования вели с использованием шахтных вод рудника "Северный" с содержаниями, мг/дм 3 : 2 4 SO − – 596.6; Ni – 0.012; Cu – 0.0041. Опыты при соотношении Т : Ж = 1 : 10 продолжали в течение 1, 3, 5 и 10 суток при периодическом перемешивании. По окончании опытов растворы анализировали на никель, медь и сульфат-ион, определяли рН. Концентрации металлов определены в соответствие с РД 52.24.377–2008 методом атомной абсорбции с прямой электротермической атомизацией проб. Для определения концентрации сульфатов использован гравиметрический метод согласно РД 52.24.483–2005. Динамический режим моделирует взаимодействие шахтных вод с горными породами в процессе фильтрации. Опыты вели в перколяторах высотой 300 мм и диаметром 25 мм с образцами руды, измельченными до –3…+2 мм в течение 36 суток при температуре 18 ± 2 °С с использованием модельного раствора, содержащего 160 мг/л 2 4 SO − , величина рН которого составляла 5.59. Загрузка руды составляла 200 г. Перед выщелачиванием проводили предварительное влагонасыщение руды дистиллированной водой в течение 8 суток в количестве 400 мл. Выщелачивающий раствор подавали раз в сутки по 50 мл. Растворы на выходе из колонок анализировали на никель, медь и сульфат-ион, определяли рН. Исследование вещественного состава медно-никелевых руд Данные микроскопических исследований аншлифов представлены на рис. 1. В образце 1 рудную часть слагают магнетит Fe 3 O 4 , пентландит (Fe, Ni) 9 S 8 и пирротин Fe 1–х S. Пентландит и пирротин, как правило, образуют срастания в крупных зернах магнетита (рис. 1, а , б ). Отличительной особенностью данного образца является наличие большого количества эмульсионных вкраплений рудных минералов в силикатах (рис. 1, в ). Образец 2 аналогичен вышеописанному по содержанию основных рудных минералов – магнетит, пирротин, пентландит (рис. 1, д , е ), но отличается присутствием виоларита (Fe, Ni) 3 S 4 , замещающего пентландит (рис. 1, ж ). В образце 3 наблюдаются крупные зерна халькопирита CuFeS 2 (рис. 1, з , и ). Пентландит и пирротин наблюдаются в виде включений в этих зернах или в срастаниях с ними. По результатам минералогического анализа образцов медно-никелевых руд основная часть нерудных минералов представлена серпентинами, содержание которых во всех трех образцах превышает 60 %. Вторым по распространенности нерудным минералом является оливин. Его содержание значительно ниже в образце 3, в котором на втором месте по распространенности представлены амфиболы. В составе сульфидных минералов всех образцов преобладает пирротин, содержание которого варьирует от 3.45 до 5.75 %. Также присутствуют пентландит, халькопирит и пирит. Результаты силикатного анализа образцов представлены в таблице. Наибольшими содержаниями в порядке убывания во все трех образцах характеризуются кремнезём, оксиды магния и железа (FeO и Fe 2 O 3 ). Содержание никеля и меди максимально в образце 2, минимально – в образце 3. Для проведения РФА образцы руды предварительно измельчали до фракции –0.05 мм. По данным РФА в составе проб преобладают рефлексы следующих силикатов: лизардит Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 , антигорит (Mg, Fe 2+ ) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 , энстатит Mg 2 Si 2 O 6 и оливин (Mg, Fe) 2 SiO 4 . Диагностированы рудные минералы: магнетит Fe 3 O 4 , пентландит (Fe, Ni) 9 S 8 , халькопирит CuFeS 2 и миллерит NiS (рис. 2). Таким образом, по результатам вещественного анализа образцов медно-никелевых руд, отобранных с различных горизонтов рудника "Северный", можно заключить, что руды являются типичными рядовыми вкрапленными рудами, составляющими основную часть рудной базы АО "Кольская ГМК" [4].