Руды Учалинского месторождения

2.2.1. Медно-цинковая руда.

Главным минеральным фоном сплошных руд является пирит, в массе которого распределены халькопирит и сфалерит, являющиеся основными минеральными формами главных ценных компонентов руд: меди и цинка. Другие минералы являются второстепенными или редкими и их промышленное значение (за некоторым исключением) обычно невелико.

Характерной особенностью минералогии руд месторождения является то, что многие из рудообразующих минералов представлены сериями разностей, различающихся не только по форме выделений и строению агрегатов, но, судя по всем признакам, и по условиям и времени своего образования.

Минеральный состав медно-цинковой руды приведен в таблице 2.2.

Из текстур преимуществом пользуются массивные, пятнистые, брекчиевидные, полосчатые, скрытокристаллические.

Структура руды самая разнообразная: мелкозернистая, интерстициальная, петельчатая, цементная, микроколломорфная, эмульсионная, реже колломорфная.

Пирит является наиболее распространенным минералом руды и составляет 75-78% от рудной массы, наиболее часто встречающиеся размеры его выделений составляют 0,5-1,2 мм.

Обилие тонкозернистых включений халькопирита и сфалерита в пирите, а также развитие нерудных минералов в интерстициях зерен пирита обуславливают сложные взаимопрорастания этих минералов и трудности их раскрытия при измельчении.

Медные минералы в руде представлены в основном халькопиритом, редко блеклой рудой и борнитом, и в единичных случаях - ковеллином и халькозином. Среднее содержание халькопирита в медно-цинковых рудах не превышает 3-5%.

Таблица 2.2.
Минеральный состав медно-цинковой руды Учалинского месторождения
Рудные минералы	Содержание, %	Нерудные минералы	Содержание, %
Пирит, FeS2	75,0-78,0	Кварц, SiO2	6,0-8,0
Сфалерит, ZnS	4,0-6,0	Кальцит, CaCO3	1,5-2,0
Халькопирит, CuFeS2	2,5-2,7	Алюмосиликаты	4,0-4,5
Блеклые руды, 3Cu2S As2S3	0,2-0,3	Барит, BaSO4	3,0-5,0
Ковеллин, Cu2CuS3	Ед. зерна
Борнит, Cu5FeS4	Ед. зерна
Галенит, PbS	Ед. зерна
Гематит, Fe2O3	Ед. зерна
Арсенопирит, FeAsS	Ед. зерна

В массивной медно-цинковой руде халькопирит наблюдается преимущественно в ассоциации с пиритом, во вкрапленных – образует рассеянные, тонкозернистые и прожилково-зернистые агрегаты среди нерудных минералов. Сложные срастания халькопирита со сфалеритом типичны, в богатых цинком сплошных рудах зоны теснейших срастаний этих минералов нередки. Значительно реже халькопирит и сфалерит образуют в пирите обособленные прожилки, зерна, агрегаты.

Наиболее характерной формой халькопирита, ассоциирующего с пиритом, являются его интерстициальные выделения. Халькопирит, располагаясь в межзерновых пространствах зерен пирита, образует различные по форме, размерам включения: от тонких сетчатых прожилков с узловыми утолщениями до мелких агрегатов и гнезд. Характер срастаний халькопирита и пирита усложняется в зонах развития мелко- и тонкозернистого пирита.

Нередко халькопирит, заполняя трещины в пиритном агрегате, образует линзовидные прерывистые прожилковидные выделения, ассоциирующие с блеклой рудой, галенитом, нерудными минералами - кварцем, хлоритом, серицитом. Мощность прожилков варьирует от 0,05–0,16 до 0,3–1,0 мм.

Тонкие прожилковые выделения блеклой руды довольно часто наблюдаются по трещинам и в межзерновых промежутках агрегатов пирита или внутри зерен халькопирита, ассоциирующего с пиритом, нередко блеклая руда образует неравномерную вкрапленность среди нерудных минералов или в срастании с галенитом, сфалеритом и пиритом. Размер включений блеклой руды в пирите от 0,006 до 0,15 мм, редко до 0,5 мм.

Сфалерит образует преимущественно теснейшие взаимные прорастания с пиритом и халькопиритом, часто отмечаются срастания сфалерита с нерудными минералами. Размер чистых полей сфалерита колеблется от 0,02 до 0,2 мм. Форма его выделений – неправильные агрегаты, зерна, прожилки.

Сфалерит в руде распределен крайне неравномерно по количеству, от долей до 25-30%, в типичных медно-цинковых рудах, в среднем, от 8 до 12%.

В гипергенных условиях сфалерит в числе первых минералов начинает замещаться ковеллином.

В отличие от халькопирита, сфалерит совместно с пиритом значительно чаще образует колломорфные агрегаты, где наблюдаются тончайшие взаимопрорастания этих минералов.

Преобладающее количество сфалерита представлено высокожелезистым темно-серым марматитом и лишь в незначительных количествах встречается кремовато-коричневая его разновидность (клейофан).

Нерудными минералами в массивных рудах является кварц, серицит, хлорит, кальцит, реже эпидот; на флангах в висячем боку рудных тел, в цементе брекчиевидных руд широко развит барит - до 5-8%. Повышенные количества мягких нерудных минералов затрудняют осаждение пирита в сгустителях фабрики.

В целом, медно-цинковые и цинковистые руды Учалинского месторождения, как типичный комплекс сульфидных минералов, характерных для колчеданных месторождений Урала (в руде их до 83-85%), с весьма тесным и тонким их взаимопрорастанием, представляют собой сложный объект для обогащения в части их раскрытия и разделения.

В сентябре 2000 г. начат разнос юго-восточного борта карьера Учалинского месторождения и к концу 2007 г. медно-цинковые руды, добываемые открытым способом, будут выработаны. В дальнейшем на фабрике будут перерабатываться руды нижних горизонтов месторождения, добываемые подземным способом.

2.2.2. Медная вкрапленная руда.

Медная вкрапленная руда представлена свежими (добываемыми одновременно с МЦК-рудами) и лежалыми разностями.

Медная лежалая некондиционная руда относится к типу вкрапленных сульфидных руд. Главные рудообразующие минералы: пирит (18-35%), халькопирит (1,0-1,2%), сфалерит (1,3%). Нерудные минералы - кварц, серицит, хлорит, кальцит (всего 55-75%). В незначительных количествах присутствуют теннантит, борнит, ковеллин.

Сульфиды в массе руды представлены пиритом - от редкой неравномерно рассеянной до густой сплошной и прожилковой вкрапленности в кварц-серицитовых породах. Размеры выделений пирита от 5-300 микрон до 0,5-1,5 мм.

Халькопирит и сфалерит в пустой породе представлены в основном в виде маломощных прожилков. Чаще эти минералы вместе или изолированно друг от друга заполняют межзерновые промежутки пирита в виде прожилковидных и неправильных выделений, тесно ассоциируя с нерудными минералами. Незначительная часть халькопирита и сфалерита образуют тесные срастания с пиритом. Зерна халькопирита имеют размеры от 10-20 до 130 микрон, выделения сфалерита от 10-20 до 200 микрон.

2.2.3. Руда нижних горизонтов Учалинского месторождения.

Минералогическое исследование образцов руд, отобранных с глубоких горизонтов (300-470 м) различных участков Учалинского месторождения, показало, что все изученные пробы характеризуют медно-цинковые, медные и цинковые сплошные колчеданные руды.

Южная часть (Юг) месторождения представлена медно-цинковыми и цинковыми рудами с содержанием цинка от 0,30 до 6,50%, меди от 0,40 до 1,80%.

В рудной залежи северной части (Север) содержание меди колеблется от 0,49 до 1,60%, цинка от 0,30 до 6,50%.

В руде центральной части (Центр) меди содержится от 0,4% до 1,20%, цинка от 1,30 до 8,5%.

Содержание серы в массивных рудах на уровне 39%.

Минералогическое изучение вещественного состава руд и продуктов обогащения показало, что для руд нижних горизонтов в целом характерна тонкозернистость. Наибольшей тонкозернистостью отличаются медно-цинковые и цинковые руды южной части с содержанием цинка от 5% и более.

Текстура руд - массивная, колломорфная, брекчиевидная, пятнистая, полосчатая; структура - разнозернистая, тонкозернистая, идиоморфная, гипидиоморфная, аллотриоморфнозернистая.

Основные рудообразующие минералы - пирит, сфалерит, халькопирит; второстепенные - блеклые руды, галенит, магнетит, гематит, редко арсенопирит, борнит.

Нерудные - кальцит, кварц, серицит, хлорит, барит. Доля нерудных в руде - до 8-20%.

Основная масса руд представлена пиритом, в среде которого сфалерит, халькопирит, блеклые руды и другие рудные и нерудные минералы образуют выделения разнообразных форм и размеров.

Пирит образует разнозернистые агрегаты. До 10-20% пирита от общего количества в руде образуют укрупненные изометрические зерна размером 0,05-0,2 мм, агрегаты гранобластической структуры размером от 0,3 – 0,4 до 1 мм. Остальная часть пирита образует тонкозернистые агрегаты, отдельные участки которых имеют колломорфное строение. Размер зерен пирита в среднем 0,01 – 0,2 мм.

Халькопирит образует гнездовые и прожилковые выделения среди агрегатов пирита, выполняет интерстиции в пирите. Размер зерен халькопирита в них от 0,005 до 1,0 – 2,0 мм, в среднем от 0,005 до 0,1 мм. Часть халькопирита находится в тесном срастании с пиритом, размер выделений до тысячных долей мм. Халькопирит содержит включения сфалерита, блеклой руды, единичные зерна галенита, магнетита. Размеры включений от 0,005 – 0,02 до 0,05 мм.

Сфалерит распределен в рудах неравномерно, образует гнездовые, пятнистые и прожилковые выделения размером от долей мм до нескольких мм. Сфалеритовые выделения содержат идиоморфные вкрапленники пирита размером 0,01 – 0,1 мм, включения магнетита, халькопирита, галенита, блеклой руды размерами от 0,01 до 0,04 мм. Идиоморфные вкрапленники пирита, в свою очередь, содержат большое количество микровключений сфалерита размером 0,001 – 0,01 мм.

В существеннопиритовых, пирит-сфалеритовых полосах пирит и сфалерит нередко находятся в очень тонких срастаниях, образуя колломорфные текстуры.

Блеклая руда, галенит, магнетит, кроме включений в халькопирите и сфалерите, образуют единичные изометричные и жилоподобные выделения размером 0,005 – 0,02 мм и более.

Гематит образует микровключения в магнетите. В некоторых пробах гематит и магнетит образуют тесные срастания с пиритом. Нерудные минералы распределены в массе руд, размер их зерен 0,01 – 0,1 мм.