Research into phosphate mineral composition and waste phosphorite ore

Abstract

Purpose. Theoretical and experimental studies of chemical and mineral composition and the structure peculiarities of phosphorites from Ukrainian deposits to define the degree of their suitability for other industries. Methods. The ore chemical composition was determined by conventional (wet) analysis using standard certified chemical reagents. The mineral composition was studied on the scanning electron microscope equipped with the attachment for the energy- dispersive electron microprobe analysis (EMPA) with the software for calculating the chemical composition of the studied sample microvolume. The petrographic analysis was carried out by the traditional methods of microscopic section preparation with subsequent identification and description of the minerals. The microscopic study of the original ore samples aimed at their mineral composition determination was conducted on the Nu optical microscope (Germany) both in transmitted and reflected light. The thin and polished sections prepared using the standard technology were used as samples. In the laboratory environment, the phosphorites were subjected to magnetic dressing in magnetic fields with different intensity. The experiments in the weak field were modelled with the help of the magnetic analyzer while the experiments in the strong magnetic field were modelled on the rotor separator. The flotation dressing method was studied on the laboratory mechanical flotation machine. Findings. It was found that phosphate nodules are rounded mineral formations of irregular shape; they consist of sand bound with the yellow-brown phosphate cement. Ore useful substance is a phosphorus-bearing mineral that by the element chemical composition corresponds to fluorocarbon-hydroxyl-apatite with the dominant content of Ca (45.23%), P (15.67%), and B (27.87%). The results of the integrated petrographic study of the phosphorite samples from the ore body of “Peremoha” area are presented. Originality. The study has revealed that phosphorus-containing substance in the phosphorite samples is the mass that cements barren minerals (mainly quartz, glauconite, calcite and plagioclase). Practical implications. According to the phosphate content level, the phosphorites from Malokamyshevatske, Iziumske and Sinichino-Yaremovske deposits can be treated as minerals for ferrophosphorus smelting.

Мета. Теоретичні й експериментальні дослідження хімічного, мінерального складу, особливостей структури фосфоритів українських родовищ для надання оцінки ступеня їх придатності в інших галузях. Методика. Хімічний склад руди визначали традиційним хімічним (мокрим) аналізом з використанням стандартних сертифікованих хімреактивів. Мінеральний склад досліджували на растровому електронному мікроскопі, оснащеному приставкою для проведення енергодисперсійного рентгеноспектрального мікроаналізу (РСМА). Петрографічний аналіз проводили традиційними методами підготовки шліфа і наступною ідентифікацією мінералів та їх описом. Мікроскопічні дослідження вихідних проб руди проводили на оптичному мікроскопі фірми “Nu” (Німеччина) в прохідному і відбитому світлі. Як зразки використовували приготовані прозорі й поліровані шліфи. Метод магнітного збагачення фосфоритів у лабораторних умовах виконували в полях різної інтенсивності. Експерименти в слабкому полі моделювалися на магнітному аналізаторі; в сильному полі – на сепараторі роторного типу. Дослідження флотаційного методу збагачення здійснювали в лабораторній флотомашині механічного типу. Результати. Встановлено, що фосфатна речовина (фосфатні жовна) представляють собою округлі неправильної форми мінеральні утворення, що складаються з піщаного матеріалу, пов’язаного жовтувато-бурим фосфатним цементом. Рудна корисна речовина являє собою фосфоровмісний мінерал, за елементним хімскладом відповідний складу фторкарбонгідроксілапатиту, де за вмістом переважає Са (45.23%); Р (15.67%); О (27.87%). Наведено результати комплексного петрографічного дослідження проби фосфорита з рудного пласта ділянки “Перемога”. Наукова новизна. Виявлено, що фосфоровмісна речовина в пробах фосфориту представлена масою, цементуючою нерудні мінерали (переважно кварц, глауконіт кальцит і плагіоклаз). Практична значимість. За рівнем вмісту фосфатної речовини фосфорити Малокамишеватського, Ізюмського та Синичине-Яремовського родовищ можуть розглядатися як мінеральна сировина для виплавки ферофосфору.

Цель. Теоретические и экспериментальные исследования химического, минерального состава, особенностей структуры фосфоритов украинских месторождений для дачи оценки степени их пригодности в других отраслях. Методика. Химический состав руды определяли традиционным химическим (мокрым) анализом с использованием стандартных сертифицированных химреактивов. Минеральный состав исследовали на растровом электронном микроскопе, оснащенном приставкой для проведения энергодисперсионного рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Петрографический анализ проводили традиционными методами подготовки шлифа и последующей идентификацией минералов, и их описанием. Микроскопические исследования выходных проб руды проводили на оптическом микроскопе фирмы “Nu” (Германия) в проходящем и отраженном свете. В качестве образцов использовали приготовленные прозрачные и полированные шлифы. Метод магнитного обогащения фосфоритов в лабораторных условиях выполняли в полях различной интенсивности. Эксперименты в слабом поле моделировались на магнитном анализаторе; в сильном поле – на сепараторе роторного типа. Исследование флотационного метода обогащения осуществляли в лабораторной флотомашине механического типа. Результаты. Установлено, что фосфатное вещество (фосфатные желваки) представляют собой округлые неправильной формы минеральные образования, состоящие из песчаного материала, связанного желтовато-бурым фосфатным цементом. Рудное полезное вещество представляет собой фосфорсодержащий минерал, по элементному химическому составу соответствующий составу фторкарбонгидроксилапатиту, где по содержанию преобладает Са (45.23%); Р (15.67%); В (27.87%). Приведены результаты комплексного петрографического исследования пробы фосфорита из рудного пласта участка “Победа”. Научная новизна. Выявлено, что фосфорсодержащие вещества в пробах фосфоритов представлены массой, цементирующей нерудные минералы (преимущественно кварц, глауконит кальцит и плагиоклаз). Практическая значимость. По уровню содержания фосфатного вещества фосфориты Малокамышеватского, Изюмского и Синичино-Яремовского месторождений могут рассматриваться как минеральное сырье для выплавки феррофосфора.