Туганский горно-обогатительный комбинат – основное место рождение минерала Ильменит

Необходимость российского промышленного производства в титансодержащем сырье покрывается привозом его из Украины. Но данная зависимость быстро исчезнет при использовании и разработке собственных месторождений таких, как Тарское, Лукояновское и Туганское.

Наиболее подробно речь в данной статье пойдет о Туганском месторождении, а точнее о Туганском горно-обогатительном комбинате.

Туганский горно-обогатительный комбинат

В летний промежуток времени 1957 года в Туганском районе Томской области были найдены пески, в которых находилось большое количество минералов циркона и ильменита. По оценкам произведенных исследований был составлен наиболее рациональный метод обработки данного района – это разработка открытыми карьерами, прибегая к использованию техники для транспортировки и землеройства.

В начальный период 90-х годов рассматриваемый рудник был полностью изучен, также больше внимание было уделено составу веществ и песков, содержащих руду, с технологической точки зрения. Были обнаружены присутствия рассеянных элементов в концентратах и минералах. Месторождение, характеризуя с точки зрения комплексов основных и побочных веществ минерального сырья, является уникальным. Суммарный годовой перерабатываемый объем руды комбината составляет порядка 2 млн. м3.

Исходный материал на данном месторождении представлен россыпями – накопления не спрессованного и подобного цементу разломанного вещества, который имеет вид зерна, а также его осколков. Россыпи происходят в процессе деструктуризации коренных образований эндогенных источников, рудных пород, содержащих минералы. Данные россыпи представляют большой интерес промышленному производству, так как содержат следующие металлы:

1. Золото;
2. Платина;
3. Олово;
4. Вольфрам;
5. Титан;
6. Цирконий;
7. Тантал;
8. Ниобий.

В россыпях титан находится вместе с рутилом, ильменитом, лейкоксеном.

Из-за различной плотности минералы скопляются в песочных отложениях, которые представлены различным составом зерна.

Концентрации минералов после промывки исходной руды, подверженной выветриванию:

1. Рутил – 88,6-98,2%;
2. Ильменит – 34,4-68,2%;
3. Лейкоксен – 55,3-97%;
4. Циркон – 60-70%.

Месторождение представлено отдельными самостоятельными объектами: Северным, Кусково – Ширяевским и Чернореческим участками, о них далее пойдет речь.

Северный участок

Растянут в северо – восточном удалении. Общая его площадь составляет 31,1 км2. Но площадь промышленной зоны, представленной россыпями, составляет 5,1 км2. Разведка данной площади была произведена при помощи немеханического сверления скважин. Также часть буровых работ было осуществлено в ручную, но это было проделано в тех местах, где россыпи находятся несильно глубоко. В общем произведено 21 полосы разведки по 311 магнитному азимуту, и находится на этой черте 190 скважин.

Из этих 190 наиболее богатыми насчитывается 87, в них содержится пески с самой высокой концентрацией полезных ископаемых. Остальные не представляют интереса из-за малого содержания полезных ископаемых. Число скважин, находящихся на деляне 400х200 метров, равняется 109, на рабочих из них всего 32. На выработке 200х100 метров общее число скважин 81, но рабочих 55. Рабочими считаются те, которые приносят большую продуктивность.

Площадь, ограниченная линиями разведки 15 и 23, проработана по сетке 200х100 метров с допущением отклонений от заданных параметров. Таким образом, определение содержания полезных ископаемых было произведено по группе В. Разведка на оставшемся участке 400х200 метров и подсчет количества минералов присвоили ему группу С1. Допущенные погрешности от заданных параметров крайне – исключения.

Для того чтобы сверить результаты бурения проходили контрольные шурфы. Шурф (от немецкого Schurf) — вертикальная (редко наклонная) горная скважина, имеющая форму квадрата или прямоугольника, малой глубины (редко более 20-30 м), проходимая с земной поверхности с целью разведывания полезных ископаемых.

Введение в эксплуатацию этих выработок были произведены немеханическим приемом и с использованием КШК-25 на пространствах, где залегающие продуктивные породы имеют толщину не более чем на 25 – 30 метрах.

Кусково-Ширяевский участок

Данная объект растянут в направлении северо-восток, параллельно железной дороге, соединяющей Томск и Асино, по его середине протекает река Мутная. Общая площадь этой территории составляет 71,4 км2, а промышленного значения 28,1 км2.

Выработка на этом месте освоена методом механического сверления колонок сеточным образом, размером 200х400 метров и 200х100 метров. Число скважин 25. Количество разведывательных полос по 311 магнитному азимуту составляет 30 штук.

Для проведения расчетов по определению имеющихся запасов полезных ископаемых задействовано 344 разработанных скважин. Оставшееся число выработок не представляют продуктивности из-за малого количества продуктивного содержания руды.

На деляне 400х200 метров имеется 389 скважин, но в проведении подсчетов принимает участие только 322. В сетке 200х100 метров общее число скважин 36, но продуктивными считаются только 22.

Подсчитаны запасы ископаемых минералов на площади 200х100 метров по группе В, ограниченного линиями разведки 1 и 44. Остаток площади 400х200 метров также разведан, а количество запасов рассчитано по группе С1. Допущенные погрешности от заданных параметров крайне – исключения.

Исходный россыпной материал на рассматриваемом участке располагается достаточно глубоко, а перед этой россыпью имеется песчаник из кремния, затрудняющий процесс горной выработки. Была попытка сделать отчетный шурф без применения техники, но сложное устройство данной местности не позволило доделать шурф до конца. На остальных территориях проведенные шурфы представляют хорошую сходимость.

Количество проведенных шурфов на Малиновском, Южно – Александровском и Северном разработках из общего количества составляет 20%, 14,5%, 23,1%.

 Кусково – Ширяевская площадь, проработанная по размеру 200х100 метров по количественной оценке залегаемых запасов относится к В группе.

Рабочая площадь деляны с восточной стороны граничит с за балансовым блоком, а контур проходит по 12 линией поиска, со стороны запада ограничивают полосы 55, 42, 49.

Чернореченский участок

Рассматриваемый объект растянут по направлению с Юго – Запада на Северо – Восток. Площадь составляет 63,3 км2. Размер объекта, представляющего интерес для промышленного производства, составляет 4,1 км2. Разработан объект механически с помощью бурения по типу колонок. Деляна располагает 89 скважинами, расположенными на сетке 1600х400 метров, а также 10 линий поисковых и разведывательных.

В подсчете общего запаса залежи принимает участие только 9 выработок, содержащих ценные компоненты в промышленных масштабах. Расчеты проведены по группе С2. Объект с западной и восточной стороны ограничен 63 и 61 линией.

Общее число выработок Туганского рудника составляет 1123, а их общая протяженность составляет 56614,7 метров. 5% от приведенных чисел приходится на дефектные места, это 83 скважины или 2863,6 метров. Такие скважины образовывались в начальный период разработки места, в результате бурения рыхлых пород. Отдельная составляющая дефектных скважин является вследствие некачественного взятия керна в плодородных слоях, и их поэтому нельзя брать для проведения расчетов общего количества залегаемых ископаемых. Также на дефектности сказываются непростые условия геологии и процесс бурения в переходных трещиноватых песчаников из кремния.

Состав руды с точки зрения минералогии и химии

Туганское месторождения считается уникальным совокупным рудником. Связано это из-за следующей особенности – состав нелегкой песочной фракции представляют рудные минералы, объем которых порядка 90 – 95%.

Минеральный состав песков:

1. Ильменит;
2. Циркон;
3. Рутил;
4. Лейкоксен;
5. Монацит.

Также небольшое количество имеется и других, не представляющих пользу минералов.

Россыпь, не имеющая руду, имеет состав чистого кварцевого песка и материала каолина. В связи с большим содержанием полезной составляющей в исходной руде и малым количеством материала, не представляющего промышленного интереса, исходная руда подвергается хорошей обогатимости, что позволяет пускать в производство все разделенные компоненты.

Минеральный состав песков руды:

1. Кварц и обломки кремнистых пород 75%;
2. Полевые шпаты 1,2%; 
3. Каолинит 20,4%; 
4. Циркон 0,68%; 
5. Ильменит 1,65%; 
6. Лейкоксен и рутил 0,27%; 
7. Монацит 0,03%;
8. Хромпикотит 0,02%;
9. Ставролит 0,02%;
10. Дистен 0,04%;
11. Турмалин 0,10%;
12. Гранат 0,01%;
13. Прочие (анатаз, брукит, сфен, амфиболы, силлиманит, андалузит и другие.) 1-2%.

На взгляд внешний вид исходных песков, содержащих ценные компоненты, на рассмотренных выше местах абсолютно одинаковы.

Определение гранулометрического (механического) состава и разделения ископаемых минералов по размерам, а также различные исследования их проводят по документам ВИМСа, который занимался изучением элементного состава и обогатимостью исходных песков на всех объектах Туганского ГОК.

Механический состав песков представлен тонким веществом. Средний результат каждого анализа пробы говорит о постоянстве состава исходного материала. Полезные материалы расположены в основном во фракции 0,15±0,043 миллиметров. Циркон располагается во фракции 0,1±0,043, а титан содержащие 0,15±0,043, а также мельче до 0,03 мм.

Туганский горно – обогатительный комбинат занимается производством:

1. Концентрата циркония;
2. Концентрата ильменита;
3. Кварцевого песка, нашедшего применение в стекольной промышленности;
4. Фракционированный кварцевый песок.

Ильменит – основной продукт ГОК

Данный минерал (FeTiO3) является основным по наличию титана. Наибольше количество данного минерала содержится в окатанных зернах, форма которых не является правильной.

Состав ильменита представлен следующим содержанием:

1. TiO2 – 60%;
2. FeO – 1,7%;
3. Fe2O3 – 23,7%;
4. Cr2O3 – 0,78%.

В отдельных районах добычи ильменита исходные пески содержат примеси гумуса, из-за которого на зернах, содержащих ильменит, имеется органическая пленка, оказывающая влияние на свойства флотации самого ильменита.

Оксид титана находит применение в изготовлении пластмасс, твердых сплавов, в резиновой, текстильной промышленности и т. д. В перечисленных областях титан придает выпускаемой продукции новые полезные свойства, а также повышает их качество. Также применяется и для получения титанистой стали, которую используют в космических кораблях. Будущее его для прогресса техники безгранично.

Ильменит необходим для производства белил на основе титана. Также его применяют для производства наполнителей для разнообразных эмалей. В металлургической отрасли ильменит является исходным сырьем для получения титана и его сплавов, представляющие высокий интерес на промышленном рынке.