книги из ГПНТБ / Щедринский М.Б. Обогащение асбестовых руд

r. eε-L(7

Ь~?Г

\,л

i≡≡≡≡ * жτш і `

Μ. Б. ЩЕДРИНСКИЙ, .À. В. ВОЛЕГОВ, Э. К. МЮЛЛЕР

ОБОГАЩЕНИЕ АСБЕСТОВЫХ РУД

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ

Москва 1962

v. χ*

0∕~P5%

АННОТАЦИЯ

Книга содержит краткие сведения о свойствах асбе­ ста. геологии, условиях его залегания и методах добы­ чи асбестовых руд в СССР и за рубежом.

ции по выбору и расчету технологических схем обога­ щения. Освещены вопросы контроля производства.

Книга предназначена для мастеров и инженерно-

технических работников асбестовой промышленности и может быть использована проектными организациями и студентами обогатительной специальности.

¡

-•?’ .--TSSfiiHafl i

Рецензент — инж. УСТИНОВ Д. В.

Глава I

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСБЕСТА

Асбестами * называют некоторые минералы группы серпен­

тина и амфибола, обладающие рядом общих свойств, как-то: спо­

собностью расщепляться на тонкие и гибкие волокна, скручи­

ваться в нить и т. д.

Минералы, относящиеся к асбесту, встречаются в виде пра­ вильно волокнистых и путано волокнистых образований и делятся

на две группы: хризотила и амфибола.

По химическому составу асбестовые минералы являются

гидросиликатами магния, железа и отчасти кальция и натрия.

Наибольшее промышленное значение по объему потребления

имеет хризотил-асбест, на долю которого приходится почти 95%

мировой добычи асбеста.

λ' § 1. ХРИЗОТИЛ** -АСБЕСТ

Химический состав и структура

Хризотил-асбест является магнезиальным гидросиликатом, химический состав которого теоретически выражается формулой 3Λ4gO ∙2SiO22H2O с процентным содержанием окислов:

MgO — 4 3 45%; SiO2 — 43,5%; H2O—13,05%.

Из-за наличия примесей FeO, Fe2O3, Al2O3, реже CaO, Cr2O3,

NiO, MnO состав природного хризотил-асбеста несколько отли­

чается от теоретического состава (табл. 1).

Разновидностью хризотил-асбеста является пикролит, извест­ ный также под названием «горная кожа» или «горная пробка». Пикролит сложен из грубых, трудно отделяемых друг от друга,

непрочных волокон длиной до 500 мм, расположенных вдоль тре­

щин, и промышленно, о значения пока не имеет.

* Асбест — слово греческое, в буквальном переводе означает неугасаемый,

впереносном — постоянный, долговечный.

**Хризотил — слово греческое, в переводе означает золотой волос (хря-

зос — золото, тилос — волос).

4

Таблица 1

Химический состав природного хризотил-асбеста, %

СССР

ные волокна впервые была объяснена советским ученым К. В. Ва­

сильевым, получившим в 1927 г. первую рентгенограмму ураль­ ского асбеста.

Из-за волокнистого строения хризотил-асбеста структура его долгое время не была установлена; согласно последним рентгено­

метрическим исследованиям, структура, вероятно, моноклинная.

По Уоррену и Бреггу, кристаллическая ячейка имеет следующие

Рентгенометрические исследования показывают, что волокни­

стые минералы, асбесты представляют собой поликристаллические

агрегаты.

Электронномикроскопическими исследованиями Бадоле, Ягод-

Показатель преломления хризотила Acp=l,53—1,57. Удельный

вес хризотил-асбеста составляет 2,49—2,53. Твердость вдоль во­

локон равна 2 и поперек волокон 2,5. Температура плавления око­

ло 1550°. Кислотоупорность слабая. Хризотил-асбест характеризу­

ется малым коэффициентом теплопроводности, что обусловливает

его высокие термоизоляционные свойства.

Ангстрем — единица измерения длины, равная ИГ 8 см.

5

Механические свойства

При оценке качества хризотил-асбеста самым существенным

является определение его механической прочности.

Недеформированное волокно асбеста обладает весьма высокой

условно делят на три разновидности: нормальной прочности, пони- z

Пучок волокон ломкого асбеста (толщиной 0,5—1 мм) после

второго-третьего изгиба под прямым углом ломается, Волокно по-

ниженной прочности той же толщины, согнутое до 180°, не ломается

* Следует отличать ломкий хризотил-асбест от «каменистого», который не обладает тонковолокнистой структурой.

6

ипри освобождении выпрямляется, т. е. обладает упругостью.

Волокно ломкого асбеста, грубое на ощупь, отделяется от куска в виде иголок, не обнаруживая при этом тонких паутин волокна,

какие бывают заметны при отделении иголок от куска асбеста нор­ мальной прочности. Цвет асбеста нормальной прочности в распу­

шенном виде белый, в кусковой руде — серебристо-белый, медово­

желтый, желтовато-зеленый, изумрудно-зеленый и изредка розо­

вый. Цвет ломкого асбеста соломенно-зеленоватый, иногда желто­

ватый.

Ломкий хризотил-асбест несколько отличается по химическому

составу от асбеста нормальной прочности. По данным Б. Я. Me-

ренкова, в нем несколько пониженное содержание кристаллизаци­ онной воды и окиси магния и повышенное количество закисного

ционную воду, при этом волокна теряют механическую прочность

и легко растираются в порошок. Изменение механических свойств

асбеста при нагревании начинается еще до выделения конституци­ онной воды.

По данным Ф. В. Сыромятникова, начало понижения прочности волокон хризотил-асбеста происходит при нагревании его свыше

70°. Снижение прочности связано с выделением адсорбционной во­

ды. При температуре 110° выделяется около двух третей ее общего количества. *

При повышении температуры свыше 400° начинается выделе­

ние конституционной! воды. Полное ее выделение происходит при

температуре 700°, при этом разрушается структура хризотила и

происходит образование форстерита (минерал состава Mg2SiO4).

При нагревании до 400° механическая прочность асбеста сни­

жается на 23%, при температуре 500° — на 33%, а при нагревании

до 600° он теряет около 77% своей первоначальной природной

прочности. Деформированное волокно асбеста реагирует на на­ гревание значительно сильнее.

На кривых, характеризующих нагревание баженовского хризо­ тил-асбеста до 1000°, Ф. В. Сыромятников обнаруживает две эндо­ термические и две экзотермические реакции. Первая эндотерми­ ческая реакция (70—100°) соответствует выделению основного

количества адсорбционной воды.

При температуре около 400° протекает развитие экзотермиче­ ских процессов: сгорание углеродистых веществ и окисление за­

киси железа. Поскольку рентгенограммы образцов, обезвоженных при температуре 550 и 575°,не обнаруживают изменения структуры,

* Под температурой нагревания понимается температура самого нагреваі - мого минерала, а не окружающей его среды.

7

Ф. В. Сыромятников считает, что, возможно, вода носит цео-

литный характер. Вторая экзотермическая реакция (около 600—

800°) связана с выделением конституционной или кристаллизаци­ онной воды, что обусловливает полное разрушение структуры хри­ зотила и образование форстерита.

Электрические свойства

Волокно хризотил-асбеста обладает низкой электропровод­

ностью, которая зависит от содержания в нем примеси магнетита.

Наиболее распространенной формой выделений магнетита в массе

хризотил-асбеста являются тонкостолбчатые и псевдоволокнистые

образования. После механической очистки сортового асбеста от примесей магнетита часть его все же остается в промежутках ме­

жду элементарными волокнами. На электропроводность влияет

также и небольшое количество FeO1 изоморфно замещающий MgO.

Коллоидные свойства

Хризотил-асбест наряду с кристаллической структурой прояв­

ляет ряд коллоидных свойств: резко выраженную адсорбционную

способность, явление гистерезиса в отношении кристаллоадсорб­

ционной воды, что может его поставить в ряд с органическим во­

локном,

Хризотил-асбест обладает способностью набухания, т. е. погло­

щения воды (табл. 4). Более длинное волокно имеет меньшую сте­

пень набухания. Коэффициент набухания колеблется от 1,08 до 1,63. Хризотил-асбест хорошо адсорбирует пар, воду и некоторые другие жидкости. Адсорбция водяного пара при почти полном его

8

извлекают из него окись магния, отчего прочность и гибкость воло­

кон резко падают.

Ниже приведены данные по кислотостойкости, т. е. потери веса

в процентах, при обработке хризотил-асбеста 25%-ным раствором

соляной кислоты.

подразделяются на два типа: генетически связанные с ультраос­ новными породами (дунитами, перидотитами и пироксенитами) и, приуроченные к серпентинитам, возникшим в толщах доломитизи-

рованных известняков.

Наиболее распространенными являются месторождения перво­ го типа.

Месторождения, связанные с ультраосновными породами

Большинство крупнейших промышленных месторождений хри­ зотил-асбеста, генетически связанные с ультраосновными порода­

ми, располагаются на их контакте с гранитами. В результате кон­

тактного метаморфизма и воздействия на ультраосновной массив

эманации гранитной магмы, первичные породы подверглись ин­ тенсивной серпентинизации. C этой мощной фазой контактного

метаморфизма связаны и процессы асбестообразования.

Асбестообразующие железо-кремнемагнезиальные растворы

возникли в результате воздействия углекислых гидротермальных растворов на ультраосновные породы. Каналами для циркуляции

гидротермальных и асбестообразующих растворов являлись тре­ щины в исходных породах. Первоначальные трещины в ультраос-

новных породах возникли за счет сжатия пород при их остывании

(контракционные трещины), в результате тектонических наруше­

ний (тектонические трещины), а также при уменьшении объема

серпентинитовых гелей после их раскристаллизации.

При движении гидротермальных растворов имело место раст­ ворение боковых стенок трещин, сложенных серпентинитом, бла­

9