Краткий информационный обзор по технологической оценке и переработке графитсодержащих руд

1.3. Характеристика графитсодержаших руд

Графитовые руды в зависимости от крупности кристаллизации графита делятся на чешуйчатые (с размером чешуек более 0,2 мм), плотнокристаллические (менее 0,1 мм) и скрытокристаллические (менее 0,001 мм).

Наиболее ценны руды, содержащие чешуйчатый графит. Месторождения таких руд (Украина, Урал, Дальний Восток) разрабатывают даже при содержании графита 5-6 %, а в случае больших запасов – и при более низком.
Для руд с плотнокристаллическим графитом (например, в Восточной Сибири) характерно более высокое содержание, достигающее 60-70% и выше.
Руды, содержащие скрытокристаллический графит (например, на Туруханских месторождениях), менее ценны и разрабатываются при высоком содержании графита, обычно не меньше 70-80%.
По своим свойствам графитовые руды различных месторождений, даже в тех случаях, когда они принадлежат к одному и тому же из приведенных типов, значительно различаются. Различие в свойствах зависит от крупности кристаллов графита и присутствия других структурных разновидностей графита.
В промышленности все шире используется искусственный (коксовый, доменный, ретортный) графит, специально получаемый из антрацита, нефтяного кокса, а также из отходов доменного производства. Чешуйчатые графиты по диаметру кристаллов разделяются на крупночешуйчатые (0,1-Х,0 мм) и мелкочешуйчатые (0,001 - 0,1 мм). В литокристаллическом кусковом графите размер кристаллов тот же, что и в мелкочешуйчатом, однако они не ориентированы, что затрудняет расщепление агрегата и сдвиги при деформации.
Величина зерен в скрытокристаллическом (аморфном) графите менее 0,001 мм. Искусственный графит по качеству приблизительно соответствует чешуйчатому и плотнокристаллическому, отличаясь большей чистотой и меньшей кристалличностью. Выделенные природные разновидности графита не бывают совершенно чистыми; они содержат примеси минералов-спутников, газов, а также непревращенный в графит углерод.
Графитовые руды классифицируются по структурным разновидностям графита. Различают три типа руд, из которых каждому соответствует особый тип промышленных месторождений: руды чешуйчатых графитов, плотнокристаллические графиты, метаморфизованные угли (скрытокристаллические графиты).
Руды чешуйчатых графитов образуются в месторождениях трех генетических типов: а) метаморфических, б) контактово-метасоматических, в) пегматитов и силекситов.
Метаморфические месторождения образованы глубоко метаморфизованными осадочными породами, первоначально содержащими органические вещества. Эти вещества служат источником углерода, который кристаллизуется в графит.
Графитоносные гнейсы и сланцы образуют пластовые и линзооборазные рудные тела, которые достигают огромной мощности и протяженности. Графит здесь встречается в чешуйках, в которых он тонко переслаивается с пластинками слюды. В результате вторичных изменений происходит прорастание графитовых чешуек кальцитом и каолинитом. Содержание графита в руде колеблется от 2,5 до 17 %.
Большая техническая ценность крупночешуйчатых графитов, относительно легкая их добыча, крупные размеры месторождений, позволяющие широко механизировать добычу и строить мощные обогатительные фабрики, делают эти месторождения главным промышленным источником кристаллического графита. Крупнейшими месторождениями являются месторождения Мадагаскара, Баварии (Пассау), Завальевское, Петровское, Старокрымское (Украина), Союзное, Тамчинское (Приамурская обл.), Тайгинское, Мурзинское (Урал), Малохинганское.
Контактово-метасоматические месторождения приурочены к зонам контакта известняков с интрузиями глубинных пород. Известняки здесь превращаются в графитовые скарны. Крупночешуйчатый графит образует среди скарнов жилы неправильной формы, он более или менее равномерно рассеян в них, обычно в количестве от 2 до 10 %. Размеры залежей могут быть значительными, достигая в длину 120 м и мощности 12 м. Относительно большие запасы, а также высокое техническое качество графита делают месторождения этого типа важным объектом промышленной разработки. К сожалению, в природе они встречаются редко и известны только в Канаде.
В последнее время практическое значение приобрели месторождения кристаллических известняков, в которых графит встречается в виде очень крупных чешуек. Такие чешуйки длиной в 20 мм и шириной до 5 мм используются в рентгеновской оптике и для полупроводниковых приборов, хотя они и не являются монокристаллами (месторождения Карелии, Украины, Забайкалья).
Пегматиты и силекситы содержат мало графита, обычно они бывают ничтожных размеров и промышленного значения не имеют, хотя некоторые из них и разрабатывались в Канаде.
Плотнокристаллические графиты образуются в месторождениях двух генетических типов: а) магматического, б) пневматолитического.
Магматические месторождения приурочены к глубинным, жильным и эффузивным изверженным породам, в которых графит образует скопления в форме штоков, гнезд и жил, или встречается в рассеянном виде. Графит месторождений этого типа является продуктом кристаллизации из газообразных составных частей магмы. Нередко руды этих месторождений имеют содержание графита до 60–85 %. Сравнительная редкость месторождений этого типа и обычно небольшие размеры их обусловливают относительно небольшое их промышленное значение. Типичным представителем является Ботогольское (Алиберовское) месторождение.
Пневматолитические месторождения плотнокристаллического графита встречаются преимущественно среди гнейсов. Графитовые рудные тела имеют в них форму типичных жил, которые, несомненно, образуются в результате заполнения открытых трещин графитом и сопутствующими ему минералами, кристаллизующимися из проникавших по этим трещинам газообразных эманаций. Классическими и в то же время единственными типичными пневматолитическими месторождениями являются крупнейшие залежи Цейлона, которые разрабатываются уже более 100 лет.
Метаморфизированные угли в зависимости от метаморфизма (характера метаморфизующих агентов и степени их воздействия) изменяются от антрацита до типичного скрытокристаллического графита. При низкой степени метаморфизма иногда в одном и том же месторождении одновременно встречаются графит и антрацит (например, в Полтавском и Бреденском месторождениях на Южном Урале).