Краткий информационный обзор по технологической оценке и переработке графитсодержащих руд

Завальевское месторождение

чешуйчатого графита на Украине

Многочисленные промышленные залежи чешуйчатого графита Украинской графитоносной провинции связаны с архейскими образованиями Тетерево-Бугской серии в составе Украинского кристаллического массива. Эта серия сложена сильно дислоцированными амфиболитами, амфиболовыми, плагиоклазовыми, пироксеновыми, силлиманитовыми и гранатовыми гнейсами, кварцитами и кристаллическими известняками, перемежающимися с графитистыми биотитовыми, серицитовыми, биотит-хлоритовыми и хлоритовыми гнейсами, имеющими нередко промышленное значение. В пределах провинции выделяют три рудных района: Прибугский (по рекам Тетерев и Буг), Криворожский (по р. Ингулец) и Приазовский (вдоль побережья Азовского моря). Все месторождения провинции имеют большую промышленную ценность, благодаря высокому качеству графита, большим масштабам оруденения, легкости обогащения руд и возможности открытой разработки.
Завальевское месторождение, расположенное на левом берегу р. Южный Буг в 12,5 км от ж/д станции Хощеватово в Кировоградской области, является типичным представителем этой провинции. Геологически оно приурочено к крупной синклинальной складке запад-северо-западного направления с крутыми (вплоть до вертикальных) углами падения пород в крыльях (рис. 43). Центральная часть складки выполнена кристаллическими известняками, окаймляемыми кварцитами; мощность известняков 500 м, кварцитов - 20-50 м. Ниже по разрезу находятся графитоносные гнейсы (продуктивная толща), мощность которых не выдержана: в северном крыле она достигает 250 м, а в южном - резко сокращается до 15 м. Продуктивная толща подстилается безрудными амфиболовыми гнейсами. Синклиналь зажата между гранитами, обнажающимися в северной части месторождения, и прорвана кварцевыми жилами, дайками гранитов и гранит-аплитов. Кристаллические породы на участке месторождения повсеместно перекрыты третичными и четвертичными песчано-глинистыми отложениями мощностью до 35-40 м.
Продуктивная толща графитоносных биотит-хлоритовых и полевошпат-гранатовых гнейсов состоит из нескольких (1-5) графитсодержащих горизонтов, разделенных безрудными гнейсами. Мощность этих горизонтов варьирует от 3,5 до 70 м, а протяженность составляет сотни метров; в них по данным опробования оконтуриваются промышленные рудные тела пластовой и линзовидной формы, сложенные вкрапленными рудами. Графит в этих телах крупночешуйчатый (размером от 0,1 до 1-2 мм) со средним содержанием 6-10%. Иногда чешуйки графита объединяются в пятнистые скопления - агрегаты. Помимо графита в составе руд присутствуют кварц, калиевый полевой шпат, плагиоклаз, а также небольшие количества биотита, хлорита, граната, кальцита, апатита, циркона и пирита.
В четко выраженной коре выветривания, развивающейся по графитоносным гнейсам, наблюдается зональность. В верхней (рыхлой) зоне широко развиты глинистые минералы. Минеральный состав руд: графит - до 10%; глинистые минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, нонтронит и др.) - до 50%; кварц - 25%; гидроксиды железа - до 10%; гранаты и полевые шпаты - до 10%. В средней (полурыхлой) зоне при сохранении содержания графита (до 10%) увеличивается количество кварца (30-40%) и полевых шпатов (10-25%), появляются слюды (10-15%), гранат, силлиманит и апатит (до 10%), одновременно сокращается доля глинистых минералов (10-40%). Нижняя (плотная) зона коры выветривания по своему минеральному составу близка первичным (твердым) рудам месторождения: графит (6-8%), кварц (30-40%), полевые шпаты (20-30%), биотит и другие слюды (25-30%), силлиманит, гранат, апатит, пирит (до 10%). Благодаря тому, что в коре выветривания чешуйки графита освобождены от срастания с другими минералами (раскрыты), эти руды (так называемые мягкие) еще более легко обогатимы, представляя первоочередной объект промышленной разработки.
Рыхлые и твердые руды месторождения обогащаются флотацией с получением концентрата, содержащего 85-90% графита высокого качества и имеющего зольность не выше 10-15%. По своим разведанным запасам и масштабу добычи месторождение является одним из крупнейших на территории бывшего Советского Союза.
Генетически Завальевское месторождение рассматривается подавляющим большинством исследователей метаморфическим, образовавшимся в процессе регионального метаморфизма первичноосадочных алюмосиликатных пород, содержавших в своем составе рассеянное углеродное вещество. Отдельные геологи (В.П.Бухаров, В.Б.Полянский и др.) полагают, что образование графита в гнейсах происходило за счет углерода, освобождавшегося при дегазации карбонатных пород, сопровождавшейся разложением оксида углерода (реакция Будуара). Наконец, имеются данные о том, что наряду с графитом, образовавшимся за счет первичноосадочного углерода, в гнейсах может быть и более поздний графит, связанный с глубинным источником углекислоты (А.Ф.Коржинский и др.).