پایان نامه بررسی كانی شناسی سنگ شناسی و درجه آزادی كانه و باطله

در پایان نامه بررسی كانی شناسی سنگ شناسی و درجه آزادی كانه و باطله درگیریهای کانی ایی کانه و باطله، بررسی های درجه آزادی کانه های باارزش در لیتولوژی های مختلف کانسار تيتانيوم کهنوج که ميزبان کانی سازی ايلمنيت و تیتانومگنتیت و روتیل می باشند مورد مطالعه قرار خواهند گرفت .با توجه به اينکه هدف از اين تحقيق، بيشتر مطالعه و بررسی کانی شناختی و درگیریهای بین کانه و باطله و همچنین بررسی درجه آزادی کانیهای باارزش مي باشد، لذا جهت بررسی های سنگ شناختی و کانی شناختی بصورت تصادفی از رخنمون های مختلف سنگی مشاهده شده در منطقه نمونه برداری شد و سپس جهت بررسی درجه آزادی و انواع درگیریهای کانه و باطله به صورت سیستماتیک هر روز از خوراک ورودی کارخانه نیمه صنعتی فرآوری هر 2 ساعت یک نمونه 2کیلوگرمی با نمونه گیر ملاقه ای و از روی نوار نقاله های ورودی گرفته شد که طی دو شیفت کاری این نمونه برداری ادامه داشت و برای دریافت نمونه ای معرف این نمونه برداری یک هفته به صورت مستمر انجام شد. تمامی گابرو های اين مجموعه مشتمل بر پيروکسن، اليوين و پلاژيوکلازهای يوهدرال (خود شکل )مي باشند وکانه های اکسيدی موجود در نمونه گابروها شامل: مگنتيت، که در بعضی موارد اين بلورها دارای تيغه های اکسولوشن ايلمنيت مي باشند و گاهی نيز بصورت منفرد ديده مي شوند .کاني هماتيت که در درون اليوين ها و در بعضی موارد در درون پيروکسن ها بصورت کانی ثانويه تشکيل شده است و ساير کانی های سولفوری شامل کانی پيريت، کالکوپيريت،پيروتيت و بلورهای ريز روتيل که در بعضی سنگها در درون پيروکسن ها و پلاژيو کلازها ديده مي شود . ترکیب کمی کانی های اصلی فلزی تشکیل دهنده نمونه های خوراک کارخانه عبارتند از: ایلمنیت با عیار متوسط 15/5% و مگنتیت با عیار متوسط 2/4% . نکته شایان توجه این است که مقدار هر دو این کانی ها با کاهش ابعادشان کاسته می شود. مقدار عیار ایلمنیت از 98/5% در ابعاد mm 5/0+ تا 1- به1/2% می رسد و در ابعادmm 02/0 تا 03/0 بین 1تا 3 درصد متغیر است.در مورد تیتانومگنتیت نیز از مقدار 4/4% در ابعاد mm5/0+ تا 1- به عیار 9/1% می رسد و در ابعاد mm  02/0 + 032/0 عیارکانی تیتانومگنتیت متغیر می باشد. تجزیه کمی کانی شناسی ، این امکان را در تحقیق به وجود آورد تا نسبت دانه های ایلمنیت آزاد و درگیر با مگنتیت در غالب بافت هم رشد تعیین شود (جدول 6) .همان گونه که از جدول پیداست آزادی قابل قبول کانی ایلمنیت از ابعاد mm125/0 – شروع می شود . سهم ایلمنیت آزاد در مقاطع صیقلی فراکسیون ابعادی mm 063/0 + 125/0 – برابر 65/86% می باشد و به طور کلی در فرآیند خردایش خوراک کارخانه فرآوری تیتانیوم تا ابعاد mm1- مقدار ایلمنیت آزاد برابر 6/57% می باشد و باقیمانده کانی های ایلمنیت که برابر 4/42% می باشد درگیر با سایر کانی های غیر فلزی موجود می باشد .

مقدمه :

مجموعه سنگهای افيوليتی دنيا بدليل تنوع ليتولوژيکی خاص ، دارا بودن مواد معدنی مهم از جمله کروم ، مس ، منگنز ، تيتانيوم و پلاتين جايگاه ويژه ای را به خود اختصاص داده اند و توانسته اند پاسخگوی بسياری از نيازهاي معدني دنيا باشند . همچنين با توجه به اهميت فلز تيتانيوم درصنايع هوا فضا و کليه صنايع کاربردي و تبديلي در دنيا , مجموعه سنگهای افيوليتی توجه زمين شناسان را از لحاظ کانی زايی به خود جلب کرده است . اکتشافات تيتانيوم از سال 1362 بطور فعال در سازمان زمين شناسی کشور عزيزمان ايران و بر اساس اصل نيازها و اولويت ها به اجرا در آمده است که طبق برنامه های پيش بينی شده در مرحله اول جهت پی جويی منابع ثانويه اين عنصر کليه فواصل دريای خزر و بخشی از سواحل دريای عمان زير پوشش قرار گرفت . سپس مناطق ديگری نظير شيست های گرگان ( جهت پی جوئی روتيل ) افقهای لاتريتی قشلاق ، تشکيلات آذرين ، متامرفيک و تپه های ماسه ای ناحيه پشت بادام وچادر ملو ، تشکيلات ولکانيکی آذرين زنجان و چندين نقطه ديگر مورد مطالعه قرار گرفتند . مطالعات انجام شده منجر به پيدا شدن آنومالی هاي چندی در طول سواحل دريای خزر , بويژه سواحل گيلان گرديد که آنومالی های مذکور از نظر تکنولوژی چندان جالب توجه نبوده اند، در مرحله بعد ناحيه کهنوج بدلايل خاص ساختمان زمين شناسی و سنگ شناسی و گزارش مقدماتی مواد معدنی منجمله تيتانيوم ( ملاک پور – قاسمی پور 1972 ) جهت اکتشافات تيتانيوم در سال 1364 مورد توجه قرار گرفت يکی از دلايل توجه وجود توده  عظيم گابروئی بند زيارت در اين منطقه می باشد . اصولاً توده های گابروئی يکی از بهترين و مهمترين خاستگاههای اوليه و اصلی عنصر با ارزش تيتانيوم دنيا هستند . لذا به دلايل فوق و ساختار خاص زمين شناسی و سنگ شناسی ناحيه کهنوج ( وجود سنگهای بازيک با پتانسيل ايلمنيت ) برنامه اکتشافات سيستماتيک ژئوشيميايی ناحيه ای از زمستان 1365 توسط سازمان زمين شناسی در منطقه آغاز گرديد . مجموعه افيوليتی کوهستان بند زيارت کهنوج يکی از شناخته شده ترين زونهای ايران می باشد که منطقه مورد مطالعه قسمتی از اين زون را به خود اختصاص داده است . مطالعاتی که طی سالهای 73-69 بر روی گابروهای ايلمنيت – مگنتيت دار در معدن تيتانيوم کهنوج انجام شد, نشان داد که گابروهای بند زيارت خصوصا” گابروهاي ريز دانه از ديد گاه کانه های تيتانيوم، دارای استعداد بالقوه و قابل ملاحظه ای می باشند . در اين تحقيق درگیریهای کانیایی کانه و باطله، بررسی های درجه آزادی کانه های باارزش در لیتولوژی های مختلف کانسار تيتانيوم کهنوج که ميزبان کانی سازی ايلمنيت و تیتانومگنتیت و روتیل می باشند مورد مطالعه قرار خواهند گرفت .

ویژگی های ترکیب کانی در نمونه معرف خوراک به شرح ذیل می باشد :

کانی های اصلی تشکیل دهنده نمونه خوراک عبارتند از : پلاژیوکلازهای بازیک ( از آندزین تا بیتونیت لابرادور به صورت عمده)، که میزان آن ها 3/44% می باشد . پیروکسن ها که عمدتاً از اوژیت تشکیل شده اند ، 2/30% می باشند. آمفیبول ها که به صورت آمفیبول های بازالتی دیده می شوند 5/5% می باشند و کانی های فلزی با ارزش تشکیل دهنده خوراک عبارتند از :  ایلمنیت با فراوانی 2/5% و تیتانومنیتیت با فراوانی 2/4% .ایلمنیت در ابعاد مختلف ( از mm0/2 تا0/0n mm) تغییرات زیادی از خود نشان می دهد . بخش عمده ای از کانی به صورت رشد کرده داخلی همراه سایر کانی های کانسار و هم به صورت میکروادخال در این کانی ها دیده می شود . وقتی کانه تا حد mm0/1- خرد شود، 6/57% ایلمنیت به صورت دانه های آزاد مشاهده می گردند و مابقی به صورت ذرات هم رشد داخلی، همراه با سایرکانی های کانسار (1/28%) و یا میکروادخال های غیرقابل بازیابی در این کانسار (3/14%) مشاهده می گردند . ایلمنیت به صورت گونه های کم آلتره شده و حاوی مواد ریز ظاهر می شود 8/49% TiO2 ، 0/36% FeO ، 7/8% Fe2O3 ، 5/0% V2O5 ، 04/0% Cr2O3 ، 05/0%P2O5.کانی مگنتیت به صورت انواع بی شکلی از رسوبات دیده می شود . دانه های آن دارای ادخال های بیشماری از کانی های سیلیکاته و ایلمنیت های صفحه ای جهت دار که از محصول جامد Fe3O4 – TiO2 ناشی می شود، می باشد . مقدار کلی TiO2 در کانی مگنتیت 9/9% می باشد . مقدار تیتانیوم به صورت ناخالصی همشکل در ماتریس مگنتیت 5/1% TiO2می باشد . مابقی به صورت میکروادخال های غیر قابل بازیابی می باشد که از تجزیه محلول جامد حاصل شده است . مقدار متوسط 6/1 % وانادیم نیز از مشخصات تیتانومگنتیت های خوراک می باشد .

بخش هایی از پایان نامه زمین شناسی
بخش هایی از پایان نامه زمین شناسی

تجزیه ثقلی نمونه خوراک که تا حد mm0/10- خرد شده است نشان می دهد که با کم شدن دی اکسید تیتانیوم در بخش های با وزن مخصوص کمتر از 2/9 g/cm3 ناچیز می باشد ، یعنی 8/4% TiO2، که مقدارTiO2در مورد اخیر 37/0% می باشد ، بخش متوسط با وزن مخصوص 2/9<d<3/5g/cm3 دارای محصولی معادل 6/38% با عیار 1/2% TiO2می باشد . کم شدن دی اکسید تیتانیوم در نوع اخیر 3/23 می باشد و بخش متوسط که عمدتاً از پیروکسن ها و آمفیبول ها تشکیل یافته است دارای TiO2 به شکل ناخالصی های ایزومورف می باشد که مقدار TiO2در آن ها به ترتیب 3/1 % و 6/2% می باشد. بخش سنگین تر با وزن مخصوص d>3/9g/cm3 که از تیتانومگنتیت و ایلمنیت تشکیل شده است شامل 3/25% TiO2می باشد . مقدار تیتانیوم موجود در این بخش 0/66% TiO2می باشد . مقدار تیتانیوم موجود در نرمه های -0/02mm برابر 4/1% TiO2می باشد .همان گونه که در موازنه توزیع TiO2در کانی ها نشان داده شده است 4/71% TiO2به شکل ایلمنیت می باشد که 2/41%  آن به صورت دانه های ایلمنیت آزاد و 23% آن به صورت هم رشدی داخلی مشاهده می گردند و با آسیا کردن بیشتر نمونه، آزاد خواهند شد و 2/7% TiO2به صورت ذرات غیر قابل بازیابی از میکروادخال های ایلمنیت در سایرکانی های کانسار منتشر گردیده است. مقدار تیتانومگنتیت، پیروکسن ها، آمفیبول ها و سایر کانی ها به ترتیب 5/11% TiO2 ، 9/10% TiO2 ، 0/4% TiO2، 0/2% TiO2می باشد . زون گابرویی آلتره شده که بخش عمده خوراک ورودی کارخانه فرآوری تیتانیوم کهنوج را تشکیل می دهد دارای ویژگیهای ذیل می باشد:

  • دارای عیار تیتانیوم نسبتا پائینی می باشند.
  • بخش عمده تیتانیوم درگیر با کانی تیتانومگنتیت و سیلیکات های فرو منیزین می باشد.
  • سایر کانیهای مهم به لحاظ اقتصادی که می تواند در آینده مورد بررسی بیشتری قرارگیرند عبارتند از : روتیل، لوکوکسن، زیرکن و مونازیت می باشند .
  • کانیهای زون آلتراسیون به صورت ضعیفی دارای جورشدگی می باشند.
  • مقادیر متنابهی از ایلمنیت و تیتانومگنتیت بصورت ذرات هم رشد با سایر کانیهای کانسار و میکروادخال در این تشکیلات افیولیتی ظاهر می گردند.

بر اساس نتايج حاصل از مطالعات كاني شناسي انجام شده بر روي نمونه خوراک کارخانه، كاني هاي با ارزش اين كانسار را ايلمنيت و تيتانومگنتيت و کاني هاي باطلة اصلي آن راپلاژيوكلاز، پيروكسن و هورنبلند تشكيل مي دهند. براي جدايش اين كاني ها از كاني اصلي حاوي تيتانيوم (ايلمنيت) و رسيدن به درجة آزادي مطلوب، لازم است که سنگ معدن یا به عبارتی خوراک ورودی به کارخانه فرآوری تیتانیوم کهنوج در مراحل سنگ شکني و آسيا تا ابعاد كوچكتر از 100 ميكرون خرد شوند.با توجه به درجه آزادي كاني و عامل پر عيار كردن ، امكان تولید كنسانتره اي مقدماتي توسط روشهاي جدايش ثقلي امكان پذير خواهد بود .موازنه توزیع  TiO2در كانی های نمونه مورد مطالعه از طریق خردایش آن تا فراکسیون های زیر mm 0/1- تعیین گردید . اقدامات انجام شده جهت تعیین این موازنه توزیع به شرح زیر می باشد :

  • مقادیر کانی های اکسلوشن درون کانه با استفاده از روش محاسبه دانه ها در بخش های مختلف کانی که توسط جدایش ثقلی از دیگر مواد با ابعاد مختلف جدا شده اند، تعیین گردیده است .
  • مقادیر TiO2 در کانی ها، توسط آنالیز شیمیایی کانی خالص تعیین گردیده است، که این کانی خالص توسط انتخاب چشمی دانه ها با استفاده از میکروسکوپ بینوکولار تهیه شده است .
  • مقدار ایلمنیت که درگیر با مینرال های هم رشدی کانسار می باشد، با محاسبه تعداد دانه ها در هر بخش تعیین گردیده است .
  • مقدار ایلمنیت در نمونه که در سایر کانی ها به صورت ادخال می باشد و توسط روش های موجود غیرقابل بازیابی است به صورت زیر محاسبه گردید .

حداقل محتوای دی اکسید تیتانیوم مربوط به گروه ابعادی دانه های ریز با محدوده mm044/0+063/0 از بخش دانه شده کانه که در آزمایش مایعات سنگین با بدترین وضعیت جدا شده اند، به کمک آنالیزهای شیمیایی در مورد ترکیبات کانیایی بخش های مختلف انجام ودر نظر گرفته شده است . این بخش ها عبارتند از : فلدسپات ها (d<2/9g/cm3) ، پیروکسن – آمفیبول (2/9<d<3/5g/مcm3) و تیتانومگنتیت (جدایش مغناطیسی – دستی) . عیارهای TiO2 اخذ شده از کانیهای فوق الذکرعبارتند از : 32/0 % ، 65/1 %  و 9/9 .تفاوت حاصله بین عیارهای TiO2   بخش کانه ای و کانی های خالص، در نتیجه وجود ایلمنیت در دانه های کانی مورد بحث به صورت میکرو ادخال در آنها می باشد. البته لازم به ذکر است که به لحاظ کانه آرایی، میکرو ادخالهای مذکور دارای ابعاد mm 20/0 ≥ می باشند و غیر قابل بازیابی هستند. با در نظر گرفتن این که میانگین عیار TiO2  در ایلمنیت 0/50% می باشد . همچنین مقدار TiO2  که در میکروادخال های غیر قابل بازیابی قرار دارد نیز بالغ بر 52/0% می باشد . بالانس توزیع TiO2  در کانی های نمونه در جدول 12 آورده شده است .

%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%b2%d9%85%db%8c%d9%86-%d8%b4%d9%86%d8%a7%d8%b3%db%8c

ترکیب کمی کانی های اصلی فلزی تشکیل دهنده نمونه های خوراک کارخانه عبارتند از:

ایلمنیت با عیار متوسط 15/5% و مگنتیت با عیار متوسط 2/4% . نکته شایان توجه این است که مقدار هر دو این كانی ها با کاهش ابعادشان کاسته می شود. مقدار عیار ایلمنیت از 98/5% در ابعاد mm 5/0+ تا 1- به1/2% می رسد و در ابعادmm 02/0 تا 03/0 بین 1تا 3 درصد متغیر است.در مورد تیتانومگنتیت نیز از مقدار 4/4% در ابعاد mm5/0+ تا 1- به عیار 9/1% می رسد و در ابعاد mm  02/0 + 032/0 عیار كانی تیتانومگنتیت متغیر می باشد. تجزیه کمی كانی شناسی ، این امکان را در تحقیق به وجود آورد تا نسبت دانه های ایلمنیت آزاد و درگیر با مگنتیت در غالب بافت هم رشد تعیین شود (جدول 6) .همان گونه که از جدول پیداست آزادی قابل قبول كانی ایلمنیت از ابعاد mm125/0 – شروع می شود . سهم ایلمنیت آزاد در مقاطع صیقلی فراکسیون ابعادی mm 063/0 + 125/0 – برابر 65/86% می باشد و به طور کلی در فرآیند خردایش خوراک کارخانه فرآوری تیتانیوم تا ابعاد mm1- مقدار ایلمنیت آزاد برابر 6/57% می باشد و باقیمانده کانی های ایلمنیت که برابر 4/42% می باشد درگیر با سایر کانی های غیر فلزی موجود می باشد.

 ترکیب شیمیایی نمونه معرف خوراک :

ترکیب شیمیایی كانی نمونه معرف خوراک در جدول 4 آورده شده است . تشکیل دهنده های اصلی عبارتند از سیلیسیم ، آلومینیم ، آهن و اکسیدهای کلسیم و منیزیم که با در نظر گرفتن این مقادیر می توان خوراک ورودی را به صورت گابروهای مینرالیزه مطالعه نمود . قسمت عمده ای از خوراک را ذرات آهن و تیتانیوم تشکیل می دهند . مقدار متوسط دی اکسید تیتانیوم (6/3%) در نمونه تعیین شده است که به مقدار تخمینی با استفاده از عیار متوسط به دست آمده است (59/3%) بسیار نزدیک می باشد که این واقعیت بیانگر درستی انتخاب و تهیه نمونه معرف می باشد .مقدار عناصر ناخالص در نمونه معرف با انواع موجود در سنگ های گابروئی مطالعه شده در منطقه قابل مقایسه می باشد . مقدار وانادیم مشاهده شده نیز (V2O5) 09/0% می باشد .

بررسی درجه آزادی کانی های تشکیل دهنده خوراک :

برای انجام مطالعات بر روی نمونه معرف تهیه شده از خوراک ورودی کارخانه نیمه صنعتی فرآوری تیتانیوم کهنوج از دستگاه ها و تکنیک های پیشرفته نظیر میکروسکوپ های الکترونی و انعکاسی – عبوری ، تجزیه های اشعه x و میکروپروب اشاره نمود. همچنین از روشهایی جهت تحقیق در خواص مغناطیسی ماده معدنی، روشهایی جهت تعیین ترکیب شیمیایی شامل تجزیه های طیفی و شیمیایی، استفاده شده است. البته بررسی خواص كانی شناسی نمونه مذکور نیز با استفاده از روش کیفی، تجزیه سرندی، تجزیه فاز شیمیایی و جدایش مغناطیسی همانطور که در فصل 3 نیز بخشی از این مطالعات آورده شده است، مطالعه شده است.در خوراک ورودی کارخانه فراوانی ذرات با ابعاد بیشتر از 10 میلیمتر حدودا 20.6 % می باشد. فراوانی ذرات با ابعاد 1 تا 10 میلیمتر  بیشتری مقدار را دارامی باشد، یعنی كانی 40.6 % می باشد. در این صورت خوراک ورودی کارخانه نسبتا درشت دانه می باشد که دارای جور شدگی بدی است. به طور کلی توزیع مقدار تیتانیوم با کاهش ابعاد دانه ها افزایش می یابد و تغییرات عیار تیتانیوم از 2.4 در صد تا 4.5 درصد می باشد. مقدار TiO2  در ذراتی با ابعاد بیش از 10 میلیمتر برابر 13.7 % ، ذراتی با ابعاد 1 تا 10 میلیمتر برابر 37.7 %  و میزان TiO2  در ذرات زیر 1 میلیمتر برابر 48.6 % می باشد.

کانی
کانی

فهرست مطالب پایان نامه بررسی كانی شناسی سنگ شناسی و درجه آزادی كانه و باطله:

فصل اول:

  • مقدمه
  • موقعيت جغرافيايی و راه های ارتباطی
  •  شرايط آب و هوايی و پوشش گياهی منطقه
  • ريخت شناسی عمومي منطقه
  • مروری بر تاريخچه فعاليتهاي اکتشافي انجام شده در گذشته
  • اهداف تحقيق حاضر
  •  روش تحقيق و ابزارهاي مورد استفاده
  •  آماده سازي نمونه های کارخانه نیمه صنعتی
  • آشنایی با کارخانه نیمه صنعتی فرآوری تیتانیوم کهنوج

فصل دوم:

  • مقدمه
  • ویژگیهای زمین شناختی کانسار تيتانيوم کهنوج
  • ويژگيهاي  گابروهاي لايه اي  منطقه
  • ويژگيهاي  اليوين گابروها  و فروگابروهای منطقه
  •  ویژگیهای سنگ نگاری کانسار تيتانيوم کهنوج
  • گابروهای لايه ای
  •  مجموعه سنگهای بازیک و الترابازیک
  • گرانيت های ائوسن
  • مجموعه سوسوريتی – ميلونيتی
  • كانی شناسي کاني هاي  فلزي و غيرفلزي در لیتولوژی های مختلف منطقه کهنوج
  •  کانی شناسی فلزی و غیر فلزی گرانيت های منطقه کهنوج
  • کاني شناسي فلزی و غیر فلزی آنورتوزيت های منطقه کهنوج
  • کاني شناسي فلزی و غیر فلزی ملاگابروها و پريدوتيت هاي فلدسپات دار منطقه کهنوج
  • کاني شناسي  فلزی و غیر فلزی تروکتوليت های منطقه کهنوج
  • کاني شناسي فلزی و غیر فلزی اليوين گابروهای منطقه کهنوج

فصل سوم:

  • مقدمه
  • مگنتیت: 3O4Fe
  • هماتیت: 3O2Fe
  •  مارتیتي شدن
  •  گوتیت: FeOOH
  • ایلمنیت: FeTiO3
  •  تیتانومگنتیت
  •  روتیل: 2TiO
  • طیف سنجی مگنتیت توسط روش XRD
  •  طیف سنجی مگنتیت به روش FTIR
  • آنالیز میکروپروب اکسیدهای فلزی
  • مگنتیت (Fe3O4)
  • ایلمنیت (3FeTiO)

فصل چهارم:

  • مقدمه
  • بررسی درجه آزادی كانی های تشکیل دهنده خوراک
  •  ترکیب شیمیایی نمونه معرف خوراک
  •  ترکیب کمی كانی های تشکیل دهنده خوراک بر اساس ابعاد و نوع ذرات
  • موازنه توزیع TiO2 در كانی های نمونه مورد مطالعه

فصل پنجم:

  • منابع فارسی
  • منابع غیر فارسی
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش پایان نامه بررسی كانی شناسی سنگ شناسی و درجه آزادی كانه و باطله:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 116
قالب: فایل word