Минералогия шлаков производства феррохрома Челябинского электрометаллургического комбината - Студенческий научный форум

II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Минералогия шлаков производства феррохрома Челябинского электрометаллургического комбината

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Площадь отвала Челябинского электрометаллургического комбината (ЧЭМК) составляет около 38 га при высоте откосов около 20 м и мощности тела отвала от 16,4 до 31 м. За время существования отвала в него поступило (млн.т.): шлаков низкоуглеродистого феррохрома - 8,2; углеродистого и передельного феррохрома - 3,3; ферросилиция и ферросиликохрома - 1,0; ферровольфрама - 0,53; ферромолибдена - 0,5; а также шлаки ферросилиция, силикокальция, ферротитана и другие отходы производства (Макаров А. Б., 2006). В западной части отвала преобладает крупноглыбовый материал (шлаки низкоуглеродистого феррохрома), где и были отобраны образцы для исследований.

Все изученные шлаки от производства феррохрома характеризуются наличием стекловатой матрицы в среднем составляющей около 40 % и одинаковым минеральным составом с незначительными вариациями процентного содержания: оливина - 30 %, шпинели - 15 %, пироксена - 10 %, монтичеллита - 4 %, рудного минерала - 1 %.

Преобладающим минералом в этих шлаках является оливин, который чаще всего представлен форстеритом Mg2SiO4, или реже смесью форстерита и фаялита. В шлифах шлаков по форме кристаллов выделяются два типа оливина: призматический и игольчатый. Призматические кристаллы оливина встречаются в виде характерных для этого минерала изометричных форм с хорошей огранкой с размерами зерен до 0,2 мм. Игольчатые разности представлены скелетными и дендритными кристаллами. Для них характерны игольчатые, перистые кристаллы длиной от 0,1 до 10-20 мм при ширине 0,01-0,01 мм. Реже встречаются футляровидные кристаллы. Показатели преломления оливина следующие: Ng=1.670 (1.669); Np=1.641 (1.636) (в скобках приведены эталонные показатели форстерита (Флейшер М. и др., 1987)).

Типичным минералом в шлаках производства феррохрома является шпинель (Mg,Fe,)Al2O4. Она образует мелкие розовые кристаллы октаэдрического габитуса. В шлифах шпинель окрашена в розовый цвет; встречается в виде скелетных кристаллов, имеет характерные изометричные формы: треугольники, ромбы размерами от менее 0,1 до 0,2 мм. Показатель преломления шпинели равен 1.720 (1.714) (в скобках приведен эталонный показатель (Флейшер М. и др., 1987)).

Монтичеллит CaMgSiO4 образует тонкие размером от 0,01 до 0,02 мм иголочки белого цвета, которые пересекаясь между собой формируют радиально-лучистые агрегаты. Менее распространены дендритовидные кристаллы монтичеллита бурого цвета. Пироксен (клиноэнстатит) Mg2Si2O6 представлен бесцветными зернами с отчетливо проявленной спайностью в двух направлениях. Помимо обычных кристаллов клиноэнстатит представлен скелетными кристаллами со структурой песочных часов.

По данным силикатного анализа установлено, что главнейшими оксидами шлаков производства феррохрома являются SiO2, MgO, Al2O3. Металлургические шлаки, также как и горные породы, по величине кислотности - основности классифицируются на группы: ультраосновные, основные, средние и кислые. Для определения, к какой же из этих групп относятся изученные нами шлаки, полученные данные силикатного анализа были вынесены на диаграмму «сумма щелочей - кремнезем» классификации вулканических пород  (Классификация..., 1997). На диаграмме видно, что изученные нами шлаки попадают в группу ультраосновных пород в область нормальных пикритов.

Таким образом, на основании проведенных исследований мы заключаем, что металлургические шлаки производства феррохрома ЧЭМК характеризуются определенным набором (парагенезисом или ассоциацией) минералов: форстерит, изоморфная смесь форстерита с фаялитом, моноклинный пироксен, монтичеллит и шпинель. Структуры этих шлаков: стекловатые, шлаковые, шлаковидные со структурой основной массы микролитовой, кристаллитовой, структуры спинифекс. Для частично раскристаллизованых шлаков характерны структуры, приближенные к полнокристаллическим, средне-крупно зернистые, порфировидные. Текстуры: брекчиевые и брекчиевидные, пористые. Следовательно, по минеральному и химическому составам, структурно-текстурным особенностям шлаки производства феррохрома являются техногенными аналогами природных вулканических образований, и ближе всего к нормальным пикритам.

Просмотров работы: 9