070/0KP,ZnR/EH/1986 ARKITOKAPPALE PYHÄALMEN HUONOLAATUITEN INKKIRIKATEIDEN EPÄPUHTAUKITA 29.1. - 11.2. 1986 JOHDANTO OKME:n Geologinen laboratorio vastaanotti 17. 2. geologi Markus EKbergin/OKP toimittamat kuusi sinkkirikastenäytettä ajalta 29.1-11.2. 1986 ja tutkimuspyynnön rikasteiden epäpuhtauksien selvittämiseksi. Kyseisenä ajanjaksona on rikastamon sinkkipiiri toiminut epätyydyttävästi tuottaen sinkkipitoisuudeltaan selvästi normaalia ja myös tavoitetta alhaisempaa rikastetta, joten epäpuhtauksia on rikasteessa ollut tavallista enemmän. MENETELMÄT Kemialliset analyysit tehtiin Cu:n, Zn:n, Fe:n, Pb:n, Mn:n ja Ag:n osalta AA-menetelmällä typpihappoliuotuksesta ja pääkomponenttien (Zn, Fe, Cu) osalta myös bromimetanoli- ja suolahappoliuotuksista. Tuotteiden rikkipitoisuuksina on käytetty OKP:n laboratoriossa määritettyjä, sillä OKME:n rikkianalyysit eivät ole koe pitoisuusalueella tarkkaan kalibroituja. inkkivälkkeen kemiallista koostumusta määritettiin OKMT:n mikroanalysaattorilla. Ajo-olosuhteet ja tulokset ovat liitteessä 1. Mineraalipitoisuuslaskut suoritettiin liitteessä 2 esitettyjen kaavojen perusteella. Tarkemmat perusteet on esitetty erillisess. raportissa 070/0KP,MINPIT/EH/1986. Mikroskooppisessa tutkimuksessa selviteltiin tuotteiden raekokoj. ja sekarakeisuutta. KEMIALLIET KOOTUMUKET Tuotteiden kemialliset koostumukset on esitetty taulukossa 1. Rikasteiden sinkkipitoisuus (OKME:HN0 -liuotus) on välillä 45.1-47.1%, kun tavoitteeksi on asetettu 50.0%, joten sinkki-
pitoisuus ei ole tyydyttävä. Näytteessä 29-0.1 on eu-pitoisuus huomattavan korkea, 1.495%, kun se muissa näytteissä on 0.408-0.618%. Rautapitoisuus on 12.8-1.8% ja kun sinkkivälkkeen Fe-pitoisuus on keskimäärin 5.7% (liite 1), on rikasteissa runsaasti muihin sulfideihin sitoutunutta rautaa. TAULUKKO 1. PYHÄALMEN INKKIRIKATEIDEN ANALYYITULOKIA VUODELTA 1986 NÄYTE LAB. LIUOTU Cu(%) Zn(%) Pb(%) Ag g/t Mn(%) Fe (%) (%) 29-0. 1 OKP HN0 1. 500 45.65 1.70 4.50 OKME HN0 1. 495 45.80 0.182 48 0.247 12.87 8.60 BM 1. 480 4.90)(. 0.188 7.01 HCl 0.68 45.70 6.5 1.1-2.2 OKP HN0 0.40 45.65 1.85 4.65 OKME HN0 0. 441 45.50 0.208 48 0.2 1.0 7.80 BM 0.48 41.10)( 0.220 6.09 HCl 0.185 45.20 6.14-4. 2 OKP HN0 0.70 45.65 1.55 4.75 OKME HN0 0.408 47.10 0.096 29 0.208 12. 89 8. 60 BM 0.410 42.00.( 0.101 6.29 HCl 0.165 47.40 6.50 5-6. 2 OKP HN0 0.580 44.08 14.26 4.55 OKME HN0 0.618 45.10 0.159 7 0.195 1.76 8.0 BM 0.610 40.10"- 0.170 6.45 HCl 0.166 44.50 6.48 7-9. 2 OKP HN0 0.560 4.82 1.60 4.10 OKME HN0 0.561 45.20 0.187 46 0.21 12.94 8.60 BM 0.557 9.40x 0.198 6.00 HCl 0.208 44.80 5.94 10-11. 2 OKP HN0 0.520 46.17 1.70 5. 20 OKME HN0 0.528 46.40 0. 20 41 0.209 1.2 8.60 BM 0.529 40.20 Je 0.221 6.21 HCl 0.215 45.10 6.25 1; ;0.... "'c;!,.ti x ajettu Hiiä"ä viiva, joten Zn-pi toisuus on väärä. Todellinen tulos olisi n. Zn HNO
MINERAALIPITOIUUDET Taulukossa 2 on esitetty tuotteiden mineraalipitoisuudet liitteessä 2 esitettyjen kaavojen mukaisesti laskettuina. Taulukko 2. MINERAALIPITOIUUDET: Näyt numro CUK ( %) (., ) PBH ( %) K ( %) K (.. ZnR / 29-0 1 86 4 ZnR / 1 1-2.. ' ) flliut ( %) 75 94 2 1 1 56 12 97 5 00 86 1 27 75 44 24 1 47 15 F 1 5 96 ZnR / -4 2. 86 1 1 8?O IV 1 0 1 1 1 68 1 4 08 4 86 ZnR / 5-6. 2 86 1 78 74?O 1 1 89 15 1 6 1 I V ZnR / 7-9. 2. 86 1 62 74 95. 22 1 24 14 o 7 14 u ZnR / 10-1 1. 76 94. 2 1 40 15 59 4 1 86 1 inkkivälkepitoisuus on 74.8-78.1%, joten epäpuhtauksia on n. yksi neljännes rikasteesta. Merkittävimpiä epäpuhtauksia ovat rikkikiisu 1.0-15.6%, silikaatit + karbonaatit 4. - 7.1%, kuparikiisu 1.2-4.% ja magneettikiisu 1.2-1.9%. MIKROKOOPPIET HAVAINNOT Mikroskooppinen tutkimus ja sen yhteydessä otetut valokuvat (liite ) antavat selvän kuvan siitä, mistä rikas teiden huono laatu ja runsaat epäpuhtaudet johtuvat. Ajanjaksona 29-0.1 on jauhatuksen ja kuparipiirin säädöissä ollut jokin tilapäinen häiriö. Tämän seurauksena on sinkkirikasteeseen päätynyt runsaasti raekooltaan yli 0.2mm:n kuparikiisua, mikä siis ei ole vaahdottunut kuparipiirissä. (kuvat 1,,4). Karkeita sinkkivälke- ja kuparikiisupintoja omaavia rikkikiisurakeita on myös runsaasti. inkkivälke- ja kuparikiis pintaisia magneettikiisurakeita tavataan hieman. inkkivälkesilikaatti(ja/tai karbonaatti)sekarakeita on myösnoutkasteeseen. Näytteet 1.1-2.2, -4.2, 5-6.2, 7-9.2 ja 10-11.2 ovat raekooltaan ja mineraalikoostumukseltaan hyvin samanlaisia. Merkittävin epäpuhtaus on sinkkivälkepintojensa ansiosta rikasteeseen noussut suhteellisen karkea (yli O.lmm) rikkikiisu (kuvat 2, 5-8). Rikkikiisu-kuparikiisusekarakeita nousee myös sinkkirikasteeseen. Magneettikiisu-sinkkivälke- ja
------ ------- magneettikiisu-kuparikiisusekarakeet muodostavat pienen osan rikasteen epäpuhtauksista, kuten myös sinkkivälke-silikaatti (ja/tai karbonaatti)sekarakeet. Tyypillisiä aksessoreja ovat lyijyhohde, markasiitti, kubaniitti sulfosuolat ja magnetiitti. KOMMENTTEJA Rikasteen alhainen sinkkipitoisuus johtuu pääasiallisesti pyriitin ja silikaattien+karbonaattien nousemisesta sinkkivälkepintojensa ansiosta rikasteeseen. Jos pyritään ko. malmityypin osalta huomattavasti korkeampaan rikasteen sinkkipitoisuuteen, on nämä sekarakeet poistettava rikasteesta tai ainakin niiden määrää tuntuvasti vähennettävä. 1. Tuntuvalla malmisyötteen jauhatuksen lisäämisellä saadaan harmilliset sinkkivälkkeen ja pyriitin ynnä muiden mineraalien sekarakeet hajotettua, joten tuottamalla selvästi hienommasta materiaalista myös hienompaa sinkkirikastetta, voidaan sekarakeisuudesta johtuvia epäpuhtauksia vähentää. Tämä saattaa kuitenkin aiheuttaa prosessin muissa osissa hankaluuksia (kuparikiisun ja jalometallien mineraalien ylijauhautuminen, ym} 2. pyriitin ja muiden haittamineraalien määrää voidaan vähentää sinkkirikasteesta myös tarkemmalla vaahdotuksella (lisäkertaus, vain puhtaat sinkkivälkerakeet rikasteeseen), jolloin sekarakeissa oleva sinkkivälke joutuisi rikkipiiriin ja mahdollisesti edelleen rikkirikasteeseen. Tämä ei taas ole rikkirikasteen kauppakelpoisuutta ajatellen suotavaa.. Helpoin tie (ainakin teoriassa) probleeman ratkaisemiseksi näyttäisi löytyvän jossakin sinkkipiirin vaiheessa tapahtuvan ko. harmillisen sekaraefraktion erilliskäsittelyn kautta. nkkipiirin kertauksia tarkentarnalla voidaan sinkkivälkettä sisältävät sekarakeet ilmeisesti konsentroida johonkin kertausjätteeseen, joka lisäjauhatuksen kautta on käsiteltävissä niin, että sinkkivälke saadaan vapautettua seuralaisrnineraaleistaan. Kun lisäjauhettu tuote palautetaan sinkkipiiriin, saadaan siitä vaahdotetuksi hieno sinkkivälke. pyriitti yrn. rnineraali poistuvat esivaahdotuksesta rikkipiiriin. :t1.... i:::i. = Jakelu: Markus Ekberg, P. Koivistoinen/OKP E. Hänninen, arkisto/okme Esko Hänninen
OKKI QUANTITATIVE ANALYI REULT P-YI-C",sJ',U-q /... 'i;z -4. 2.. 1.%' (D h 1 '-.le Q..A.AU \ \I..)"-\d V,\L... The c:osec.1nt of the t.11>', e off.::1ri91 e is 1. 556 Tot.11 nljlllber of e1ements : 5 5 E1ellents 1r e.1n.11 yzed : t::lrod::lrd no. 1 is 1 compourod of W.F. 0.6700 W.F. 0.00 tandard no. 2 is a c:onlpound of 101. F. 0.4655 W. F. 0.545 tandard no. is p'jre t nd. r d r,o. 4 is p'jr e CD t::lndard rio. 5 is compoljnd of W. F. 0.00 W.F. 0.6700 1 ir,e: f(a line:f(a line: f(a 1ine:LA 1ine:f(A Liite 1.1t 20. at 20.. t 20.lt 20..t 20. kv kv kv kv, V WEIGHT FRATION CONCENTRATION & IG/K CO 1 0.60119 0.0750 0.00097 0.00170 0.812 1.01728 2 0.6084 0.05450 0.00171 0.0018 0.570 1. 00208 0.59866 0.06692 0.00150 0.00120 0.456 1.00284 4 0.6056 0.0486 0.00118 0.00172 0.218 0.98880 5 0.6142 0.05447 0.0004 0.00212 0.686 1.01072 6 0.62115 0.04029 0.00096 0.00151 0.26 0.99717 7 0.59814 0.05442 0.00402 0.00266 0.21 0.99155 8 0.58821 0.069% 0.00581 0.00181 0.790 1. 0069 CD 9 0.60608 0.05742 0.00141 0.00124 0.79 0.99994 10 0.57828 0.07844 0.00145 0.00200 0.609 0.9%26 11 0.58568 0.07996 0.00147 0.00200 0.550 1.00461 12 0.60179 0.04715 0.00242 0.00168 0.446 0.98750 1 0.6110 0.0585 0.00249 0.01091 0.688 1.0217 14 0.5998 0.04857 0.0024 0.00201 0.54 0.98854 15 0.62689 0.02% 0.0014 0.00162 0.281 0.99562 16 0.605 0.06078 0.0019 0.00109 0.709 1.00424 CO 5 17 0.5926 0.06641 0.0081 0.00255 0.600 1.00140 18 0.62117 0.02851 0.00141 0.00199 0.42 0.98740 19 0.60190 0.06412 0.0021 0.00220 0.821 1.00856 20 0.6185 0.04404 0.00105 0.0011 0.468 0.99961 21 0.592 0.05971 0.0028 0.00286 0.574 0.9992 22 0.6082 0.05470 0.0076 0.00118 0.495 1.00291 2 0.6568 0.0440 0.00107 0.00181 0.7 1.00669 24 0.5992 0.0622 0.00186 0.00207 0.508 1.00155 CO 25 0.59905 0.0605 0.00471 0.0015 0.656 1.00472 26 0.62001 0.0464 0.00484 0.00148 0.414 1.00411 27 0.60920 0.0498 0.00207 0.00181 0.72 0.9%18 28 0.60187 0.06258 0.0017 0.00089 0.401 1.00108 29 0.61%0 0.04784 0.00040 0.0020 0.282 1.00269 0 0.59790 0.06668 0.00278 0.00155 0.494 1. 0085 1 0.6047 0.0592 0.0062 0.00246 0.486 1. 00499 2 0.59290 0.0608 0.00279 0.00198 0.688 0.9949 CD 0.58797 0.06617 0.00248 0.00177 0.541 0.9980 4 0.60617 0.04%0 0.00228 0.00177 0.17 0.99299 5 0.5919 0.05889 0.00224 0.0058 0.02 0.98822 6 0.58787 0.07780 0.00206 0.0015 0.499 1. 00407 7 0.5881 0.06405 0.0022 0.00166 0.40 0.99046 8 0.60496 0.05072 0.00288 0.00111 0.140 0.99107 9 0.59671 0.0608 0.00472 0.00277 0.610 1.0011 40 0.59447 0.05770 0.0019 2 0.0020 0.06 0.98918 AVERAGE t 1 ON 40 ANALYI ELT. CO TOTAL CONCEN. 0.601 0.05704 0.00241 0.00207 0.481 0.99945 TO-OEV 0.01229 0.01196 0.0012 0.0015 0.00180 ELT. CO 7..ATOM. 0.44461 0.04922 0.00211 0.00089 0.5018
' Liite 2 MINERAALIPITOIUUKIEN LAKUKAAVAT PYHÄALMEN HALHILLE JA RIKATAMON TUOTTEILLE.464xCUK = CU HNO.601x = Zn HNO.8660xPBH = Pb HNO I 042xCUK +.0570x +.6072xK +.. 026xs0 = Fe BM \.494xCUK +.48x +.140xPBH +.928xK +.54xK = 'v Ratkaisemalla yhtälöryhmä inversiornatriisirnenetelrnällä saadaan: CUK = 2.887xCu HNO = 1.658xZn HNO PBH = 1.1547xPb HNO K = 1. 7147xFe BM - 1.4001xCu HNO - O.1091xZn HNO - O.0162xPb HNO - O.1047x K = 1.9497x - O.8590xCu HNO - O.961xZn HNO - O.017xPb HNO - 1.261xFe BM l "( \..ten\cei el..j \.-:::... >A.Q\k\.l (1& CI'. x:) -:2:.t0:s - \ 11.) -k I ljl &(--{ -= L't 1...5.'( 6H fc: k. = h i. i.u ee\:l' <. l tyu.$ K - R \ t ll"y"tj c.. '( (C\""Tt ') C\..)l:;;r--. I Pb \-(tvo Gl Lu (ll l"c llj, \'t()plt-l{.{ll(jötu'lq;e1{, ÅtA."6tJ;. - 2) -t C5OL. ':- Ve -PCl l-vl.. L i \O..()O-UIHCTQ.-l(JL... { '--\ u(j(; UK,<;.E..s-t -A,.(;A r') I...Llit: ' >< o. 2..bx:k. -=- 0.o-=t \( 6. Lt6{, k:...k : '(R..( t---rl u'b \--A L\(-t,JEE "".. 4,6;" ctb-t..(i..{ l"'ujol...ll/.u -l a,kjdi:(.q_:d\ Lt U()l'U:: (!t.. A.9:.
Kuva 1. 1rnrn OKP/ZnR/29-0. 1. 1986 Karkea, epäpuhdas sinkkirikaste, epäpuhtauksina pyriittiä ja kuparikiisua. Kuva 2. 1rnrn OKP/ZnR/1011. 2. 1986 Karkeahko, pyriittirikas sinkkirikaste.
Kuva. O.2mm OKP/ZnR/29-0. 1. 1986 Karkeaa kuparikiisua ja pyriittiä sinkkirikasteessa. pyriitin pinnoi11a on usein sinkkivä1keosueita. Kuva 4. O.2mm OKP/ZnR/29-0. 1. 1986 Karkeaa kuparikiisua, pyriitti-sinkkivä1ke-, kuparikiisu-sinkkivä1ke- ja pyriitti-kuparikiisusekarakeita sinkkirikasteessa.
Kuva 5. O.2mm OKP/ZnR/10-ll. 2. 1986 Kuvasta selviää, miksi karkeaa pyriittiä nousee sinkkirikasteeseen. pyriitin pinnoilla on usein ohuita sinkkivälkeosueita. Kuvassa myös kookas magneettikiisu-kuparikiisusekarae. Kuva 6. O.2mm OKP/ZnR/10-ll. 2. 1986 Rikasteessa pyriittiä samoin kuin edellisessä. Kuparikiisua sekarakeina pyriitin ja sinkkivälkkeen kanssa. ilikaattirakeita noussut sinkkivälke ja kuparikiisupintojen ansiosta.
Kuva 7. OKP/ ZnR/ 10-11. 2. 1986 pinnoi11a. 1 O.2mm, Pyriitissä sinkkivä1kettä Kuva 8. O.2mm OKP/ZnR/10-11. 2. 1986 Karkea kuparikiisurae pyriitin saastuttamassa sinkkirikasteessa. Karkea si1ikaattirae on noussut rikasteeseen sinkkivä1kepintojensa ansiosta.