Mineralogical, chemical and textural properties of the Malmberget iron deposit : a process mineralogically characterisation

Sammanfattning:

I den här avhandlingen förenas två olika, men i en gruvprocess närliggande discipliner, malmgeologi och processmineralogi. Det sker genom att studera de mineralogiska-texturella egenskaperna om hur malmen ser ut i fast klyft och hur malmkoncentratet beter sig i en anrikningsprocess. Fyndigheten som studerats är LKAB:s apatitjärnmalm i Malmberget. Apatitjärnmalmer (av Kirunatyp) finns på ett fåtal platser runt om i världen och de två mest betydande fyndigheterna bryts idag av LKAB i Kiruna och Malmberget. Sett till den globala järnmalm marknaden är produktionen liten men i en lokal skala är dessa höghaltiga järnmalmer av största ekonomiska vikt. Tre olika malmkroppar ingår i denna studie Hens, ViRi och Fabian. Dessa är karaktäriserade i avseende på mineralogi, kemi och texturella egenskaper. Det första manuskriptet (Paper І) beskriver malmmineralen kemiskt och texturellt med tyngdpunkten på inverkan av den metamorfa överpräglingen. Mineralogiskt är ViRi och Fabian liknande, med avseende på förekomsten av Ti-mineral, pyrit och kopparkis. Hens skiljer sig från dessa två malmkroppar genom förekomsten av hematit. Magnetit från olika malmkroppar och malmtyper visar en kemisk variation mellan elementen TiO2, V2O3, Al2O3 och MgO. Magnetit från den massiva delen av Fabian malmkropp har kemiska likheter med andra apatitjärnmalmer och kan ursprungligen ha bildats genom kristallisation från en järnoxidmagma eller genom hydrotermala processer under höga temperaturer. Magnetit från malmbreccia har bildats under lägre temperatur och andra hydrotermala förhållanden. Det andra och tredje manuskriptet handlar om processmineralogi. I manuskript två (Paper ІІ) görs en kvantitativ mineralogisk karaktärisering av malmkroppen Fabian mineralogiskt genom att använda ett automatiserat SEM baserat system kallat QEMSCAN®. Två olika malmtyper massiv malm och malmbreccia har nedkrossats och siktats i tre fraktioner 150µm, 75µm och 38µm. Det är stor skillnad mellan malmtyperna både i avseende på mineralogin men även deras texturella egenskaper. Den modala mineralogin visar att malm breccia innehåller högre andel gångartsmineral. Magnetit från malm har en hög frikrossningsgrad medan den är lägre för malmbreccia. Båda malmtyperna visar en minskande frikrossningsgrad i finare fraktioner. Detta är ett resultat av kornstorlek, mineralogi och textur av både magnetit och gångartsmineral. Mineralassociationerna i malmbreccia är fler och mer komplexa än i malm och oavsett om mineralassociationer med magnetit hamnar i koncentratet eller avfallet så ökar kiselhalten i koncentratet eller så ökar järnhalten i avfallet. Manuskript tre (Paper ІІІ) beskriver en metod att hitta spårbarhet i anrikningsprocessen i Malmberget genom att påvisa och identifiera signifikanta mineralogiska signaturer både i malmen (fast klyft) och i anrikningskoncentratet. Två möjliga mineralogiska signaturer påvisades. Det är dels en enkel association med halvkorn bestående av magnetit och apatit och dels en mer komplicerad textur där små magnetitkorn sitter som inneslutningar inne i fältspatskorn. Dessa identifierade signaturer kan förmodligen fungera som "fingeravtryck" för olika malmtyper, partikel fraktioner och malningskretsar och kan därigenom användas till spårbarhet genom processen.