title: Ορυκτολογική μελέτη και δυνατότητα ανάκτησης νικελίου με χρήση μεθόδων εμπλουτισμού του λατεριτικού σιδηρονικελιούχου μεταλλεύματος της περιοχής Mamez (Αλβανία)
title: Minerological investigation and potential nickel recovery trough benefication from lateritic nickeliferous ore of Mamez area (Albania)
Creators: name: Γκικας Ιασων
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Η παρούσα εργασία εξετάζει την ορυκτολογία, την γεωχημική συμπεριφορά καθώς και τις μεθόδους εμπλουτισμού που ακολουθήθηκαν, σε μετάλλευμα που προέκυψε από το νικελιούχο λατεριτικό κοίτασμα της περιοχής Mamez της βορειοανατολικής Αλβανίας.
Το κοίτασμα φιλοξενείται σε λατεριτικό φλοιό αποσάθρωσης που βρίσκεται σε επαφή με Υπερβασικά (Δουνιτικά) πετρωμάτα, και υπόκειται Κρητιδικών Ασβεστολίθων. Ο λατεριτικος φλοιός όπως και τα μητρικά του πετρώματα ανήκουν στην γεωτεκτονική ενότητα 'Mirdita' και πιο συγκεκριμένα στους Ανατολικού Τύπου Οφιολίθους της ενότητας. Από κοιτασματολογική σκοπιά το κοίτασμα του Mamez ανήκει στην ομάδα κοιτασμάτων της ΒΑ Αλβανίας, 'Has-Kukes-Lures'.
Ο λατερίτης έχει στρωματοειδή μορφή και περιλαμβάνει τους τυπικούς ορίζοντες λατεριτικής αποσάθρωσης, δηλαδή πισολιθικό, αργιλικό και σαπρολιτικό. Ως κύρια ορυκτολογικά του χαρακτηριστικά εμφανίζονται, αιματίτης, χρωμίτης, χαλαζίας, βιλλεμζεΐτης, λιζαρδίτης και νοντρονίτης ενώ σε μεμονωμένες περιπτώσεις εμφανίζονται ασβεστίτης και τάλκης. Η γεωχημική μελέτη, φανέρωσε τις περιεκτικότητες των οξειδίων Fe2 O 3 , Cr2 O 3 , Al2 O 3 , MnO, CoO, SiO, NiO, CaO, MgO, ΤiO και έδειξε την κατανομή τους κατα μήκος της τομής του κοιτάσματος καθώς και τις σχέσεις μεταξύ τους. Η κατανομή του NiO στο κοίτασμα είναι της τάξης του 1.2% κ.β. στον πισολιθικό ορίζοντα, 0.7% στον αργιλικό ορίζοντα και 1.8% στον σαπρολιτικό ορίζοντα. Η μικροσκοπική εξέταση SEM-EDS σε συσχέτιση με τις άλλες αναλυτικές μεθόδους έδειξαν πως το Ni βρίσκεται στο αργιλικό ορυκτό βιλλεμζεΐτης, που αποτελεί και το συνδετικό υλικό μεταξύ των κόκκων του πετρώματος.
Για τον εμπλουτισμό του μεταλλεύματος ακολουθήθηκαν μέθοδοι βαρυτομετρικού και μαγνητικού διαχωρισμού. Πιό συγκεκριμένα, δείγματα από όλους τους ορίζοντες ενοποιήθηκαν σε ένα ενιαίο δείγμα, από το οποίο προέκυψαν στην συνέχεια δύο ομάδες δειγμάτων (c και d).
H πρώτη ομάδα (c), υποβλήθηκε σε κοκκομετρικό διαχωρισμό με παραγωγή κλασμάτων διαμέτρων: -8+4 mm, -4+1mm, -1+0.250 mm,-0.250+0.063mm, -0.063 mm. Στην συνέχεια από το κλάσμα διαμέτρου -0.063mm προέκυψαν δύο ακόμη κοκκομετρικά κλάσματα διαμέτρων -0.063+0.010 mm και -0.010mm. Τα δείγματα με διάμετρο κόκκων μεγαλύτερη του 0.063mm ακολούθησαν βαρυτομετρικό διαχωρισμό σε βαρύ υγρό διάλυμα αραιωμένου τετραβρωμοαιθανίου (Br4 C 2 H 2 ) με πυκνότητα d=2.85 gr/cm3 και μαγνητικό διαχωρισμό σε δονούμενη τράπεζα στα 220, 180 και 140 rpm και τάση V=3 Ampere. Το δείγμα διαμέτρου -0.063+0.010mm υπέστη υγρό μαγνητικό διαχωρισμό στα 6 στα 3 και στο 1.5 Ampere, ενώ για το δείγμα διαμέτρου -0.010mm δεν ακολουθήθηκε κάποια μέθοδος διαχωρισμού.
Η δεύτερη ομάδα (d), που είχε προκύψει από το ενιαίο αρχικό δείγμα κονιορτοποιήθηκε απευθείας στα κοκκομετρικά κλάσματα διαμέτρων -0.063+0.010mm και -0.010mm χωρίς να δημιουργηθούν ενδιάμεσα κοκκομετρικά κλάσματα. Στην συνέχεια το κλάσμα διαμέτρου -0.063+0.010mm πέρασε υγρό μαγνητικό διαχωρισμό στα 6, 3 και 1.5 Ampere, ενώ για το κλάσμα -0.010mm επίσης δεν ακολουθήθηκε κάποια μέθοδος εμπλουτισμού. Αυτή η δεύτερη διαφορετική προσέγγιση του ίδιου μεταλλεύματος έγινε με σκοπό να εξακριβωθούν διαφορές που μπορεί να προκύψουν στις συγκεντρώσεις των στοιχείων, εάν δεν κατασκευαστούν διαδοχικά τα κοκκομετρικά κλάσματα και γίνει κατευθείαν η δημιουργία πολύ λεπτόκοκκων κλασμάτων.
Μετά το πέρας κάθε μεθόδου διαχωρισμού τα δείγματα αναλύθηκαν ακτινοσκοπικά και γεωχημικά (XRD, XRF) και επιλεκτικά αναλύθηκαν μικροσκοπικά με μεταλλογραφικό μικροσκόπιο, ώστε να εξακριβωθούν τα ορυκτολογικά τους χαρακτηριστικά.
Ο εμπλουτισμός ήταν γενικά ικανοποιητικός στα μικρότερα κοκκομετρικά κλάσματα για όλες τις μεθόδους. Το βέλτιστο προϊόν του εμπλουτισμού για το Ni με γνώμονα τις κατανομές του στοιχείου στα επιμέρους κλάσματα του εμπλουτισμού είναι το ελαφρύ προϊόν στο κλάσμα -0.250+0.063mm. Η κατανομή του νικελίου στο προϊόν αυτό είναι 83.77% και έχει περιεκτικότητα σε NiO 1.14% κ.β. Ο μαγνητικός διαχωρισμός και τα αθροιστικά μαγνητικά, έφεραν λιγότερο σημαντικά όμως πετυχημένα αποτελέσματα εμπλουτισμού σε NiΟ. Στις καλύτερες περιπτώσεις η κατανομή του NiO φτάνει το 81% στο μαγνητικό προϊόν 1 του κλάσματος -4+1mm. Πετυχημένος από την άποψη των περιεκτικοτήτων και κατανομών του NiO στα επιμέρους κλάσματα μπορει να θεωρηθεί και ο υγρός μαγνητικός διαχωρισμός για τα κλάσματα της πρώτης ομάδας του μεταλλεύματος.
description: The scope of this study is the mineralogical - geochemical investigation and potentially nickel recovery throught beneficiation methods from nickel laterite ore deposit located in the region ‘Mamez’, in Northeast Albania.
The ore is hosted in a lateritic crust in contact with ultramafic (Dunite) rocks in its basis and Cretaceous Limestones in its top. The lateritic crust as well as the hosting rocks belong to the tectonic unit ‘Mirdita’ and more specifically in the East Mirdita Ophiolite Unit.
The lateritic ore has a layered structure and includes the classic zoning of a lateritic ore deposit; Limonite, Clay rich and Saprolite zones. The mineralogical investigation throught XRD analysis showed that the main mineral phases are hematite, chromite, quartz, willemseite, lizardite and nontronite, while talc and calcite are also present as minor phases. Chemical analysis throught XRF, showed that the content of NiO in the ore body is 1.2% in the limonite zone, 0.7% in the clay-rich zone and 1.8% in the saprolite zone.
Beneficiation methods, namely gravimetric and magnetic separation were used to nickel upgrade of the laterite ore. For this, specific samples selected from all zones of the ore deposit were homogenized by the cone and quarter method and representative materials were used for the tests. Two beneficiation stages were used for the treatment of laterite ore.
In the first stage, a representative material was wet sieved and five fractions, i.e. -8+4mm, -4+1mm, -1+0.250 mm ,-0.250+0.063mm and -0.063 mm were produced. The -0.063mm size fraction was classified into -0.063+0.010 mm and -0.010mm fractions using a hydrocyclone separator. Then, the + 0.063 size fractions were treated by both gravimetric separation, using a heavy solution of Br4C2H2 (d=2.85 gr/cm3) and magnetic separation using a perm roll separator in different rpms; 220, 180 και 140 rpm and current V=3 Ampere. The -0.063+0.010mm size fraction was treated by magnetic separation using a high intensity induced wet magnetic separator (Carpco MIH 111-5) in different currents 6, 3 and 1.5 Ampere, while for the -0.010mm size fraction wasn't any other treatment.
In the second stage, representative material was crushed to -0.063mm and was classified using a hydrocyclone separator to the size fractions -0.063+0.010mm and -0.010mm. The size fraction -0.063 +0.010mm was treated by magnetic separation using a high intensity induced wet magnetic separator (Carpco MIH 111-5) again using currents of 6, 3 and 1.5 Amperes.
All the samples produced by the benefication methods were analysed mineralogically and geochemically using XRD and XRF analytical techniques. Additionally, representative samples from all stages of the beneficiation process, were investigated using reflected light microscopy.
The beneficiation process was successful especially for the finer size fractions in all methods. The best beneficiation product was the Float of the size fraction -0.250+0.063mm where the distribution of NiO was 83.77% and chemical composition 1.14%. The magnetic separation had less significant but successful results. The distribution of NiO reached 81% in the magnetic product 1 of the size fraction -4 +1mm. The wet magnetic separation of NiO was successful for the products of the first stage.