This thesis combine two different but closely connected disciplines in a mining process to each other, ore geology and process mineralogy by studying mineralogical-textural features of the ore and the ore concentrate in an apatite iron ore deposit in Malmberget, Sweden. Apatite iron ore deposits (Kiruna type) exist in a few places around the world and the two most important deposits are mined by LKAB at Kiruna and Malmberget. Their contribution to the global iron ore market is minor but on a local scale these high grade deposits have a large economical importance. Three different ore bodies from the Malmberget deposit are included in the study; Hens, ViRi and Fabian. Each of these three ore bodies has characteristic mineralogy, chemical and textural properties. The first paper (Paper І) describes the metamorphic influence on the ore, particular the chemical and textural effects on the ore minerals. The ore bodies Fabian and ViRi have a similar mineralogy by the occurrence of Ti-minerals, pyrite and chalcopyrite as common minor components. Hematite is only present in Hens ore body. Magnetite from the different ore bodies and ore types show a chemical variation of the minor elements V2O3, TiO2, Al2O3, and MgO. Our data support a model with the massive ore formed from an iron oxide melt while the ore breccia is part of the same ore forming system but of hydrothermal origin. The second and third paper is about process mineralogy. Paper two (Paper ІІ) characterise the mineralogical properties of an apatite iron ore body in a quantitative manner by using an automated SEM based system QEMSCAN®. Two major ore types were used; massive ore and ore breccia. Each ore type was crushed and split in the fractions 150 µm, 75 µm and 38 µm. The results show a rather distinct difference between these two ore types, both in the mineralogy but particularly in their textural properties. The particle liberation of magnetite is high for massive ore, being much lower for ore breccia and has a decreasing liberation in finer fractions in each ore type. This has to do with grain size, mineralogy and textures of the magnetite and the gangue minerals. The mineral associations of ore breccia are more diverse than of massive ore by the presence of more binary and complex magnetite bearing particles. Ore breccia is an ore type where some of the magnetite bearing associations will cause an increasing amount of silica in the concentrate or iron content to the tailings. Paper three (Paper ІІІ) shows that is possible to find traceability in a concentration process by identifying significant mineralogical signatures in the ore and in the concentrate. Two possibly useful mineralogical signatures were found. The first is a rather simple association between magnetite and apatite existing as mixed grain and the second is a complex texture with smaller magnetite grains as inclusions in feldspars grains. These signatures can probably be used as a fingerprint for different ore types, particle fractions and grinding circuit which can create traceability in the process. The results from these two instruments show some differences, QEMSCAN® compared to PTA generate analysis which being more accurate and precise due to the amount of data in each sample. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-17661 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Lund, Cecilia |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Geovetenskap och miljöteknik, Luleå |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Licentiate thesis / Luleå University of Technology, 1402-1757 |
Page generated in 0.0031 seconds