Characterisation of pyroxene and olivine in the Tellnes deposit

Abstract

Tellnesforekomsten er en av verdens største ilmenittforekomster. Forekomsten ble oppdaget ved flymagnetometriske målinger i 1954 og har vært i kontinuerlig drift av Titania AS siden 1960. Titania produserer et ilmenittrikt konsentrat på 44% TiO2, inkludert et magnetitt- og et sulfidkonsentrat. TiO2-konsentratet blir brukt som råmateriale for produksjonen av et hvitt titandioksidpigment.

Malmen på Tellnes har kjemiske og mineralogiske variasjoner som kan skape utfordringer i oppredningsverket. Per i dag styres malmblandinger hovedsakelig basert på TiO2-innhold og Cr2O5-innhold, men der er også et økende fokus på omvandlingssoner og mineraler assosiert med disse samt variasjoner av olivin og pyroksen. Oppredningen er basert på gravitative- og magnetiske metoder og mineralenes egenvekt og magnetiske egenskaper vil derfor påvirke hvordan de oppfører seg gjennom prosessen og om de ender opp i konsentratet eller avgangen. Pyroksen og olivin kan skape problemer i tyngdekraft- og magnetseparasjon på grunn av mineralenes høye egenvekt og magnetiske egenskaper. Dette kan være en konsekvens at et høyt jerninnhold eller skyldes dårlig frimaling.

Oppgaven presenterer et detaljert studie av pyroksen og olivin i Tellnesmalmen, med fokus på variasjoner, fordelingen i bruddet, og hvordan mineralene oppfører seg i oppredningsprosessen. Mikroskopering og EPMA-analyser har blitt brukt for å undersøke de kjemiske- og mineralogiske egenskapene til pyroksen og olivin. For å undersøke hvordan de ulike typene pyroksen og olivin oppfører seg i tyngdekraft- og magnetseparasjon har 6 kjerneprøver blitt knust, malt og prosessert.

Resultatene viser forholdsvis små kjemiske variasjoner i olivin og pyroksen i de analyserte kjerneprøvene. Frimalings- og assosiasjonsdata viser at olivin og pyroksen i de sterkt magnetiske konsentratene forekommer som frimalte korn eller som halvkorn med enten magnetitt eller ilmenitt. Det er derfor foreslått at grunnen til at uønskede mengder olivin og pyroksen går i konsentratet er en kombinasjon av magnetiske egenskaper og dårlig frimaling.

The Tellnes deposit is one of the worlds largest ilmenite deposits. The orebody was detected by aeromagnetic surveying in 1954 and has been continuously mined by Titania AS since 1960. Titania produces an ilmenite rich concentrate of 44% TiO2, including a magnetite- and a sulphide concentrate. The concentrate is used as a raw material for the production of a white titanium oxide pigment.

The ore show chemical and mineralogical variations, which can be challenging in relation to the processing of the ore. Ore mixing are mainly based on the content of TiO2 and Cr2O5, but there is an increasing focus on alteration zones and associated minerals as well as variations of pyroxene and olivine. The mineral processing is based on gravitative and magnetic methods, thus, the specific gravity and magnetic properties are essential criteria for how a mineral behaves through the process and if it ends up in concentrate or tailings. Pyroxene and olivine can be challenging in gravity and magnetic separation, due to the minerals’ high specific gravity and magnetic properties and may therefore be separated into the concentrate instead of the tailings. This may be a consequence of a high content of iron or related to poor liberation.

This thesis presents a detailed study of the pyroxene and the olivine in the Tellnes deposit with the focus on types, occurrences and physical properties for separation. Thin section microscopy and EPMA-analyses have been used to investigate chemical and mineralogical properties for olivine and pyroxene. Drill core sections have been crushed, ground and processed through gravity and magnetic separation, with continuous mineralogical and chemical analyses to investigate how the different types of pyroxene and olivine behaves through gravity and magnetic separation.

Results show rather small chemical variations among the olivine and the pyroxenes. Liberation and association data shows that olivine and pyroxene occurs as liberated or as composite grains, often associated with magnetite or ilmenite in stronger magnetic concentrates. It has therefore been suggested that the reason why olivine and pyroxene may end up in the concentrate is a combination of poor mineral liberation and magnetic properties