ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622.271.1:622.236.73
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-1-26-35
Аннотация
Актуальность и цель исследования. Успешное развитие ядерной и термоядерной энергетики, электротехнической и электронной промышленности возможно только при условии поиска, анализа и освоения новых источников природного сырья. Таким перспективным источником могут стать забалансовые и техногенные золотоносные россыпные и рудные месторождения Дальневосточного региона, содержащие цирконий, титан, олово, вольфрам, серебро, теллур, лантан, церий, свинец, висмут, селен, марганец, иттрий, скандий, гадолиний, лютеций и др. Важным аспектом является разработка технических средств переработки с учетом минералогического и гранулометрического анализа техногенных пород. Цель работы. Обоснование гравитационной подготовки техногенных высокоглинистых пород рудно-россыпного узла с повышенным содержанием мелких и тонких частиц ценных компонентов посредством инновационных гидродинамических установок с учетом полученных экспериментальных данных минералогического, элементного, фазового и гранулометрического состава пород. Результаты. Осуществлен предварительный анализ высокоглинистой породы техногенных участков рудно-россыпного месторождения Приамурья. С помощью электронного микроскопа получены энергодисперсионные спектры, массовый и атомный состав части минералов. Методом атомно-эмиссионной спектроскопии установлено наличие содержания серебра, преобладание содержания элементов ванадия, марганца и др. В результате предварительной гравитационной обработки проб и плазмохимического воздействия выделены сферические образования оксидов железа FeO до 47%, меди, алюминия. Предложена технологическая схема переработки исследуемой глинистой породы с трудноразрушаемым минералом монтмориллонитом, включающая установку новой конструкции с гравитационным разделением минеральной массы в тонкослойных потоках после предварительного гидродинамического воздействия струей, взаимодействующей с кавитационными элементами. Выводы. Установлена перспективность развития исследований в области освоения забалансовых и техногенных золотоносных россыпных и рудных месторождений Дальневосточного региона. На основе предложенных инновационных технических средств обоснована гравитационная подготовка техногенных высокоглинистых пород с повышенным содержанием мелких и тонких частиц ценных компонентов для обеспечения эффективной плазмохимической, электролизной и сорбционной обработки.
Ключевые слова
техногенные высокоглинистые породы, механоактивация, тонкослойное разделение, плазмообработка
Для цитирования
Хрунина Н.П. Один из подходов к комплексной переработке техногенного сырья рудно-россыпного участка Приамурья // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №1. С. 26-35. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-1-26-35
1. Ван-Ван-Е А.П. Ресурсная база природно-техногенных золотороссыпных месторождений. М.: Изд-во «Горная книга», Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2010. 268 с. ISBN 978-5-98672-222-1.
2. Дистанционное зондирование Земли в рамках исследований по оценке объема техногенного сырья и экологической ситуации при разработке россыпей / Литвинцев В.С., Усиков В.И., Озарян Ю.А., Алексеев В.С. // Георесурсы. 2021. Т. 23(4). С. 116-123. DOI: 10.18599/grs.2021.4.13
3. Multiscale recycling rare earth elements from real waste trichromatic phosphors containing glass / Hu Liu, Shiyin Li, Bo Wang, Kun Wang, Ruize Wu, Christian Ekberg, Alex A. Volinsky // Journal of Cleaner Production. 2019, vol. 238, article 117998. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117998
4. Александрова Т.Н., Афанасова А.В., Александров А.В. Применение микроволновой обработки для снижения степени упорности углеродистых концентратов // ФТПРПИ. 2020 Т. 56. С. 148-154. DOI: 10.15372/ftprpi20200116
5. Increase in recovery efficiency of iron-containing components from ash and slag material (coal combustion waste) by magnetic separation / Аleksandrova T., Nikolaeva N., Afanasova A., Chenlong D., Romashev A., Aburova V., Prokhorova E. // Minerals. 2024, vol. 14, no. 2, рр. 136. DOI: 10.3390/min14020136
6. Фундаментальные проблемы развития минерально-сырьевой базы высокотехнологичной промышленности и энергетики России / Бортников Н.С., Волков А.В., Галямов А.Л., Викентьев И.В., Лаломов А.В., Мурашов К.Ю. // Геология рудных месторождений. 2022. Т. 64(6). С. 617-633. DOI: 10.31857/S0016777022060028
7. Хрунина Н.П., Стратечук О.В. Новые аспекты научных и технологических основ направленного изменения состояния и физико-механических свойств песчано-глинистых пород золотосодержащих россыпей. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. 138 с. ISBN 978-5-7389-0555-1
8. Чурилов А.Е., Мукаев Е.Г., Горбунова А.В. Ванадийсодержащие ресурсы и химические способы их переработки // Теория и технология металлургического производства. 2017. №3(22). С. 30-33.
9. Kear G., Shah A.A., Walsh F.C. Development of the all‐vanadium redox flow bat- tery for energy storage: a review of technological, financial and policy aspects //International Journal of Energy Research. 2012, vol. 36, no. 11, pp. 1105–1120. DOI: 10.1002/er.1863
10. Чижевский В.Б., Шавакулева О.П., Гмызина Н.В. Обогащение титаномагнетитовых руд Южного Урала // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. № 2. С.5 – 7.
11. URL: https://www.ftmmachinery.com/blog/how-to-process-rare-earth-elements.html
12. Чантурия В.А., Николаев А.И., Александрова Т.Н. Инновационные экологически безопасные процессы извлечения редких и редкоземельных элементов из комплексных руд сложного вещественного состава // Геология рудных месторождений. 2023. № 65. С. 425-437. DOI: 10.1134/S1075701523050045
13. Xiong C., Chen X. and Liu X. Synthesis, characterization and application of ethylenediamine functionalized chelating resin for copper preconcentration in tea samples // Chem. Eng. J. 2012, vol. 203, рр. 115–122.
14. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами / Литвиненко В.С., Петров Е.И., Василевская Д.В., Яковенко А.В., Наумов И.А., Ратников М.А. // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 95-111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100
15. Opare E.O., Struhs E. and Mirkouei A. A comparative state-of-technology review and future directions for rare earth element separation // Renewable Sustainable Energy Rev. 2021, vol. 143, no. 110917. DOI: 10.1016/J.RSER.2021.110917
16. Khrunina N.P., Cheban A.Yu. Substantiation of the hydrodynamic disintegration of hydraulic fluid's mineral component of high-clay sand in precious metals placers // Georesources. 2018, vol. 20, no. 1, pp. 51-56. DOI: 10.18599/grs.2018.1.51-56
17. Khrunina N.P., Korneeva S.I. Improving mining methods of high-clay deposits of precous metals // Eurasian Mining. 2014. № 1. С. 15-17.
18. Хрунина Н.П. Совершенствование комплекса средств для переработки высокоглинистых золотоносных песков россыпей // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т. 19. №2. С. 14–22. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-2-14-22.
19. Direct evidence for ferromagnetic spin polarization in gold nanoparticles / Yamamoto Y., Miura T., Suzuki M., Kawamura N., Miyagawa H., Nakamura T., Kobayashi K., Teranishi T., Hori H. // Physical Review Letters. 2014, vol. 93, no. 11, 116801. DOI: 10.1103/PhysRevLett.93.116801.
20. Дас Н., Девлина Д. Извлечение редкоземельных металлов методом биосорбции: обзор // Редкие земли. 2013. Т. 31. № 10. С. 933-943.
21. Чантурия В.А., Бунин И.З. Достижения в области технологий переработки полезных ископаемых с использованием импульсной энергии // Минералы. 2022. Т. 12. № 9. С. 1177.
22. Gueroult R., Rax J-M., Fisch N.J. Opportunities for plasma separation techniques in rare earth elements recycling // J. Clean Prod. 2018, vol. 182, pp. 1060–1069. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.02.066
23. Пат. 2262385 РФ. Шлюз для осаждения концентратов тяжелых минералов из пульпы и улавливающий коврик для него / В.Т. Кардаш, А.Э. Чертилин; опубл. 20.10.2005. Бюл. №29.
24. Научно-экспериментальные основы сухого обогащения руд полезных ископаемых / Матвеев А.И., Лебедев И.Ф., Винокуров В.Р., Львов Е.С. // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 613-622. DOI: 10.31897/PMI.2022.90.
25. Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals / Jha M.K., Kumari A., Panda R. et al. // Hydrometallurgy. 2016, vol. 165, part 1, рр. 2-26. DOI: 10.1016/j.hydromet.2016.01.003.
26. Ростовцев В.И. Разработка технологических схем и рекомендаций по переработке бокситов с повышенным содержанием железа и тонких частиц ценных компонентов // ФТПРПИ. 2023. № 6. С. 130-141. DOI: 10.15372/FTPRPI120230612/
27. Balakhonov D.I., Nikolenko S.V. Tungsten Borides Prepared from Tungsten-Containing Concentrate via Exposure to Microwave Plasma // Inorganic Materials. 2023, vol. 59, no. 6, рр. 576-582. DOI: 10.1134/s0020168523060031.
28. Пат. 2264869 РФ. Способ направленного изменения свойств горной породы посредством СВЧ-термомеханического, ультразвукового и гравитационно-аэродинамического воздействий / Н.П. Хрунина, Ю.А. Мамаев, А.В. Жуков, О.В. Стратечук; заявитель и патентообладатель ИГД ДВО РАН; опубл. 27.11.2005. Бюл. № 33.
29. Чантурия В.А. Научное обоснование и разработка инновационных процессов извлечения циркона и РЗЭ при глубокой и комплексной переработке эвдиалитового концентрата // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 505-516. DOI: 10.31897/PMI.2022.31
30. Александрова Т.Н. Комплексная и глубокая переработка минерального сырья природного и техногенного происхождения: состояние и перспективы // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 503-504.
31. Хрунина Н.П. Совершенствование конструкции аппарата для микродезинтеграции минеральных компонентов в гидросмесях // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №3. С. 5-14. DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-3-5-14
32. Хрунина Н.П. Моделирование гидродинамических эффектов при микродезинтеграции высокоглинистых минеральных компонентов в гидросмесях // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №3. С. 26-34. DOI:10.18503/1995-2732-2022-20-3-26-34