НПК «Механобр-техника», г. Санкт-Петербург, РФ:

Арсентьев В. А., директор по развитию и исследованиям, д-р техн. наук, ava@npk-mt.spb.ru

Герасимов А. М., научный сотрудник, канд. техн. наук, gerasimov_am@npk-mt.spb.ru

Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, РФ:

Котова Е. Л., старший научный сотрудник, канд. геол.-минерал. наук, kotova_elena@spmi.ru

Приведены результаты исследования, выполненного с целью выявления структурно-химических изменений компонентов сильвинитовых руд, обусловливающих изменение их технологических свойств в процессах обогащения, и поиска путей снижения затрат на термохимическое модифицирование сильвинитовых руд. Испытания проводились на калийно-магниевых солях Верхнекамского месторождения (Пермский край). Ввиду того, что содержание нерастворимой в воде фракции (НФ) в сильвинитовой руде составляет 3–6 %, была предпринята попытка осуществить нагрев руды таким образом, чтобы нагревалась преимущественно НФ при минимальном нагреве солевых минералов — галита и сильвина, для чего использованы токи сверхвысоких частот (СВЧ). Полученные данные свидетельствуют о том, что скорость СВЧ-нагрева НФ существенно превышает скорость нагрева и достигаемые температуры солевых минералов. Для оценки изменения технологических свойств сильвинитовой руды после СВЧ-нагрева проведены опыты по осаждению в воде НФ, выделенной из руды, и по флотации руды. Установлено, что термообработка сильвинитовой руды в диапазоне 100–500 °С незначительно влияет на структуру галита и сильвина, но существенно изменяет структуру минералов, входящих в нерастворимую фракцию, что оказывает влияние на технологические свойства сильвинитовых руд. С целью сокращения энергетических затрат на термообработку предложено использовать СВЧ-нагрев, обеспечивающий избирательный нагрев минералов, входящих в нерастворимую фракцию. Показано, что при СВЧ-нагреве изменение технологических свойств сильвинитовой руды аналогично наблюдаемому при конвекционном нагреве.

Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект № 15-17-30015).

1. Лискова М. Ю. Геоэкология при современном строительстве предприятий по добыче и обогащению калийно-магниевых солей // Известия Тульского ГУ. Науки о Земле. 2016. Вып. 4. С. 39–49.
2. Rauche H. A. M., Fulda D. Tailings and disposal brine reduction — design criteria for potash production in the 21-st century // Proc. of 8 International сonference on tailings and mine waste’01, Colorado, USA, Jan. 16–19, 2001. Rotterdam: Brookfield, 2001. P. 85–92.
3. Проблемы освоения крупнейших калийных месторождений мира / Е. Н. Батурин, Е. А. Меньшикова, С. М. Блинов, Д. Ю. Наумов, П. А. Белкин // Современные проблемы науки и образования. 2012. №. 6. С. 613–622.
4. Титков С. Н. Технология сухого дробления калийной руды до флотационной крупности // IX Конгресс обогатителей стран СНГ: сб. материалов. Т. 2. М.: МИСИС, 2013. С. 578–583.
5. А. с. 453389 СССР. МПК C05D 1/04, B03C 1/00. Способ получения калийных удобрений / Комаров В. С., Можейко Ф. Ф., Александрович Х. М., Варламов В. И. № 1757857; заявл. 10.03.72; опубл. 15.12.74; Бюл. № 46.
6. Обогащение сильвинитовой руды методом магнитной сепарации / М. Г. Шемякина, С. О. Молокович, А. Н. Смычкова, А. С. Стромский // Обогащение руд. 2009. № 6. С. 12–13.
7. Паливода Э. Н., Куптель Г. А. Оценка возможности обогащения калийной руды Старобинского месторождения электрическим методом // Наука — образованию, производству, экономике: матер. 12-й Междунар. науч.-техн. конф. Т. 3. Минск: БНТУ, 2017. С. 29–30.
8. Титков С. Н., Мамедов А. И., Соловьев Е. И. Обогащение калийных руд. М.: Недра, 1982. 216 с.
9. Влияние термообработки соленосных глин на структурно-геологические свойства их дисперсий / И. Б. Жданович, Т. Г. Рудаковская, Ф. Ф. Можейко, В. В. Шевчук // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2011. № 3. С. 113–117.
10. Пат. 2465204 РФ. МПК С01D 3/08, C05D 1/04. Способ извлечения хлорида калия / Сафрыгин Ю. С., Осипова Г. В., Букша Ю. В., Тимофеев В. И., Паскина А. В. № 2011113811/02; заявл. 08.04.2011; опубл. 27.10.2012; Бюл. № 30.
11. А. с. 464571 СССР. МПК C05D 1/04. Способ получения калийных удобрений из высокоглинистых сильвинитовых руд / Александрович Х. М., Авилов В. Н., Можейко Ф. Ф., Иванова Н. С. № 1704657; заявл. 13.10.1971; опубл. 25.03.1975; Бюл. № 11.
12. Можейко Ф. Ф., Поткина Т. Н. Физико-химические основы обогащения высокоглинистых забалансовых сильвинитовых руд // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2008. № 4. С. 25–32.
13. Tompson Y. B., Waldbaum D. E. Analysis of the two-phase region halite-sylvite NaСl/KCl // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1969. Vol. 33, No. 6. P. 671–690.
14. Green E. Y. Predictive thermodynamic models of the mineral systems: Quasi-chemical analysis of the halitesylvite subsolids // The American Mineralogist. 1970. Vol. 55. P. 1692–1713.
15. Phase relations in system NaCl-KCl-H₂O: V. Thermodynamic-PTX analysis of solid-liquid equilibria at high temperatures and pressures / S. M. Sterner, I.-Ming Chou, R. T. Downs, K. S. Pitzer // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. Vol. 56, Iss. 6. P. 2295–2309.
16. Halite-sylvite thermoelasticity / D. Walker, P. K. Verma, L. M. D. Cranswick, R. L. Jones, S. M. Clark, S. Buhre // American Mineralogist. 2004. Vol. 89, Iss. 1. P. 204–210.
17. Самуков А. Д., Гладкова В. В. Влияние термической обработки на дезинтеграцию сильвинитовой руды // Обогащение руд. 2017. № 5. С. 7–14. DOI: 10.17580/or.2017.05.02.
18. Технология флотационного обогащения калийных руд / Н. Н. Тетерина, Р. Х. Сабиров, Л. Я. Сквирский, Л. Н. Кириченко. Пермь: ОГУП Соликамская типография, 2002. 484 с.
19. Prokopenko A. Microwave heating for emolliating fracture of rocks // Advances in induction and microwave heating of mineral and organic materials / S. Grundas (Ed.). InTech, 2011. P. 752.
20. Graham J. Microwaves for coal quality improvement: The Drycol Project // International Pittsbrugh Coal Conference, Johannesburg, South Africa, September 10–14, 2007. P. 1–12.
21. Young J., Lawson S. Introducing Microwave beneficiation // World Coal. 2017. March.