Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

Фадеева Н. В., доцент, канд. техн. наук, доцент, natali_fadeeva@mail.ru

Орехова Н. Н., профессор, д-р техн. наук, доцент, n_orehova@mail.ru

Колодежная Е. В., старший научный сотрудник, канд. техн. наук, kev@uralomega.ru

Мусаткина Е. Н., ассистент, musatkina.yelena@mail.ru

Работа выполнена при участии Колковой М. С., старшего преподавателя кафедры геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых МГТУ им. Г. И. Носова.

Рассматриваются закономерности процесса воздушной классификации железографитовой пыли, которая служит для разделения материала на два потока с более узким диапазоном крупности для большей селективности флотации графитовых частиц. Изучено распределение по крупности частиц исходной пыли, продуктов ее измельчения в центробежно-ударной мельнице, продуктов классификации и флотации. Установлено, что при использовании мельницы центробежно-ударного действия отделение железосодержащих частиц с поверхности графитовых чешуек происходит без нарушения формы измельчаемых частиц. При выделении из измельченного до 0,1 мм материала мелкого продукта с узким диапазоном крупности процесс флотации протекает с высокой селективностью. Получен графитовый концентрат с массовой долей углерода 94 % при его извлечении 99,56 %.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках гранта на проведение фундаментальных научных и поисковых исследований в 2022–2023 гг., соглашение № 22-27-20068, при участии ЦКЛ НИИ «Наностали» Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова.

1. Study on the EU’s list of critical raw materials. Final report. Brussels: European Commission, 2020. 157 p.
2. Zhang J., Liang C., Dunn J. B. Graphite flows in the US: Insights into a key ingredient of energy transition // Environmental Science & Technology. 2023. Vol. 57, Iss. 8. P. 3402–3414.
3. О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 году. Государственный доклад. М.: ВИМС, 2022. 626 с.
4. Kuo Sh.-L., Wu E. M.-Ya. Analysis on certain physical and resourceful properties of kish graphite containing materials // Journal of the Indian Chemical Society. 2020. Vol. 97, No. 11b. P. 2490–2494.
5. Перепелицын В. А., Яговцев А. В., Мерзляков В. Н., Кочетков В. В., Пономаренко А. А., Пономаренко З. Г., Колобов А. Ю. Перспективные техногенные минеральные ресурсы для производства огнеупоров // Новые огнеупоры. 2019. № 6. С. 12–16.
6. Jara A. D., Betemariam A., Woldetinsae G., Kim J. Y. Purification, application and current market trend of natural graphite: A review // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29, Iss. 5. P. 671–689.
7. Орехова Н. Н., Фадеева Н. В., Ефимова Ю. Ю., Колодежная Е. В. Исследование влияния способа дезинтеграции графитовой спели на ее дисперсный состав, форму частиц и показатели флотации // Обогащение руд. 2022. № 6. С. 44–51.
8. Горлова О. Е., Синянская О. М., Тусупбекова Т. Ш., Колодежная Е. В. Интенсификация флотационного обогащения медеплавильных шлаков при ударном способе их дробления // Цветные металлы. 2023. № 1. С. 7–16.
9. Синянская О. М., Горлова О. Е. Применение дробилок ударного действия при подготовке шлаков Балхашского медеплавильного завода к флотации // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. Тезисы 80-й международной научно-технической конференции. Магнитогорск, 18–22 апреля 2022. Т. 1. С. 36.
10. Фадеева Н. В., Орехова Н. Н., Колодежная Е. В., Нигматова Н. Н. Исследование физико-химических закономерностей процесса флотации графитовой спели // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. Т. 20, № 4. С. 37–46.
11. Laverty P. D., Nicks L. J., Walters L. A. Recovery of flake graphite from steelmaking kish. Report of investigations. U.S. Department of the Interior, 1994. 29 p.
12. Nicks L. J., Nehl F. H., Chambers M. F. Recovering flake graphite from steelmaking kish // JOM. 1995. Vol. 47. P. 48–51.
13. Li J., Xu Z., Yang R., et al. Carbon cycle in a steelmaking mill: Recycling of kish graphite and its subsequent application for steelmaking carburant // Research Square. 19 September 2023. 18 p. DOI: 10.21203/rs.3.rs-3336245/v1

14. Karklit A. K., Aboskalov A. N. Graphite from metallurgical dust // Refractories and Industrial Ceramics. 1998. Vol. 39, P. 334–336.
15. Li J., Liu R., Ma L., Wei L., Cao L., Shen W., Kang F., Huang Zh.-H. Combining multiple methods for recycling of kish graphite from steelmaking slags and oil sorption performance of kish-based expanded graphite // ACS Omega. 2021. Vol. 6. P. 9868–9875.
16. Дмитриев А. В., Бочарников В. А., Великоднева Е. Д., Башарин И. А. Химическое рафинирование чешуйчатого скрытокристаллического графита // Вестник Югорского государственного университета. 2014. Вып. 2. С. 24–26.
17. Евсеев Н. С., Жуков И. А., Бельчиков И. А. Исследование аэродинамики и процесса фракционного разделения мелкодисперсных частиц в сепарационной камере // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 83. C. 74–85.

18. Завьялов С. С., Мамонов Р. С. Теоретическое обоснование возможностей применения пневматической сепарации при обогащении сульфидных медных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 11-1. С. 199–209.
19. Krauze O., Buchczik D., Budzan S. Measurement-based modelling of material moisture and particle classification for control of copper ore dry grinding process // Sensors. 2021. Vol. 21, Iss. 2. DOI: 10.3390/s21020667