Институт геологии КарНЦ РАН, Петрозаводск, РФ

Бубнова Т. П., научный сотрудник, bubnova@krc.karelia.ru

Светова Е. Н., старший научный сотрудник, канд. геол.-минерал. наук, enkotova@rambler.ru

Представлены результаты исследований по глубокому обогащению слабопрозрачного жильного кварца Гирвасской площади (Центральная Карелия), в пределах которой коренные кварцевые жилы имеют значительное площадное распространение. Выявлены минералого-технологические особенности кварца, определяющие выбор наиболее рационального подхода к его эффективному обогащению. Проведен технологический эксперимент по обогащению кварца, включающий электромагнитную сепарацию, СВЧ-обработку, последовательное кислотное выщелачивание в растворах HCl и HF, ультразвуковую диспергацию в водной среде. В результате из исходно загрязненного кварцевого сырья получен кварцевый концентрат удовлетворительного качества с общим содержанием элементов-примесей 34,6 ppm, соответствующий требованиям сорта глубокого обогащения марок КГО-1 и КГО-2 для производства особо чистого кварцевого стекла, используемого в полупроводниковой и оптоволоконной промышленности, микроэлектронике, светотехнике.

Авторы благодарят Л. С. Скамницкую и О. В. Букчину за обсуждение результатов работы.
Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания Института геологии ФИЦ «Карельский научный центр РАН».

1. Аксенов Е. М., Быдтаева Н. Г., Бурьянов Ю. И., Колмогоров Ю. Г., Непряхин А. Е., Нигматов И. Н. Перспективы использования кварцевого сырья России в высоких технологиях // Разведка и охрана недр. 2015. № 9. С. 57–66.
2. Pan X., Li S., Li Y., Guo P., Zhao X., Cai Y. Resource, characteristic, purification and application of quartz: А review // Minerals Engineering. 2022. Vol. 183. DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107600
3. Кузьмин Л. В. Высокочистые кварцевые концентраты. Применение в высокотехнологичной промышленности, современные требования к параметрам качества // Известия УГГУ. 2023. Вып. 3. С. 94–99.
4. ТУ 5726-002-11496665-97. Кварцевые концентраты из природного кварцевого сырья для наплава кварцевых стекол. М., 1997. 25 с.
5. Воробьев Е. Н., Спиридонов А. М., Непомнящих А. И., Кузьмин М. И. Сверхчистые кварциты Восточного Саяна (Республика Бурятия, Россия) // Доклады Академии наук. 2003. Т. 390, № 2. С. 219–223.
6. Müller A., Ihlen P. M., Wanvik J. E., Flem B. Highpurity quartz mineralisation in kyanite quartzites, Norway // Mineralium Deposita. 2007. Vol. 42. P. 523–535.
7. Непомнящих А. И., Волкова М. Г., Жабоедов А. П., Федоров А. М. Кварцевые концентраты на основе сливного кварцита // Неорганические материалы. 2018. № 8. С. 850–853.
8. Корекина М. А. Оценка возможности использования молочно-белого кварца Новотроицкого месторождения для получения высокочистого кварца, Южный Урал // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 8. С. 185–195.
9. Исаев В. А. Физико-техническое обоснование новой технологии переработки непрозрачных разновидностей кварца // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1997. № 5. С. 95–102.
10. Котова Е. Н., Кузнецов С. К. Примесные парамагнитные центры в промышленно-генетических типах кварцевого сырья // Разведка и охрана недр. 2007. № 10. С. 51–55.
11. Светова А. И. Архейский вулканизм Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1988. 147 с.
12. Данилевская Л. А., Скамницкая Л. С., Щипцов В. В. Кварцевое сырье Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2004. 226 с.
13. Buttress A. J., Rodriguez J. M., Ure A., Ferrari R. S., Dodds C., Kingman S. W. Production of high purity silica by microfluidic-inclusion fracture using microwave pre-treatment // Minerals Engineering. 2019. Vol. 131. P. 407–419.
14. Grishin Y. M., Long Miao, Borisov L. A., Serykh N. M., Kulagin A. Y. Applications of two electric arc plasma torches for the beneficiation of natural quartz // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2019. Vol. 26, Iss. 3. P. 267–273.
15. Непомнящих А. И., Жабоедов А. П., Волкова М. Г., Федоров А. М., Яшин В. Н. Комбинированная технология обогащения кварцитов Восточного Саяна // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. № 3. С. 113–121.
16. Li F., Jiang X., Zuo Q., et al. Purification mechanism of quartz sand by combination of microwave heating and ultrasound assisted acid leaching treatment // Silicon. 2021. Vol. 13. P. 531–541.
17. Гоптарь А. И., Костромин М. В., Заярный А. А., Воробьев В. В. Технология повышения качества кварцевых концентратов, разработанная ООО «Плазлэй» // Технологическая минералогия в оценке качества минерального сырья природного и техногенного происхождения. Сб. статей XV Российского семинара по технологической минералогии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2023. С. 39–43.
18. Song W., Jiang X., Chen C., et al. Purification of quartz via low-temperature microwave chlorinated calcination combined with acid leaching and its mechanism // Silicon. 2023. Vol. 1. P. 971–981.
19. Du S., Pan B., Xia L., Zhu G., Wu L., Yu C., Li F., Diao Z. Purification of vein quartz using a new fluorine-free flotation: A case from Southern Anhui province, China // Minerals. 2024. Vol. 14, Iss. 12. DOI: 10.3390/min14121191
20. Скамницкая Л. С., Бубнова Т. П., Раков Л. Т., Дубинчук В. Т. Структурно-минералогические и технологические особенности труднообогатимого кварца слюдяных пегматитов Чупино-Лоухского района Карелии // Роль технологической минералогии в получении конечных продуктов передела минерального сырья. Сб. статей Х Российского семинара по технологической минералогии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2016. С. 87–94.
21. Светова Е. Н., Шанина С. Н., Бубнова Т. П. Разработка технологии обогащения низкосортного жильного кварца // Обогащение руд. 2020. № 3. С. 25–30.