Гидрохимическая модификация цеолитсодержащих пород

Изучены вопросы гидрохимической модификации цеолитсодержащих пород Шивыртуйского и Холинского месторождений Восточного Забайкалья. Определена возможность использования сернокислотной модификации природных цеолитов с целью повышения их адсорбционной способности. Разработана принципиальная технология переработки и химической модификации цеолитовых пород, базирующаяся на результатах ранее проведенных исследований по применению направленных методов рудоподготовки (обработки ультразвуком, ускоренными электронами, мощными электромагнитными импульсами) в сочетании с традиционными методами обогащения (электростатическая и электромагнитная сепарация) и кислотным воздействием (серной кислотой). Приведены результаты экспериментальных исследований по изучению эффективности обработки цеолитсодержащих пород раствором серной кислоты. Определены параметры модификации цеолитов. Установлена зависимость кремниевого модуля и степени деалюминирования природных цеолитов Восточного Забайкалья от концентрации реагента модифицирования. Представлены результаты основанного на квантово-химическом взаимодействии частиц компьютерного моделирования и визуализации минералов шабазита, клиноптилолита и морденита, входящих в состав цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья, до и после кислотного деалюминирования. Разработана аппаратурная схема реализации технологии химического модифицирования природных цеолитов. Установлены основные принципы алгоритма создания технологии химической модификации цеолитсодержащих пород. Определены параметры использования получаемой по разработанной технологии обогащения и модифицирования цеолитовой продукции в технологиях управления отходами горной промышленности.

Размахнин К. К., Хатькова А. Н., Шумилова Л. В. Гидрохимическая модификация цеолитсодержащих пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 12. – С. 34–45. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_34.

Работа выполнена при поддержке проекта РНФ 22-17-00040 «Научное обоснование и разработка экологически чистых безотходных технологий переработки природного и техногенного минерального сырья» (2022–2023 гг.).

Размахнин Константин Константинович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: igdranchita@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2944-7642,
Хатькова Алиса Николаевна¹ — д-р техн. наук, профессор, проректор по научной и инновационной работе, e-mail: alisa1965.65@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6527-0026,
Шумилова Лидия Владимировна¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, е-mail: shumilovalv@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5991-9204,
¹ Забайкальский государственный университет.

Размахнин К.К., e-mail: igdranchita@mail.ru.

1. Milyutin V. V., Razmakhnin K. K., Khatkova A. N., Nekrasova N. A. Natural zeolites of eastern transbaikalia in technologies for mining enterprises wastewater treatment // Environmental Research, Engineering and Management. 2020, vol. 76, no. 3, pp. 62—70. DOI: 10.5755/j01.erem.76.3.24220.

2. Razmakhnin K. K., Khatkova A. N. Role of mineralogical and technological evaluation in development of processing technologies for zeolite-containing rocks // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 262, article 012056. DOI: 10.1088/17551315/262/1/012056.

3. Размахнин К. К. Обоснование и разработка технологий обогащения и модификации цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 3. — С. 148—157. DOI: 10.15372/ FTPRPI20210314.

4. Хатькова А. Н., Ростовцев В. И., Размахнин К. К. Влияние воздействия ускоренными электронами на цеолитсодержащие породы Восточного Забайкалья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2013. — № 6. — С. 167—174.

5. Юсупов Т. С., Шумская Л. Г. Новая концепция производства алюминия и его соединений из нетрадиционного алюмосиликатного сырья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2009. — № 2. — С. 96—100.

6. Котова О. Б., Шушков Д. А. Процесс получения цеолитов из золы // Обогащение руд. — 2015. — № 5. — С. 60—63.

7. Şükrü U., Musa S., Soner T. Removal of heavy metals from wastewater solution using a mechanically activated novel zeolitic material // Journal of Mining Sciences. 2020, vol. 56, pp. 1010—1023. DOI: 10.1134/S1062739120060137.

8. Шушков Д. А., Шуктомова И. И. Сорбция радиоактивных элементов цеолитсодержащими породами // Известия Коми научного центра УрО РАН. — 2013. — № 1. — С. 69—73.

9. Sivashankari L., Rajkishore S. K., Lakshmanan A. Optimization of dry milling process for synthesizing nano zeolites // International Journal of Chemical Studies. 2019, vol. 7, no. 4, pp. 328—333.

10. Hong M., Yu L., Wang Y., Jian Zhang Heavy metal adsorption with zeolites: The role of hierarchical pore architecture // Chemical Engineering Journal. 2019, vol. 359, pp. 363—372. DOI: 10.1134/S1062739120060137.

11. Zou X., Zhao Y., Zhang Z. Preparation of hydroxyapatite nanostructures with different morphologies and adsorption behavior on seven heavy metals ions // Journal of Contaminant Hydrology. 2019. vol. 226, article 103538. DOI: 10.1016/j.jconhyd.2019.103538.

12. Alam R., Ahmed Z., Howladar M. F. Evaluation of heavy metal contamination in water, soil and plant around the open landfill site Mogla Bazar in Sylhet, Bangladesh // Groundwater for Sustainable Development. 2020, vol. 10, article 100311. DOI: 10.1016/j.gsd.2019.100311.

13. Manchuk J. G., Birks J. S., McClain C. N., Bayegnak G., Gibson J., Deutsch C. Estimating stable measured values and detecting anomalies in groundwater geochemistry time series data across the Athabasca Oil Sands Area, Canada // Natural Resources Research. 2021, vol. 30, pp. 1755—1779. DOI: 10.1007/s11053-020-09801-5.

14. Юсупов Т. С., Бакшеева И. И., Ростовцев В. И. Исследование влияния различных видов механических воздействий на селективность разрушения минеральных ассоциаций // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 6. — С. 180—186.

15. Li H., Watson J., Zhang Y., Lu H., Liu Z. Environment-enhancing process for algal wastewater treatment, heavy metal control and hydrothermal biofuel production. A critical review // Bioresource Technology. 2020, vol. 298, article 122421. DOI: 10.1016/j.biortech.2019.122421.

16. Wang Y., Yu Y., Li H., Shen C. Comparison study of phosphorus adsorption on different waste solids: Fly ash, red mud and ferric-alum water treatment residues // Journal of Environmental Sciences. 2016, vol. 50, pp. 79—86. DOI:10.1016/j.jes.2016.04.025.

17. Захарьян С. В., Гедгагов Э. И., Юн А. Б. Повышение экологической безопасности на предприятиях цветной металлургии за счет использования сорбционных процессов // Экология и промышленность России. — 2018. — Т. 22. — № 1. — С. 26—32. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-1-26-32.

18. Наилучшие экологические практики в горнодобывающей промышленности / Под ред. П. Кауппила, М. Л. Ряйсянен, С. Мюллюоя. — Хельсинки: Центр окружающей среды Финляндии, 2013. — 244 c.

19. Закондырин А. Е. Наилучшие доступные технологии в горнодобывающем секторе: актуальные проблемы и пути их решения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 55—64. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-55-64.

20. Скобелев Д. О. Информационно-методическая поддержка эколого-технологической модернизации экономики Российской Федерации // Управление. — 2019. — № 4. — С. 5—15. DOI: 10.26425/2309-3633-2019-4-5-15.