Повышение эффективности пенной сепарации алмазосодержащего материала за счет комбинированной очистки поверхности алмазов от шламовых гидрофилизирующих покрытий

Сочетанием методов электронно-зондового рентгеноспектрального анализа и ИК-спектроскопии показано, что неструктурированные гидрофилизирующие образования на поверхности алмазов сложены скрытои микрокристаллическим материалом карбонатного и алюмосиликатного состава с включениями хлорита, флогопита, пирита, апатита, гидроокислов железа, сульфатов кальция. На основании данных сравнительного анализа состава шламовых образований, выделенных с поверхности алмазов, и шламовых осадков операции осветления оборотной воды для удаления полного спектра гидрофилизирующих покрытий с поверхности алмазных кристаллов предложено использовать сочетание методов ультразвуковой, тепловой и реагентной обработки рудной пульпы. Экспериментально установлена эффективность совместного применения методов ультразвуковой, тепловой и реагентной очистки поверхности алмазов от диагностированных гидрофилизирующих образований. В лабораторных исследованиях показано, что применение сочетания предложенных методов обеспечивает повышение извлечения алмазов в концентрат беспенной флотации на 25,0–27,1%. Результатами стендовых испытаний установлено, что совместное использование ультразвуковой оттирки в течение 30 с и подогрева рудной пульпы до 85 °C с применением диспергатора шламов (оксиэтилидендифосфоновой кислоты) при концентрации 100 мг/л обеспечивает прирост извлечения алмазов в концентрат пенной сепарации на 10%.

Двойченкова Г. П., Коваленко Е. Г., Тимофеев А. С., Подкаменный Ю. А. Повышение эффективности пенной сепарации алмазосодержащего материала за счет комбинированной очистки поверхности алмазов от шламовых гидрофилизирующих покрытий // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 10. – С. 20–38. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_10_0_20.

Двойченкова Галина Петровна^1,2 — д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник, ИПКОН РАН; профессор, Политехнический институт (филиал) СВФУ, e-mail: dvoigp@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0940-3880,
Коваленко Евгений Геннадьевич² — канд. техн. наук, главный инженер, институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО); доцент, Политехнический институт (филиал) СВФУ, e-mail: kovalenkoeg@alrosa.ru,
Тимофеев Александр Сергеевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: Timofeev_ac@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-3382-6007,
Подкаменный Юрий Александрович^1,2 — канд. техн. наук, научный сотрудник, ИПКОН РАН; преподаватель, Политехнический институт (филиал) СВФУ, e-mail: mirniy.yuriy@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4104-9113,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр РАН,
² Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова».

Тимофеев А.С., e-mail: Timofeev_ac@mail.ru.

1. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Ковальчук О. Е. Классификация минеральных образований на поверхности природных алмазных кристаллов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 3. — С. 116—122.

2. Махрачев А. Ф., Ларионов Н. П., Савицкий В. Б. Новые направления в технологии обогащения алмазосодержащего сырья на предприятиях АК «АЛРОСА» // Горный журнал. — 2005. — № 7. — С. 65–68.

3. Верхотурова В. А., Елшин И. В., Немаров А. А., Толстой М. Ю., Островская Г. Х., Федотов К. В., Шеломенцева Т. В. Научное обоснование и выбор оптимального варианта по восстановлению гидрофобных свойств поверхности алмазов из руды трубки «Интернациональная» // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2014. — № 8. — С. 51—56.

4. Chanturiya V., Dvoichenkova G., Morozov V., Podkamenny Y., Kovalchuk O. The mechanism of formation of finely dispersed minerals on the surface of diamonds and the application of electrolysis products of water systems for their destruction // Inzynieria Mineralna. 2019, vol. 1, no. 43, pр. 53—57. DOI: 10.29227/IM-2019-01-09.

5. Зинчук Н. Н. Об особенностях исследований постмагматических и гипергенных изменений кимберлитовых пород // Отечественная геология. — 2021. — № 5. — С. 26—42. DOI: 10.47765/0869-7175-2021-10026.

6. Хмельков А. М. Основные минералы кимберлитов и их эволюция в процессе ореолообразования (на примере Якутской алмазоносной провинции). — Новосибирск: АРТА, 2008. — 252 с.

7. Mikhailenko D., Golovin A., Korsakov A., Aulbach S., Gerdes A., Ragozin A. Metasomatic evolution of coesite-bearing diamondiferous eclogite from the udachnaya kimberlite // Minerals. 2020, vol. 10, no. 4, article 383. DOI: 10.3390/min10040383.

8. Sharygin I., Zedgenizov D. Editorial for special issue «Minerals of kimberlites: an insight into petrogenesis and the diamond potential of deep mantle magmas» // Minerals. 2020, vol. 10, no. 11, article 976. DOI: 10.3390/min10110976.

9. Двойченкова Г. П., Подкаменный Ю. А., Тимофеев А. С., Ковальчук О. Е. Экспериментальное исследование взаимосвязи состава кимберлитовых руд и механизма формирования минеральных образований на поверхности природных алмазов // Горный журнал. — 2017. — № 11. — С. 45—51. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.09.

10. Darznek S. A., Mityukhlyaev V. B., Todua P. A. Filippov M. N. Electron probe X-ray spectral analysis of nanoparticles // Inorganic Materials. 2018, vol. 54, pp. 1412–1416. DOI: 10.1134/S0020168518140054.

11. Крупская В. В., Закусин С. В., Тюпина Е. А., Доржиева О. В., Чернов М. С., Бычкова Я. В. Преобразование структуры и адсорбционных свойств монтмориллонита при термохимическом воздействии // Геохимия. — 2019. — Т. 64. — № 3. — С. 300—319. DOI: 10.13140/RG.2.2.18273.56167.

12. Морозов В. В., Лезова С. П. Применение комбинированных собирателей на основе нефтепродуктов для пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 12. — С. 137—146. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-137-146.

13. Подкаменный Ю. А. Повышение извлечения алмазов в условиях липкостной сепарации на основе комбинированного электрохимического и ультразвукового воздействия. Автореф. дисс. …. к.т.н. по спец. 25.00.13. — М.: ИПКОН РАН, 2019. — 25 с.

14. Скочилов Р. А., Фишман А. И., Иванов А. А. и др. Определение минерального состава пород методом ИК спектроскопии // Вестник Казанского технологического университета. — 2011. — № 10. — С. 135—142.

15. Fultz B. Mössbauer Spectrometry / Characterization of Materials. John Wiley, New York, 2011. DOI: 10.1002/0471266965.com069.pub2.

16. Плюснина И. И. Инфракрасные спектры минералов. — М., 1976. — 175 с.

17. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: Пер с англ. — М.: Мир, 1991. — 536 с.

18. Болдырев А. И. Инфракрасные спектры минералов. —М.: Недра, 1976. — 199 с.

19. Chukanov N. V. Chervonnyi A. D. Infrared spectroscopy of minerals and related compounds. Springer International Publishing Switzerland, 2016, 1120 p. DOI: 10.1007/978-3-319-25349-7.

20. Бармин И. С., Морозов В. В., Поливанская В. В. Совершенствование реагентных режимов для извлечения фосфатных минералов из тонких классов руд и техногенных продуктов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 1. — С. 149—159. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-149-159.

21. Морозов В. В., Бармин И. С., Туголуков А. В., Поливанская В. В. Повышение эффективности флотации фосфатных руд на основе регулирования агрегативной устойчивости шламов // Горный журнал. — 2019. — № 1. — С. 56—61. DOI: 10.17580/gzh.2019.01.12.

22. Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Чантурия Е. Л., Коваленко Е. Г. Выбор параметров электрохимического кондиционирования оборотной воды при подготовке алмазосодержащих кимберлитов к пенной сепарации // Горные науки и технологии. — 2021. — № 6(3). — С. 170–180. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-3-170-180.

23. Qian Chena, Bo Xub, Yangge Zhuc, Hongqiang Li Detrimental effects of slimes on the flotation of rutile from eclogite ore // Results in Physics. 2018, vol. 10, no. 3, pp. 250—255. DOI: 10.1016/j.rinp.2018.06.013.

24. Шаповалов Н. А., Полуэктова В. А., Городов А. И., Крайний А. А., Винцковская И. Л., Рядинский М. М. Отечественные фосфорсодержащие пав-активные собиратели комплексного обогащения апатит-нефелиновых руд // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 2-8. — С. 1689—1693. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/ view?id=37293.