Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минералого-технологическая оценка промышленного цеолитсодержащего сырья для обоснования методов обогащения и получения товарной продукции

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Минералого-технологическая оценка промышленного цеолитсодержащего сырья для обоснования методов обогащения и получения товарной продукции"

На правах рукописи

ХАТЬКОВА Алиса Николаевна

МИНЕР АЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОМЫШЛЕННОГО ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ МЕТОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 25.00.13 - Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Чита - 2004

Работа выполнена в Читинском государственном университете

Научный консультант:

Заслуженный работник Высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Мязин Виктор Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, академик Академии Наук Республики Таджикистан Соложенкин Петр Михайлович доктор технических наук, профессор Юсупов Талгат Сунгатуллович доктор технических наук, профессор Чикин Андрей Юрьевич

Ведущее предприятие - Байкальский институт природопользования СО РАН

Защита состоится 19 ноября 2004 г. в 14.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.299. 01 при Читинском государственном университете, по адресу 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30 (зал заседания диссертационного совета).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ученому секретарю совета. Факс: (302-2) 26-43-93 Web-server: www.techuniv.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Читинского государственного университета.

Реферат разослан «11» октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.г.-м.н.

Н.П. Котова

¿PDS- Ч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Природные цеолиты - новый, нетрадиционный, чрезвычайно перспективный тип неметаллических полезных ископаемых, использование которых в промышленности, сельском хозяйстве началось в 60-е годы прошлого столетия и связано с открытием в США, Японии, Италии месторождений, образовавшихся за счет преобразования вулканического стекла.

В настоящее время в различных странах открыто более 2000 месторождений с мировыми запасами цеолитового сырья в несколько десятков миллиардов тонн. Из них на США, Японию и страны СНГ приходится 10...20 млрд. т, от 1 до 10 млрд. т выявлено в Италии, Югославии, Болгарии и др. странах.

В Российской Федерации по состоянию на 2002 г. учтены 14 цеолитовых месторождений с суммарными балансовыми запасами 649 460 тыс. т (кат. A+B+Ci), 798 631 тыс. т (кат. Сг), основная часть которых (~74 %) сосредоточена в Читинской области. Эти месторождения располагаются в благоприятных географо-экономических условиях и представляют неограниченные возможности дешевой добычи и применения в промышленности, сельском хозяйстве, экологии.

Серьезным ограничительным фактором расширения областей применения природных цеолитов является вызванное условиями генезиса неравномерное, зачастую недостаточное содержание их в породе (10...60 %). В то время как в отдельных технологиях (осушка газов, неводных жидкостей, крекинг нефти, катализ, медицина) в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к качеству сырья, содержание промышленных цеолитовых минералов (клиноптилолита, морденита, шабазита) в породе должно быть 75...95 %. В связи с чем разработка оптимальных технологий обогащения цеолитсодержащего сырья, учитывающих особенности вещественного состава, текстурно-структурные характеристики, морфологию, физические, физико-химические, химические свойства является важной актуальной проблемой, открывающей широкие перспективы использования цеолитов в наукоемких областях и замены ими синтетических аналогов.

Информационным фундаментом единого теоретического подхода к процессам обогащения цеолитсодержащих пород является технологическая минералогия, располагающая рядом современных методов комплексной минералого-технологической оценки сырья, позволяющей рекомендовать наиболее эффективные методы рудоподготовки и обогащения, прогнозировать поведение в технологических процессах с использованием рациональных схем.

Как самостоятельное научное направление технологическая минералогия сформировалась в 80-х годах прошлого столетия благодаря трудам А.И. Гинзбурга, И.Т. Александровой, Г.А. Сидоренко, В.З. Блисковского, А.Н. Вершинина, О.П. Иванова, Б.И. Пирогова, Н.Ф. Челищева, В.И. Ревнивцева, В.А. Чантурия, В.М. Изоитко, Т.С. Юсупова, Л.К. Яхонтовой, А.П. Грудева и др.

Вовлечение в переработку труднообогатимого сырья расширяет поле деятельности технологической минералогии. Это в полной мере относится к цеолитсодержащим породам, характеризующимся сложным полиминеральным составом, исключительно тонким взаимопрорастанием минералов, близкими разделительными свойствами.

В настоящее время достаточно хорошо изучены геология, условия вулканоген-но-осадочного образования цеолитсодержащих пород, о чем свидетельствуют результаты фундаментальных исследований ведущих отечественных и зарубежных ученых А.Г. Коссовской, Э.Э. Сендерова, В.В. Петровой, Н.Ф. Челищева, Б.Г. Беренштейна, A.C. Михайлова, А.И. Бурова, И.А. Белицкого, В.В. Наседкина, Г.В. Цицишвили, Т.Г. Андроникашвили, Г.Н. Кирова, С.Б. Леонова, К.Е. Колодезникова, Ю.В. Павленко, F.A.

Mumpton, R.A. Cheppard, G. Gottardi, E. Galli, D.W. Breck, H. Minato, M. Utada, K. Torn, D. Coombs, R.L. Hay, Y. Watanaba и других.

Исследования же в области технологической минералогии цеолитсодержащих пород не проводились. В связи с чем разработка научно-методических основ технологической минералогии цеолитсодержащих пород весьма актуальна и имеет важное научное и практическое значение.

Главной целью исследований являлась разработка новых высокоэффективных, экологически безопасных технологий обогащения промышленного цеолитсодержащего сырья и получение товарной продукции.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка рационального комплекса минералогических методов изучения цеолитсодержащих пород, обоснование необходимости его применения для получения информации об особенностях вещественного состава пород, строения, влияющих на технологические свойства;

- изучение влияния основных минералогических факторов, определяющих технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород;

- выявление рациональных видов энергетических воздействий, интенсифицирующих обогатимость сырья, посредством увеличения контрастности и градиента свойств минералов;

- оценка обогатимости цеолитсодержащих пород методами математического и имитационного моделирования;

- обоснование направлений рационального использования цеолитсодержащих пород в промышленности, сельском хозяйстве, экологии, медицине.

Идея работы заключается в разработке методологии построения технологии обогащения цеолитсодержащих пород на основе комплексной оценки их состава, строения, свойств и генезиса месторождений.

Методы исследований. В процессе выполнения диссертационной работы использован рациональный комплекс современных методов исследований, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, электронно-микроскопический, химический, спектральный анализы, инфракрасную спектроскопию, магнитометрию, мессбауэровскую спектроскопию, комплексный термический анализ, автоматический анализ изображений, математическое моделирование, статистические методы планирования и обработки результатов экспериментов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный рациональный комплекс минералого-аналитических методов исследования, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, морфометрический, гранулометрический, термогравиметрический, элементный анализы, магнитометрию, инфракрасную спектроскопию, электронную микроскопию, мессбауэровскую спектроскопию, методы токсиколого-радиационно-гигиенической оценки позволил дать достоверную минералого-технологическую оценку весьма сложного по составу и строению цеолитсодержащего сырья Восточного Забайкалья, заключающуюся в установлении его химического и минерального составов, гранулометрии зерен, их микроструктурных срастаний, характера микровключений и распределения элементов.

2. Решающее влияние на обогатимость цеолитсодержащих пород оказывают следующие факторы: а) текстуры и структуры - простые (ксеноморфные) с легким раскрытием минералов и минимальными потерями; сложные (пойкилитовые) с трудным раскрытием и небольшими потерями; весьма сложные (кластические) с весьма трудным раскрытием и значительными потерями; б) минеральные формы вредных примесей- железа и кремнезема, находящихся в «рудах» в виде собственных минералов и

! л (

изоморфных примесей, негативно влияющих на обогащение и качество концентратов; в) различие и сходство технологических свойств цеолитовых и породообразующих минералов, из которых наиболее эффективным являются магнитные.

3. Труднообогатимое цеолитсодержащее сырье требует применения новых высокоэффективных методов вскрытия и комплексной переработки, включающих ультразвуковые, механодеформационные, физические, гидрохимические воздействия, позволяющие существенно увеличить контрастность технологических свойств цеолитовых и породообразующих минералов.

4. Реализован научно-обоснованный подход к построению технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород на основе методов минералого-технологической оценки сырья и математического моделирования процессов разделения минеральных агрегатов.

5. Применение природных цеолитов для получения товарной продукции должно базироваться на учете как главных требований к сырью - минерального вида цеолита, его содержания в породе, так и индивидуальных для конкретных потребителей, достигаемых путем физико-химического модифицирования сырья активацией, деалюмини-рованием, алюминизацией, гидрофобизацией, метализированием и обогащением.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена корректной постановкой и решением задач, представительным объемом исследований, достаточной сходимостью результатов полученных зависимостей при лабораторном и промышленных экспериментах, многовариантными расчетами с применением математического моделирования, материалами внедрения в проекты, промышленность, наукоемкие технологии.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- диссертация является первой обобщающей работой по технологической минералогии цеолитсодержащих пород, в которой рассмотрены особенности их вещественного состава, строения, продемонстрировано на примере месторождений различного генезиса влияние технологических свойств пород на показатели передела;

- для достоверной минералого-технологической оценки сложного по составу и строению цеолитсодержащего сырья применен рациональный комплекс новейших методов исследования, позволивший установить ранее не выявленные особенности состава, строения пород, оценить их качество, технологические свойства и рекомендовать наиболее эффективные методы минералоподготовки и обогащения;

- установлен полимодальный характер распределения пор по размерам, согласующийся с многоуровневостью строения пород, являющийся основой объяснения адсорбционных, ионообменных свойств промышленно-значимых цеолитов (клиноптило-лита, морденита, шабазита);

- в процессе изучения влияния основных минералогических факторов (вещественного состава, текстурно-структурных особенностей минеральных форм, присутствия вредных примесей) на технологические свойства и обогатимость сырья впервые установлены минеральные формы, соотношение разновалентного железа в цеолитсодержащих породах и характер его распределения по фазам; выявленные текстурно-структурные признаки легли в основу разработки классификации срастаний минеральных агрегатов;

- реализован научно-обоснованный подход к разработке и выбору технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород сочетанием методов минералого-технологической оценки сырья и математического моделирования.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- научные положения работы явились основой создания эффективных, экологически безопасных, патентно-защищенных комбинированных технологий обогащения промышленного цеолитсодержащего сырья и получения товарной продукции для газовой, нефтехимической, химической, коксохимической, бумажной промышленностей и медицины;

- предложены новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и патентно-защищенная технология сорбционно-аппликационной терапии с высокой эффективностью внедренные в медицинскую практику;

- доказана эффективность применения цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья для охраны окружающей среды - кондиционирования качества вод питьевого и промышленного назначения; разработана патентно-защищенная технология очистки воды и технические средства ее реализации при сочетании процессов флокуляции и сорбции в системах кондиционирования сточных и оборотных вод промывочных установок, реализованная на объектах редкометальной и россыпной золотодобычи Забайкалья;

- экспериментально обоснована целесообразность применения цеолитов в био-гидрометаллургических процессах в качестве аккумуляторов тионовых бактерий.

Личный вклад автора. Результаты, приведенные в диссертации, получены при непосредственном участии автора.

Автору принадлежит постановка и осуществление всего объема исследований, обобщение результатов, выявление закономерностей, формулирование основных выводов и участие в практической реализации результатов работы.

Реализация результатов работы.

Прогрессивная, экологически безопасная технология обогащения цеолитсодержащих пород заложена в проект реконструкции перерабатывающей фабрики научно-производственного внедренческого объединения НПВО «Цеолит» (г. Краснокаменск).

Новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и технология сорбционно-аппликационной терапии внедрены в хирургическую практику в областной и дорожной клинических больницах. При этом, за счет сокращения сроков лечения, снижения суммарной стоимости всего курса терапии достигнут социально-экономический эффект в размере 868 ООО руб.

Предлагаемая технология сорбционно-флокуляционного кондиционирования сточных вод внедрена на редкометальном месторождении Этыка Забайкальского ГОКа. При этом, достигнутый предотвращенный ущерб от загрязнения р. Этыка составил 298684 руб. Разработанная технология прошла проверку на россыпном золотосодержащим месторождении Джармагатай (а/с «Горняк», ассоциация «Забайкалзолото»). По прогнозной оценке эколого-экономическая эффективность от комплексного использования цеолитов и полиэлектролитов может составить 305127 руб.

Теоретические и практические результаты внедрения технологии комплексного использования цеолитов и полиэлектролитов легли в основу разработки научно-технической документации на опытно-промышленный образец адсорбционного фильтра глубокой доочистки, выпущенный Дарасунским заводом горного оборудования.

В проектные решения заложены природоохранные мероприятия по защите от загрязнения:

Раздольнинского водозабора (г. Могоча) при разработке Амазар-Амазарканских россыпей (ОАО «Ксеньевский прииск») с эколого-экономическим эффектом 566905 руб. («Проект разработки месторождений россыпного золота Большой Амазар - Амазаркан 250-литровой драгой (2 очередь)», ООО «Забайкалзолотопроект», арх. № Гр.о. 2003/14,2003 г.);

естественных водотоков в районах ведения горных работ Урейского и Кутин-ского угольных разрезов (ОАО «Урейский угольный разрез», ОАО «Кугинский угольный разрез») (Рабочий проект «Расширение и реконструкция юго-западного участка Урейского месторождения каменного угля», ООО «Забайкалзолотопроект», арх. № 2004/76,2004 г.);

р. Ингода - при реконструкции ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 (ОАО «Чита-энерго») с предотвращенным экономическим ущербом от сбросов загрязняющих веществ в размере 356380 руб. (х/д № 641, 2003 г., ЧитГУ) («Разработка научно-методических рекомендаций для составления технологического регламента реконструкции и расширения ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 и проектирование очистных сооружений на основе применения цеолитов месторождений Восточного Забайкалья», ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект», х/д № 641, 2003 г);

р. Тарга - при реконструкции Дарасунского рудника (ООО «Дарасунский рудник», ООО «Управляющая компания «Руссдрагмет») (Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горно-обогатительного и металлургического производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Та-лангуй», х/д № 642, № Гос. регистр. 01200406684; инв. № 02200403325, ОАО «Управляющая компания «Руссдрагмет», 2004 г.).

Основные результаты исследований отражены в учебном пособии «Применение цеолитсодержащих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий», монографиях «Минералого-технологическая оценка цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья», «Цеолиты в жизни человека и животных», используемых студентами при изучении дисциплин «Горное дело и окружающая среда», «Комплексное использование минерального сырья», «Обезвоживание, пылеулавливание», «Исследование процессов и технологий обогащения полезных ископаемых», при выполнении дипломных проектов в ЧитГУ.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на III всесоюзной конференции «Гидромеханические процессы разделения гетерогенных систем» (Тамбов, 1991), Международной научно-практической конференции «Природные цеолиты в народном хозяйстве России» (Иркутск, 1996), Международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 1997, 2001, 2002), Международной конференции «Проблемы прогнозирования в современном мире» (Чита, 1999), Международной конференции «Наука и образование на рубеже тысячелетий» (Чита, 1999), симпозиуме «Неделя горняка -2001. .2004» (Москва, 2001. .2004), III и IV конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2001, 2003), Международной научно-практической конференции «Технические науки, технологии, экономика» (Чита, 2001), Международной научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ (г. Чита, 2001), Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002), Международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» (Москва - Чита, 2002), Всероссийской конференции «Сырьевая база неметаллических полезных ископаемых и современное состояние научных исследований в России» (Москва, 2003), VI Международной конференции «Новые идеи в науке о земле» (Москва, 2003), Международном совещании «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых» (Москва - Петрозаводск, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2003), Плаксинских чтениях - 2004 (Москва - Иркутск, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 66 работ, в том числе 2 монографии, 6 патентов, 9 отчетов НИР.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 303 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 55 таблиц, список литературы из 210 наименований и 16 приложений.

Автор глубоко признателен за постоянную поддержку и консультации на протяжении всей работы научному консультанту доктору технических наук, профессору В.П. Мязину. Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность ректору Читинского государственного университета, доктору технических наук, профессору Ю.Н. Резнику, проректорам по научной работе, докторам технических наук, профессорам O.A. Баландину и Е.А. Кудряшову за всестороннюю помощь в проведении исследований, апробации и реализации результатов работы. Автор благодарен сотрудникам научно-внедренческого предприятия «Центр экспериментальных систем технологического аудита», отдела минералогии Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья, лаборатории кристаллохимии минералов ИГЕМ, лаборатории технологии переработки минерального сырья и охраны окружающей среды ИМГРЭ, лаборатории обогащения полезных ископаемых ОИГГМ СО РАН, лаборатории исследования текстуры катализаторов ИК СО РАН, ОАО «Катализатор», лаборатории структурных методов анализа ОИГГМ СО РАН, института ядерной физики СО РАН, института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН, института проблем комплексного освоения недр, кафедры ОПИиВС ЧитГУ, химии ЧитГУ за помощь при постановке и проведении научных исследований по теме диссертации. Автор выражает искреннюю благодарность референту ректора ЧитГУ И.А. Бондарь за помощь в оформлении диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Геолого-технологическая оценка цеолнтсодержащих пород

Закономерности образования и размещения месторождений цеолитов. Исследованиями последних десятилетий установлено, что цеолиты являются наиболее распространенными минералами в земной коре вслед за полевыми шпатами, кварцем, слюдами, глинистыми минералами и карбонатами. Из известных в природе более 40 минералов цеолитовой группы в 2200 месторождениях 40 стран мира установлено 23 минеральных вида, из которых лишь 7 образуют промышленные скопления: клиноп-тилолит, гейландит, морденит, эрионит, шабазит, филлипсит и анальцим. В природе они формируются за счет различных процессов в довольно широких интервалах физико-химических и геологических условий. Основными факторами, контролирующими процессы образования цеолитов, являются: состав исходного материала, давление и температура, щелочность и состав поровых вод, проницаемость пород и характер циркуляции растворов, продолжительность процесса образования цеолитов.

Вопросы закономерностей размещения и прогнозирования месторождений цеолитов разрабатывались во ВНИИгеолнеруд (г. Казань) под руководством A.C. Михайлова. Главное внимание уделялось в основном диагенегическим туфогенно-осадочным цеолитам. Впервые были выделены обязательные и уточняющие признаки, определяющие размещение месторождений цеолитов ранне- и позднедиагенетических типов. К обязательным признакам были отнесены: тектоническое положение, формационная принадлежность, состав исходных пород, по которым образуются цеолиты и геологический возраст отложений. К уточняющим признакам - место локализации, типы бассейнов седиментации, соленость и щелочность среды, характерные минералы-спутники и минералы-антогонисты, сопутствующие другие полезные ископаемые и т.д. Последующими исследованиями существенно расширены и уточнены представления о закономерностях размещения месторождений цеолитов литологическими, структурно-

тектоническими, фациально-палеогеографическими, стратиграфическими, постседи-ментационными факторами, определяющими, в конечном итоге, типоморфные свойства цеолитсодержащих пород.

Генетические типы месторождений цеолитов. Вопросы генезиса цеолитов рассматривали отечественные и зарубежные ученые Э Э Сендеров, Н И. Хитаров, Р.А Шепард, Ф. Мамптон, А.Г. Коссовская, В.А. Супрычев, Р. Хей, А. Ииджима, Г.В. Ци-цишвили, Т.Г. Андроникашвили, Г.Н. Киров, Н.Ф. Челищев, Б.Г. Беренштейн, В.Ф. Володин, В.В. Петрова и др.

Из множества предложенных классификаций природных цеолитов наиболее полной, учитывающей разнообразие геологических процессов, условий формирования, является классификация, разработанная A.C. Михайловым, согласно которой природные цеолиты по генетическим признакам подразделяются на классы: кор выветривания, диа-генетические, катагенетические, метаморфические, гидротермальные, позднемагматиче-ские и цеолиты взрывных метеоритных кратеров. Цеолиты кор выветривания, метаморфические, большая часть гидротермальных (образующихся в условиях открытых систем), позднемагматические и цеолиты взрывных метеоритных кратеров практического значения не имеют. Они наблюдаются в виде незначительных концентраций со сложным и невыдержанным распределением цеолитов, представленными преимущественно непромышленными разновидностями (ломонтит, стильбит, анальцим). Катагенетические цеолиты могут иметь региональное развитие в терригенных и вулканогенно-терригенных толщах с содержанием в породах 20...25 % (Тувинская впадина, Ленский угленосный бассейн), представленных в основном ломонтитом («ломонтитовые песчаники»).

Все промышленные залежи цеолитовых руд по генетическим признакам являются диагенетическими (вулканогенно-осадочными) или низкотемпературными гидро-термально-метасоматическими, миндалекаменными (вулканогенными).

Приведена промышленно-генетическая классификация месторождений цеолитсодержащих пород, которая легла в основу прогнозной оценки месторождений и определения предпочтительных областей использования.

Минерально-сырьевая база природных цеолитов СНГ и перспективы ее совершенствования. В настоящее время выявлено более 50 месторождений и проявлений цеолитсодержащих пород с суммарными запасами и прогнозными ресурсами около 6 млрд. т (потенциальные же ресурсы цеолитового сырья СНГ оцениваются на 2. .3 порядка выше).

Из них приходится, (%): на клиноптилолитовые - 63; монтмориллонит-клиноптилолитовые - 17; морденит-клиноптилолитовые - 6; морденитовые и клиноп-тилолит-морденитовые - 10; шабазитовые - 3,5 и филлипситовые - 0,5. Запасы и прогнозные ресурсы цеолитового сырья по основным цеолитоносным районам (всего на территории СНГ выделено 18 основных цеолитоносных районов) распределены весьма неравномерно.

Основная часть (около 50 %) сосредоточена в Закарпатье и Закавказье. На Восточный и Южный Казахстан, юг Западной и Средней Сибири, Забайкалье и запад Якутии приходится соответственно 2, 15, 26 и 2 % цеолитовых ресурсов. Около 16 % прогнозных ресурсов сосредоточены на Дальнем Востоке и Северо-Востоке (Приморье, Сахалин, Чукотка и Камчатка).

С учетом качества сырья, 70 % известных цеолитовых месторождений сложены средними, 20 % - бедными и 12 % - богатыми рудами. В связи с чем, перспективы со-

вершенствования минерально-сырьевой базы цеолитов следует связывать с созданием новых, эффективных, экологически безопасных технологий обогащения промышленных цеолитсодержащих пород, для получения кондиционных цеолитовых продуктов.

2. Рациональный комплекс минералогических исследований при обогащении цеолитсодержащих пород

В задачи минералогического обеспечения при создании высокоэффективных схем технологического передела цеолитсодержащих пород входит: определение фазового (минерального) состава исходного сырья, его структурных характеристик (размерности полезных минералов породы и характера их срастаний с другими минеральными фазами); описание текстурных особенностей руды (взаимной ориентировки минеральных агрегатов); изучение особенностей распределения извлекаемых элементов породы; определение свойств минералов, влияющих на процессы обогащения; осуществление минералогического контроля за ходом обогатительных процессов путем экспрессного фазового анализа различных продуктов обогащения.

Исследование сложных минеральных объектов, к числу которых относятся цео-литсодержащие породы, требует компенсирования современных минералогических методов. Поэтому при разработке технологий обогащения низкокачественных цеолитсодержащих пород был применен комплекс минералого-аналитических методов, позволяющий выявлять все минеральные фазы, включая высокодисперсные, проводить их диагностику, устанавливать характер их распределения и взаимоотношения, определять технологические свойства минералов.

На первом этапе работ по изучению цеолитсодержащих пород используется оптическая микроскопия, для определения текстурно-структурных характеристик. Дальнейшие минералогические исследования, направленные на определение всех минеральных компонентов и особенностей фазового состава породы, изучение состава и свойств породообразующих минералов, выявление характера раскрытия минералов, форм вхождения в них минеральных примесей проводятся на предварительно измельченном, усредненном, классифицированном и фракционированном по плотности и магнитным свойствам материале.

Как показал опыт, традиционные минералогические методы исследования (оптико-минералогический и оптико-петрографический) обычно не обеспечивают необходимой полноты определения минерального состава пород с диагностикой всех минеральных фаз и количественной оценкой их содержаний. Это обусловлено сложным полиминеральным составом пород, наличием в них тонкодисперсных агрегатов. Поэтому оптимальным в данной ситуации является комплексирование оптико-минералогических методов с рентгенографическим, химическими, физико-химическими, инструментальными методами определения фазового состава, что позволяет надежно идентифицировать минеральные фазы, а впоследствии изучать динамику изменения их количественного соотношения в продуктах технологического передела.

Изучение цеолитсодержащих пород практически невозможно без применения электронно-микроскопического анализа, позволяющего выявлять тонкие особенности поверхности, посредством прямого наблюдения микрорельефа, определять элементный состав минералов, получать информацию о поверхностном распределении элементов.

Для экспрессной технологической оценки сырья, изучения характера распределения минералов в породе и продуктах ее обогащения, а также изучения морфометрии основных минеральных фаз, впервые применена методика оптико-геометрического анализа изображений с использованием компьютерной системы «Видео-Мастер»

Морфометрические характеристики цеолитсодержащих пород просчитывались через геометрические параметры их зерен: площадь А (мкм2); длину Ь (мкм); ширину В (мкм); периметр Р (мкм); удлиненность и=1ЛЭ; фактор формы С=4лА/Р2.

На основании полученной оптико-геометрическими методами информации проведена предварительная оценка обогатимости цеолитсодержащего сырья, определены-оптимальный режим рудоподготовки, обеспечивающий достаточное раскрытие минеральных фаз; рациональная технологическая схема; неизбежные технологические потери, что позволило сократить объемы технологических исследований, повысив при этом их эффективность.

В связи с тем, что цеолитсодержащие породы содержат железо либо в виде изоморфной примеси, либо в виде механических микровключений, возникла потребность привлечения мессбауэровской спектроскопии (ЯГРС), которая впервые использовалась для выяснения особенностей состава цеолитсодержащих пород и, как следствие, объяснение их магнитных свойств.

Для понимания особенностей процессов глубокого обогащения цеолитсодержащих пород важное значение имеет знание физических, физико-химических, физико-механических, термических, сорбционных (технологических) свойств, большую часть из которых можно определить минералогическими методами согласно нормативным документам НСОММИ. В частности, нами определялись такие физические характеристики как: плотность, микротвердость, удельная магнитная восприимчивость, ионная проводимость, насыпная плотность, влагоемкость, механическая прочность.

В рамках исследования сорбционных свойств цеолитсодержащих пород измерены текстурно-геометрические параметры (распределение объемов пор и поверхности по размерам).

Для оценки качества цеолитсодержащих пород по основным направлениям использования изучены токсиколого-, радиационно-гигиенические и термические свойства. Эффективность комплексирования минералого-аналитических методов продемонстрирована на примере изучения цеолитсодержащих пород месторождений Восточного Забайкалья (Шивыртуйского, Холинского, Бадинского, Талан-Гозагорского)

3. Основные минералогические факторы, определяющие технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород

До сих пор детали механизма влияния различных минералогических факторов на обогатимость цеолитсодержащих пород не были установлены, что обусловлено сложностью состава, текстурно-структурными особенностями, характером срастаний минералов. Поэтому изучение влияния основных минералогических факторов на технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащего сырья представляется обоснованно важно и актуально.

Одним из важнейших факторов, предопределяющих обогатимость цеолитсодержащих пород, является их строение Текстурно-структурные характеристики сырья активно влияют на процессы рудоподготовки и определяют эффективность раскрытия цеолито-

вых и породообразующих минералов. Они включают в себя следующие признаки: морфологию и взаиморасположение минеральных агрегатов, характер срастаний цеолитовых и породообразующих минералов, минеральный состав, размер и форму индивидов

Положительные результаты при сепарации могут бьггь достигнуты лишь при освобождении цеолитовых минералов от их срастаний с породообразующими фазами. В зависимости от возможности раскрытия сростков традиционными, как правило, механическими методами дезинтеграции, выделяются благоприятные и неблагоприятные для обогащения текстурно-структурные признаки.

Большинство цеолитсодержащих пород характеризуются неблагоприятными для обогащения текстурами и структурами. Природные срастания минералов не позволяют при обогащении селективно выделять цеолитовый минерал без существенных потерь. При тесном срастании минералов отмечается засорение концентратов сростками с породообразующими минералами, а цеолитсодержащие минералы теряются в хвостах, что снижает эффективность обогащения. Попытки максимально раскрыть сростки и получить свободные зерна цеолитовых минералов при тонком измельчении пород часто приводят к переизмельчению и ошламованию ценных минеральных фаз и их потерям.

Текстуры пород, неблагоприятные для обогащения, характеризуются сложной формой срастаний минералов в агрегатах, изрезанными или зазубренными границами, неравномерными и мелкими размерами. В эту группу входят сложные по рисунку текстуры: катакластические, кластические, цементные и др. Неблагоприятными для обогащения структурами являются неравномернозернистые, часто мелко- и тонкозернистые, к числу которых относятся катакластические, кластические, коррозионные, коллоидные структуры. Ряд из перечисленных текстур и структур пользуются широким распространением в цеолитсодержащих породах (рис. 1).

На основании выявленных текстурно-структурных особенностей цеолитсодержащих пород предложена классификация срастаний минеральных агрегатов (табл. 1).

Выделение в цеолитсодержащих породах трех типов срастаний (ксеноморфные, пойкилитовые, кластические) позволяет, с одной стороны, совершенно четко проводить анализ результатов их обогащения, а с другой стороны, варьировать условия измельчения в зависимости от преобладания тех или иных типов срастаний.

Для создания рентабельных технологий передела цеолитсодержащих пород необходимо знание о минеральных формах вхождения вредных примесей (представленных минеральными фазами железа, кремнезема), характере их распределения и взаимоотношения со слагающими породу минералами. Железо является единственным из примесных элементов, которое образует не только самостоятельные минеральные фазы, но и изоморфно входит в структуру породообразующих минералов.

Методом мессбауэровской спектроскопии (ЯГРС) определено соотношение раз-новалентного железа в цеолитсодержащих породах и характер его распределения по фазам (табл. 2, рис. 2). Полученная информация явилась основой диагностической оценки технологических свойств цеолитсодержащих пород.

Учитывая предъявляемые требования к качеству цеолитовых концентратов, необходимо располагать возможно более полными сведениями о количестве и свойствах входящих в состав пород силикатных фаз. Кремнезем в цеолитсодержащих породах всех минеральных типов образует как собственные минеральные фазы (кварц, опал, халцедон, кристобалит), так и входит в состав других минералов (полевых шпатов, островных, цепочечных, слоистых силикатов).

Фрагмент витропластического туфа 1 - кварц; 2 — реликтовые витрофировые структуры; 3 -скопления глинистого вещества; 4 - цеолиты и>

Аксиолитовые структуры перекристаллизации (1 — контур выполнен кристобалитом; внутренняя часть инкрустирована цеолитовой фазой - 2)

Фрагмент витрокластического туфа 1 - кварц; 2 - реликтовые витрофировые структуры; 3 — скопления глинистого вещества; 4 - цеолиты

Холинское месторождение

Перлитовая отдельность в виде сферолита

Псевдофлюидальная текстура основной перекристаллизованной массы (диагональное направление лавового потока)

Реликты витрофировых структур;

Бадинское месторождение

Первичная сферолитовая структура основной массы (выделения цеолитовой фазы располагаются по радиально-лучистым направлениям из одного центра)

Выделение цеолитовой фазы по перлитовой отдельности (контур перлитовой отдельности контролируется кристобалитом 1; 2- клиноптилолит; 3 - радиально лучистые кристаллы морденита в центре; 4 - пустотка)

Талан-Гозагорское месторождение

Реликтовое сферолитовое образование перлита, полностью замещенное клиногггилолитом (основнш часть) - 2, морденитом (радиально лучистые кристаллы) - 3 Контур сферолита выполнен кристобалитом -1, в центре сферолита - пустотка - 4

Реликт зерна оливина, выполненный вторичными минералами: 1 - пироксен, 2 - глинисто-слюдистый агрегат; 3 - плагиоклазы; 4 - кварц

Перекристаллизация плагиоклаза в цеолитовую фазу

Ш А'*

Миндалекаменная текстура, образованная развитием плагиоклаза по пироксену (плагиоклаз - 1 , пи-роксены - 2; гематит - 3 ; глинистое вещество — 4)

Рис. 1. Текстурно-структурные особенности цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья

Рис. 2. Мессбауэровский спектр андезито-базальта Талан-Гозагорского месторождения а - исходная; б - хвосты магнитной сепарации

Тесные структурные взаимоотношения минеральных форм кремнезема в цео-литсодержащих породах, сходство их физических свойств не позволяет селективно выделить цеолитовые минералы в отдельные продукты механическими способами, поэтому в основе разработки рациональных схем обогащения цеолитсодержащих пород должны иметь место методы разупрочнения границ срастания минералов в сочетании с комплексом классических методов сепарации.

На показатели обогащения цеолитсодержащих пород большое влияние также оказывают не только их минеральный состав и текстурно-структурные признаки, но и физические, физико-химические и химические свойства слагающих породу минералов, которые принято называть технологическими. Они играют важную роль при выборе как процессов предварительной подготовки, так и последующих приемов обогащения пород. Основными технологическими свойствами породообразующих минералов являются: механические (твердость); гравитационные (плотность); магнитные (удельная магнитная восприимчивость); электрические (электропроводность); химические и физико-химические; бактериальные (взаимодействие с бактериями).

В диссертации рассмотрено влияние механических, гравитационных, магнитных, электрических свойств минералов на технологические показатели обогащения цеолитсодержащих пород (табл. 3).

Классификация срастаний минералов цеолитсодержащих пород по морфологическим признакам

Наименование Формы зерен и границ срастаний Технологические показатели процесса обогащения

Раскрытие Концентраты Потери

Простые (А): Ксеноморфные Границы срастания криволинейные, извилистые, зазубренные Легкое и среднее при измельчении Различного качества; высокосортные Минимальные

Сложные (Б): Пойкилитовые Зерна одного минерала (округлые реже идиоморфные) наблюдаются в виде включений в другом минерале Трудное Разубожены «трудными сростками» Небольшие

Весьма сложные (В): Кластические Срастающиеся зерна и агрегаты с различной степенью дробления и сложными взаимосвязями Весьма трудное Весьма неустойчивые по качеству Значительные

Мессбауэровские параметры технологических проб цеолитсодержащих пород

Месторождение Содержание Fe, % Химический сдвиг 5, мм/с Квадрупольное расщепление Д, мм/с Магнитное поле на ядрах Fe57 Нэфф, кЭ Интерпретация Распредеделение Fe по фазам, %, отн./вес.

Талан- 8,22 0,46 0,24 515 Гематит 59,3/4,88

Гозагорское 0,45 0,90 0 Монтмориллонит 9,4/0,77

0,50 0,55 0 Гидрослюда, т/д гид-роксиды железа 21,2/1,74

1,35 2,87 0 Оливин 10,1/0,83

Шивыртуйское 2,21 0,49 0,55 0 Т/д гидроксиды Ре, 54/1,19

0,50 1,00 0 Монтмориллонит 19/0,42

1,33 2,90 0 Оливин 27/0,59

Бадинское 0,53 0,6 0,85 0 Монтмориллонит 40/0,21

0,5 0,6 0 Т/д гидроксиды Ре, 60/0,32

Холинское 0,92 0,6 0 Монтмориллонит 40/0,37

0,5 0 Гидрослюда, т/д гидроксиды Ре 53,3/0,49

0 Ре3+ в структуре цеолита 6,7/0,06

Механические свойства наряду с текстурно-структурными признаками породы существенно влияют на процессы ее дезинтеграции и селективного выделения отдельных минералов в продукты дезинтеграции.

Основным механическим свойством является твердость - характеристика минерала, отражающая его способность противостоять внешнему разрушающему воздействию. Твердость, в свою очередь, зависит от особенностей структуры и состава минерала, типа химической связи между слагающими минерал элементами, их валентности, размера ионных радиусов, плотности и типа кристаллической упаковки. Значения твердости (микротвердости) минералов цеолитсодержащих пород изменяются в значительных пределах (см. табл. 3). Наиболее высокой микротвердостью обладают силикатные фазы (735... 1236 кГс/мм2), оксиды и гидроксиды железа (до 1062 кГс/мм2). Присутствие в минералах структурно связанной воды, измененного вулканического стекла резко снижают микротвердость, Так, у цеолитовых и глинистых минералов микротвердость варьирует в пределах 143...307 кГс/мм2 и 50...76 кГс/мм2. Из цеолитовых минералов более твердым является морденит, поэтому породы, его содержащие, хуже поддаются дезинтеграции по сравнению с клиноптилолитовыми и шабазитовыми, цеолитовые минералы которых легче переходят в тонкие классы.

Установлена связь между кристаллическим строением минералов и их твердостью посредством расчета констант кристаллической решетки и электронного заряда связей металл-неметалл или анион-катион (табл. 4). Показано, что данные величины являются объективной мерой прочностных свойств (твердости) минералов, предопределяющих их поведение в процессах технологического передела.

Гравитационные свойства минералов определяются их плотностью, т.е. отношением массы минерала к его объему. Плотность минералов является главным свойством, определяющим возможность и результаты применения гравитационных методов обогащения.

Посредством фракционирования клиноптилолитсодержащей породы Шивыр-туйского месторождения в тяжелой жидкости (бромформе) по плотности 2000...2200; 2200...2400 и более 2400 кг/м3, проведенного на материале крупностью - 0,25+0,1 мм оценена возможность гравитационного обогащения цеолитов. Минеральный состав фракций и извлечение минералов приведены в табл. 5. Значительное количество цеоли-тового минерала сосредоточено во фракции плотностью менее 2200 кг/м3. В промежуточной фракции (2200...2400 кг/м3) взвесь (всплывший продукт) является слюдистым концентратом, осадок представлен цеолитом, кварцем, полевым шпатом.

Во фракции плотностью более 2400 кг/м3 концентрируются гидроксиды железа, пирит и минеральный комплекс промежуточной фракции. Полученные данные указывают на возможность гравитационного обогащения цеолитов с получением порядка 10% отвального продукта, содержащего рудные минералы и гидроксиды железа.

Физические свойства основных вмещающих минералов цеолитсодержащих пород

Минерал Микротвердость, кГс/мм2 Плотность, кг/м5 Удельная магнитная восприимчивость, п 10"' м3/кг Электропроводность, ом'1-см"'

Монтмориллонит 50-76 2000-2100 15-60 10"'-10"

Кальцит 103-202 2710-2750 5-16 10'|и-10"14

Плагиоклазы 735-922 2740-2760 5-10 ю'-ю"

Микроклин 764-894 2540-2570 5-10 10 ,0-ю14

Кварц 1023-1236 2650-2660 15-25 ю-'Мо-14

Пироксен - 3200-3380 70-80 -

Оливин 897-1290 3210-4140 1-180 210"12

Гематит 920-1062 4900-5300 14-600 10-М О"4

Гидрогетит 300-590 3600-4000 30-45 -

Цеолитовые агрегаты: Клиноптилолитовый 143-174 2180-2220 4-10 8 10"4

Морденитовый 277-307 2150-2180 2-12 6-710"6

Шабазитовый 174-208 2040-2170 10-89 510"6

Таблица 4

Связь между кристаллическим строением минералов и их твердостью

Название минерала Кристаллографическая формула Твердость по шкале Мооса Константа решетки, А0 Электронный заряд связей,(), е

Монтмориллонит Мчз(0Н)4[8ц0,(0Н)2]пН20 1,0 9,96 0,3-0,5

Кальцит СаСО] 3,5 3,77 1,1-1,2

Плагиоклазы ЫаА^зО,, СаА^ЬО, 6-6,5 6,6-6,9 1,55-1,60

Микроклин К[А13130,] 6-6,5 6,9 1,55-1,60

Кварц 7 3,1 1,68

Пироксены (МЧ, РеЫв^О,] 5-6 6,5 1,33-1,60

Оливин (М^РеМаСЧ 6,5-7 5 1,66-1,68

Гематит Ре20} 5-6 3,5 1,33-1,60

Гетит НРе02 5-5,5 3,2 1,33

Гидрогетит (лимонит) НРе02 пН20 4-4,5 5,3 1,27-1,29

Клиноптилолит (К2Ыа2Са)[А1281,0,6] -6Н20 2-4 11 1,0-1,29

Морденит (Са, Ыа2, К2)[А|28г,022] -7Н20 4-5 13,6 1,29-1,33

Шабазит (Са, N32)^128140,2] -6Н20 3,5-4,5 10 1,25-1,29

Оптико-минералогическими исследованиями установлено, что разделение промпродуктовой фракции по плотности весьма проблематично вследствие тесного срастания минералов.

Магнитные свойства - совокупность физических параметров, характеризующих поведение минералов в магнитном поле. Они являются основой для магнитной сепарации цеолитсодержащих пород. В качестве характеристики этих свойств нами использовалась удельная магнитная восприимчивость. Естественно, эта константа не отражает всех магнитных и электромагнитных свойств минералов, однако, она позволяет довольно успешно решать практические задачи, возникающие при магнитной сепарации данного вида минерального сырья.

Выявлена сравнительно высокая удельная магнитная восприимчивость андези-то-базальтов Талан-Гозагорского месторождения (более 10040 ■8 м3/кг), обусловленная присутствием значительного количества гематита, тонкодисперсных гидроксидов железа, фиксируемых мессбауэровской спектроскопией.

Посредством сухой магнитной сепарации фракций оптимальной крупности - 0,5+0,25 мм, -0,25+0,1 мм получены концентраты с содержанием шабазита 89...92 %, извлечением 79...86 %,степенью концентрации 8... 10, эффективностью обогащения 69...77 %, при этом удельная магнитная восприимчивость понизилась в 10 раз до 10,110"8м3/кг.

Магнитная восприимчивость клиноптилолитовых и морденитовых пород Ши-выртуйского, Холинского, Бадинского месторождений изменяется в незначительных пределах (от 10,2-10"8 м3/кг до 12-Ю"8 м3/кг) и в процессе магнитной сепарации понижается в 1,5. ..4 раза, составляя 3-Ю*8 м3/кг...810"8 м3/кг. При этом получены концентраты с содержанием цеолитов 82...90 %, извлечением 58 ..65 %, степенью концентрации 1,5...1,8.

Из вышеизложенного следует, что магнитная сепарация является одним из основных методов обогащения цеолитсодержащих пород.

Электрические свойства обусловлены кинетическими явлениями переноса носителей заряда. В качестве характеристики этих свойств нами исследована ионная проводимость. Цеолитсодержащие породы, являясь твердыми электролитами, обладают достаточно высокой ионной проводимостью - 5...8 -10"6 Ом'1 •см" (рис. 3), обусловленной большой концентрацией подвижных ионов (Ыа+, К*, Са2+).

Высокая концентрация мобильных частиц сказывается и на других транспортных характеристиках. Так, оцененное значение энергии активации процесса катионного переноса составляет 0,72 ± 0,02 эВ. Изучено влияние температуры и влажности на проводимость цеолитсодержащих пород. Установлено, что в температурном диапазоне 25...350 °С наблюдается падение значений ионной проводимости вследствие стадиальной дегидратации, что согласуется с результатами комплексного термического анализа.

Результаты гравитационного фракционирования клиноптилолитеодержащей породы Шивыртуйского месторождения, %

Класс, фракции Выход от класса Минералы

Содержание Извлечение от класса

Цеолит (кли-нопти-лолит) Кварц Полевые шпаты Монтмориллонит Гидро-ксиды железа Пирит Прочие Цеолит (кли-ноппти-лолит) Кварц Полевые шпаты Монтмориллонит Гидро-ксиды железа Пирит Прочие

Фракция плотностью менее 2200 кг/м3 91.0 85 3 5 6 0.8 0 0.2 96.0 59.0 68.4 91.6 36.8 0 98.4

Фракция плотностью 22002400 кг/м3, в т.ч.: 6.0 38.4 20.7 23.4 8.1 9.4 0 22 0 2.9 26.8 21.2 8.2 28.4 0 0

слюдяной продукт (взвесь) 0.4 3 2 1 93.5 0.5 0 0 2.8 0.2 0.1 6.3 0.1 0 0

осадок 5.6 41 22 25 2 10 0 0 0.1 26.6 21.1 1.9 28.3 0 0

Фракция плотностью более 2400 кг/м3 3.0 30.7 22 23 0.4 23 0.8 0.1 1.1 14.1 10.4 0.2 34.8 100 1.6

Исх. класс -0.25+0.1 мм 100.0 80.58 4.63 6.64 5.96 1.98 0.02 0.19 100 100 100 100 100 100 100

—1—1-1—.-1—--1—1-1—1-1—--г—'—I--—I—

14 18 18 го 2.2 24 28 29 30 32 34

1000ЩК"1]

Рис. 3. Температурные зависимости проводимости цеолитсодержащих пород по месторождениям:

1 - Шивыртуйское; 2 - Холинское; 3 - Бадинское; 4 - Талан-Гозаторское

При этом выделяются четыре состояния протонной подсистемы цеолита, отличающейся по величине проводимости и термической стабильности: I —> (60... 100°С) -» II -» (130...190°С) III -> (ЗЮ...ЗЗО°С ) -> IV ->■ (> 330 °С). Дегидратация полностью завершается при переходе III - IV.

Абсолютные величины ионной проводимости для пород Шивыртуйского, Хо-линского, Бадинского месторождений в состояниях И, III, IV на 4 порядка выше значений, полученных для андезито-базальтов Талан-Гозагорского месторождения, что объясняется особенностями вещественного состава. Обратный характер адсорбции воды приводит к возрастанию ионной проводимости (рис. 4).

8 .о

г и ь, м

и смммйобрмеч

—прогретый до ЗЗСС

Прсгр*ТЪ#о9ртч поел« ярнммиг лри2б"С

-А- 1оут » шкуум* —О— «0 мин щм пипк 1П0% —•— 1 еут при шпшямеп* 1Л0Ч

-1---1-I-1---1-'-1---1-1-1---Г " ---Г-

14 16 1В 20 22 24 26 28 30 32 34

1000/Т [1С1]

Рис. 4. Влияние влажности на проводимость цеолитсодержащих пород Шивыртуйского месторождения

Так, для цеолитсодержащих пород Шивыртуйского месторождения, предварительно прогретых при 350 °С в вакууме 10'1 бар и не контактирующих с воздушной средой, ионная проводимость за сутки возрастает более чем на порядок. Еще более существенное увеличение проводимости наблюдается при контакте пород с воздухом Ее максимальные значения (—1 -10"5 Ом "'/см'1) фиксированы в условиях 100 % влажности.

Электропроводность большинства минералов колеблется в широких пределах, обуславливая трудности для разделения минералов, имеющих близкие по значению проводимости. В связи с этим улучшение условий разделения и изменения в нужном направлении естественных электрических свойств минералов следует связывать с предварительной подготовкой материала перед сепарацией (реагентной, термической и др.).

С использованием различий по основным физическим свойствам (разделительным признакам), составлены шкалы обогатимости цеолитсодержащих пород избирательным дроблением, гравитационными, магнитными, электрическими методами, дополняющие ранее известные, с учетом особенностей генезиса месторождений, анализ которых свидетельствует о низкой контрастности разделительных свойств и невозможности получения кондиционных цеолитовых концентратов выборочным методом Именно поэтому для обогащения цеолитсодержащих пород, учитывая особенности их состава (вкрапленность, характер срастаний минералов), целесообразно применение технологий на основе комбинирования современных методов обогащения с методами направленного изменения технологических свойств.

Таким образом, экспериментально установлено, что на обогатимость цеолитсодержащих пород решающее влияние оказывают минералогические факторы, главными из которых являются текстурно-структурные особенности, минеральный состав, в том числе наличие железо- и кремнийсодержащих минеральных фаз, а также физические и физико-химические свойства цеолитовых и породообразующих минералов.

4. Структурно-чувствительные свойства цеолитсодержащих пород и рациональные виды энергетических воздействий

Направленное изменение физико-химических свойств является быстро развивающейся областью технологической минералогии. Именно на этом пути возможна разработка новых методов и технологий переработки нетрадиционных видов минерального сырья, отличающегося близостью и идентичностью разделительных свойств, применительно к которому традиционные методы обогащения нерезультативны. В зависимости от решаемых задач структурно-химическим преобразованиям подвергают поверхностно-приповерхностные слои минерала или даже его объем В результате увеличивают контрастность и градиент свойств или один из минералов подвергают коренной фазовой перестройке. Селективное преобразование поверхностных свойств позволяет интенсифицировать обогатимость сырья при использовании традиционных классических методов обогащения - магнитной, электрической сепарации, флотации, гравитации.

Наиболее перспективными методами изменения структурно - чувствительных свойств цеолитсодержащих пород являются ультразвуковые, механохимические (механодеформационные), физические, гидрохимические, термические.

В результате ультразвуковой обработки суспензии цеолитсодержащих пород, выполненной на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-1 при частоте 22 кГц в течение 5...7 мин, интенсифицирован процесс магнитной сепарации, о чем свидетельствуют значительные изменения магнитной восприимчивости технологических проб

(табл. 6), при этом сокращено количество перечистных операций, получены цеоли-товые концентраты с содержанием цеолита 85...95%.

Таблица 6

Влияние ультразвуковой обработки (УЗО) на магнитную восприимчивость продуктов технологического передела

Месторож- Наименование пробы класса ЛГ-10"8, м3/кг -Г-10"8, м3/кг

дение [-0,3+0,1] мм до УЗО после УЗО

Шивыртуй- Исходная 10,2 _

ское Концентрат магнитной сепарации 9,5 3,9

Хвосты магнитной сепарации 9,8 42,6

Холинское Исходная 13,4 -

Концентрат магнитной сепарации 11,4 8,0

Хвосты магнитной сепарации 25,2 39,2

Бадинское Исходная 12,0 -

Концентрат магнитной сепарации 8,4 3,0

Хвосты магнитной сепарации 26,0 75,8

Талан- Исходная 102,6 -

Гозагорское Концентрат магнитной сепарации 8,9 1,4

Хвосты магнитной сепарации 306 723

Интенсификация процесса магнитной сепарации при ультразвуковой обработке достаточно надежно фиксируется методом инфракрасной спектроскопии (рис 5).

Анализ ИК-спектров поглощения исходных, предварительно обработанных и обогащенных, а также обогащенных без предварительной ультразвуковой обработки проб свидетельствует о происходящих изменениях интенсивности характеристических полос поглощения в области 3100.. .3700 см"', 1640 см"', связанных с колебаниями О-Н-связей ассоциатов молекул цеолитовой воды (3440 см'1), колебаниями О-Н-связей в гидроксильных группах на поверхности каркаса (3620 см'1), деформационными колебаниями О-Н-связей молекул воды (1640 см'1), увеличение интенсивности которых свидетельствует о повышении содержания цеолита в технологических продуктах, что можно отметить для обработанных ультразвуком проб. Выражены изменения ИК-спектров для полевого шпата (580 см"1), кварца (690см"1, 780. ..800 см"1), кальцита (425 см"1, 875 см'1), слюды и монтмориллонита (имеют общую полосу, свободную от наложения частот в области 3620 см"1).

Механохимические (механодеформационные) воздействия в той или иной мере проявляются уже при обычном тонком измельчении сырья перед обогащением. При разрушении образуются частицы с различными типами дефектов и энергетическими уровнями поверхности. Переход от одних типов мельниц и режимов измельчения к другим (например, от обычного шарового измельчения к самоизмельчению), или к процессу с большей энергией воздействия на частицы (центробежному, вибрационному или дезинтеграторному разрушению), как правило, приводит к образованию поверхностей с различной степенью дефектности структуры и физико-химическими свойствами. Цеолиты, обладая пористой структурой, чувствительны к механическим воздействиям.

Рис. 5. Динамика изменения количественного соотношения различных фаз в продуктах обогащения шабазита, ИК-спектры (1- исходный, 2 - концентрат после магнитной сепарации - 2 перечистки, 3 - концентрат после магнитной сепарации - 3 перечистки, 4 - концентрат после ультразвуковой обработки и магнитной сепарации (без перечистных операций)

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400

Рентгенографическим методом установлено, что в процессе механохимической активации дифракционные отражения, присущие клиноптилолиту (наиболее интенсивные рефлексы 0,896; 0,793; 0,678; 0,513; 0,464; 0,397; 0,342; 0,317 нм) заметно ослабляются вследствие возрастания дефектности его кристаллов и увеличения дисперсности, обуславливающей сокращение областей когерентного рассеяния. В то же время интенсивность рефлексов кварца (0,425; 0,334; 0,245; 0,228 нм) сохраняется неизменной в связи с существенно более высокой прочностью кристаллов.

Для механоактивированных образцов наблюдается некоторое увеличение значений потери массы наряду со смещением минимума эндоэффекта на кривых ДТА (рис. 6) в сторону больших температур, что вызвано образованием значительного количества гидроксильных ЭьОН и А1-ОН групп, которые формируются вследствие протекания соответствующих деформационных процессов, по местам разрыва кремне- и алюмокислородных связей (81-0-А1) и обладают повышенными, по сравнению с молекулами воды цеолитных каналов, энергиями связи с поверхностными атомами.

С использованием кривых ДТА проведена оценка влияния предварительной активации на реакционную способность цеолитсодержащих пород по величине накопленной при механическом воздействии энергии, идентичной избыточной энергии Гиббса, рассчитанной с учетом изменения температуры дегидратации цеолит-ной воды (по смещению положения центра тяжести кривых дифференциальной потери массы), а также молярной энтропии воды в газообразном и кристаллическом состояниях.

Аш, %

373 475 573 673 773 873 973 1073 1173 Т,К

Рис. 6. Термограммы исходных (1, 3, 5) и активированных (2,4, 6) в течение 8-10"3, ч цеолитсодержащих пород:

1,2 - Шивыртуйского; 3,4- Холинского; 5,6- Талан-Гозагорского месторождений

Показано, что адсорбционная способность механоактивированных в течение 8-Ю"3 ч цеолитов повышается (табл. 7), что обусловлено структурными изменениями, ростом пористости цеолита, увеличением дефектности его поверхности, образованием значительного количества генерированных при механохимических воздействиях кислотных и основных центров типа Э^ОН и А1-ОН, увеличением сорбционной способности не только цеолитовых минералов, но и минералов-примесей, что подтверждается сведениями о более высокой сорбционной способности микроучастков цеолитовых агрегатов, содержащих примеси оксидов железа.

Влияние механоактивации на адсорбционные свойства цеолитсодержащих пород

Месторождение, тип цеолита Время активации, МО'3, ч Дт, % ДТ,К в, кДж/моль Величина адсорбции В1 в статических условиях,%

Шивыртуйское 0 11,57 - - 23,8

(КЛИНОПТИЛОЛИТ+ 8 12,57 20 7,12 34,6

монтмориллонит)

Холинское 0 9,36 - - 20,3

(клиноптилолит) 8 9,89 15 5,34 29,3

Бадинское 0 9,29 - - 20,0

(клиноптилолит + 8 9,38 12 4,98 29,1

морденит)

Талан-Гозагорское 0 8,80 - - 21,3

(шабазит) 8 9,00 14 4,98 30,8

Особые физико-химические свойства поверхности активированных цеолитов, связанные с повышенной дефектностью определяют ход последующих технологических процессов. Одним из наиболее важных для понимания сущности протекающих на цеолитах или с участием цеолитов процессов является характер изменения капиллярно-пористой структуры. Характеристика пористой структуры меха-ноактивированных цеолитов дана на основании экспериментальных изотерм адсорбции паров азота при 77 К с обработкой экспериментальных результатов по уравнениям Брунауэра, Эммета, Теллера (БЭТ), Ленгмюра, Дубинина-Радушкевича.

Показано, что механоактивация приводит к некоторому увеличению удельной поверхности, суммарного объема пор, объема мезопор, эквивалентного радиуса пор, обусловленному множественными изломами в зернах цеолитовой породы, обеспечивающими доступ молекул сорбата в ранее недоступные структурные каналы.

Впервые оценено влияние мощных электромагнитных импульсных воздействий на изменение технологических (адсорбционных) свойств цеолитсодержащих пород (на примере Шивыртуйского месторождения) и эффективность процесса магнитной сепарации. Воздействием серией наносекундных импульсов с частотой следования 125 Гц (-6-10"4 имп.), при напряжении 44 кВ достигнуто пробойное состояние поверхности пород, характеризующееся образованием мелких дефектов, каналов пробоя, расположенных как вблизи естественных микротрещин и границ сростков цеолитовых и породообразующих минералов, так и в областях, свободных от изначально существующих дефектов Следствием чего явилось изменение текстурно-геометрических параметров пород, увеличение удельной поверхности, суммарного, кумулятивного объемов пор, эквивалентного радиуса пор, уменьшение поверхности и объема микропор, увеличение значений удельной магнитной восприимчивости.

Гидрохимические воздействия проявляются в изменении кристаллохимических свойств поверхностных слоев или в фазовых превращениях всего объема минерала.

Примером изменения физико-химических свойств минералов является модифицирование природных цеолитов на основе катионного обмена, при этом селективно изменяются адсорбционные, каталитические, хроматографические, термические и другие свойства.

Изучена сорбция цветных металлов (Си2+, №2+ , С<32+) из растворов различными катионными формами клиноптилолита (Иа*, К+, NH4+, Са2+). Кинетические кривые свидетельствуют, что эффективнее протекает обмен с однозарядными катионами при выраженной селективности клиноптилолита к иону аммония. Менее полно протекает сорбция на Са2+ форме, хуже всего на Н+ форме, что объясняется кристаллохимически-ми свойствами цеолитов и физико-химическими свойствами ионов (радиусом катиона, размером его гидратной оболочки, зарядом).

Методом комплексного термического анализа оценены термические свойства модифицированных цеолитсодержащих пород в области низких температур первой и второй ступени дегидратации и составлены ряды сравнительной устойчивости, анализ которых свидетельствует, что содержание и прочность связи воды в цеолитах зависит в первую очередь от состава обменных катионов. С гидрохимическими воздействиями следует связывать широкие перспективы преобразования фазового состава цеолитсодержащих пород и совершенствование их физико-химических свойств.

Таким образом, экспериментально установлено, что посредством направленного изменения физико-химических характеристик возможна разработка технологий переработки цеолитсодержащего сырья, отличающегося низкой контрастностью разделительных свойств, применительно к которому традиционные методы обогащения малоэффективны.

5. Комплекс методов и процессов переработки цеолитсодержащих пород. Методология построения технологических схем

Методология построения технологических схем переработки минерального сырья включает методы первичного обогащения и методы доводки концентратов с получением продукции требуемого качества.

Установлено, что перспективными методами первичного обогащения цеолитсодержащих пород являются дезинтеграция, классификация, гравитация, магнитная сепарация. Из методов доводки концентратов наиболее эффективны магнитная сепарация с использованием сепараторов на постоянных магнитах, обеспечивающих сильное и глубокое магнитное поле, а также электрическая сепарация. Эффективность обогащения цеолитсодержащих пород существенно повышается методами разупрочнения контактов в минеральных комплексах, в связи с чем изучены ультразвуковые воздействия, наиболее широко применяемые для переработки минерального сырья. Вышеизложенное реализовано в разработанных технологических схемах переработки цеолитсодержащих пород месторождений Восточного Забайкалья (рис. 7, 8)

Исходный цеолит

I

Дробление < 2,0 мм

-1-

Измельчение < 0,5 мм

I

Классификация -0,5+0,31 \ -0,3+0,1

Обогащение на концентрационном столе

I I .

Цеолит- Цеолитовый концентрат Кварц-полевошпатовый

монтмориллонитовый (I) концентрат

концентрат |

Обработка водной суспензии ультразвуком Частота 22 кГц

Декантация

Цеолитовая фракция Тонкодисперсная полиминеральная

(осадок) фракция (слив)

Электромагнитная сепарация

Индукционно-роликовый сепаратор, 1=5+10А; сепаратор на постоянных магнитах

Магнитная фракция Немагнитная фракция

(цеолитовый концентрат II)

Электростатическая сепарация

Цеолитовый концентрат Кварц-полевошпатовый

(III) концентрат

Рис. 7. Технологическая схема обогащения цеолитсодержащих пород

Исходный цеолит

I

Дробление < 2,0 мм

I

Измельчение < 0,5 мм

Классификация

{ I I I

-2+1 -1+0,5 -0,5+0,3 -0,3+0,1

Обработка водной суспензии ультразвуком Частота 22 кГц

I

Декантация

Цеолитовая фракция Тонкодисперсная полиминеральная фрак-

осадок) ция (слив)

I

Магнитная сепарация

Индукционно-роликовый сепаратор, 1=5+10 А; сепаратор с постоянными магнитами

Немагнитная фракция Магнитная фракция

Электростатическая сепарация

Цеолитовый концентрат Кварц-полевошпатовый кон-

центрат

Рис. 8. Технологическая схема обогащения андезито-базальтов Талан-Гозагорского месторождения

Результатами гравитационного обогащения на концентрационном столе (табл. 8) показано, что наиболее высокие значения основных показателей обогащения - выход концентрата и извлечение в него цеолитового минерала - получены для класса -0,5+0,3 мм. Следует заметить, что повышение качества концентрата, фиксируемое для класса -0,3+0,1 мм, в целом снижает извлечение цеолитового минерала. В процессе гравитационного обогащения при переходе от более крупных фракций к мелким увеличивается выход цеолит-монтморилпонитового продукта от 18...27 % для класса -0,5+0,3 мм, до 47...55 % для класса -0,3+0,1 мм. Малоэффективно гравитационное обогащение для

цеолитсодержащих пород Бадинского и Талан-Гозагорского месторождений, что связано с особенностями их состава.

Таблица 8

Результаты гравитационного обогащения цеолитсодержащих пород

Место рождение Класс крупности Продукты обогащения Выход, % Содержание цеолита, % Содержание железа, % Извле чение, %

-0,5+0,3 Цеолитовый концентрат 72,1 81,14 1,61 73

и § Кпиноптилолит-монтмориллонитовый концентрат 25,9 76,88 1,62 25

« Ь Кварц-полевошпатовый концентрат 2,0 51 1,74 2

Б. 2 -0,3+0,1 Цеолитовый концентрат 41,7 89,30 1,44 47

я 3 Кпиноптилолит - монтмориллонитовый концентрат 55,1 73,81 1,47 50

Кварц-полевошпатовый концентрат 3,2 33,98 2,137 3

-0,5+0,3 Цеолитовый концентрат 79,1 74,08 0,713 86

4> Кпиноптилолит- монтмориллонитовый концентрат 18,2 55,42 0,802 12

ч О Кварц-полевошпатовый концентрат 2,7 46,30 1,360 2

Ч -0,3+0,1 Цеолитовый концентрат 48,7 90,34 0,769 52

X Кпиноптилолит- монтмориллонитовый концентрат 47,4 55,69 0,825 46

Кварц-полевошпатовый концентрат 3,9 44,12 1,902 2

-0,5+0,3 Цеолитовый концентрат 74 71,81 0,611 72

Цеолит -монтмориллонитовый концентрат 25 68,88 0,655 27

§ ё Кварц-полевошпатовый концентрат 1 62,75 0,918 1,0

| -0,3+0,1 Цеолитовый концентрат 70 78,34 0,656 72

Ш Цеолит -монтмориллонитовый концентрат 27 77,27 0,691 25

Кварц-полевошпатовый концентрат 2 17,33 0,825 3

Для получения цеолитовых концентратов, максимально освобожденных от примесей полевого шпата, кварца, слюды, железосодержащих минералов, использована магнитная сепарация на магнитном индукционно-роликовом сепараторе типа 138 Т-СЭМ с регулировкой силы тока 5-10А. В качестве подготовительной операции ей предшествовала ультразвуковая обработка, интенсифицирующая процесс отделения цеолитовых от породообразующих минералов, позволяющая сократить число перечи-стных операций и получить концентраты с 83...92 %-содержанием цеолитов и извлечением 64...86 % (табл. 9, 10). В результате последующей доводки цеолитовых концентратов на магнитном сепараторе с постоянными магнитами при напряженности магнитного поля до 12. ..35 кГс получены концентраты с 92. ..97 %-содержанием цеолитов.

Технологические показатели обогащения цеолитсодержащих пород магнитной сепарацией с предварительной ультразвуковой обработкой

Месторождение Класс крупности, мм Выход концентрата у„ % Содержание цеолита в концентрате Р, % с использованием роликового сепаратора(сепаратора на постоянных магнитах) Извлечение е„ % Степень концентраций, К Эффективность обогащения Е, %

Шивыр-туйское -0,5+0,3 53,5 90,6 (96,4) 80,8 1,5(1,6) 27

-0,3+0,1 43,3 91,9 (91,4) 66,3 1,5(1,5) 23

Холин-ское -0,5+0,3 53,0 85,0 (95,3) 69,3 1,3 (1,4) 16

-0,3+0,1 50,0 83,8 (85,3) 64,5 1,3 (1,3) 15

Бадин-ское -0,5+0,3 54,5 82,6 (96,6) 64,3 1,2 (1,4) 10

-0,3+0,1 41,5 81,6(94,8) 48,4 1,2 (1,4) 7

Таблица 10

Технологические показатели обогащения андезито-базальтов Талан-Гозагорского месторождения

Процесс обогащения Класс крупности, мм Выход концентрата ук, % Содержание ша-базита в концентрате р, % Извлечение Ек, % Степень концентраций, К Эффективность обогащения Е, %

Магнитная сепарация на индукционно-роликовом сепараторе -2+1 5,2 71,2 41,8 8,0 37

-1+0,5 8,3 72,9 81,4 8,2 71,5

-0,5+0,3 9,9 91,4 85,5 10,3 77,2

-0,3+0,1 10,1 69,7 79,4 7,9 69,3

Магнитная сепарация на постоянных магнитах -2+1 3,9 71,2 31,3 8,0 27,4

-1+0,5 5,7 89,5 57,1 10,1 51,4

-0,5+0,3 7,2 91,8 74,7 10,4 67,5

-0,3+0,1 7,0 91,5 72,2 10,3 65,2

Математическое и имитационное моделирование технологических процессов обогащения цеолитсодержащих пород. Научно-обоснованный подход к разработке и выбору технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья реализован на основе компьютерного моделирования с использованием программы топологического моделирования, позволяющей получить сепарационные характеристики рассматриваемых процессов и сделать вывод о целесообразности применения традиционных методов обогащения к нетрадиционному минеральному сырью.

Для оценки обогатимости клиноптилолитсодержащих пород посредством математического моделирования выбрали технологическую схему, имеющую три основные операции разделения, т.е. схему III типа (двухпродуктовая сепарация по нескольким физическим свойствам). Классификацию считаем нестесненной, поэтому сепарацион-ная характеристика для стационарного режима работы имеет ступенчатый идеальный характер: eUdfl) = 1 ~ (I - 1р), где / - линейные размеры частиц.

Магнитная сепарация моделировалась для нестесненного и стесненного режимов. В случае нестесненных условий рассматривались частицы, характеризующиеся магнитной восприимчивостью х, см3/г, движущиеся под действием суммы сил: магнитной и центробежной. Для стесненных условий в уравнении баланса сил учитывались инерционная, градиентная, гравитационно-архимедова и магнитно-архимедова силы. Электрическая сепарация описывалась для стесненных условий. Рассматривались частицы, движущиеся под действием сил Кулона; пондеромоторных сил; гравитационных; центробежных; инерционных; сил Стокса. Операцию гравитационного концентрирования в тяжелой жидкости рассматривали в нестесненных условиях. При этом учитывалась сила Стокса, и принималось, что сила сопротивления и градиентная сила равны нулю.

Количественная оценка рассматриваемой схемы обогащения произведена с использованием распределения минеральных частиц у(£), ценных компонентов ß(£) по фракциям, а также сепарационной характеристики е(4) с учетом определяющих процесс обогащения физических свойств (табл. 11).

Таблица 11

Характеристики сырья и схемы обогащения

Плотность фракций, О. г/см3 Удельная магнитная восприимчивость, lg %■ 10"6 см3/г

f -1- -0,2 -0,2-0,6 0,6-1,4 1,4-2,2

У 1,35 2,90 3,78 3,08

2,1-2,2 ß 17,5 27,6 11,9 4,3

Б 0,9 0,9 0,9 0,9

У 14,61 16,27 13,7 12,2

2,2-2,3 ß 72,83 75,51 50,90 28,98

£ 1 1 1 1

У 1,12 1,97 2,86 3,72

2,3-2,4 ß 9,6 10,8 5,3 1,1

Б 0,1 0,1 0,1 0,1

У ß 1,23 2,03 1,81 1,72

2,4-2,5 1,8 3,2 0,8 0,1

Б 0 0 0 0

2,5-2,6 у 2,51 2,97 3,83 6,34

ß 0,9 1,5 0,1 0,02

Б 0 0 0 0

На основании полученных данных рассчитаны выход концентрата и содержание полезного компонента в концентрате:

библиотека | ,, I СЯе^Р«^ I 33 { Од 880 «Т А

Гк = [-¡¿.(^'-'^ГисЛ^—^п)^,.....>•••>£,.

О)

Р.1 = у'1 \ * Ео-Х^»«^'-'^' (2)

о

где п - количество методов обогащения; Е1- сепарационная характеристика; 4 - физическое свойство, по которому производят разделение; у - распределение минеральных частиц; р -распределение ценного компонента..

В результате вычислений получены- выход концентрата: у^ = 67,75 %; выход хвостов: ухв = 32,25 %; содержание полезного компонента (клиноптилолита) в концентрате: Рк = 78,92 %; при исходном содержании рисх = 58 %.

Для обогащения шабазигосодержащих пород предложена магнитная схема (рис. 9), состоящая из основной магнитной сепарации и трех перечисгных операций.

Г

-2+1

Исходная проба Дробление < 2 мм

Измельчение < 0,02 мм Классификация

-1+0,5

-0,5+0,25

Г

-0,25+0,1

-0,1+0,02

Электромагнитная сепарация

Магнитная фракция

Немагнитная фракция Перечистная магнитная сепарация

] Немагнитная

* фракция

Перечистная магнитная сепарация

1 Немагнитная

* фракция Перечистная магнитная сепарация

Шабазитовый концентрат

Рис. 9. Технологическая схема обогащения шабазитсодержащих пород

Посредством моделирования определен выход немагнитной (цеолитовой) фракции и ее извлечение в зависимости от крупности материала. Известно, что с уменьшением крупности материала выход немагнитной фракции увеличивается и приближается к определенной предельной величине, зависящей от природы вещества. Обозначив это

предельное количество при бесконечно тонком измельчении через у„, а массовую долю шабазита в немагнитной фракции £„ получаем-

Гк = 1 - Ух* = (1 - Ен м) - (ем - ен м) хм; (3)

где Хм - количество магнитной части исходного продукта; £„„ - извлечение немагнитной фракции в магнитный продукт; ем - извлечение магнитной фракции в магнитный продукт; аге - среднее содержание Ре в железосодержащих сопутствующих минералах; «обч - общее содержание Ре в цеолитсодержащих породах.

Используя зависимости (3) и (4) и зная содержание железа в исходном продукте и в сопутствующих цеолитовому сырью минералах, а также крупность измельчения сырья, можно определить выход немагнитной (цеолитовой) фракции у[ и ее извлечение

К-

Оценено влияние гранулометрического состава исходного продукта на выход у\ *

и извлечение Ек (табл. 12.)

е\=ея-Г» . (5)

где ук - предельный выход немагнитной фракции при бесконечно тонком измельчении, ек -массовая доля шабазита в немагнитной фракции при бесконечно тонком измельчении; V), Г> - параметры (квантили), характеризующие распределение гранулометрического состава, определяемые логарифмированием уравнения Розина-Раммлера; п, п -параметры, зависящие от природы вещества и уровня квантиля V

Таблица 12

Влияние гранулометрического состава цеолитсодержащих базальтов на выход и извлечение шабазита

Класс крупности, мм Выход немагнитной фракции у\, доля Извлечение шабазита е\, доля

-10+5 0,07...0,09 0,41... 0,49

-5+3 0,08...0,10 0,53...0,58

-3+1 0,10...0,12 0,66...0,74

-1+0,5 0,10...0,12 0,73... 0,79

-0,5+0,25 0,11...0,13 0,78... 0,82

-0,25+0 0,11...0,13 0,81.. 0,85

Топологическим моделированием обосновано количество перечистных операций магнитной сепарации.

Результаты математического и имитационного моделирования находятся в хорошем соответствии с ранее изложенными экспериментальными данными, в связи с чем, обоснована целесообразность его применения для прогнозирования обогатимости цеолитсодержащих пород.

6. Комплексное использование цеолитсодержащего сырья

Безотходные технологии подготовки цеолитсодержащих пород для их применения. Перспективы широкого использования природных цеолитов в значительной мере связаны с проблемами получения из горной массы цеолитизированных туфов товарной продукции, удовлетворяющей требованиям потребляющих отраслей промышленности В связи с этим, особое значение приобретают вопросы подготовки и промышленной переработки цеолитового сырья.

Для переработки цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья (Шивыртуй-ского, Холинского месторождений) ОАО «ППГХО» (Приаргунским производственным горно-химическим объединением, г Краснокаменск) и Забайкальским горнообогатительным комбинатом (г. Первомайск) реализованы технологические схемы со стадиями дробления, грохочения, сушки, циклонирования, позволяющие получить оптимальные фракционные составы цеолитового сырья: -8+5 мм, -5+3 мм, -3+1 мм, -1+0,3 мм (по Шивыртуйскому месторождению), -10+3 мм; -5+3 мм; -3+1 мм; -1+0,5 мм (по Холинскому месторождению) для основных направлений использования (схема 1).

Промышленные природные цеолиты (клиноптилолит, морденит, шабазит) относятся к сырью многоцелевого назначения (см схему 1) Важнейшие полезные свойства (адсорбционные, ионообменные, молекулярно-ситовые, каталитические и другие) обусловлены, главным образом, видом цеолитового минерала и его содержанием в породе. Свойства цеолитсодержащих пород не всегда связаны прямо пропорциональной зависимостью с содержанием в них цеолита Эта зависимость осложняется рядом факторов: степенью совершенства кристаллической решетки, особенностями химического состава (отношением Si/Al, составом обменных катионов), характером вторичной пористости, составом и количеством примесей В связи с чем, обоснованный подход к применению природных цеолитов должен быть комплексным, учитывающим как главные требования к сырью (минеральный вид цеолита, его содержание в породе), так и индивидуальные для конкретных потребителей.

а

Фильтры но водозаборах

Обезвоживание угольных флоспоконцентратов; флотация

Модифицирующие активные

Наполнитель

Диетические добавки в корм скоту и гттице

Дезодорация ферм

Внесение в почву в смеси с удобрением

Предохранение удобрений от слеживаемости

Осушка зерна н кондиционирование в дернихранил ишах

Рыболовство

Очистка, осветление соков» вин, спирта, пищевых жиров водорода длм шзирования

Сорбция воды и органических кислот из маслофрноновых смесей

Кардиология; педиатрия; гастроэнтерология; стоматология; хирургия; комплексная терапия; онкология; урология; косметология; биологически активные пищевые добавки

Концентрирование металлов

Активные добавки для высоко» Цементная

качественных цементов

Схема 1. Основные направления использования цеолитсодержащих пород

Заключение

В результате выполненных исследований в диссертации решена крупная научная проблема по обоснованию основных направлений применения промышленного це-олитсодержащего сырья на основе комплексной минералого-технологической оценки, изложены научно-обоснованные технологические решения по созданию рациональных схем их обогащения, внедрение которых расширяет сферу практического применения нетрадиционного минерального сырья и вносит значительный вклад в развитие экономики страны.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1. Научно обоснован рациональный комплекс минералого-аналитических методов изучения вещественного состава, структуры, морфометрии, гранулометрии, технологических свойств цеолитсодержащих пород, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический и элементный анализы, инфракрасную спектроскопию, магнитометрию, электронную микроскопию, мессбауэровскую спектроскопию, автоматический анализ изображений, позволяющий всесторонне оценить качество, технологические свойства пород и рекомендовать наиболее эффективные методы минералоподготовки и обогащения.

2. Изучено влияние основных минералогических факторов (вещественного состава, текстурно-структурных особенностей, минеральных форм присутствия вредных примесей) на технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород.

Показано, что основная часть цеолитсодержащих пород всех генетических типов характеризуется неблагоприятными для обогащения текстурами и структурами, определяющими особенности механизма раскрытия минералов и влияющими на процесс минералоподготовки.

Установлено, что цеолитсодержащие породы в качестве вредных примесей содержат железо и кремнезем, которые образуют как самостоятельные минеральные формы, так и входят в состав породообразующих минералов, находясь с ними в тесном срастании, что обосновывает целесообразность применения методов разупрочнения в сочетании с комплексом классических методов сепарации.

3. На показатели обогащения цеолитсодержащих пород значительное влияние оказывают физические, физико-химические и химические свойства слагающих породу минералов. Рассмотрены механические (твердость), гравитационные (плотность), магнитные (удельная магнитная восприимчивость), электрические (ионная проводимость) свойства. С их использованием составлены шкалы обогатимости цеолитсодержащих пород избирательным дроблением, гравитационными, магнитными, электрическими методами, учитывающие особенности генезиса месторождений и обосновывающие целесообразность применения технологий переработки на основе комбинирования методов обогащения с методами направленного изменения технологических свойств.

4. Доказано, что разработка эффективных методов вскрьггия и комплексной переработки цеолитсодержащих пород базируется на оценке физико-химических и технологических свойств поверхности минерального вещества и возможности их модификации ультразвуковыми, механохимическими (механодеформационными), гидрохимическими, физическими, в том числе мощными электромагнитными импульсными воздействиями, обуславливающими структурно-химические преобразования поверхностно-приповерхностных слоев минерала и его объем и увеличивающими контрастность и градиент свойств.

5 Установлено, что перспективными методами первичного обогащения цеолитсодержащих пород являются дезинтеграция, классификация, гравитация, магнитная сепарация. Из методов доводки концентратов наиболее эффективны магнитная сепарация

с использованием сепараторов на постоянных магнитах, обеспечивающих сильное магнитное поле (12.. .35 кГс), а также электрическая сепарация

Повышение эффективности обогащения цеолитсодержащих пород может быть достигнуто методами разупрочнения контактов в минеральных комплексах (ультразвуковыми воздействиями), что реализовано в разработанных технологических схемах переработки цеолитсодержащих пород месторождений Восточного Забайкалья, представленными промышленно-значимыми природными цеолитами (клиноптилолитом, мор-денитом, шабазитом).

6. Оценена вероятная эффективность метода гравитационной сепарации по критерию концентрирования (КК), значение которого для эффективной сепарации должно быть не менее 1,5. Показано, что для большинства минеральных ассоциаций цеолитсодержащих пород (цеолит-монтмориллонит, кальцит, плагиоклазы, микроклин, кварц) значения КК ниже установленного предела, что дополнительно подтверждает их принадлежность к труднообогатимым и необходимость классификации по узким классам.

7. Методами математического моделирования научно обоснован подход к выбору технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород, получены сепараци-онные характеристики рассматриваемых процессов обогащения, показаны целесообразность их применения и рациональный технологический вариант схемы с учетом генетических особенностей сырья.

8. Существенное расширение сфер практического применения природных цеолитов обеспечивается целенаправленным управлением их свойствами посредством модификации, активации, деалюминирования, алюминизации, гидрофобизации, металлизирования и обогащения.

9. На основании проверки и реализации полученных основных результатов исследования разработаны:

- прогрессивная технология обогащения цеолитсодержащих пород, заложенная в проект реконструкции перерабатывающей фабрики НПВО «Цеолит» (г. Красно-каменск);

- разработаны новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и технология сорбционно-аппликационной терапии, внедренные в хирургическую практику в областной и дорожной клинических больницах с суммарным социально-экономическим эффектом 868000 руб.;

- технология сорбционно-флокуляционного кондиционирования сточных и оборотных вод и технические средства ее реализации, внедренные на редкометальных месторождениях Этыка Забайкальского ГОКа, Джармагатай (а/с «Горняк», ассоциация «Забайкалзолото»), с общим экономическим результатом предотвращенного экологического ущерба от сбросов загрязняющих веществ в природные водотоки 298684 руб. и 305127 руб. (прогнозный) соответственно;

- природоохранные мероприятия (заложенные в проектные решения) по защите от загрязнения

- Раздольнинского водозабора (г. Могоча) при разработке Амазар-Амазарканских россыпей (ОАО «Ксеньевский прииск») с эколого-экономическим эффектом 566905 руб.;

- естественных водотоков в районах ведения горных работ Урейского и Ку-тинского угольных разрезов (ОАО «Урейский угольный разрез», ОАО «Кутинский угольный разрез»);

- р. Ингода - при реконструкции ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 (ОАО «Читаэнер-го») с предотвращенным экономическим ущербом от сбросов загрязняющих веществ в размере 356380 руб.;

- p. Tapra - при реконструкции Дарасунского рудника (ООО «Дарасунский рудник», ООО «Управляющая компания «Руссдрагмет»).

Результаты исследований отражены в учебном пособии «Применение цеолитсо-держащих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий», монографиях «Минералого-технологическая оценка цеолитсодер-жащих пород Восточного Забайкалья», «Природные цеолиты в жизни человека и животных», и используются студентами при изучении дисциплин «Горное дело и окружающая среда», «Комплексное использование минерального сырья», «Обезвоживание, пылеулавливание», «Исследование процессов и технологий обогащения полезных ископаемых», выполнении дипломных проектов в Читинском государственном университете.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих печатных трудах:

1. Митленко А.Н. (Хатькова А.Н.), Карасев К.И., Мязин В.П. Использование цеолитсодержащего сырья при кондиционировании кислых сточных вод // Химия и технология минерального сырья. Сб. ст. - Улан-Удэ. БНЦ СО РАН СССР, 1991. - С. 143...151.

2. Митленко А.Н., Мязин В.П., Нырков С.А. Исследование процесса извлечения мелкого золота из россыпей с использованием обогатительного комплекса на базе отсадочно-концентрационной и физико-химической технологии // Химия и технология минерального сырья. Сб. ст. - Улан-Удэ- БНЦ СО РАН СССР, 1991. - С. 39.. .48.

3. Митленко АН. Разработка технологии водоподготовки на основе использования природного цеолитсодержащего сырья // Гидромеханические процессы разделения гетерогенных систем: Тез. докл. третьей Всесоюзн. науч. конф. - Тамбов, 1991. - С. 83, 84.

4. Митленко А.Н., Карасев К.И., Мязин В.П.Изучение гидролитических свойств минерального цеолитсодержащего сырья. - Изв. вузов. Химия и химические технологии, 1991, №34 (З).-С. 35...43.

5. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Разработка технологии сорбционной водоподготовки на основе использования природного цеолитсодержащего сырья // Природные цеолиты в народном хозяйстве России- Тез докл Международн. научно-практ. конф. -Иркутск, 1996. - С. 64, 65.

6 Хатькова А.Н., Мязин В.П , Татауров С.Б. Природные цеолиты в водоохранных мероприятиях // Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление: Тез. докл. Международн. конф. - Чита, 1997. - С.22.. .25.

7. Хатькова А.Н., Лимберова В.В. Формы воды в цеолитсодержащих туфах Забайкалья // Наука и образование на рубеже тысячелетий: Тез. докл. Международн. конф. -Чита, 1999. - С. 94...96.

8. Хатькова А.Н., Ефимова C.B. Прогнозная оценка загрязнения водных ресурсов отраслями горно-добывающего комплекса // Проблемы прогнозирования в современном мире: Тез. докл. Международн. конф. - Чита, 1999. - С. 20...23.

9. Хатькова А.Н., Ефимова C.B. Применение флокулянтов и природных сорбентов для физико-химической очистки сточных и оборотных вод // Вестник Читинского государственного технического университета. - Чита: ЧитГУ, 1999. Вып. 13. - С. 105...108.

10. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Перспективы применения цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья и необходимость создания Региональной программы II2-я Международн. конф. «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление»: материалы. - Чита: ЧитГТУ, 2001. - С. 144... 146.

П.Хатькова А.Н., Мязин В.П. Исследование обогатимости бедных цеолитсо-держащих пород // Международн. научно-практ. конф. «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2001): материалы. - Чита: ЧитГТУ, 2001. - С. 147... 150.

12. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Сырьевая база природных цеолитов Восточного Забайкалья // Межрегион, научно-техн. конф., посвещен. 40-летию ЗабНИИ «Новый век, новые открытия» (Чита, 2001): материалы - Чита: ФГУП ЗабНИИ, 2001. - С. 261, 262.

13 Хатькова А.Н., Мязин В.П., Шкатов В Ю. Перспективы и проблемы использования цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья в XXI веке // 2-я Международн. конф. «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 2001): материалы. - Чита: ЧитГТУ, 2001. - С. 159... 163.

14. Хатькова А Н., Мязин В П., Павленко Ю.В. Комплексная оценка цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья для определения основных направлений использования их в народном хозяйстве И Горный информационно-аналитический бюллетень. -М.: МГТУ, 2001. - С. 207...213.

15. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Комплексная оценка цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья для обоснования технологий их дальнейшей переработки // III конгресс обогатителей стран СНГ: Тез. докл. -М.: МИСиС, 2001. - С. 82, 83.

16 Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Физико-химические подходы к разработке модели оценки эффективности использования цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья // Горный информаицонно-аналитический бюллетень - M • МГГУ, 2003. № 11.-С. 234...236.

17. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Комплексное использование цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья // Первая международн. конф. «Ресурсо-воспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002): материалы. - М.: РУДН, 2002. - С. 154, 155.

18. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Прогнозирование обогатимости цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья на основе компьютерного моделирования // Международн. совещание «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья». «Плаксинские чтения» (Москва-Чита, 2002): труды. - Чита: ЧитГТУ, 2002. - С. 86.. .92.

19. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Размахнин К.К. Оценка возможности обогащения шабазитосодержащих базальтов Восточного Забайкалья // Международн. совещание «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья». «Плаксинские чтения» (Москва-Чита, 2002): труды. - Чита: ЧитГТУ, 2002. - С. 131. ..134.

20. Хатькова А.Н. Экологически обоснованный подход к обогащению цеолитсодержащих туфов для применения их в медицине // Международн. совещание «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья». «Плаксинские чтения» (Москва-Чита, 2002): труды. - Чита: ЧитГТУ, 2002. - С. 111...115.

21. Хатькова А.Н., Павленко Ю.В., Мязин В.П., Богомолов Н.И. Сырьевая база цеолитсодержащих пород Читинской области и направления их использования // Ресурсы Забайкалья (специальный выпуск). - 2002. - С. 40.. .44.

22. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Карасев К.И. Применение цеолитсодержащих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий: Учебно-методическое пособие. - Чита: ЧитГТУ, 1997. - 75 с.

23. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Физико-химическая оценка и разработка технологических схем обогащения цеолитсодержащих туфов Восточного За-

байкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2003. -№11.-С. 195...197.

24 Хатькова А.Н., Мязин В П., Размахнин К К. Исследование на обогатимость шабазитсодержащих базальтов Талан-Гозагорского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2003. - №11. - С. 198,199.

25. Хатькова А.Н., Никонов Е.А. Моделирование процессов обогащения природных цеолитов Восточного Забайкалья // IV конгресс обогатителей стран СНГ / Москва, 2003): материалы. - М.: МИСиС, 2003. - Т.2. - С. 16, 17.

26. Хатькова А.Н., Башлыкова Т.В , Живаева А Б. Оценка перспектив использования цеолитов в процессах бактериального выщелачивания // IV конгресс обогатителей стран СНГ (Москва, 2003): материалы. - М.: МИСиС, 2003. - Т. 1. - С. 89.. .91.

27. Хатькова А.Н., Никонов Е.А., Григорьева A.B. Моделирование схем обогащения природных цеолитов // VI Международн. конф. «Новые идеи в науках о Земле». (Москва, 2003): материалы. - М.: МГГРУ, 2003. - Т. 3. - С. 179, 180.

28 Хатькова А.Н., Башлыкова Т.В., Живаева А.Б Использование цеолитов в биогидрометаллургических процессах // VI Международн. конф. «Новые идеи в науках о Земле». (Москва, 2003): материалы. -М.: МГГРУ, 2003. - Т. 3. - С. 151... 153.

29 Хатькова А.Н. Комплекс минералого-аналитических исследований для оценки качества цеолитсодержащих пород и разработки технологий их обогащения // Первая Всероссийская конф. «Сырьевая база неметаллических полезных ископаемых и современное состояние научных исследований в России» (Москва, 2003): материалы. -М.: ИГЕМ, 2003.-С. 30,31.

30. Хатькова А.Н. Цеолиты Восточного Забайкалья // III научно-практич. конф. «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: ресурсы, экология, управление» (Чита, 2003): материалы. - Чита: ЧитГТУ, 2003. - 4.4. - С. 83.. .95.

31. Хатькова А Н., Мязин В П., Никонов Е.А. Разработка прогнозной модели для оценки перспектив использования цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья в народном хозяйстве, в экологии, промышленности, медицине // Международн. совещание «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых». Плаксинские чтения (Петрозаводск, 2003): материалы. -М.: Альтекс, 2003.-С. 121... 123.

32. Хатькова А.Н. Роль технологической минералогии при разработке оптимальных схем обогащения цеолитсодержащих туфов // Международн. совещание «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых». Плаксинские чтения (Петрозаводск, 2003): материалы. - М.: Альтекс, 2003.-С. 127, 128.

33 Хатькова А Н., Мязин В.П., Размахнин К.К. Технологические исследования цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья // Международн. совещание «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых». Плаксинские чтения (Петрозаводск, 2003): материалы. - М.: Альтекс, 2003.-С. 132,133.

34. Богомолов Н.И., Богомолова H.H., Крюкова В.В., Хатькова А.Н. и др. Новые технологии лечения в хирургии // Всероссийская научн .-практич. конф. «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2003): материалы. -Чита: ЧГМА, 2003. - С. 59, 60.

35. Белинов Н.В., Богомолов Н.И., Хатькова А.Н. Сорбенты природного происхождения в лечении гнойных ран // Всероссийская научн.-практич. конф. «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2003): материалы. -Чита: ЧГМА, 2003. - С. 56, 57.

36. Живаева А Б , Башлыкова Т В., Хатькова А.Н. Перспективы использования природных цеолитов в биотехнологии // III Международн научн -практич конф «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2003)' материалы. - Чита- ЧитГУ, 2003.-С. 38...41.

37. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Математическое и имитационное моделирование технологических процессов обогащения цеолитсодержащих пород // Обогащение руд. - 2003. - Х°5. - С. 24.. .27.

38. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Иванова Т А., Хатькова А Н. Влияние мощных электромагнитных импульсных воздействий на технологические свойства цеолитсодержащих пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2004 (в печати).

39. Хатькова А.Н. Структурно-чувствительные свойства цеолитсодержащих пород и рациональные виды энергетических воздействий // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 2004 (в печати).

40. Хатькова А.Н Технологические свойства труднообогатимых ЦСП Восточного Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М : МГГУ, 2004, №7.-С. 326...333.

41. Хатькова А.Н. Минералого-технологическая оценка цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья. - Чита: ЧитГУ, 2004. - 210 с.

42. Богомолов Н.И., Хатькова А Н., Минина JI.A., Паничев А.М. Цеолиты в жизни человека и животных. - Чита: ЧитГУ, 2004 (подготовлено к печати).

43. Патент 1790555, SU, МКИ С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод / К.И. Карасев, В.П. Мязин, А.Н. Митленко; заявлено 09.07.90; опубликовано 23.01.93; бюл. №3.

44. Патент 2229447 RU МПК7 С 02 Fl /52. Способ очистки сточных вод от взвеси полимеров / А.Н Хатькова, В.П Мязин, Е.А. Никонов. Опубл. 27.05.04, бюл. № 15, -6 с.

45. Патент 2229342 RU. МПК7 B03B7/00. Способ обогащения цеолитсодержащих пород / А.Н. Хатькова, В.П. Мязин, Е.А. Никонов, К К. Размахнин. Опубл. 27 05.04, бюл. № 15,- 8 с.

46. Патент 2230596 RU. МПК7 В01 D24/04. Фильтр для очистки жидкости / А.Н. Хатькова, В П. Мязин, Е.А Никонов. Опубл. 20.06 04, бюл. № 17, - 6 с.

47. Патент 2234976 RU МПК' В01 J 20/18, 20/30, В 03 В 9/00. Способ подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала / Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Опубл. 27.08.2004, бюл. № 24, - 8 с.

48. Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2003 116 066, RU, МПК7 А 61 К 33/00. Способ лечения гнойных ран / Богомолов Н И., Богомолова H.H., Крюкова В.В., Хатькова А Н. От 29.05.2003.

49. Принята к рассмотрению заявка на изобретение № 2004 122 382, МПК7 B03B7/00. Способ обогащения цеолитсодержащих пород / А.Н. Хатькова, В.П. Мязин, Е.А., Чантурия В А , Бунин И Ж , Иванова Т.А , Воблый П.Д , Уткин A.B., Хавин Н.Г., Богомолов Н.И. От 21.07 2004.

50. А.Н. Хатькова. Перспективы применения природных цеолитов для обеспечения экологической безопасности. Вестник МАНЭБ (специальный выпуск). - Санкт-Петербург - Чита, 2004, т. 9, № 6. - С. 129... 132.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 г, Сдано в производство Усл. печ. л. 2 Тираж 100 экз. Заказ № 84

Читинский государственный университет 672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30

РИК ЧитГУ

»190 95

РНБ Русский фонд

200^4 16768

Содержание диссертации, доктора технических наук, Хатькова, Алиса Николаевна

Введение

Глава 1. Современные представления о закономерностях образо- 16 вания и размещения месторождений цеолитов

1.1. Условия образования и размещения месторождений цео- 16 литов

1.2. Генетические типы месторождений цеолитов

1.3. Общая характеристика минерально-сырьевой базы при- 30 родных цеолитов СНГ и перспективы ее совершенствования

1.4. Оценка качества цеолитсодержащих пород по основным 41 направлениям использования

Глава 2. Минералого-технологическая оценка цеолитсодержащих 51 пород Восточного Забайкалья

2.1. Рациональный комплекс минералогических исследований 51 при обогащении цеолитсодержащих пород

2.2. Сравнительная характеристика минералогических и фи- 60 зико-химических свойств цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья

Выводы

Глава 3. Основные минералогические факторы, определяющие технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород

3.1. Текстурно-структурные особенности цеолитсодержащих 103 пород

3.2. Минеральные формы вредных примесей

3.3. Технологические свойства минералов

Выводы

Глава 4. Структурно-чувствительные свойства цеолитсодержащих 135 пород и рациональные виды энергетических воздействий

4.1. Ультразвуковые воздействия

4.2. Механодеформационные воздействия

4.3. Воздействие мощными электромагнитными импульсами

4.4. Гидрохимические воздействия

Выводы

Глава 5. Комплекс методов и процессов переработки цеолитсо- 162 держащих пород. Методология построения технологических схем

5.1. Технологические возможности схем обогащения цеолит- 162 содержащих пород

5.2. Математическое и имитационное моделирования техно- 173 логических процессов обогащения цеолитсодержащих пород

Выводы

Глава 6. Основные направления практического использования це- 185 олитсодержащего сырья

6.1. Безотходная технология подготовки цеолитсодержащих 185 пород для их применения

6.2. Основные направления использования цеолитсодержа- 191 щих пород

6.3. Практическая реализация научных положений и реко- 207 мендаций работы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералого-технологическая оценка промышленного цеолитсодержащего сырья для обоснования методов обогащения и получения товарной продукции"

Актуальность проблемы. Природные цеолиты — новый, нетрадиционный, чрезвычайно перспективный тип неметаллических полезных ископаемых, использование которых в промышленности, сельском хозяйстве началось в 60-е годы прошлого столетия. До этого времени промышленные месторождения природных цеолитов не были известны и применялись их синтетические аналоги, стоимость которых относительно высока. Практическое использование природных цеолитов связано с открытием в начале 60-х годов в США, Японии, Италии месторождений нового типа, образовавшихся за счет преобразования вулканического стекла.

В настоящее время в различных странах открыто более двух тысяч месторождений. Мировые запасы цеолитового сырья оцениваются в несколько десятков миллиардов тонн. Из них основная часть приходится на США, Японию и страны СНГ (10.20 млрд. т); от 1 до 10 млрд. т выявлено в Италии, Югославии, Болгарии и некоторых других странах.

В России исследования по созданию сырьевой базы цеолитов были начаты в 1968 г. геологами ВНИИгеолнеруд (г. Казань) под руководством A.C. Михайлова. Были определены перспективные районы, площади и за сравнительно короткий срок открыто более 70 месторождений и проявлений цеолитов в Закарпатье, Закавказье, Средней Азии, Сибири, Приморье, на Сахалине • и Камчатке с общими прогнозными ресурсами около 6 млрд. т (по состоянию на 1985 г.). Потенциальные же ресурсы цеолитового сырья оцениваются на два., .три порядка выше [38].

Отечественные месторождения цеолитов расположены главным образом в Сибири и на Дальнем Востоке. В Российской Федерации по состоянию на 2002 г. учтены 14 месторождений с суммарными балансовыми запасами 649460 тыс. т (кат. A+B+Ci), 798631 тыс. т (кат С2). Основные запасы цеолитов сосредоточены в Читинской области (73,6 %), Республики Татарстан (11,7 %), Приморском и Хабаровском краях (3,2 %), Амурской (2,3 %), Сахалинской (1,3 %), Кемеровской (0,9 %) областях, Республике Саха (Якутия) (1,8 %), Чукотском АО (1,0 %) [36].

В рамках комплексных программ «Сибирь», «Цеолиты Сибири», «Цеолиты России» (1990. 1992 гг.) оценены возможности практического использования цеолитсодержащих пород. Благодаря своим уникальным свойствам природные цеолиты нашли широкое применение во многих отраслях промышленности, сельском хозяйстве, экологии. Серьезным, ограничительным фактором расширения области применения природных цеолитов является вызванное условиями генезиса неравномерное, зачастую недостаточное содержание их в породах. В связи с чем, разработка оптимальных технологий обогащения цеолитсодержащего сырья, учитывающих особенности вещественного состава, текстурно-структурные характеристики, морфологию, технологические свойства, является важной актуальной проблемой. Ее решение открывает широкие перспективы использования цеолитов в наукоемких областях (осушка газов, неводных жидкостей, крекинг нефти, катализ, медицина и др.) и замены ими синтетических аналогов.

Для цеолитсодержащих пород характерен ряд особенностей состава и строения, влияющих на их качество и поведение в технологическом процессе. Это связано со сложным полиминеральным составом пород, исключительно тонким взаимопрорастанием минералов и близкими разделительными свойствами. Традиционный эмпирический подход к разработке схем технологического передела цеолитсодержащих пород не всегда эффективен и обычно является высокозатратным. Все это значительно повышает роль технологической минералогии применительно к данному виду минерального сырья, т.к. его целенаправленное минералогическое изучение позволяет с минимальными затратами получить данные, необходимые для разработки оптимальных технологических схем [116, 137].

Технологическая минералогия, как часть прикладной минералогии, существует с момента появления комплексного метода изучения полезных ископаемых, разработанного Н.М. Федоровским и подразумевающего совместную работу геологов, минералогов, обогатителей, химиков-технологов, металлургов и экономистов над единой проблемой освоения новых видов минерального сырья» [33].

Лишь в 70-х годах прошлого века технологическая минералогия оформилась в самостоятельное научное направление благодаря трудам А.И. Гинзбурга, И.Т. Александровой, Г.А. Сидоренко, В.В. Блисковского, А.Н. Вершинина, О.П. Иванова, Б.И. Пирогова, Н.Ф. Челищева, В.И. Ревнивцева, В.А. Чантурия, В.М. Изоитко, Т.С. Юсупова, Л.К. Яхонтовой, А.П. Грудева и рада других исследователей.

Предмет, цели и задачи технологической минералогии были четко охарактеризованы А.И. Гинзбургом и И.Т. Александровой [33]. Это направление в прикладной минералогии, изучающее зависимость технических и технологических свойств минералов от их состава и структуры, поведение минералов в технологических процессах и проводящее изыскания по направленному изменению свойств минералов с целью их разделения и обогащения.

Подобный круг задач технологической минералогии определил и Н.Ф. Челищев [175]. Он считал основными направлениями этой части прикладной минералогии «.исследование химического и агрегатного состояния руд, физических свойств, термической и химической устойчивости минералов, связи технологических свойств с условиями образования минералов, а также минералогических аспектов рационального использования недр и охраны окружающей среды» [175].

В дальнейшем появилось много работ, детально рассматривающих отдельные направления технологической минералогии. Наиболее полно это отражено в работе В.В. Блисковского [15], который выделил два самостоятельных направления: техническое и обогатительное. Отметив, что граница между ними постепенно стирается по мере создания комбинированных схем переработки сырья, автор ведущую роль оставил за минералогией обогатительной. Предметом ее изучения, по его мнению, являются:

1) текстурно-структурные и минералогические особенности руд при разной степени их дробления и измельчения;

2) химический и минеральный составы руд (форма присутствия химических компонентов, наличие полиминеральных сростков, химизм реальных минералов;

3) физические и физико-химические свойства минералов и руд;

4) характер взаимодействия руд и минералов с водой и воздухом, флотационными реагентами;

5) оценка обогатимости и типизации руд.

Следует отметить работы В.И. Ревнивцева [114, 115], Б.И. Пирогова [94, 95, 96, 97], О.В. Кононова [11], Г.А. Сидоренко [122] и В.М. Изоитко [45], которые обратили внимание на необходимость использования типо-морфных особенностей руд и минералов для поисков и создания наиболее эффективных технологических процессов их обогащения, подчеркивая при этом необходимость глубокого изучения свойств отдельных минералов и их ассоциаций как основы создания и развития новых технологий.

Поле деятельности технологической минералогии постепенно расширяется в связи с вовлечением в переработку новых типов руд, ранее считавшихся труднообогатимыми. Поэтому необходимо проведение работ по технологической минералогии конкретных видов полезных ископаемых. На сегодняшний день существуют монографии, посвященные технологической минералогии никелевых, оловянных, железных, редкометальных, вольфрамовых руд [42, 44, 97, 123]. В них рассмотрены не только особенности вещественного состава, но и охарактеризованы методы исследования, а, главное, продемонстрировано на примерах месторождений разного генезиса влияние технологических свойств руд на показатели их передела.

Как упоминалось выше, цеолитсодержащие породы относятся преимущественно к труднообогатимым, поэтому требуют детального минералогического изучения с позиций технологической минералогии для создания эффективных схем передела.

Следует отметить, что вещественный состав цеолитсодержащих пород, геология, условия вулканогенно-осадочного образования изучены достаточно хорошо, о чем свидетельствуют результаты фундаментальных исследований ведущих отечественных и зарубежных ученых А.Г. Коссовской, Э.Э. Сенде-рова, В.В. Петровой, Н.Ф. Челищева, Б.Г. Беренштейна, A.C. Михайлова, А.И. Бурова, И.А. Белицкого, В.В. Наседкина, Г.В. Цицишвили, Т.Г. Андро-никашвили, Г.Н. Кирова, С.Б. Леонов, К.Е. Колодезникова, Ю.В. Павленко, F.A. Mumpton, R.A. Cheppard, G. Gottardi, E. Galli, D.W. Breck, H. Minato, M. Utada, K. Torri, D. Coombs, R.L. Hay, Y. Watanaba и других.

Однако исследования в областях технологической минералогии цео-литсодержащих пород не проводились. В связи с чем, разработка научно-методических основ технологической минералогии цеолитсодержащих пород весьма актуальна и имеет важное научное и практическое значение.

Главной целью исследований являлась разработка новых высокоэффективных, экологически безопасных технологий обогащения промышленного цеолитсодержащего сырья и получения товарной продукции.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка рационального комплекса минералогических методов изучения цеолитсодержащих пород, обоснование необходимости его применения для получения информации об особенностях вещественного состава пород, строения, влияющих на технологические свойства;

- изучение влияния основных минералогических факторов, определяющих технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород;

- выявление рациональных видов энергетических воздействий, интенсифицирующих обогатимость сырья, посредством увеличения контрастности и градиента свойств минералов;

- оценка обогатимости цеолитсодержащих пород методами математического и имитационного моделирования;

- обоснование направлений рационального использования цеолитсодержащих пород в промышленности, сельском хозяйстве, экологии, медицине.

Идея работы заключается в разработке методологии построения технологии обогащения цеолитсодержащих пород на основе комплексной оценки их состава, строения, свойств и генезиса месторождений.

Методы исследований. В процессе выполнения диссертационной работы использован рациональный комплекс современных методов исследований, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, электронно-микроскопический, химический, спектральный анализы, инфракрасную спектроскопию, магнитометрию, мессбауэровскую спектроскопию, комплексный термический анализ, автоматический анализ изображений, математическое моделирование, статистические методы планирования и обработки результатов экспериментов.

Основные научные положения, выносимые на защиту;

1. Разработанный рациональный комплекс минералого-аналитических методов исследования, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический, морфометрический, гранулометрический, термогравиметрический, элементный анализы, магнитометрию, инфракрасную спектроскопию, электронную микроскопию, мессбауэровскую спектроскопию, методы токсиколого-радиационно-гигиенической оценки позволили впервые дать достоверную минералого-технологическую оценку весьма сложного по составу и строению цеолитсодержащего сырья Восточного Забайкалья, заключающуюся в установлении его химического и минерального составов, гранулометрии зерен, их микроструктурных срастаний, характера микровключений и распределения элементов.

2. Решающее влияние на обогатимость цеолитсодержащих пород оказывают следующие факторы: а) текстуры и структуры — простые (ксено-морфные) с легким раскрытием минералов и минимальными потерями; сложные (пойкилитовые) с трудным раскрытием и небольшими потерями; весьма сложные (кластические) с весьма трудным раскрытием и значительными потерями; б) минеральные формы вредных примесей: железа и кремнезема, находящихся в «рудах» в виде собственных минералов и изоморфных примесей, негативно влияющих на обогащение и качество концентратов; в) различие и сходство технологических свойств цеолитовых и породообразующих минералов, из которых наиболее эффективным являются магнитные.

3. Труднообогатимое цеолитсодержащее сырье требует применения новых высокоэффективных методов вскрытия и комплексной переработки, включающих ультразвуковые, механодеформационные, физические, гидрохимические воздействия, позволяющие существенно увеличить контрастность технологических свойств цеолитовых и породообразующих минералов.

4. Реализован научно-обоснованный подход к построению технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород на основе методов мине-ралого-технологической оценки сырья и математического моделирования процессов разделения минеральных агрегатов.

5. Применение природных цеолитов для получения товарной продукции должно базироваться на учете как главных требований к сырью - минерального вида цеолита, его содержания в породе, так и индивидуальных для конкретных потребителей, достигаемых путем физико-химического модифицирования сырья активацией, деалюминированием, алюминизацией, гидро-фобизацией, метализированием и обогащением.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена корректной постановкой и решением задач, представительным объемом исследований, достаточной сходимостью результатов полученных зависимостей при лабораторном и промышленных экспериментах, многовариантными расчетами с применением математического моделирования, материалами внедрения в проекты, промышленность, наукоемкие технологии.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- диссертация является первой обобщающей работой по технологической минералогии цеолитсодержащих пород, в которой рассмотрены особенности их вещественного состава, строения, продемонстрировано на примере месторождений различного генезиса влияние технологических свойств пород на показатели передела;

- для достоверной минералого-технологической оценки сложного по составу и строению цеолитсодержащего сырья применен рациональный комплекс новейших методов исследования, позволивший установить ранее не выявленные особенности состава, строения пород, оценить их качество, технологические свойства и рекомендовать наиболее эффективные методы ми-нералоподготовки и обогащения;

- установлен полимодальный характер распределения пор по размерам, согласующийся с многоуровневостью строения пород, являющийся основой объяснения адсорбционных, ионообменных свойств промышленно-значимых цеолитов (клиноптилолита, морденита, шабазита);

- в процессе изучения влияния основных минералогических факторов (вещественного состава, текстурно-структурных особенностей минеральных форм, присутствия вредных примесей) на технологические свойства и обога-тимость сырья впервые установлены минеральные формы, соотношение раз-новалентного железа в цеолитсодержащих породах и характер его распределения по фазам; выявленные текстурно-структурные признаки легли в основу разработки классификации срастаний минеральных агрегатов;

- реализован научно-обоснованный подход к разработке и выбору технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород сочетанием методов минералого-технологической оценки сырья и математического моделирования.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- научные положения работы явились основой создания эффективных, экологически безопасных, патентно-защищенных комбинированных технологий обогащения промышленного цеолитсодержащего сырья и получения товарной продукции для газовой, нефтехимической, химической, коксохимической, бумажной промышленностей и медицины;

- предложены новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и патентно-защищенная технология сорбционно-аппликационной терапии с высокой эффективностью внедренные в медицинскую практику;

- доказана эффективность применения цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья для охраны окружающей среды - кондиционирования качества вод питьевого и промышленного назначения; разработана патентнозащищенная технология очистки воды и технические средства ее реализации при сочетании процессов флокуляции и сорбции в системах кондиционирования сточных и оборотных вод промывочных установок, реализованная на объектах редкометальной и россыпной золотодобычи Забайкалья;

- экспериментально обоснована целесообразность применения цеолитов в биогидрометаллургических процессах в качестве аккумуляторов тионо-вых бактерий.

Личный вклад автора. Результаты, приведенные в диссертации, получены при непосредственном участии автора.

Автору принадлежит постановка и осуществление всего объема исследований, обобщение результатов, выявление закономерностей, формулирование основных выводов и участие в практической реализации результатов работы.

Реализация результатов работы.

Прогрессивная, экологически безопасная технология обогащения цео-литсодержащих пород заложена в проект реконструкции перерабатывающей фабрики научно-производственного внедренческого объединения Н11ВО «Цеолит» (г. Краснокаменск). 4

Новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и технология сорбционно-аппликационной терапии внедрены в хирургическую практику в областной и дорожной клинических больницах. При этом, за счет сокращения сроков лечения, снижения суммарной стоимости всего курса терапии достигнут социально-экономический эффект в размере 868 ООО руб.

Предлагаемая технология сорбционно-флокуляционного кондиционирования сточных вод внедрена на редкометальном месторождении Этыка Забайкальского ГОКа. При этом, достигнутый предотвращенный ущерб от загрязнения р. Этыка составил 298684 руб. Разработанная технология прошла проверку на россыпном золотосодержащим месторождении Джармагатай (а/с «Горняк», ассоциация «Забайкалзолото»). По прогнозной оценке эколого-экономическая эффективность от комплексного использования цеолитов и полиэлектролитов может составить 305127 руб.

Теоретические и практические результаты внедрения технологии комплексного использования цеолитов и полиэлектролитов легли в основу разработки научно-технической документации на опытно-промышленный образец адсорбционного фильтра глубокой доочистки, выпущенный Дарасунским заводом горного оборудования.

В проектные решения заложены природоохранные мероприятия по защите от загрязнения:

Раздольнинского водозабора (г. Могоча) при разработке Амазар-Амазарканских россыпей (ОАО «Ксеньевский прииск») с эколого-экономическим эффектом 566905 руб. («Проект разработки месторождений россыпного золота Большой Амазар - Амазаркан 250-литровой драгой (2 очередь)», ООО «Забайкалзолотопроект», арх. № Гр.о. 2003/14, 2003 г.);

- естественных водотоков в районах ведения горных работ Урейского и Кутинского угольных разрезов (ОАО «Урейский угольный разрез», ОАО «Ку-тинский угольный разрез») (Рабочий проект «Расширение и реконструкция юго-западного участка Урейского месторождения каменного угля», ООО «Забайкалзолотопроект», арх. № 2004/76,2004 г.); р. Ингода — при реконструкции ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 (ОАО «Читаэнерго») с предотвращенным экономическим ущербом от сбросов загрязняющих веществ в размере 356380 руб. (х/д № 641, 2003 г., ЧитГУ) («Разработка научно-методических рекомендаций для составления технологического регламента реконструкции и расширения ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 и проектирование очистных сооружений на основе применения цеолитов месторождений Восточного Забайкалья», ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект», х/д №641, 2003 г.);

- р. Тарга — при реконструкции Дарасунекого рудника (ООО «Дарасунский рудник», ООО «Управляющая компания «Руссдрагмет») (Оценка воздействия на окружающую среду при реконструкции горнообогатительного и металлургического производства по добыче золота из запасов руд месторождений «Дарасун», «Теремки», «Талангуй», х/д № 642, № Гос. регистр. 01200406684; инв. № 02200403325, ОАО «Управляющая компания «Руссдрагмет», 2004 г.).

Основные результаты исследований отражены в учебном пособии «Применение цеолитсодержащих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий», монографиях «Минера-лого-технологическая оценка цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья», «Цеолиты в жизни человека и животных», используемых студентами при изучении дисциплин «Горное дело и окружающая среда», «Комплексное использование минерального сырья», «Обезвоживание, пылеулавливание», «Исследование процессов и технологий обогащения полезных ископаемых», при выполнении дипломных проектов в ЧитГУ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на III всесоюзной конференции «Гидромеханические процессы разделения гетерогенных систем» (Тамбов, 1991), Международной научно-практической конференции «Природные цеолиты в народном хозяйстве России» (Иркутск, 1996), Международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 1997, 2001, 2002), Международной конференции «Проблемы прогнозирования в современном мире» (Чита, 1999), Международной конференции «Наука и образование на рубеже тысячелетий» (Чита, 1999), симпозиуме «Неделя горняка — 2001.2004» (Москва, 2001.2004), III и IV конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2001, 2003), Международной научно-практической конференции «Технические науки, технологии, экономика» (Чита, 2001), Международной научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ (г. Чита, 2001), Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002), Международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» (Москва - Чита, 2002), Всероссийской конференции «Сырьевая база неметаллических полезных ископаемых и современное состояние научных исследований в России» (Москва, 2003), VI Международной конференции «Новые идеи в науке о земле» (Москва, 2003), Международном совещании «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых» (Москва - Петрозаводск, 2003), Всероссийской научнопрактической конференции «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 66 работ, в том числе 2 монографии, 6 патентов, 9 отчетов НИР.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 303 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 55 таблиц, список литературы из 210 наименований и 16 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Хатькова, Алиса Николаевна

Заключение

В результате выполненных исследований в диссертации решена крупная научная проблема по обоснованию основных направлений применения промышленного цеолитсодержащего сырья на основе комплексной минера-лого-технологической оценки, изложены научно-обоснованные технологические решения по созданию рациональных схем их обогащения, внедрение которых расширяет сферу практического применения нетрадиционного минерального сырья и вносит значительный вклад в развитие экономики страны.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1. Научно обоснован рациональный комплекс минералого-аналитических методов изучения вещественного состава, структуры, морфо-метрии, гранулометрии, технологических свойств цеолитсодержащих пород, включающий высокоразрешающую оптическую микроскопию, рентгенографический и элементный анализы, инфракрасную спектроскопию, магнитометрию, электронную микроскопию, мессбауэровскую спектроскопию, автоматический анализ изображений, позволяющий всесторонне оценить качество, технологические свойства пород и рекомендовать наиболее эффективные методы минералоподготовки и обогащения.

2. Изучено влияние основных минералогических факторов (вещественного состава, текстурно-структурных особенностей, минеральных форм присутствия вредных примесей) на технологические свойства и обогатимость цеолитсодержащих пород.

Показано, что основная часть цеолитсодержащих пород всех генетических типов характеризуется неблагоприятными для обогащения текстурами и структурами, определяющими особенности механизма раскрытия минералов и влияющими на процесс минералоподготовки.

Установлено, что цеолитсодержащие породы в качестве вредных примесей содержат железо и кремнезем, которые образуют как самостоятельные минеральные формы, так и входят в состав породообразующих минералов, находясь с ними в тесном срастании, что обосновывает целесообразность применения методов разупрочнения в сочетании с комплексом классических методов сепарации.

3. На показатели обогащения цеолитсодержащих пород значительное влияние оказывают физические, физико-химические и химические свойства слагающих породу минералов. Рассмотрены механические (твердость), гравитационные (плотность), магнитные (удельная магнитная восприимчивость), электрические (ионная проводимость) свойства. С их использованием составлены шкалы обогатимости цеолитсодержащих пород избирательным дроблением, гравитационными, магнитными, электрическими методами, учитывающие особенности генезиса месторождений и обосновывающие целесообразность применения технологий переработки на основе комбинирования методов обогащения с методами направленного изменения технологических свойств.

4. Доказано, что разработка эффективных методов вскрытия и комплексной переработки цеолитсодержащих пород базируется на оценке физико-химических и технологических свойств поверхности минерального вещества и возможности их модификации ультразвуковыми, механохимическими (механодеформационными), гидрохимическими, физическими, в том числе мощными электромагнитными импульсными воздействиями, обуславливающими структурно-химические преобразования поверхностно-приповерхностных слоев минерала и его объем и увеличивающими контрастность и градиент свойств.

5. Установлено, что перспективными методами первичного обогащения цеолитсодержащих пород являются дезинтеграция, классификация, гравитация, магнитная сепарация. Из методов доводки концентратов наиболее эффективны магнитная сепарация с использованием сепараторов на постоянных магнитах, обеспечивающих сильное магнитное поле (12.35 кГс), а также электрическая сепарация.

Повышение эффективности обогащения цеолитсодержащих пород может быть достигнуто методами разупрочнения контактов в минеральных комплексах (ультразвуковыми воздействиями), что реализовано в разработанных технологических схемах переработки цеолитсодержащих пород месторождений Восточного Забайкалья, представленными промышленно-значимыми природными цеолитами (клиноптилолитом, морденитом, шабази-том).

6. Оценена вероятная эффективность метода гравитационной сепарации по критерию концентрирования (КК), значение которого для эффективной сепарации должно быть не менее 1,5. Показано, что для большинства минеральных ассоциаций цеолитсодержащих пород (цеолитмонтмориллонит, кальцит, плагиоклазы, микроклин, кварц) значения КК ниже установленного предела, что дополнительно подтверждает их принадлежность к труднообогатимым и необходимость классификации по узким классам.

7. Методами математического моделирования научно обоснован подход к выбору технологических схем обогащения цеолитсодержащих пород, получены сепарационные характеристики рассматриваемых процессов обогащения, показаны целесообразность их применения и рациональный технологический вариант схемы с учетом генетических особенностей сырья.

8. Существенное расширение сфер практического применения природных цеолитов обеспечивается целенаправленным управлением их свойствами посредством модификации, активации, деалюминирования, алюминизации, гидрофобизации, металлизирования и обогащения.

9. На основании проверки и реализации полученных основных результатов исследования разработаны:

- прогрессивная технология обогащения цеолитсодержащих пород, заложенная в проект реконструкции перерабатывающей фабрики НПВО «Цеолит» (г. Краснокаменск);

- разработаны новые лекарственные композиции на основе обогащенных природных цеолитов и технология сорбционно-аппликационной терапии, внедренные в хирургическую практику в областной и дорожной клинических больницах с суммарным социально-экономическим эффектом 868000 руб.;

- технология сорбционно-флокуляционного кондиционирования сточных и оборотных вод и технические средства ее реализации, внедренные на редкометальных месторождениях Этыка Забайкальского ГОКа, Джармагатай (а/с «Горняк», ассоциация «Забайкалзолото»), с общим экономическим результатом предотвращенного экологического ущерба от сбросов загрязняющих веществ в природные водотоки 298684 руб. и 305127 руб. (прогнозный) соответственно;

- природоохранные мероприятия (заложенные в проектные решения) по защите от загрязнения:

- Раздольнинского водозабора (г. Могоча) при разработке Амазар-Амазарканских россыпей (ОАО «Ксеньевский прииск») с эколого-экономическим эффектом 566905 руб.;

- естественных водотоков в районах ведения горных работ Урейского и Кутинского угольных разрезов (ОАО «Урейский угольный разрез», ОАО «Кутинский угольный разрез»);

- р. Ингода - при реконструкции ГЗО-2 Читинской ТЭЦ-1 (ОАО «Чи-таэнерго») с предотвращенным экономическим ущербом от сбросов загрязняющих веществ в размере 356380 руб.;

- р. Тарга — при реконструкции Дарасунского рудника (ООО «Дара-сунский рудник», ООО «Управляющая компания «Руссдрагмет»).

Результаты исследований отражены в учебном пособии «Применение цеолитсодержащих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий», монографиях «Минералого-технологическая оценка цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья», «Природные цеолиты в жизни человека и животных», и используются студентами при изучении дисциплин «Горное дело и окружающая среда», «Комплексное использование минерального сырья», «Обезвоживание, пылеулавливание», «Исследование процессов и технологий обогащения полезных ископаемых», выполнении дипломных проектов в Читинском государственном университете.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Хатькова, Алиса Николаевна, Чита

1. V1. Закавказская конференция по адсорбции и хроматографии (Поверхностные явления) (Тбилиси, 1986): Тез. докл., 1986. — 143 с.

2. Аблямитов П.О., Митропольская Л.Г. Цеолиты в верхнепалеозойских отложениях Койбинского ущелья (Южный Казахстан) // Докл. АН СССР, 1982.-Т. 266.-№5.-С. 1202. 1205.

3. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка материалов. М.: «Машиностроение», 1984. - 277 с.

4. Агаджанян H.A., Антонов А.Р., Архипов С.А., Бгатов A.B. Природные минералы на службе здоровья человека. — Новосибирск: «Экор», 2000. 148 с.

5. Амфлет Ч. Неорганические иониты. — М.: Мир, 1966. — 188 с.

6. Афанасьева Е.Л., Исаенко М.П. Технологическая минераграфия. — М.: Недра, 1988.-226 с.

7. Байраков В.В., Андреев П.И. Рациональная схема измельчения клиноп-тилолитов Тедземского месторождения (Гори, 1986): материалы. — Тбилиси: «Сакартвело», 1986.— С. 55.57.

8. Баррер Р. Гидротермальная химия цеолитов. — М.: Мир, 1985 — 424 с.

9. Барский Л.А., Кононов О.В., Ратмирова Л.И. Селективная флотация кальцийсодержащих минералов. — М.: Недра, 1979. — 232 с.

10. Белицкий И.А., Горбунов A.B., Дребущак В.А. и др. Количественное определение содержания цеолитов в горных породах. Термохимический метод. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1988. - 28 с.

11. Белицкий И.А., Дробот И.В., Валуева Г.Г. и др. Опыт экспрессного определения содержания цеолитов в горных породах с использованием портативных цеолитовых лабораторий ПЦЛ-1 и ПЦЛ-2. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1979. - 79 с.

12. Благитко Е.М., Бгатов В.И., Ефремов A.B. и др. Профилактические и лечебные свойства природных цеолитов. — Новосибирск: «Экор», 2000. -160 с.

13. Блисковский В.З. Вещественный состав и обогатимость фосфоритовых руд. М.: Недра, 1983. - 200 с.

14. Бгатова Н.П., Новоселов Я.Б. Использование биологически активных пищевых добавок на основе природных минералов для детоксикации организма. — Новосибирск: «Экор», 2000. — 236 с.

15. Богомолов Н.И., Хатькова А.Н., Минина JI.A., Паничев A.M. Цеолиты в жизни человека и животных. — Чита: ЧитГУ, 2004 (подготовлено к печати).

16. Бойцов В.Е., Абдульманов И.Г., Баюшкин И.М. Цеолиты России / Горный Вестник, 1997. — № 3. С. 3.7.

17. Болтухин В.П., Турченко Г.П., Буров А.И. и др. // Докл АН СССР, 1980.-Т. 255.-№6.-С. 1440. 1443.

18. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы. — М. — Д.: «Энергия», 1965. — 248 с.

19. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. — М.: Мир, 1976. — 782 с.

20. Буров А.И. Геология и основные закономерности размещения месторождений цеолитов Сибири и Дальнего Востока: Автореф. дисс. канд. геол.-минер. наук. — Новосибирск, 1985. — 16 с.

21. Буров А.И. Сырьевая база природных цеолитов России // Природные цеолиты России. Геология, физико-химические свойства и применение в промышленности и охране окружающей среды: Тез. республ. совещ. (Новосибирск, 1991).-Новосибирск, 1992. Т.1. - С. 11.14.

22. Буров А.И., Аблямитов П.О., Михайлов A.C. О критериях прогнозирования и поисков месторождений цеолитов // Изв. высш. уч. зав. Геология и разведка, 1984. №4. - С. 48.53.

23. Ветеринарные проблемы Забайкалья: Сб. науч. тр. — Новосибирск: РАСХН, Сиб. отд-ие. НИИВВС. Новосибирск, 1993. - 98 с.

24. Виды и последовательность минералогических исследований при обеспечении технологических работ. Методические указания НСОММИ № 31.-М.:ВИМС, 1990.- 14 с.

25. Временная отраслевая методика определения экономической эффективности природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М.: МИНЦВЕТМЕТ СССР, 1987. - 58 с.

26. Временные методические указания по радиационно-гигиенической оценке полезных ископаемых при производстве геологоразведочных работ на месторождениях строительных материалов. — Казань, 1986. — 48 с.

27. Второй Болгаро-Советский симпозиум «Природные цеолиты»: Тез. докл. Кырджали, 1979. - 70 с.

28. Геология, генезис и использование природных цеолитов // Тез. докл. Всес. семинара. Ч. I, II. — Звенигород, 1978. — 175 с.

29. Геология, физико-химические свойства и применение природных цеолитов // Тр. конф. по вопросам геологии, физико-химических свойств и применения природных цеолитов (Тбилиси, 1981). — Тбилиси: «Мец-ниереба», 1985.-383с.

30. Гинзбург А.И., Александрова И.Т. Технологическая минералогия — новое направление минералогических исследований // Геология и охрана недр, 1974.-№3.-С. 36.40.

31. Гогошвили В.Г., Чхеидзе Р.Т. Генетические типы стратиформных месторождений высококремнистых цеолитов (на примере Закавказья) // Сов. геология, 1981.-№9.-С. 37.46.

32. Гордиенко И.В., Жамойцина Л.Г., Зонхоева Э.Л. и др. Цеолитоносность базальтов Забайкалья. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. 96 с.

33. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации. М.: Министерство природных ресурсов РФ. — 2002. — вып. 41. — 31 с.

34. Грег. С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.: Мир, 1984.-С. 53.70.

35. Дистанов У.Г., Михайлов A.C., Конюхова Т.П. Природные сорбенты СССР. М. : Недра, 1990. - 208 с.

36. Жданов С.П., Егорова E.H. Химия цеолитов. —Л.: Наука, 1968.-158 с.

37. Живаева А.Б., Башлыкова Т.В., Хатькова А.Н. Перспективы использования природных цеолитов в биотехнологии // III Международн. на-учн.-практич. конф. «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2003): материалы. Чита: ЧитГУ, 2003.-С. 38.41.

38. Иванов О.П., Кучипаренко Ю.С., Мариукова Н.К. Технологическая минералогия оловянных руд. — Л.: Наука, 1989. — 205 с.

39. Иванов-Шиц А.К., Мурин И.В. Ионика твердого тела. СПб.: СПбГУ, 2000.-T. 1.-С. 124. 147.

40. Изоитко В.М. Технологическая минералогия вольфрамовых руд. — Л.: Наука, 1989.-230 с.

41. Изоитко В.М. Технологическая минералогия и оценка руд. — СПб.: Наука, 1997.-582 с.

42. Использование природных цеолитов в народном хозяйстве: Материалы Всесоюзн. совещ. (Кемерово — Новостройка, 1990). — Новосибирск: Сибирское отделение РАСХН, 1991. 215 с.

43. Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения. — М.: Изд-во стандартов, 1982.-248 с.

44. Колодезников К.Е. Генетические типы цеолитовых месторождений и проявлений Западной Якутии // Геологическое строение и полезныеископаемые Республики Саха (Якутия): материалы. Якутск: ИГН СО РАН, 1997.-Т. 4.-С. 40.43.

45. Колодезников К.Е. Кемпендяйские цеолиты — новый вид минерального сырья в Якутии. Якутск: Я ФАН СССР, 1984.

46. Корнилович Б.Ю., Овчаренко Ф.Д. // Докл. АН УССР. Сер. Б., 1984. -№ 1.-С. 37.39.

47. Коробицын В.Н. Цитологические и геохимические аспекты прогноза месторождений золота (на примере Якутии): Дис. в форме научн. докл. .докт. геол.-мин. наук. Новосибирск, 1993. — 60 с.

48. Коробов А.Я. Тектономагматическая активация и ее роль в формировании стратиформных месторождений бентонитов и высококремнистых цеолитов Западного Забайкалья. — Саратов: СГУ, 1986.

49. Косовская А.Г.Природные цеолиты. М.: Наука, 1980. - 222 с.

50. Кузьмин В.И. Комплексирование минералогических методов исследований при лабораторных испытаниях технологических проб // Применение технологической минералогии для повышения эффективности использования минерального сырья. -М.: ВИМС, 1987. С. 46.50.

51. Кузьмин В.И., Болохонцева C.B., Ожогина Е.Г. Минеральные методы поисков и оценки месторождений рудных полезных ископаемых. — М.: ВИМС, 1999.-195 с.

52. Кушпаренко Ю.С. Способ определения раскрытия тонкодисперсных минералов // Обогащение руд, 1987. №4. — С. 34.36.

53. Маслякевич Я.Б. Цеолиты Закарпатья и перспективы их использования в сельском хозяйстве // Экспресс-информация. Сер. геол. Методы поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых. М.: ВИЭМС, 1984. - Вып. 2.

54. Маянская H.H., Новоселов Я.Б. Саногенетические принципы воздействия на организм средств на основе природных минералов. — Новосибирск: «Экор», 2001. 85 с.

55. Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах: Материалы Всесоюзн. семинара (Новосибирск, 1985). Новосибирск: Сиб. отделение, Ин-т геологии и геофизики,1985.-216 с.

56. Митленко А.Н. (Хатькова А.Н.), Карасев К.И., Мязин В.П. Использование цеолитсодержащего сырья при кондиционировании кислых сточных вод // Химия и технология минерального сырья. Сб. ст. — Улан-Удэ: БНЦСО РАН СССР, 1991.-С. 143.151.

57. Митленко А.Н. Разработка технологии водоподготовки на основе использования природного цеолитсодержащего сырья // Гидромеханические процессы разделения гетерогенных систем: Тез. докл. третьей Всесоюзн. науч. конф. — Тамбов, 1991. С. 83, 84.

58. Митленко А.Н., Карасев К.И., Мязин В.П.Изучение гидрометических свойств минерального цеолитсодержащего сырья. — Изв. вузов. Химия и химические технологии, 1991, № 34 (3). С. 35.43.

59. Михайлов A.C. Морденитовые породы южного борта Куринской впадины // Литология и полезные ископаемые, 1975. — №5.

60. Михайлов A.C. Цеолитовые породы Закавказья // Сов. геол., 1975. — №9.

61. Михайлов A.C. Цеолиты // Прогнозирование и поиски месторождений горно-технического сырья. М.: Недра, 1991. — С. 133.-.443.

62. Михайлов A.C. Цеолиты стратифицированных осадочных и вулкано-генно-осадочных отложений // Природные цеолиты. — М.: Наука, 1980. -С. 53.59.

63. Михайлов A.C., Буров А.И. Геологопромышленные типы, закономерности размещения месторождений и сырьевая база природных цеолитов. Природные цеолиты // Природные сорбенты СССР. — М.: Недра, 1990.-С. 14.47.

64. Михайлов A.C., Буров А.И., Аблямитов П.О. Промышленная цеолито-носность Сибири и Дальнего Востока // Обзор ВИЭМСа. Сер. Геол. методы поисков и разведки неметаллических полезных ископаемых. — М.: ВИЭМС, 1980.

65. Михайлов A.C., Буров А.И., Аблямитов П.О. Цеолиты // Прогнозно-поисковые комплексы геолого-промышленных типов неметаллических полезных ископаемых. — М.: Недра, 1989.-С. 149.158.

66. Михайлов A.C., Буров А.И., Власов В.В. и др. Поиски, разведка и оценка месторождений цеолитсодержащих пород // Геол. методы поисков и разведки месторождений неметалл, полезн. иск. Обзор. — М.: ВИЭМС, 1989.-59 с.

67. Михайлов A.C., Дистанов У.Г. Минеральное сырье. Цеолиты // Справочник. — М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1999. — 29 с.

68. Михайлов A.C., Кринари А.И. Перспективы поисков промышленных месторождений экзогенных цеолитов в СССР // Советская геология, 1970.-№4.-С. 120.130.

69. Михайлов A.C., Шитовкин Н.Т., Аблямитов П.О. Природные цеолиты Закавказья, перспективы их использования // Обзор ВИЭМСа. Сер. геол. Методы поисков и разведки неметаллических полезных ископаемых. М.: ВИЭМС, 1981. - 38 с.

70. Молчанов В.И., Юсупов Т.С. Физические и химические свойства тон-кодиспергированных минералов. — М.: Недра, 1981.

71. Наседкин В.В. Кислый вулканизм и водосодержащие стекла Северо-Востока СССР. М.: Наука, 1983.

72. Наседкин В.В. Основные закономерности формирования месторождений водосодержащих стекол и пути их промышленного использования //Перлиты.-М.: Наука, 1981.-С. 17.42.

73. Наседкин В.В., Наседкина В.Х. Генетические и морфологические типы клиноптилолит-морденитовой минерализации вулканогенных областей // Природные цеолиты. М.: Наука, 1980. - С. 122. 134.

74. Овчинникова О.В., Старков E.H., Черняк A.C. Поглощение ионов и коллоидных частиц серебра алюмосиликатами // Проблемы развития минеральной базы Сибири. — Иркутск: ИрГТУ, 2002. — С. 131. .135.

75. Определение ионообменной емкости цеолитсодёржащей породы по поглощенному аммонию. Методическая инструкция НСОММИ №24. — М.: ВИМС, 1993.- 18 с.

76. Определение микрохрупкости минералов. Методические рекомендации НСОММИ № 35. М.: ВИМС, 1980. - 8 с.

77. Определение плотности минералов объемометрическим методом (в барометрической трубке). Методическая инструкция НСОММИ № 31. — М.: ВИМС, 1991.

78. Павленко Ю.В. Применение природных цеолитов. — Чита: ЦНТИ, 1988. -51 с.

79. Павленко Ю.В. Цеолитовые месторождения Восточного Забайкалья. — Чита: ЧитГТУ, 2000. 101 с.

80. Павлова A.C. и др. Цеолитсодержащие породы Орловской области // Республ. совещ. «Природные цеолиты России» (Новосибирск, 1991). — Новосибирск, 1992.-С. 18.24.

81. Паничев A.M. Литофагия в мире животных и человека. — М.: Наука, 1990.-224 с.

82. Паничев A.M., Гульков А.Н. Природные минералы и причинная медицина будущего. Владивосток: ДВГТУ, 2001. — 210 с.

83. Патент 1790555, SU, МКИ С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод / К.И. Карасев, В.П. Мязин, А.Н. Митленко; заявлено 09.07.90; опубликовано 23.01.93; бюл. №3.

84. Петров В.П. Новые виды неметаллических полезных ископаемых. — М.: Наука, 1975.-240 с.

85. Петрова В.В., Амарджаргал П. Цеолиты Монголии. Тр. ГИН: Вып. 496. М.: Наука, 1996. - 150 с.

86. Пирогов Б.И. Геолого-минералогические факторы, определяющие обогатимость железистых кварцитов. — М.: Недра, 1969. — 240 с.

87. Пирогов Б.И. Онтогенетический метод в познании технологических свойств минералов // Проблемы онтогении минералов. — JL: Наука, 1985.-С. 22.30.

88. Пирогов Б.И. Проблемы технологической минералогии // Известия ВУЗов. Горный журнал, 1982. №8.-С. 16.21.

89. Пирогов Б.И. Роль минералогических исследований в обогащении руд // Минералогический журнал, 1982. — т. 4. № 1. - С. 81. 92.

90. Пирогов Б.И., Протов Г.С., Холошин И.В., Тарасенко В.Н. Технологическая минералогия железных руд. — Л.: Наука, 1988. — 304 с.

91. Положительное решение о выдаче заявки на изобретение № 2003 116 066, RU, МПК7 А 61 К 33/00. Способ лечения гнойных ран / Богомолов Н.И., Богомолова H.H., Крюкова В.В., Хатькова А.Н. От 29.05.2003.

92. Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2002 122 185, RU, МПК7С02П/52. Способ очистки сточных вод от взвеси полимеров / А.Н. Хатькова, В.П. Мязин, Е.А. Никонов. От 15.08.2002.

93. Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2002 211 7821, RU, МПК7ВОЗВ7/00. Способ обогащения цео-литсодержащих пород / А.Н. Хатькова, В.П. Мязин, Е.А. Никонов, К.К. Размахнин. От 02.07.2002.

94. Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2002 122 120, RU, МПК7 В01 D24/04. Фильтр для очистки жидкости / А.Н. Хатькова, В.П. Мязин, Е.А. Никонов. От 13.08.2002.

95. Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2002 112 116, RU, МПК7 С01ВЗЗ/26. Способ подготовки сорб-ционно-фильтрующего цеолитового материала / Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. От 13.08.2002.

96. Постановление Главы администрации Читинской области №33 по «Плате за сбросы загрязняющих веществ». — Чита: Азия-экспресс, 2002.

97. Применение природных цеолитов в народном хозяйстве: Доклады рес-публ. конф. «Теоретические и прикладные проблемы внедрения природных цеолитов в народном хозяйстве РСФСР» (Кемерово — Новостройка, 1988).-М.: ЦНТИ, 1989. 141 с.

98. Природные минералы на службе человека: Материалы научн.-практ. конф. с Международн. участием. Новосибирск: «Экор», 1999. — 212 с.

99. Природные минералы на службе человека: Материалы научн.-практ. конф. с Международн. участием. Новосибирск: «Экор», 2001. — 236 с.

100. Природные цеолиты // Тр. Советско-Болгарского симпозиума по исследованию физико-химическихсвойств природных цеолитов (Тбилиси, 1979). Тбилиси: «Мецниереба», 1979. — 334 с.

101. Природные цеолиты в народном хозяйстве: Всесоюзн. совещ. (Кемерово — Новостройка, 1990). — Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХ-НИЛ, 1990.-232 с.

102. Природные цеолиты в социальной сфере и охране окружающей среды: Сб. науч. тр. Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХНИЛ, 1990. — 88 с.

103. Природные цеолиты Закавказья и перспективы их использования // Обзор. Геол., методы поисков и разведки месторождений неметалл, по-лезн. ископаемых. М.: ВИЭМС, 1981. - 99 с.

104. Природные цеолиты России: Тез. докл. республ. совещ. (Новосибирск, 1991). Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1992, - 172 с.

105. Рабо Д. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. — М.: Мир, 1980. 506 с.

106. Ревнивцев В.И. Обогащение полевых шпатов и кварца. — М.: Недра, 1980.-128 с.

107. Ревнивцев В.И. Роль технологической минералогии в обогащении полезных ископаемых // Записки Всесоюзного минер, общества, 1982. — вып. 4.-С. 443.449.

108. Ревнивцев В.И. Роль технологической минералогии в развитии сырьевой базы страны и основные задачи ее формирования как нового научного направления // Роль технологической минералогии в развитии сырьевой базы СССР. -М.: Наука, 1983. С. 4.20.

109. Роль технологической минералогии в развитии сырьевой базы СССР // Сессия Всесоюзного минералогического общества (Ленинград, 1983): тез. доклад. — Л.: Механобр, 1983. 171 с.

110. Романов Г.А. Цеолиты: эффективность и применение в сельском хозяйстве. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. — 206 с.

111. Рыбалко С.И., Ткачук Л.Г. Клиноптилолит из новоазовских отложений акватории Азовского моря // Докл. АНУССР. — Сер. Б., 1979. №1. — С. 9.12.

112. Сендеров Э.Э., Петрова В.В. Современное состояние проблемы природных цеолитов // Итоги науки и техн. Сер. немет. полезн. ископ. /ВИНИТИ, 1990.-Т. 8.-С. 142.

113. Сендеров Э.Э., Хитаров Н.И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. -М.: Наука, 1970, 1970. 282 с.

114. Сидоренко Г.А. Роль технологической минералогии в развитии сырьевой базы страны // Применение технологической минералогии для повышения эффективности использования минерального сырья. — М.: ВИМС, 1987.-С. 10.16.

115. Сидоренко Г.А., Александрова И.Т., Петрова М.В. Технологическая минералогия редкометальных руд. — СПб.: Наука, 1992. — 236 с.

116. Сидоренко Г.А., Кузьмин В.И., Рогожин A.A. Минералогические методы в решении поисково-оценочных задач на современном этапе // Разведка и охрана недр, 1998.-№ 11. С. 28.31.

117. Сихарулидзе Н.Г., Цанава Н.Г., Пейкришвили Г.М. Обогащение природных клиноптилолитов грузинских месторождений // IV Болгаро-Советский симпозиум по природным цеолитам (София, 1986): труды. — София, 1986.-С. 72.75.

118. Справочник по обогащению руд. Основные процессы / Под ред. О.С. Богданова. М.: Недра, 1983. - 381 с.

119. Супрычев В.А. Концентрации цеолитов осадочно-вулканогенных формаций мезозоя-кайнозоя // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1977. — вып. 8. — С. 90.99.

120. Супрычев В.А., Кирикилица С.И. Генетическая типизация цеолитов стратифицированных формаций // Обзор ВИЭМС. М.: ВИЭМС, 1980. -50 с.

121. Теоретические и прикладные проблемы внедрения природных цеолитов в народном хозяйстве РСФСР: Тез. республ. конф. (Кемерово, 1988). Кемерово: НИИСХ, 1988. - 141 с.

122. Технологическая оценка минерального сырья. Опробование месторождений. Справочник / Под ред. П.Е. Остапенко. — М.: Недра, 1990. 272 с.

123. Тихонов О.Н. Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1984. — 202 с.

124. Трубецкой К.Н., Малышев Ю.Н., Пучков JI.A. и др. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли. — М.: Академия горных наук, 1997. — С. 405.409.

125. Физико-химические и медико-биологические свойства природных цеолитов: Сб. науч. тр. — Новосибирск: АН СССР, Сиб. отд-ие; ин-т геологии и геофизики, Научно-координационный совет программы «Цеолиты Сибири», 1990. 145 с.

126. Хатькова А.Н. Минералого-технологическая оценка цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья. — Чита: ЧитГУ, 2004 (подготовлено к печати).

127. Хатькова А.Н. Основные минералогические факторы, определяющие обогатимость и технологические свойства цеолитсодержащих пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГГУ, 2004 (в печати).

128. Хатькова А.Н. Структурно-чувствительные свойства цеолитсодержащих пород и рациональные виды энергетических воздействий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГГУ, 2004 (в печати).

129. Хатькова А.Н. Цеолиты Восточного Забайкалья // III научно-практич. конф. «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: ресурсы, экология, управление» (Чита, 2003): материалы. — Чита: ЧитГТУ, 2003. — 4.4. -С. 83.95.

130. Хатькова А.Н., Башлыкова Т.В., Живаева А.Б. Использование цеолитов в биогидрометаллургических процессах // VI Международн. конф. «Новые идеи в науках о Земле». (Москва, 2003): материалы. М.: МГГРУ, 2003.-Т. 3.-С. 151.153.

131. Хатькова А.Н., Башлыкова Т.В., Живаева А.Б. Оценка перспектив использования цеолитов в процессах бактериального выщелачивания // IV конгресс обогатителей стран СНГ (Москва, 2003): материалы. — М.: МИСиС, 2003.-T. 1.-С. 89.91.

132. Хатькова А.Н., Ефимова C.B. Применение флокулянтов и природных сорбентов для физико-химической очистки сточных и оборотных вод // Вестник Читинского государственного технического университета. — Чита: ЧитГУ, 1999. Вып. 13. С. 105. 108.

133. Хатькова А.Н., Ефимова C.B. Прогнозная оценка загрязнения водных ресурсов отраслями горно-добывающего комплекса // Проблемы прогнозирования в современном мире: Тез. докл. Международн. конф. — Чита, 1999.-С. 20.23.

134. Хатькова А.Н., Лимберова В.В. Формы воды в цеолитсодержащих туфах Забайкалья // Наука и образование на рубеже тысячелетий: Тез. докл. Международн. конф. Чита, 1999. - С. 94.96.

135. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Исследование обогатимости бедных цеолитсодержащих пород // Международн. научно-практ. конф. «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2001): материалы. — Чита: ЧитГТУ, 2001.-С. 147. 150.

136. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Комплексная оценка цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья для обоснования технологий их дальнейшей переработки // III конгресс обогатителей стран СНГ: Тез. докл.- М.: МИСиС, 2001. С. 82, 83.

137. Хатькова А.Н., Мязин В.П. Сырьевая база природных цеолитов Восточного Забайкалья // Межрегион, научно-техн. конф., посвещен. 40-летию ЗабНИИ «Новый век, новые открытия» (Чита, 2001): материалы.- Чита: ФГУП ЗабНИИ, 2001. С. 261, 262.

138. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Карасев К.И. Применение цеолитсодержа-щих туфов Сибири и Дальнего Востока для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий: Учебно-методическое пособие. — Чита: ЧитГТУ, 1997.-75 с.

139. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Математическое и имитационное моделирование технологических процессов обогащения цеолитсодержащих пород // Обогащение руд. — 2003. №5. — С. 24.27.

140. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Никонов Е.А. Физико-химическая оценка и разработка технологических схем обогащения цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень.-М.:МГГУ, 2003. -№11.-С. 195. 197.

141. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Размахнин К.К. Исследование на обогати-мость шабазитсодержащих базальтов Талан-Гозагорского месторождения И Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГГУ, 2003.-№11.-С. 198, 199.

142. Хатькова А.Н., Мязин В.П., Татауров С.Б. Природные цеолиты в водоохранных мероприятиях // Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление: Тез. докл. Международн. конф. — Чита, 1997. — С.22.25.

143. Хатькова А.Н., Никонов Е.А. Моделирование процессов обогащения природных цеолитов Восточного Забайкалья // IV конгресс обогатителей стран СНГ / Москва, 2003): материалы. М.: МИСиС, 2003. - Т.2. -С. 16, 17.

144. Хатькова А.Н., Никонов Е.А., Григорьева A.B. Моделирование схем обогащения природных цеолитов // VI Международн. конф. «Новые идеи в науках о Земле». (Москва, 2003): материалы. — М.: МГТРУ, 2003.-Т. З.-С. 179, 180.

145. Хатькова А.Н., Павленко Ю.В., Мязин В.П., Богомолов Н.И. Сырьевая база цеолитсодержащих пород Читинской области и направления ихиспользования // Ресурсы Забайкалья (специальный выпуск). — 2002. — С. 40.44.

146. Цицишвили В.Г. Клиноптилолит // Тр. симпозиума по вопросам исследования и применения клиноптилолита. Тбилиси: Мецниереба, 1977.-242 с.

147. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Т.Г., Киров Г.Н. Природные цеолиты.-М.: Химия, 1985.-С. 48.53.

148. Цицишвили Г.В., Цхакая Н.Ш., Андроникашвили Т.Г. и др.: Материалы Всесоюзн. научн.-техн. конференции по добыче, переработке и применению природных цеолитов (Гори, 1986). Тбилиси: «Сакартве-ло», 1989.-464 с.

149. Цхакая Н.Ш., Квашали Н.Ф. //Японский опыт по использованию природных цеолитов. Тбилиси: ПО «Грузгорнохимпром», 1983. — 129 с.

150. Чантурия В.А., Башлыкова Т.В. Технологическая оценка минерального сырья с помощью автоматического анализа изображений // Горный вестник, 1998. -№1.-С. 37.51.

151. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Иванова Т.А., Хатькова А.Н. Влияние мощных электромагнитных импульсных воздействий на технологические свойства цеолитсодержащих пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГГУ, 2004 (в печати).

152. Чантурия В.А., Ревнивцев В.И. Проблемы комплексной переработки минерального сырья. Комплексное освоение месторождений твердых полезных ископаемых: Труды. -М.: МГИ, 1991. Вып. 1. - С. 41.50.

153. Челищев Н.Ф. Методы получения и использования модифицированных природных сорбентов. -М.: ИМГРЭ, 1988. 125 с.

154. Челищев Н.Ф. Основные направления технологической минералогии // Известия АН СССР. Сер. геологическая, 1977. №1. - С. 86. .94.

155. Челищев Н.Ф., Беренштейн Б.Г., Володин В.Ф. Цеолиты — новый тип минерального сырья. М.: Недра, 1987. - 176 с.

156. Челищев Н.Ф., Володин В.Ф., Крюков В.Л. Ионообменные свойства природных высококремнистых цеолитов. М.: Наука, 1988. — 128 с.

157. Шабазитовые породы рек Чамба и Южная Гуня (бассейн р. Подсменная Тунгуска) // Докл. АН СССР, 1980. Т. 251. -№2. - С. 451. 454.

158. Шупов Л.П. Моделирование и расчет на ЭВМ схем обогащения. — М.: Недра, 1980.-288 с.

159. Эйриш М.В., Эйричи З.Н., Лепешинская Н.В. и др. Природные цеолиты. Сборник докладов АН СССР.-М.: Наука, 1980.-С. 183.190.

160. Юсупов Т.С. Способы концентрирования и выделения цеолитов из горных пород // Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах. — Новосибирск: ИГиГСО АН СССР, 1985.-С. 161.168.

161. Юсупов Т.С., Королева С.М. Влияние механической активации на депрессию кварца при флотации // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск, 1995. - №6. — С. 92.95.

162. Юсупов Т.С., Шумская Л.Г., Кириллова Е.А. Состояние и перспективы обогащения природных цеолитов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — Новосибирск: СО РАН, 2000. -№3. — С. 115.120.

163. Юшко С.А. Методы лабораторного исследования руд. — М.: Недра, 1966.-320с.

164. Ballmoos R., Higgins J.B. // Zeolites, 1990. 10, №5. - P. 313.520.

165. Brown G., Catt J. A., Weir A.H. Zeolites of the clinoptilolite-neulandite type in sediments of south east England // Mineral. Mag., 1969. - 37, № 238. -p. 480.488.

166. Coombs D.C. Present status of zeolite facies // Molecular Sieve zeolites. — j. Amer. Chem. Soc., Wash. D. C., 1971.-C. 317.327.

167. Coombs D.C., Ellis A.J., Fyfe W.S., Taylor A.M. The zeolites facies: with comments on the interpretation of hydrothermal Synthesis // Geochim. et Cosmochim. acta. 1959. V.l 7. - № 1/2.

168. Gottardi G. The genesis of zeolites // Eur. J. Mines, 1989. №4. -P. 479.487.

169. Hallam A., Sellwood B.W. Montmorillonite and zeolites in Mesozoic and tertiary beds of southern England // Mineral. Mag., 1970. 37, № 292. - P. 950.952.

170. Hay R.L. Geologic occurrences of zeolites and some associated minerals // New Develop zeolite Sci. and Techol. 7 th Int. Zeolite Conf., (Tokyo, 1986). -Tokyo; Amsterdam e.a., 1986.-P. 35.40.

171. Hay R.L. Phillipsite of salina lakes and soils // American Mineralogist, 1964. V. 49. - № 9/10. - P. 1366. 1387.

172. Hay R.L. Zeolites and zeolitic reactions in sedimentary rocks. Geol. Soc. Amer., Spec. Paper. New York, 1966. №85. - 130 p.

173. Jijima A. Geological occurrences of zeolites in marine environments // Natur. Selec. Pap. Int // Conf. Occur. Prop, and Utiliz. Natur. zeolites. Tucson Aziz, 1976.-Oxford e.a., 1978.-P. 175. 198.

174. Jijima A. Geology of natural zeolite rocks / Pure and Appl. chem., 1980. — 52.-№9.-P. 2115.2130.

175. Jijima A. Geology of natural zeolites and zeolitic rocks / Pure and Appl. chem., 1980.-52. -№9.-P. 2115.2130.

176. Jijima A., Utada M. A critical review on the occurrence of zeolites in sedimentary rocks in Japan // Jap. J. Geol. and Geogr., 1972. — V. 42. №1 - 4. -P. 61.83.

177. Kossowskaya A. G. Genetic association of sedimentary zeolites in Soviet Union // Mol. sieve zeolites advances in chemistry ser., 1973. — 121. P. 200.208.

178. Meier W.M. Zeolite structures // Molecular Seives. Soc. of Chem. Ind. London, 1968.-P. 10.27.

179. Mumpton F. A. Worldwide deposits and utilization of natural zeolites // Ind. Mineral., 1973. №73.- P. 30.45.

180. Nornberg P. A potassium rich zeolite in soil development on danian chal. // Mineral. Mag., 1990. - 54. - №1. - P. 91. .94.

181. Sand L.B., Mumpton F. A. Natural zeolites. Occurrence. Properties. Use. — Oxford-New York, Pergamon Press., 1978. — 546 p.

182. Sheppard R.A. Zeolites in sedimentary deposits of the United States a review//Mol. Sieve zeolites. Washington, 1971.—p. 279.310.

183. Sheppard R.A. Zeolites in sedimentary rocks // Geol. Surv. Prof. Papers, 1973.-№820.-P. 279.310.

184. Willis B.A. // Mineral processing technology. 5 th End. Pergamon Press. — Oxford, 1992.-855 p.

185. Yusupov T.S., Arkhipenko B.K. Structural changes of minerals in processes of fine grinding. Geologic-technological assessment of ore minerals, samples and deposits. Inter depart, coll. of research procced. — Leningrad: Mek-hanobr, 1990.-P. 23.27.