Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минералого-технологические свойства анальцимсодержащих пород Тимана

ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералого-технологические свойства анальцимсодержащих пород Тимана"

На правах рукописи

ШУШКОВ Дмитрий Александрович

МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНАЛЬЦИМСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД ТИМАНА

Специальность 25 00 05 —минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ООЗ 1 (

Сыктывкар 2007

003173232

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, г Сыктывкар

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

Котова Ольга Борисовна

(Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар)

Официальные оппоненты: доктор геолош-минералогических наук

Кунц Анатолий Федорович

(Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар)

кандидат геолого-минералогических наук Зайнуллин Геннадий Габдулович (Институт химии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар)

Ведущая организация: Всероссийский институт минерального сырья

(ВИМС), Москва

Защита состоится 8 ноября 2007 года в 14 часов в ауд 218 на заседании диссертационного совета Д 004.008.01 в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук по адресу г Сыктывкар, ул Первомайская, 54

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар, ул Коммунистическая, 24

Автореферат размещен на интернет-сайте Института геологии www geo komisc ru в разделе «Публикации»

Автореферат разослан £ октября 2007 г

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу 167982, ГСП-2, г Сыктывкар, ул Первомайская, 54, ученому секретарю диссертационного совета Д 004 008 01

Телефон (8212)24-51-83

Факс (8212)24-53-46

E-mail makeev@geo komisc ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 004 008 01, доктор геолого-минералогических наук (/А Б Макеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В мировой науке и практике цеолитам уделяют внимание не меньшее, чем золоту и алмазам В настоящее время насчитывается около 90 видов природных цеолитов. Их разнообразные свойства (адсорбционные, ионообменные, каталитические, молекулярно-ситовые) являются основой для использования в различных областях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, строительстве, при решении экологических проблем В Республике Коми представление о цеолитах как минеральном сырье и перспективах его использования базируется на результатах отдельных исследований Ресурсная стратегия Республики Коми направлена на формирование собственной базы цеолитового сырья, которая позволит выйти на новые перспективные направления в геологии, создать современные геотехнологии

Цеолитсодержащие породы достаточно широко распространены в Республике Коми Однако природные ресурсы очень непросто превратить в реальные жизненные блага Решение таких задач во многом зависит от результатов совместных исследований в различных областях науки, которые аккумулирует технологическая минералогия цеолитсодержащих пород Среди многочисленных разновидностей цеолитового сырья анальцимсодержащие породы являются сложным, но интересным объектом исследования, как в геологическом, так и технологическом плане

Среди причин, которые затрудняют практическое использование анальцим-содержащих пород можно назвать следующие недостаточная изученность зависимости их физико-химических свойств от вещественного состава, сложность пород для процессов обогащения из-за полиминерального состава и тонкодисперсного срастания минералов с близкими разделительными свойствами В связи с этим исследование физико-химических свойств в зависимости от особенностей вещественного состава, а также возможностей направленного изменения свойств анальцимсодержащих пород для использования в различных технологических процессах, в том числе обогатительных, является актуальной задачей

Цель работы — выявление особенностей вещественного состава анальцимсодержащих пород Тимана (на примере Веслянской группы проявлений) и их взаимосвязи с физико-химическими свойствами, установление возможности модификации свойств с целью обогащения и вовлечения данного вида сырья в различные сферы использования

Для достижения этой цели решались следующие задачи

— изучение минерального состава анальцимсодержащих пород, текстурно-структурных особенностей и физико-химических свойств,

— изучение взаимосвязи физико-химических свойств с особенностями состава и строения анальцимсодержащих пород,

— научное обоснование механизма модификации физико-химических свойств анальцимсодержащих пород,

— разработка режимов селективных методов дезинтеграции,

— исследование обогатимости анальцимсодержащих пород с целью разработки эффективного способа обогащения,

— выявление перспектив практического использования анальцимового сырья с учетом особенностей сорбционных, ионообменных и других свойств для вовлечения в различные технологии (на примере разработки фильтрующих материалов для очистки воды)

Объектами исследований являлись анальцимсодержащие породы Веслянс-кой группы проявлений (Средний Тиман, Республика Коми) и технологические продукты их переработки и обогащения

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Особенности минерального состава и структуры анальцимсодержащих пород Тимана (обилие глинистых минералов в тонкодисперсном срастании с анальцимом) определяют их физико-химические свойства

2 Заданные условия окислительно-восстановительных процессов, протекающих при химической (термической) обработке, приводят к направленному изменению параметров структуры минералов анальцимсодержащих пород и их физико-химических свойств

3 Схема обогащения, включающая селективный метод дезинтеграции анальцимсодержащих пород, при котором создаются условия разрушения по границам минеральных зерен в результате акустического воздействия, позволяет получать концентрат с содержанием анальцима до 95 %

Научная новизна:

1 Выявлены особенности вещественного состава анальцимсодержащих пород и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами

2 Определена специфика механизмов поведения анальцимсодержащих пород в технологических процессах, которая обусловлена их минералогическими особенностями и физико-химическими свойствами

3 Предложены методы направленного изменения параметров структуры и физико-химических свойств минералов анальцимсодержащих пород

4 Разработана схема обогащения анальцимсодержащих пород, которая позволяет получать концентрат с содержанием анальцима до 95 %

Практическая значимость работы заключается в разработке:

— подходов и методов воздействия на физико-химические свойства анальцимсодержащих пород и продуктов их обогащения,

— схемы обогащения анальцимсодержащих пород,

— способа очистки питьевой воды на основе аналыдамсодержащей породы,

— технологии формирования наноэлектронных структур методом селективного извлечения атомов на примере анальцима, в том числе при получении алюминиевого сырья

Апробация работы. Полученные результаты работы докладывались и обсуждались на XI, XII, XIII конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента"

(Сыктывкар, 2002 г, 2003 г, 2004 г ), IV и V Конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2003 г, 2005 г ), Международной научной конференции "Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов" (Апатиты, 2003 г), Международном совещании "Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых" (Петрозаводск, 2003 г), годичной сессии Московского отделения Минералогического общества России "120 лет со дня рождения академика А Е Ферсмана" (Москва, 2003 г), XIV Геологическом съезде Республики Коми "Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России" (Сыктывкар, 2004 г), XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 2004 г), 32-ом Международном геологическом конгрессе (32 ЮС) (Флоренция, 2004 г), IV Международном минералогическом семинаре "Теория, история, философия и практика минералогии" (Сыктывкар, 2006)

Фактический материал. Работа выполнена на основе материала, собранного во время экспедиционных работ 2003—2004 г г на цеолитопроявлениях Среднего Тимана (р Весляна, Черная), а также предоставленного ООО "Комигеология" Всего было исследовано порядка сотни образцов

Методы исследований: исследования аналышма ивмещающих пород проводились методами оптической спектроскопии (порядка 50 шлифов и аншлифов), оптической микроскопии (во Всероссийском институте минерального сырья, г Москва), электронной микроскопии, рентгенографического анализа (порядка 200), химического анализа, термического анализа, определения ионообменной емкости, удельной поверхности, твердости, плотности, удельной магнитной восприимчивости

Работа выполнена в рамках темы НИР "Минералого-технологический анализ основных видов минерального сырья Республики Коми с целью выработки рациональных и комплексных технологий обогащения", научного договора с Институтом химии ВАН (г Будапешт, Венгрия) и научного проекта молодых ученых и аспирантов УрО РАН "Цеолиты Тимана структура, свойства и применение" (2004 г) Результаты исследований были включены в отчет 2006 г по программе ОНЗ РАН "Техногенные преобразования недр земли развитие теоретических основ эффективного использования и сохранения георесурсов" Способ очистки воды на основе природного адсорбента (анальцимсодержащей породы) был отмечен дипломом победителя Коми республиканского конкурса "Золотой Меркурий — 2005" в номинации "Инновация года"

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 работ, в том числе монографии — 1, статей—4, тезисы докладов —12, препринт—1, патент—1.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 136 страниц Работа иллюстрирована 39 рисунками и 20 таблицами, список литературы содержит 182 наименования

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории Технологии минерального сырья Института геологии Коми НЦ УрО РАН под научным руководством д г-

мн ОБ Котовой, которой автор благодарен за консультации, поддержку и неоценимую помощь в работе

За постоянную поддержку автор выражает свою искреннюю благодарность директору Института геологии академику Н П Юшкину

Особую благодарность автор выражает заведующему лабораторией Технологии минерального сырья д г -м н Б А Остащенко и ее сотрудникам, а также к г -мн ИН Бурцеву за ценные рекомендации при выполнении работы и помощь в проведении исследований

Автор признателен сотрудникам инженерной группы, особенно В Ф Куприянову и Г Г Есеву, за советы и помощь в проведении экспериментальных исследований.

Автор благодарен В Н Филиппову, кг-мн ЮС Симаковой, Г Н Модяновой, С Т Неверову, к х н Т М Тарасовой, сотрудникам лаборатории химии минерального сырья, группы спектрального анализа за помощь в проведении аналитических исследований

Автор признателен сотрудникам Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им НФ Федоровского д г-м н ЕГ Ожогиной, к т н И Г Луговской, к г-м н А В Григорьевой, к х н С И Ануфриевой за помощь в проведении минералогических и технологических исследований, а также за ценные советы и замечания при выполнении работы

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ООО "Комигеоло-гия" Капитанову В М и Игнатьеву А Н за предоставленный каменный материал, советы и рекомендации

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ

Положение 1. Особенности минерального состава и структуры анальцимсо-держащих пород Тимана (обилие глинистых минералов в тонкодисперсном срастании с анальцимом) определяют их физико-химические свойства.

Анальцим занимает особое положение среди цеолитов Тимана В результате исследований М А Плотникова, В А Молина (1969), В А Пивня, М А Данилова (1980),ММ Файера,ГА Шуваловой,РП Сливковой(1983),Б А Остащенко(1980, 1983,1984) и др выявлено значительное площадное распространение осадочных анальцимсодержащих отложений различного возраста (от девона до перми включительно) на Тимане и Притиманье (рис 1) и высокое содержание цеолитов в породе (до 80 %) Во второй половине прошлого века в Республике Коми была выделена Тиманская цеолитоносная провинция площадью около 150000 км2 (Остащенко, 1984)

Наиболее изученной в пределах Тиманской цеолитоносной провинции является Коинская цеолитоносная площадь, расположенная в Княжпогостском районе Республики Коми Геологическая изученность Коинской площади соответствует среднемасштабной геологической съемке, однако в отношении анальци-моносности она исследована неравномерно На площади выявлено 10 проявле-

Рис. 1. Цеолитопроявления на территории Европейского Северо-Востока (по материалам Б. А. Остащенко (1984). М. А. Плотникова (1982), М. М. Файера и др. (1983), Н. П. Юшкина (1976), В. И. Силаева, Т. И. Тараниной (1982) и др.).

1 — цеолиты в верхнепермских отложениях (А — коренные выходы, Б — скважины);

2 — цеолиты в нижнекаменноугольных отложениях; 3 — цеолиты в базальтах; 4 — цеолитопроявления в пределах Карской депрессии; 5 — цеолиты в баритовых конкрециях; 6 — гидротермальные цеолиты, 7 — участок экспедиционных работ

ний анальцимсодержаших пород, восемь из которых связаны с терригенными 1 отложениями чевьюсской свиты. По данным ООО "Комигеология" прогнозные ' ресурсы анальцимсодержащих пород Коинской площади категории Р, — около 600 млн. т, категории Р7 — порядка 1 млрд 500 млн т (Шушков, Котова, Капитанов и др., 2006).

В настоящее время в отношении анальцимоносности наиболее изученной является территория Веслянской структуры, расположенная в юго-восточной части Коинской площади. Анальцимсодержащие породы Веслянской группы проявлений представлены верхнепермскими алевролитами и аргиллитами и значительно реже мергелями. Минералого-петрографическими исследованиями установлено, что олигомиктовые и полимиктовые алевролиты характеризуются пятнистой и неравномернослоистой текстурами, обусловленными чередованием

слойков и гнезд, сложенных материалом псаммитовой, алевритовой и пелитовой размерности Тонкозернистый материал вклинивается в более крупнозернистый и переслаивается с ним При этом какой-либо заметной закономерности в чередовании разнозернистого материала не наблюдается Обломочные частицы алевролитовой размерности характеризуются весьма слабой степенью окатанности и плохой сортировкой Обломки кварца, полевого пшата, эффузивных пород, чешуйки и пластинки мусковита сцементированы глинистым и глинисто-карбонатным материалом, в котором присутствуют вкрапленники переработанного органического материала коричневого цвета различной интенсивности, обусловливающие пятнистую текстуру цемента В целом тип цемента базальный и контактово-базальный Из аутигенных минералов присутствуют серицит, хлорит и пирит

Аргиллиты также характеризуются пятнистой и неравномернослоистой текстурами, обусловленными, с одной стороны, неравномерным ожелезнением, с другой — наличием слойков разной мощности, сложенных разнозернистым (псаммитовым и алевритовым) материалом Обломочный материал представлен кварцем, полевыми шпатами, карбонатами и обломками эффузивных пород Отмечаются также пирит и гидроксиды железа

Анализ минерального состава показал, что анальцимсодержащие породы характеризуются высоким содержанием глинистой составляющей (50—70 %), которые пропитаны оксидами и гидроксидами железа Также присутствуют кварц (10—30 %), анальцим (1—30 %), полевые шпаты (2—10 %), карбонаты (2—5 %), пирокластический материал

Цеолитовая минерализация по нашим данным представлена анальцимом Na16[Al16Si32096] 16Н20 Анальцим на дифрактограммах диагностирован по серии рефлексов (d,A> 5,58 (211), 4,83 (220), 3,65 (321), 3,42 (400), 2,92 (322), 2,79 (422), 2,683 (431), 2,491 (521), 2,417 (440) и находится в соответствии с типичными анапь-цимами (Семушин, 1986) Согоасно методике Пекова И В с соавторами (Пеков, Турчкова, Ловская и др , 2004) установлено, что анальцим имеет кубическую сингонию, параметры элементарной ячейки а=13,670±0,005 A, V=2566,20 А3 (аналитик кг-мн Ю С Симакова)

В породе анальцим встречаются в виде изометричных кристаллов, микрооолитовых стяжений, микрожеодных агрегатов или криптокристаллического цемента Часто встречается сочетание всех форм выделений одновременно Скопления кристаллов анальцима отмечаются практически во всех изученных породах (аргиллитах, алевролитах, мергелях) Также их можно наблюдать на границах разных пород, например, алевролита и аргиллита

Анальцимовые агрегаты инкрустируют округлые и овальные полости, а также выполняют микротрещины в породах Под микроскопом в шлифах четко прослеживаются разные стадии заполнения анальцимом пустот Так, на рис 2, а видно, что мелкокристаллический агрегат анальцима инкрустирует полости, а на рис 2, б наблюдается полностью выполненная им полость Как правило,

Рис. 2. Различные стадии заполнения пустот анальцимовыми агрегатами: а — инкрустации полости агрегатами анальцима; б — агрегаты анальцима замещают полость. Изображения, полученные с помощью поляризационного микроскопа Leica RD DM (ВИМС, г. Москва). Параллельные николи. Увел. 200.

анальцимовый агрегат имеет разную структуру. Отмечаются как тонкокристаллические (размер кристаллов менее 0,01 мм), так и среднекристаллические агрегаты (размер кристаллов около 0,5 мм). По внешнему контуру практически всегда развивается интенсивно измененный глинисто-кремнистый материал.

Агрегаты анальцима характеризуются: 1) срастанием с глинистыми минералами, 2) изрезанными или зазубренными границами срастания, 3) неравномерными размерами. На основании вышеизложенного можно предположить, что данные характеристики не позволят достаточно эффективно раскрыть анальци-мовые агрегаты, которые находятся в сростках.

Наряду с минералогическими особенностями изучены и физико-химические свойства. Одним из механических свойств является твердость. Данные по твердости минералов (табл. 1) в сочетании с текстурно-структурными характеристиками анальцимсодержащих пород позволяют прогнозировать их поведение при дроблении и измельчении. Например, глинистые минералы обладают низкой твердостью и легко разрушаются. Поэтому можно спрогнозировать, что они будут накапливаться в мелких классах крупности. Более прочные минералы, к которым относится кварц, разрушаются с трудом, и будут оставаться в крупных классах.

Кроме твердости определены и другие механические свойства анальцимсодержащих пород, которые важны при циклическом использовании (эксплуатации) и регенерации сорбционных материалов: механическая прочность на раздавливание, измельчаемость, истираемость, условная механическая прочность, виброизнос и водостойкость. Значительное содержание глинистых минералов в породе предопределяет низкие механические свойства, которые по многим показателям не отвечают "Временным техническим требованиям.. .* ". Например, не соответствуют требованиям механическая прочность на раздавливание (менее 80-104 м2/кг), измельчаемость (выше нормы в 1,4—2,4 раза) и условная механическая прочность (выше нормы в 6,1—7,2 раза). В пределах нормы находятся показатели виброизноса (менее 1,0 %) и истираемости (менее 2,5 %).

* Временные технические требования к качеству природных цеолитов для предварительной оценки по направлениям использования (Оценка качества..., 1996).

Таким образом, механические свойства анальцимсодержащих пород нуждаются в модификации

Гравитационные свойства минералов определяют возможность и результаты применения гравитационных методов обогащения Плотность минералов анальцимсодержащих пород находится в интервале от 2000 до 3000 кг/м3 (табл 1) Малый градиент значений плотности анальцима (2200—2300 кг/м3) и глинистых минералов (монтмориллонит 2000—2330 кг/м3) позволяет предполагать низкую эффективность гравитационных методов обогащения

Изучение магнитных свойств минералов анальцимсодержащих пород позволяет прогнозировать результаты магнитной сепарации В качестве характеристики этих свойств нами использовалась удельная магнитная восприимчивость Значение удельной магнитной восприимчивости анальцима (0,87—0,95 10 8 м3/кг) значительно ниже, чем значение удельной магнитной восприимчивости других минералов (табл 1) Эту особенность можно использовать при выделении аналь-цимового концентрата с помощью магнитной сепарации

Электрические свойства. Была исследована проводимость анальцима в диапазо-

Таблица 1

Физические свойства анальцима и других минералов

Минерал Твердость, кГс/мм2 Твердость по шкале Мооса Плотность, кг/м3 Удельная магнитная восприимчивость, х10~8, м3/кг

Кварц 1023—1236 7 2650—2660 15—25

Полевые шпаты (плагиоклазы) 735—922 6—6,5 2740—2760 5—10

Монтмориллонит 50—76 1—2 2000—2330 15—60

Каолинит не опр 2—3 2500—2680 не опр

Кальцит 103—202 3—3,5 2710—2750 5—16

Доломит не опр 3,5—4 2200—3000 10—20

Анальцим 329—377 5—5,5 2220—2290 0,87—0,95

Примечание. Таблица составлена с использованием данных (Технологическая оценка . 19906, Хатькова, 2004)

не температур от -200 до +300 °С Установлено, что анапьцим обладает ярко выраженными диэлектрическими свойствами Величина удельного сопротивления составляет порядка 107 Ом Электрические характеристики предопределяют возможные области применения в качестве сырья для керамической индустрии и в электротехнической промышленности В данном направлении исследования также проводились в Институте химии УрО РАН (Керамика , 1994, Голдин, Дудкин, Рябков, 1995)

Сорбционные свойства. В нормальных условиях полости в каркасе цеолита заполнены обменными катионами и молекулами воды Удаление воды возможно с помощью нагревания или вакуумирования Обладая большой внутренней поверхностью каркаса, цеолиты могут поглощать во много раз больше молекул, чем какие-либо другие минералы

Анальцимсодержащие породы имеют невысокие значения объема пор по бензолу (0,121—0,137 10~3 м3/кг), удельной поверхности по толуолу (59— 65 103 м2/кг) и пористости (43—54%)

Анальцим является узкопористым цеолитом с величиной диаметра входного окна 0,26 нм, что позволяет ему сорбировать небольшие молекулы (водород, ацетилен, вода) и атомы (гелий) В тоже время данный минерал не способен сорбировать более крупные молекулы (атомы), например, аргон (критический диаметр атома 0,38 нм) Это подтверждает удельная поверхность по аргону, которая составила 1,5 м2/г (табл 2) Узкопористость анапьцима можно использовать в качестве молекулярного сита, например, для разделения смеси газов Значения удельной поверхности анальцимсодержащих пород находятся в интервале от 9,08 до 21,37 м2/г (табл 2)

Ионообменные свойства. Важность определения обменной емкости связана с использованием цеолитов, например, при очистке вод Ионообменная емкость

Таблица 2

Удельная поверхность и ионообменная емкость анальцимсодержащих пород

Проявление № пробы Содержание анальцима в породе, % Удельная поверхность по аргону, м2/г Ионообменная емкость по магнию, мг-экв/100 г

50201 5 13,66 34,2

Веслянское-2

502010 7 не опр 55,7

551 25 21,37 63,4

Весляна 55201 9 16,77 28,7

58901 10—12 не опр 120,0

56401 10 не опр 47,0

Веслянское-1 56402 11 не опр 195,0

56403 14—18 9,08 51,9

58601 15—18 10,46 47,3

Чернореченское 58602 18—20 16,72 58,0

58603 18—20 12,67 83,6

монофракция анальцима 1,5 21,5

кварц не опр 5,1

(ИОЕ) анальцимсодержащих пород по магнию варьирует в интервале от 28,7 до 195 мг-экв/100 г Ионообменная емкость анальцима составила 21,5 мг-экв/100 г (табл 2) Таким образом, ИОЕ анальцимсодержащих пород зависит в большей степени от содержания глинистых минералов, которые также проявляют ионообменные свойства

Проведено исследование ионообменной емкости анальцимсодержащей породы в зависимости от следующих классов крупности (мм) +5, -5+3, -3+1, -1+0,5, -0,5+0,25, -0,25+0,16, -0,16+0,1, -0,1+0,05,-0,05 Наибольшая ионообменная емкость установлена в мелких классах крупности -0,05 и -0,1+0,5 мм (62,6 и 61,8 мг-экв/100 г соответственно) При увеличении класса крупности до -0,16+0,1 и -0,25+0,16 мм ИОЕ уменьшается примерно на 25 и 33 % до значений 46,7 и 41,4 мг-экв/100 г соответственно В классе крупности —1,0+0,5 мм ИОЕ уменьшилась в 3,4 раза до значения 18,6 мг-экв/100 г, а в классе -3,0+1,0мм — в5,6 раза до 11,1 мг-экв/100 г В крупных классах -5,0+3,0 и +5,0 мм ИОЕ имеет минимальное значение—5,74 мг-экв/100 г (в 10,9 раза меньше максимальной ИОЕ)

Термостойкость позволяет судить о возможности применения данного сырья при повышенных температурах Потеря кристалличности и разрушение под действием высоких температур в значительной степени уменьшают регидрацион-ные способности анальцима Результаты термического анализа показали, что структурная вода удаляется в интервале температур 210—500 °С с максимумом при 350—370 °С Таким образом, при температуре 500 °С в полостях и каналах не остается молекул воды и анальцим становится активным Данный минерал можно использовать при высоких температурах — разрушение его структуры происходит при температуре 1020 °С (Гордиенко и др, 1989) Анальцим характеризуется плавной непрерывной дегидратацией, потеря массы составляет 8—9 %

На термограммах анальцимсодержащих пород наблюдается большее количество эндо- и экзотермических эффектов в связи с присутствием различных минералов Потеря массы колеблется от 6 до 9,26 %

Растворимость в кислотах (кислотоустойчивосгь). По величине Si/Al цеолиты можно разделить на две группы высококремнистые и низкокремнистые Высококремнистые образцы обладают высокой термостабильностью и кислотостой-костью В то время как низкокремнистые образцы обладают более высокой сор-бционной емкостью Анальцим относится к группе низкокремнистых цеолитов При обработке кислотой за счет деалюминирования анальцим можно переводить в группу высококремнистых цеолитов, увеличивая величину отношения Si/ Al В результате исследования кислотоустойчивости анальцима выявлен механизм, позволяющий регулировать соотношение кремния и алюминия в каркасе Кроме того, селективное извлечение атомов позволяет использовать анальцимо-вое сырье для производства алюминия

Обработка кислотой (и другими методами воздействия, например, термообработкой) приводит к дефектообразованию за счет удаления ионов А13+ При этом возникает нескомпенсированный заряд Как следствие этого, происходит

изменение соотношения электронных и дырочных центров Варьируя параметры химической обработки, можно создавать дефицит электронных (дырочных) центров, что открывает широкие перспективы направленного модифицирования наноструктурных элементов анальцима Наличие указанных центров создает предпосылки к формированию наноэлектронных структур на поверхности анальцима

Таким образом, минеральный состав, текстурно-структурные признаки анальцимсодержащих пород и физико-химические свойства минералов определяют механизм поведения данного сырья в технологических процессах Они играют определяющую роль при выборе процессов предварительной подготовки и последующих приемов обогащения пород

Положение 2. Заданные условия окислительно-восстановительных процессов, протекающих при химической (термической) обработке, приводят к направленному изменению параметров структуры минералов анальцимсодержащих пород и их физико-химических свойств.

Анальцимсодержащие породы относятся к труднообогатимому сырью, для эффективности обогащения которого требуются нетрадиционные подходы Одним из таких подходов является модификация физико-химических свойств анальцимсодержащих пород Основываясь на выявленных минералогических и структурных особенностях, исследованных физико-химических свойствах, предложены методы направленного изменения этих свойств с целью разработки эффективных схем обогащения, повышения качества анальцимового сырья и (или) придания новых свойств, позволяющих расширить возможности использования данного вида сырья

Как упоминалось ранее, физико-химические свойства анальцимсодержащих пород по многим показателям не отвечают требованиям, предъявляемым к сор-бционно-фильтрующим материалам, и нуждаются в модификации Например, анальцимсодержащие породы являются узкопористым сорбентом, имеющим небольшой объем пор и удельную поверхность Анальцимовое сырье уступает по качеству более пористым синтетическим и другим природным цеолитам, которые широко применяются в сорбционных и ионообменных процессах В связи с этим исследована возможность модифицирования ионообменных свойств анальцимсодержащих пород с целью увеличения ионообменной емкости различными методами воздействий (термообработка, обработка кислотой и др)

В результате термической обработки анальцимсодержащих пород выявлена динамика изменения ИОЕ Установлено, что термообработка при температуре 300 °С позволяет увеличить ИОЕ на 6 % от первоначального значения (11,1 мг-экв/100 г), при температуре 500 °С—на40%(рис 3) Придальнейшем нагревании ИОЕ уменьшается и имеет значения немного выше исходной ИОЕ

Выявлено влияние термообработки при температуре 350 °С на механические свойства анальцимсодержащих пород В результате уменьшается виброизнос, увеличивается механическая прочность на раздавливание, повышается водостой-

18

S 16

3 » к

2 л

™ -

I- о

~ 2 й е

« S 8

СЯ 1 = §

= 6 Е

10 1

0 4 с

1 2

О-

20 200 300 400 500 600 700

т, "С

Рис. 3. Зависимость ИОЕ анальцимсодержащих пород от температуры термообработки

(крупность -3,0+1,0 мм)

кость. Кроме того, улучшаются сорбционные свойства: увеличиваются удельная поверхность, объем пор, средний диаметр пор, пористость.

Полученные результаты были использованы при разработке способа очистки питьевой воды р. Вычегда анальцимсодержащей породой, модифицированной с помощью прокаливания, что позволило увеличить ее сорбционные свойства и удалить органические вещества. Установлено, что кварцевый песок и аналь-цимсодержащая порода примерно одинаково улучшают органолептические показатели качества воды (уменьшается цветность и мутность). Однако анальцим-содержащая порода значительно лучше снижает содержание железа (общее) в воде и уменьшает перманганатную окисляемость. Таким образом, анальцимсо-держащие породы могут быть использованы как природные адсорбенты для очистки питьевой и сточной воды (Патент № 200055121461).

В результате кислотной обработки установлено, что ИОЕ увеличивается от4 до 34 % (табл. 3). Наилучшие результаты получены при обработке соляной и азотной кислотой — ИОЕ увеличивается с 25,1 мг-экв/1 ООг до 31,1—33,8 мг-экв/1 ООг (на 24— 34 %). При активации серной кислотой ИОЕ увеличивается на 4—13 %.

При кислотной обработке из кристаллической решетки анальцима может быть выведена достаточно большая часть атомов алюминия без разрушения самого каркаса минерала. Это способствует увеличению сорбционной емкости и улучшению каталитических свойств анальцима и анальцимсодержащих пород. В тоже время деалюминирование анальцимсодержащих пород позволяет рассматривать их в качестве небокситового сырья для производства алюминия. Данная проблема неоднократно поднималась в отечественной и зарубежной литературе (Keller, 1952; Будников, Горовцев, Резаповаи др., 1977; Остащенко, 1984). В работе В.И. Будникова с соавторами отмечено, что проблему получения алюминия решали с использованием лейцита. Например, в Италии в 30-е годы на лейцитах работал завод, дававший 10 тыс. т глинозема в год. Причем рентабельным оказывалось

Таблица 3

Влияние кислотной обработки на ИОЕ анальцимсодержащих пород

Реагент Концентрация, % ИОЕ, мг-экв/ЮОг

5 29,2

НС1 10 33,8

20 32,6

5 28,4

Н2804 10 20,5

20 26,1

5 32,2

ГОЮз 10 31,9

20 31,1

Без обработки 25,1

Примечание. Время обработки 24 часа, крупность породы -0,5+0,25 мм

производство, использующее в качестве сырья породы с содержанием лейцита 20—30%.

Проведенные нами эксперименты показали, что количество выделенного в раствор алюминия зависит от времени обработки, крупности частиц, кислоты, ее концентрации и имеет сложный характер зависимости от этих параметров Например, наибольшее количество А1203 (50,84 %) выделено с помощью 10 % Н2804 Более 40 % А12Оэ поступило в раствор при воздействии 3 % НС1

Положение 3. Схема обогащения, включающая селективный метод дезинтеграции анальцимсодержащих пород, при котором создаются условия разрушения по границам минеральных зерен в результате акустического воздействия, позволяет получать концентрат с содержанием анальцима до 95 %.

Одним из сдерживающих факторов расширения областей использования анальцимсодержащих пород Тимана является неравномерное и (или) низкое содержание анальцима в породе (1—30 %) В то время как для использования в промышленности содержание цеолитов в породе должно быть не менее 75 % Проведено исследование анальцимсодержащих пород на обогатимость с целью использования данного сырья в различных областях хозяйственной деятельности

Эффективное обогащение может быть достигнуто лишь при освобождении анальцима от срастаний с глинистыми минералами Как отмечалось ранее, агрегаты анальцима характеризуются тонкодисперсным срастанием с глинистыми минералами, изрезанными или зазубренными границами срастания, неравномерными размерами агрегатов, что затрудняет раскрываемость Максимальное содержание (88 %) свободных зерен анальцима отмечается в материале круп-

ностью -0,1 +0,05 мм Однако, даже в таком мелком материале не происходит полного раскрытия анальцима

На основании изученных плотносгных и магнитных свойств анальцима и слагающих минералов спрогнозировано, что 1) гравитационное обогащение будет недостаточно эффективным из-за малого градиента значений плотности анальцима и глинистых минералов (в частности монтмориллонита), 2) выделение аналь-цимового концентрата возможно с использованием магнитной сепарации вследствие имеющихся различий в магнитной восприимчивости анальцима и других минералов

В качестве эксперимента нами были опробованы и гравитационное обогащение, и магнитная сепарация анальцимсодержащих пород

Гравитационное обогащение анальцимсодержащих пород проводилось с помощью винтового сепаратора (ВС-300) и разделения в тяжелых жидкостях (смесь бромоформа со спиртом) Обогащение с помощью винтового сепаратора дало низкие результаты, поэтому в дальнейшем было изучено тяжелосредное обогащение, при котором удалось достичь более четкого разделения минералов Обогащение проводилось в тяжелой жидкости с плотностью 2250 и 2300 кг/м3 Исходное содержание анальцима в породе 20 %, крупность -0,25+0,1 мм Был получен концентрат с содержанием анальцима 52—55 % при извлечении 45—53 %, выходе 22—28 % Как и предполагалось ранее концентрат содержит значительное количество глинистых минералов

Магнитная сепарация анальцимсодержащих пород проводилась сухим способом на сепараторе СИМ-1 Исходное содержание анальцима в породе 16 %, крупность -0,16+0,1 мм В результате получен концентрат с содержанием анальцима 58—62 % при извлечении около 30 %, выходе 6 % Анализ продуктов обогащения показал, что магнитная сепарация оказалась недостаточно эффективной вследствие того, что концентрат содержит сростки анальцима с глинистыми минералами Кроме того, часть агрегатов анальцима переходит в магнитную фракцию в сростках с глинистыми минералами

Поэтому для разделения сростков была предложена предварительная ультразвуковая обработка анальцимсодержащих пород

Ультразвуковая обработка проводилась на диспергаторе УЗДН-2Т Крупность породы -0,5+0,25 мм, содержание анальцима 18 % После ультразвуковой обработки анальцимсодержащая порода исследовалась на обогатимость с помощью магнитной сепарации (СИМ-1) Был получен концентрат с содержанием анальцима ~ 95 % при извлечении 83 %, выходе 15 %

Таким образом, ультразвуковая обработка, воздействуя на границы срастания анальцима и глинистых минералов, является эффективным способом раскрытия сростков и получения свободных агрегатов анальцима Поэтому перед обогащением анальцимсодержащих пород целесообразно использовать операцию ультразвуковой обработки

В результате проведенных исследований предложена следующая технологическая схема обогащения (рис 4) исходная анальцимсодержащая порода подвергается дроблению и классификации (выделяют класс крупности -0,5+0,25 мм), далее ее подвергают ультразвуковой обработке, производят декантацию водной суспензии, затем из осадка выделяют анальцимовый концентрат с помощью магнитной сепарации

Исходная анальцимсодержащая порода Дробление Классификация Класс -0,5+0,25 мм

Ультразвуковая обработка водной суспензии Частота 22 кГц

1

Декантация _

Г

Осадок Тонкодисперсная

^ фракция(слив)

магвитная сепарация на СИМ-1

_____ ^

магнитная немагнитная

фракция , ФРакция .

(хвосты) (анальцимовьш

концентрат)

Рис. 4. Технологическая схема обогащения анальцимсодержащих пород (на примере Веслянской группы проявлений)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В качестве объекта исследований выбраны анальцимсодержащие породы (Вес-лянская группа проявлений, Средний Тиман), которые представляют собой труд-нообогатимое сырье С привлечением комплекса современных экспериментально-аналитических методов установлен минеральный состав, структурные особенности и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами

Показано, что анальцимсодержащие породы относятся к узкопористым сорбентам, их технологические свойства по многим показателям не отвечают требованиям, предъявляемым к сорбционно-фильтрующим материалам, и нуждаются в модификации свойств и корректировке параметров структуры Технологии формирования наноэлектронных структур методом селективного извлечения атомов являются одним из решений этой проблемы

Предложены подходы и методы направленного модифицирования физико-химических свойств анальцимсодержащих пород и изменения параметров структуры слагающих минералов на примере кислотного, термического, акустического методов воздействия, которые являются основой для разработки эффективных методов извлечения ценных компонент, прогнозирования их поведения в различных технологических процессах, включая получение алюминиевого сырья

Разработана методика разрушения по границам минеральных зерен в результате акустического воздействия, которая является эффективным способом раскрытия сростков и получения свободных агрегатов анальцима В результате проведенных исследований предложена технологическая схема обогащения анальцимсодержащих пород, позволяющая получить концентрат с содержанием анальцима до 95 %

Проведенные исследования показали перспективы использования полученных результатов в прикладных целях, например, анальцимсодержащие породы могут применяться в качестве природных сорбентов д ля очистки питьевой и сточной воды от ионов железа и органических соединений Также их можно рассматривать как потенциальный источник получения алюминиевого сырья

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Шушков Д.А. Минералого-технологический свойства анальцимсодержащих пород Тимана Сыктывкар Геопринт, 2007 40 с

2 Шушков Д.А., Носков А В Анальцимсодержащие породы Среднего Тимана // Литология и полезные ископаемые, 2007 № 5 С 530—535

3 Патент № 2296718 RU МПК C02F 1/28, C02F 1/64, C02F 103/04 Способ очистки воды / Д.А. Шушков, О Б Котова, И П Пальшин Опубл 10 04 2007, бюл № 10

4 Шушков Д. А., Котова О Б , Капитанов В М, Игнатьев А Н Анальцимсодержащие породы Тимана как перспективный вид полезных ископаемых Сыктывкар, 2006 40 с (Научные рекомендации — народному хозяйству / Коми научный центр УрО РАН, вып 123)

5 Котова О Б, Шушков Д. А. Природные цеолиты Тимана структура, свойства, применение // Сыктывкарский минералогический сборник Сыктывкар, 2005 №34 С 89—99

6 Особенности вещественного состава анальцимсодержащих пород Тимана/О Б Котова, Е Г Ожогина, Д. А. Шушков и др //Вестник Института геологии, 2003 №8 С 8—10

7 Шушков Д.А. Природные цеолиты // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2004 № 9 С 23—24

8 Шушков Д.А. Характеристика основных физико-химических свойств анальцимовых цеолитов Тимана// Материалы 11-й научной конференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральскош сегмента" Сыктывкар, 2002 С 204—206

9 Минералого-технологические особенности анальцимсодержащих пород Тимана как основа их использования в промышленности /ОБ Котова, Е Г Ожогина, Д.А. Шушков и др // Материалы IV конгресса обогатителей стран СНГ Москва, 2003 С 224—226

10 Остащенко Б А, Котова О Б, Шушков Д.А. Проблема технологической минералогии цеолитов Тимана // Материалы Международной научной конференции "Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов" Апатиты, 2003 С 57—58

11 Шушков Д. А., Котова О Б Анальцимсодержащие породы Тимана, модификация физико-химических свойств в процессе обогащения // Материалы Международного совещания "Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессе обогащения полезных ископаемых" Петрозаводск, 2003 С 133

12 Шушков Д.А. Технологические исследования свойств анальцимсодержащих пород Тимана // Материалы 12-й научной конференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента" Сыктывкар, 2003 С 299—300

13 Григорьева А В , Котова О Б , Шушков Д.А. Цеолиты в осадочных породах Южного Тимана // Тезисы докладов годичной сессии Московского отделения минералогического общества России Москва, 2003 С 30—3)

14 Технологическая минералогия цеолитсодержащих пород Южного Тимана / Д.А. Шушков, О Б Котова, Е Г Ожогина и др // Материалы XIV Геологического съезда Республики Коми "Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России" Сыктывкар Геопринт, 2004 ТИС 248—250

15 Шушков Д.А. Технологические свойства цеолитсодержащих пород Южного Тимана// Тезисы докладов XV Коми республиканской молодежной научной конференции Сыктывкар, 2004 С 163—164

16 Shushkov Dmitry, KotovaOlga Timan zeolites properties and application //Scientific Section abstracts 32 IGC, 2004 Part 1 P 741

17 Шушков Д.А. Обогащение анальцимсодержащих пород Тимана // Материалы 13-й научной конференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента" Сыктывкар, 2004 С 239-241

18 Шушков Д.А., Котова О Б Проблемы обогащения анальцимсодержащих пород Тимана//Материалы V конгресса обогатителей стран СНГ Москва, 2005 Т III С 227— 228

19 Особенности изменения вещественного состава браунитовых марганцевых руд и анальцимсодержащих пород в процессе поглощения сероводорода /ИГ Луговская, И О Крылов, А Н Епихин, Д.А. Шушков, О Б Котова // Материалы IV Международного минералогического семинара Сыктывкар Геопринт, 2006 С 249-250

20 Котова О Б , Шушков Д.А. Обогащение анальцимсодержащих пород Тимана // Материалы VI конгресса обогатителей стран СНГ Москва, 2007 Т II С 31—32

21 Котова О Б, Ситников П А, Шушков Д.А. Наноэлектронные элементы анальцима и биоминералогические следствия // Материалы IV Международного семинара "Минералогия и жизнь происхождение биосферы и коэволюция минерального и биологического миров, биоминералогия" Сыктывкар Геопринт, 2007 С 202—203

Тираж 100_Заказ 641

Издательско-информационный отдел Института геологии Коми НЦ УрО РАН 167982, г Сыктывкар, ул Первомайская, 54 E-mail geoprint@geo komisc ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шушков, Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА ЦЕОЛИТОВ РОССИИ.

1.1. История исследования цеолитов.

1.2. Общая характеристика минерально-сырьевой базы цеолитов России.

1.3. Характеристика минерально-сырьевой базы цеолитов Республики Коми (и прилегающих территорий).

1.4. Веслянская группа проявлений.

1.5. Литологическая характеристика анальцимсодержащих пород

1.5.1. Карбонатно-терригенная формация, объединенных синдорской, вычегодской и вымской свит (уфимский ярус).

1.5.2. Терригенная формация чевьюсской свиты (нижнеказанский подъярус).

1.5.3. Карбонатная формация веслянской свиты (верхнеказанский подъярус).

1.5.4. Терригенно-карбонатная формация пытырьюсской свиты (татарский ярус).

1.6. Оценка прогнозных ресурсов анальцимсодержащих пород.

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава 3. МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ОСОБЕННОСТИ АНАЛЬЦИМСОДЕРЖАЩИХ

ПОРОД.

3.1. Текстурно-структурные особенности и минеральный состав.

3.2. Физико-химические свойства.

3.3. Направленное модифицирование свойств.

Глава 4. ОБОГАЩЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

AHA ЛЬЦИМСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД.

4.1. Дезинтеграция.

4.2. Гравитационное обогащение.

4.3. Магнитная сепарация.

4.4. Ультразвуковое воздействие.

4.5. Перспективы использования анальцимсодержащих пород

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералого-технологические свойства анальцимсодержащих пород Тимана"

Актуальность работы. В мировой науке и практике цеолитам уделяют внимание не меньшее, чем золоту и алмазам. В настоящее время насчитывается около 90 видов природных цеолитов. Их разнообразные свойства (адсорбционные, ионообменные, каталитические, молекулярно-ситовые) являются основой для использования в различных областях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, строительстве, при решении экологических проблем. В Республике Коми представление о цеолитах как минеральном сырье и перспективах его использования базируется на результатах отдельных исследований. Ресурсная стратегия Республики Коми направлена на формирование собственной базы цеолитового сырья, которая позволит выйти на новые перспективные направления в геологии, создать современные геотехнологии.

Цеолитсодержащие породы достаточно широко распространены в Республике Коми. Однако природные ресурсы очень непросто превратить в реальные жизненные блага. Решение таких задач во многом зависит от результатов совместных исследований в различных областях науки, которые аккумулирует технологическая минералогия цеолитсодержащих пород. Среди многочисленных разновидностей цеолитового сырья анальцимсодержащие породы являются сложным, но интересным объектом исследования, как в геологическом, так и технологическом плане.

Среди причин, которые затрудняют практическое использование анальцимсодержащих пород можно назвать следующие: недостаточная изученность зависимости их физико-химических свойств от вещественного состава, сложность пород для процессов обогащения из-за полиминерального состава и тонкодисперсного срастания минералов с близкими разделительными свойствами. В связи с этим исследование физико-химических свойств в зависимости от особенностей вещественного состава, а также возможностей направленного изменения свойств анальцимсодержащих пород для использования в различных технологических процессах, в том числе обогатительных, является актуальной задачей.

Цель работы - выявление особенностей вещественного состава анальцимсодержащих пород Тимана (на примере Веслянской группы проявлений) и их взаимосвязи с физико-химическими свойствами, установление возможности модификации свойств с целью обогащения и вовлечения данного вида сырья в различные сферы использования.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

- изучение минерального состава анальцимсодержащих пород, текстурно-структурных особенностей и физико-химических свойств; изучение взаимосвязи физико-химических свойств с особенностями состава и строения анальцимсодержащих пород;

- научное обоснование механизма модификации физико-химических свойств анальцимсодержащих пород;

- разработка режимов селективных методов дезинтеграции;

- исследование обогатимости анальцимсодержащих пород с целью разработки эффективного способа обогащения;

- выявление перспектив практического использования анальцимового сырья с учетом особенностей сорбционных, ионообменных и других свойств для вовлечения в различные технологии (на примере разработки фильтрующих материалов для очистки воды).

Объектами исследований являлись анальцимсодержащие породы Веслянской группы проявлений (Средний Тиман, Республика Коми) и технологические продукты их переработки и обогащения.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Особенности минерального состава и структуры анальцимсодержащих пород Тимана (обилие глинистых минералов в тонкодисперсном срастании с анальцимом) определяют их физико-химические свойства.

2. Заданные условия окислительно-восстановительных процессов, протекающих при химической (термической) обработке, приводят к направленному изменению параметров структуры минералов анальцимсодержащих пород и их физико-химических свойств.

3. Схема обогащения, включающая селективный метод дезинтеграции анальцимсодержащих пород, при котором создаются условия разрушения по границам минеральных зерен в результате акустического воздействия, позволяет получать концентрат с содержанием анальцима до 95 %.

Научная новизна:

1. Выявлены особенности вещественного состава анальцимсодержащих пород и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами.

2. Определена специфика механизмов поведения анальцимсодержащих пород в технологических процессах, которая обусловлена их минералогическими особенностями и физико-химическими свойствами.

3. Предложены методы направленного изменения параметров структуры и физико-химических свойств минералов анальцимсодержащих пород.

4. Разработана схема обогащения анальцимсодержащих пород, которая позволяет получать концентрат с содержанием анальцима до 95 %.

Практическая значимость работы заключается в разработке:

- подходов и методов воздействия на физико-химические свойства анальцимсодержащих пород и продуктов их обогащения;

- схемы обогащения анальцимсодержащих пород;

- способа очистки питьевой воды на основе анальцимсодержащей породы;

- технологии формирования наноэлектронных структур методом селективного извлечения атомов на примере анальцима, в том числе при получении алюминиевого сырья.

Апробация работы. Полученные результаты работы докладывались и обсуждались на XI, XII, XIII конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН «Структура, вещество, история литосферы Тимано

Североуральского сегмента» (Сыктывкар, 2002 г., 2003 г., 2004 г.), IV и V Конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2003 г., 2005 г.), Международной научной конференции "Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов" (Апатиты, 2003 г.), Международном совещании «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых» (Петрозаводск, 2003 г.), годичной сессии Московского отделения Минералогического общества России "120 лет со дня рождения академика А.Е. Ферсмана" (Москва, 2003 г.), XIV Геологическом съезде Республики Коми "Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России" (Сыктывкар, 2004 г.), XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 2004 г.), 32-ом Международном геологическом конгрессе (32 ЮС) (Флоренция, 2004 г.), IV Международном минералогическом семинаре "Теория, история, философия и практика минералогии" (Сыктывкар, 2006).

Фактический материал. Работа выполнена на основе материала, собранного во время экспедиционных работ 2003-2004 г. г. на цеолитопроявлениях Среднего Тимана (р. Весляна, Черная), а также предоставленного ООО «Комигеология». Всего было исследовано порядка сотни образцов.

Методы исследований: исследования анальцима и вмещающих пород провддились методами оптической спектроскопии (порядка 50 шлифов и аншлифов), оптической микроскопии (во Всероссийском институте минерального сырья, г. Москва), электронной микроскопии, рентгенографического анализа (порядка 200); химического анализа, термического анализа, определения ионообменной емкости, удельной поверхности, твердости, плотности, удельной магнитной восприимчивости.

Работа выполнена в рамках темы НИР "Минералого-технологический анализ основных видов минерального сырья Республики Коми с целью выработки рациональных и комплексных технологий обогащения", научного договора с Институтом химии ВАН (г. Будапешт, Венгрия) и научного проекта молодых ученых и аспирантов УрО РАН "Цеолиты Тимана: структура, свойства и применение" (2004 г.). Результаты исследований были включены в отчет 2006 г. по программе ОНЗ РАН "Техногенные преобразования недр земли: развитие теоретических основ эффективного использования и сохранения георесурсов". Способ очистки воды на основе природного адсорбента (анальцимсодержащей породы) был отмечен дипломом победителя Коми республиканского конкурса "Золотой Меркурий -2005" в номинации "Инновация года".

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 работ, в том числе: монографии - 1, статей - 4, тезисы докладов - 12, препринт - 1, патент - 1.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 157 страниц. Работа иллюстрирована 37 рисунками и 21 таблицей. Список литературы содержит 182 наименования.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории Технологии минерального сырья Института геологии Коми НЦ УрО РАН под научным руководством д.г.-м.н. О.Б. Котовой, которой автор благодарен за консультации, поддержку и неоценимую помощь в работе.

За постоянную поддержку автор выражает свою искреннюю благодарность директору Института геологии Н.П. Юшкину.

Особую благодарность автор выражает заведующему лабораторией Технологии минерального сырья д.г.-м.н. Б.А. Остащенко и ее сотрудникам, а также к.г.-м.н. И.Н. Бурцеву за ценные рекомендации при выполнении работы и помощь в проведении исследований.

Автор признателен сотрудникам инженерной группы, особенно В.Ф. Куприянову и Г.Г. Есеву, за советы и помощь в проведении экспериментальных исследований.

Автор благодарен В.Н. Филиппову, к.г.-м.н. Ю.С. Симаковой, к.г.-м.н. Г.Н. Лысюк, Г.Н. Модяновой, С.Т. Неверову, к.х.н. Т.М. Тарасовой, сотрудникам лаборатории химии минерального сырья, группы спектрального анализа за помощь в проведении аналитических исследований.

Автор признателен сотрудникам Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им. Н.Ф. Федоровского д.г.-м.н. Е.Г. Ожогиной, к.т.н. И.Г. Луговской, к.г.-м.н. А.В. Григорьевой, к.х.н. С.И. Ануфриевой за помощь в проведении минералогических и технологических исследований, а также за ценные советы и замечания при выполнении работы.

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ООО «Комигеология» В.М. Капитанову и А.Н. Игнатьеву за предоставленный каменный материал, советы и рекомендации.

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Шушков, Дмитрий Александрович

Основные выводы

В качестве объекта исследований выбраны анальцимсодержащие породы (Веслянская группа проявлений, Средний Тиман), которые представляют собой труднообогатимое сырье. С привлечением комплекса современных экспериментально-аналитических методов установлен минеральный состав, структурные особенности и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами.

Показано, что анальцимсодержащие породы относятся к узкопористым сорбентам, их технологические свойства по многим показателям не отвечают требованиям, предъявляемым к сорбционно-фильтрующим материалам, и нуждаются в модификации свойств и корректировке параметров структуры. Технологии формирования наноэлектронных структур методом селективного извлечения атомов являются одним из решений этой проблемы.

Предложены подходы и методы направленного модифицирования физико-химических свойств анальцимсодержащих пород и изменения параметров структуры слагающих минералов на примере кислотного, термического, акустического методов воздействия, которые являются основой для разработки эффективных методов извлечения ценных компонент, прогнозирования их поведения в различных технологических процессах, включая получение алюминиевого сырья.

Разработана методика разрушения по границам минеральных зерен в результате акустического воздействия, которая является эффективным способом раскрытия сростков и получения свободных агрегатов анальцима. В результате проведенных исследований предложена технологическая схема обогащения анальцимсодержащих пород, позволяющая получить концентрат с содержанием анальцима до 95%.

Проведенные исследования показали перспективы использования полученных результатов в прикладных целях, например, анальцимсодержащие породы могут применяться в качестве природных сорбентов для очистки питьевой и сточной воды от ионов железа и органических соединений. Также их можно рассматривать как потенциальный источник получения алюминиевого сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1±<S

Таким образом, автором представлена законченная научно-квалификационная работа, в которой содержится решение актуальной научной и практической проблемы разделения и концентрирования минеральных компонентов анальцимсодержащих пород на основе выявленных особенностей их минерального состава и физико-химических свойств, что позволило развить представления о методах модификации анальцимового сырья и продуктов обогащения, реализация которых обеспечивает повышение извлечения ценных компонентов и увеличение возможностей вовлечения данного сырья в различные сферы хозяйственной деятельности.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Шушков, Дмитрий Александрович, Сыктывкар

1. Агроминеральное и горно-химическое сырье Европейского Северо-Востока СССР. Сыктывкар, 1987. С. 104-120.

2. Адсорбенты, их получение, свойства и применение. Л.: Наука, 1985. 158 с.

3. Адсорбция в микропорах. М.: Наука, 1983. 216 с.

4. Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых / Под ред. В. С. Ямщикова. М.: Недра, 1987. 232 с.

5. Афанасьева Е.Л., Исаенко М.П. Технологическая минераграфия. М.: Недра, 1988. 226 с.

6. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов, газов. Л.: Химия, 1983.295 с.

7. Бажан И. С. Рентгеноструктурное и термохимическое исследование натрий-литиевых форм анальцима: Автореф. дис. . канд.геол.-мин. наук. Новосибирск, 2003.

8. Байраков В. В., Шевченко В. П. Определение содержания цеолитов // Разведка и охрана недр, 1978. № 12. С 49-51.

9. Баррер Р. Гидротермальная химия цеолитов. Пер. с англ. М.: Мир. 1985.424 с.

10. Барский Л. А. Так ископаемые становятся полезными. М.: Недра, 1988. 152 с.

11. Белицкий И. А., Габуда С. П. Классификация воды в цеолитах по данным протонного магнитного резонанса // Геология и геофизика, 1968. №6. С. 3-14.

12. Белицкий И. А., Юсупов Т. С., Никитина В. И., Филизова Л. Д. Выделение мономинеральных фракций некоторых природных цеолитов // Геология и геофизика, 1973. № 7. С. 107-110.

13. Берлинский А. И. Разделение минералов. М.: Недра. 1975. 176 с.

14. Берман И. Ф., Кельцев Н. В., Смола В. И. Защита атмосферы от двуокиси серы природными цеолитами // Тр. МХТИ им. Менделеева. М.: 1977. Вып. 93. С. 148-150.

15. Берт P.O. Технология гравитационного обогащения. Пер с англ. Е. Д. Бачевой. М.: Недра, 1990. 574 с.

16. Богданова В. И., Белицкий И. А. Устойчивость природных цеолитов в соляной кислоте // Геология и геофизика, 1968. № 4. С. 44-53.

17. Борзунов В. М. Месторождения нерудных полезных ископаемых, их разведка и промышленная оценка. М.: Недра, 1969. 335 с.

18. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М.: Мир, 1976. 781 с.

19. Будников В. И., Горовцев И. Ф., Резапова Н. М., Сысолова Г. Г. Цеолиты Тунгусской синеклизы возможный источник получения алюминия // Проблемы геологии алюминиевого сырья Сибири: Тр. СНИИГГИМС. Новосибирск. 1977. Вып. 256. С. 88-92.

20. Василевский М. М. Определение удельного веса твердых тел по микронавескам. Заводская лаборатория, 1960. № 10. С. 1170-1171.

21. Вербицкий П. Г. Основы кристаллооптики и методы изучения минералов под микроскопом. Изд-во Киевского университета, 1967. 180 с.

22. Вертушков Г. Н., Авдонин В. Н. Таблицы для определения минералов по физическим и химическим свойствам: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1992. 489 с.

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

24. Всесоюзный семинар «Геология, генезис и использование природных цеолитов». Тезисы докладов. 1 ч. Звенигород, 1978. 100 с.

25. Вяхирев Д. А, Шушунова А. Ф. Руководство по газовой хроматографии. Учеб. пособие для ун-тов. Москва: Высшая школа, 1975. 302 с.

26. Гвахария Г. В. Цеолиты Грузии. Тбилиси: Изд-во АН ГрузССР, 1951. 260 с.

27. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена. Пер. с нем. Ф.А. Белинской, Е.А. Матеровой, O.K. Стефановой. М.: HJ1, 1962. 450 с.

28. Гинзбург А. И., Александрова Т. И. Технологическая минералогия -новое направление минералогических исследований // Геология и охрана недр, 1974. № 3. С. 36-40.

29. Гинзбург А. И., Александрова Т. И., Шманенков И. В. Задачи технологической минералогии, пути и методы их решения // Советская геология, 1977. № 5. С. 7-19.

30. Геологическая служба и минерально-сырьевой комплекс Республики Коми. Сыктывкар: Геопринт, 1998. 48 с.

31. Геология, физико-химические свойства и применение природных цеолитов: Тр. науч. конференции. Тбилиси: Мецниереба, 1985. 384 с.

32. Голдин Б. А., Дудкин Б. Н., Рябков Ю. И. Республика Коми: уникальные возможности для современных керамических и композиционных технологий. Сыктывкар, 1995. 36 с.

33. Голдин Б. А., Истомин П. В., Рябков Ю. И. Петрогенетика керамики. Сыктывкар, 1996. С. 123-127.

34. Горохов В. К., Дуничев В. М., Мельников О. А. Цеолиты Сахалина. Владивосток: Дальневост. кн. изд-во, 1982. 106 с.

35. Григорьева А. В., Котова О. Б., Шушков Д. А. Цеолиты в осадочных породах Южного Тимана // Тезисы докладов годичной сессии Московского отделения минералогического общества России «120 лет со дня рождения академик А.Е. Ферсмана». Москва, 2003. С. 3031.

36. Джонс М. П. Прикладная минералогия. Количественный подход. Пер. с англ. Е. А. Годовиковой. М.: Недра, 1991. 391 с.

37. Дубинин М. М., Астахов В. А. Развитие представлений об объемном заполнении микропор при адсорбции газов и паров микропористыми адсорбентами//Изв. АН СССР. Сер. химическая, 1971. № I. С. 5-21.

38. Запорожцева А. С., Вишневская Т. Н., Глушинский П. И. Цеолиты меловых отложений севера Якутии // Литология и полезные ископаемые, 1963. № 2. С 161-177.

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

40. Ильинский Г. А. Определение плотности минералов. JL: Недра, 1975. 119 с.

41. Исаенко М. П., Боришанская С. С., Афанасьева Е. J1. Определитель главнейших минералов руд в отраженном свете: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1986. 382 с.

42. Исследования в области хроматографии: Тр. Всесоюзного совещания по хроматографии. М.: Изд-во академии наук СССР, 1952. 227 с.

43. Каширцева М. Ф., Акопова К. С., Левина Е. Е. Выделение минералов с помощью ультразвука // Разведка и охрана недр, 1972. № 9. С. 5457.

44. Керамика на основе анальцимсодержащих пород / Б. А. Голдин, Д. Н. Гришин, И. В. Клочкова и др. Сыктывкар, 1994. с. (Научные доклады / Коми НЦ УрО РАН; вып. 108).

45. Кокотов Ю. А., Золотарев П. П., Елькин Г. Э. Теоретические основы ионного обмена: сложные ионообменные системы. Л.: Химия, 1986. 280 с.

46. Колодезников К. Е., Новгородов П. Г., Матросова Т. В., Степанов В.

47. B. Кемпендяйский цеолитоносный район. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1992. 68 с.

48. Кононов О. В., Бакшеев И. А. Курс технологической минералогии: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 2004. 203 с.

49. Коссовская А. Г. Генетические типы цеолитов стратифицированных формаций // Литология и полезные ископаемые, 1975. № 2. С 23-44.

50. Кристаллическая структура Li-анальцима / Ю. В. Сереткин, В. В. Бакакин, И. А. Белицкий и др. // Журнал структурной химии, 2000. Т. 41. №6. С. 1233-1241.

51. Котова О. Б., Шушков Д. А. Природные цеолиты Тимана: структура, свойства, применение // Сыктывкарский минералогический сборник. Сыктывкар, 2005. № 34. С. 89-99.

52. Котова О. Б., Шушков Д. А. Проблемы обогащения анальцимсодержащих пород Тимана // Материалы V конгресса обогатителей стран СНГ. Москва, 2005. Т. 2. С. 227-228.

53. Кочан Т. И. Влияние цеолитсодержащей подкормки на углеводный обмен у овец. Сыктывкар, 1993. 20с. (Научные доклады / Коми НЦ УрО РАН; вып. 323).

54. Кунц А. Ф. Анальцимолиты пермских отложений Западного Притиманья. // Материалы XIII геол. съезда РК "Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока РФ. Новые результаты и новые перспективы". Сыктывкар: Геопринт, 1999. Т. IV.1. C. 47-50.

55. Лабунцов А. Н. Натролит из Хибинских и Ловозерских Тундр. Тр. геол. и минер, музея имени Петра Великого Росс. Акад. Наук. Ленинград, 1925. Т. V, вып. 2. 17-32 с.

56. Ласкорин Б. Н., Барский Л. А., Персиц В. 3. Безотходная технология переработки технологии минерального сырья. Системный анализ. М.: Недра, 1984. 334 с.1.s

57. Лебедева С. И. Определение микротвердости минералов. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 124 с.

58. Лисицина И. А., Бутузова Т. Ю. Аутигенные цеолиты в осадочном чехле Мирового океана // Литология и полезные ископаемые, 1978. № 6. С. 16-28.

59. Лобанов И. Ф. Определение минералов по их растворимости в воде и кислотах. Саратов, 1953. 335 с.

60. Лопатин А. Г. Центробежное обогащение руд и песков. М.: Недра, 1987. 224 с.

61. Малышева Е. О., Носков А. В. О происхождении анальцима в верхнепермских отложениях Восточного Притиманья // Вестник Института геологии, 2002. № 1. С. 19-22.

62. Менковский М. А. Комплексное использование горючих и нерудных ископаемых. М., 1962. 146 с.

63. Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах: Материалы Всесоюз. семинара. Новосибирск, 1985. 216 с.

64. Минералого-технологические особенности анальцимсодержащих пород Тимана как основа их использования в промышленности / О. Б. Котова, Е. Г. Ожогина, Д. А. Шушков и др. // Материалы IV конгресса обогатителей стран СНГ. Москва, 2003. С.224-226.

65. Михайлов А. С., Дистанов У. Г. Минеральное сырье. Цеолиты: Справочник. М.: Геоинформмарк, 1999. 29 с.

66. Молин В. А., Митяков С. Н. Строение и рудоносность верхнепермской мегаформации севера Русской плиты // Материалы XIII Геологического съезда Республики Коми. Сыктывкар, 1999. С. 81-83.

67. Мороз Н. К., Фурсенко Б. А., Сереткин Ю. В. Цеолиты в сверхгидратированном состоянии // Тезисы докладов XIV Российского совещания по экспериментальной минералогии. Черноголовка, 2001. С. 121.

68. Муравьев В. И. К методике выделения цеолитов из осадочных пород // Литология и полезные ископаемые, 1974. № 6 С. 146-148.

69. Нетрадиционные виды нерудного минерального сырья / Под ред. У. Г. Дистанова, А. С. Филько. М.: Недра, 1990. 261 с.

70. Никитенко И. П., Калинин Е. П., Юшкин Н. П. О находке анкилита в гранитоидах Приполярного Урала // Геология и полезные ископаемые Северо-Востока европейской части СССР и севера Урала. Сыктывкар, 1973. Т. 2. С. 430-434.

71. Новые виды неметаллических полезных ископаемых. М.: Наука, 1975. 240 с.

72. Новые физические методы обогащения полезных ископаемых. Л.: Механобр, 1983. 120 с.

73. Носков А. В. Морфологические типы анальцима в казанских отложениях р. Вымь // Материалы 11-й научной конференции «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента». Сыктывкар, 2002. С. 133-136.

74. Носков А. В. Цикличность казанских анальцимсодержащих отложений Тимана. Материалы 13-й научной конференции «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента». Сыктывкар, 2004. С. 136-139.

75. Ожогина Е. Г., Викулова Л. П., Масалович Н. С., Лебедева С. И. Метрологическая оценка определения микротвердости минералов (на1<r?примере манганита и пиролюзита) // Разведка и охрана недр, 1987. № 5. С. 73-74.

76. Особенности вещественного состава анальцимсодержащих пород Тимана / Е. Г. Ожогина, О. Б. Котова, Д. А. Шушков и др. // Вестник Института геологии, 2003. № 8. С. 8-10.

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

78. Осовецкий Б. М. Падение минералов в тяжелых жидкостях (новые методы исследования). Иркутск: Из-во Иркут. ун-та, 1992. 140 с.

79. Остащенко Б. А. Генетическая интерпретация закономерностей цеолитовой и агатовой минерализации на Северном Тимане // Тез. 11 Всесоюз. минерал, семинара "Проблемы генетической информации в минералогии". Сыктывкар, 1980. С. 171-172.

80. Остащенко Б. А. Метаморфогенное цеолитообразование на Северном Тимане // Геология и полезные ископаемые Европейского Северо-Востока СССР. Сыктывкар, 1983. Вып. 44. С. 79.

81. Остащенко Б. А. Проблема цеолитов Тимана. Сыктывкар, 1984. 20 с. (Научные рекомендации народному хозяйству; вып. 49).

82. Остащенко Б. А., Майорова Т. П. Эндогенные минеральные комплексы Северного Тимана / Под ред. Н. П. Юшкина, В. И. Силаева. Л.: Наука. 1988. 191 с.

83. Остащенко Б. А. Цеолиты Северного Тимана // Минералы и минералообразование. Сыктывкар, 1985. Вып. 50. С. 51-59.

84. Патент № 2183058, Россия, МКИ3 7А01, G31/00. Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте / И. Н. Хмелинин, В. М. Швецова. Опубл. 10.06.2002, бюл. № 16.

85. Патент № 2229342 RU. МПК7 B03B7/00. Способ обогащения цеолитсодержащих пород / А. Н. Хатькова, В. П. Мязин, Е. А. Никонов, К. К. Размахнин. Опубл. 27.05.2004, бюл. № 15.

86. Патент № 2296718 RU. МПК C02F 1/28, C02F 1/64, C02F 103/04. Способ очистки воды / Д. А. Шушков, О. Б Котова, И. П. Пальшин. Опубл. 10.04.2007, бюл. № 10.

87. Пирогов Б. И. Проблемы технологической минералогии // Известия ВУЗов. Горный журнал, 1982. № 8. С. 16-21.

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

89. Пеков И. В., Турчкова А. Г., Ловская Е. В., Чуканов Н. В. Цеолиты щелочных массивов. М.: Ассоциация «Экост», 2004. 168 с.

90. Первые находки цеолитолитов в МНР / В. В. Петрова, Н. С. Зайцев, А. Г. Коссовская и др. // Литология и полезные ископаемые, 1986. № 2. С. 125-128.1*9

91. Петрова В. В., Амарджаргал П. Цеолиты Монголии. (Тр. ГИН; вып. 496.) М.: Наука, 1996. 150 с.

92. Петрова В. В., Бадамгарав Д., Шувалов В. Ф. Южная Монголия -новый промышленно-перспективный цеолитоносный район. Добыча, переработка и применение природных цеолитов. Тбилиси, 1986. С 78.

93. Петрова В. В. Низкотемпературные вторичные минералы и их роль в литогенезе (гидрооксиды, силикаты, алюмосиликаты). Автореф. . дис. докт. геол.-мин. Москва, 2003.

94. Петрова В. В., Тумэнбаяр Б., Амарджгал П. Генетические типы и условия образования цеолитолитов Монголии // Литология и полезные ископаемые, 1992. № 2. С. 28-40.

95. Пивень В. А., Данилов М. А. К стратиграфии, литологии и полезным ископаемым нижнекаменноугольных отложений Северного Тимана. // Докл. АН СССР, 1980. Т. 252. С. 430-434.

96. ЮО.Плаксин И. Н. Обогащение полезных ископаемых. Избранные труды. М.: Наука, 1970.312 с.

97. Плотников М. А. Анальцимсодержащие породы Притиманья и их практическое значение // Тр. IX геологической конференции Коми АССР «Литология и рудогенез осадочных толщ Европейского Северо-Востока СССР». Сыктывкар, 1982. С. 146-148.

98. Плотников М. А., Молин В. А. Верхнепермские и триасовые отложения Западного Притиманья. Л.: Наука, 1969. 107с.

99. Плотников М. А., Янулов К. П. О соде в верхнепермских отложениях Западного Притиманья // Литология и полезные ископаемые, 1973. № З.С. 139-141.

100. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке / В. И. Ревнивцев, Е. И. Азбель, Е. Г. Баранов и др.; Под ред. В. И. Ревнивцева. М.: Недра, 1987. 307 с.1ГО

101. Подчайнов С. Ф., Шило Н. А., Денисов Г. А. Анализ и обоснование применения природных цеолитов // Обогащение руд, 2001. № 4. С. 44-47.

102. Применение природных цеолитов в народном хозяйстве: Доклады респ. конференции «Теоретические и применение проблемы внедрения природных цеолитов в народном хозяйстве РСФСР». Москва, 1989. 92 с.

103. Природные цеолиты России: Геология, физико-химические свойства и применение в промышленности и охране окружающей среды. Тезисы докладов Республиканского совещания «Природные цеолиты России». Новосибирск, 1992. 171 с.

104. Проблемы направленного изменения технологических и технических свойств минералов. JL: Механобр, 1985. 136 с.

105. Размахнин К. К. Повышение качества цеолитсодержащего сырья на основе применения магнитоэлектрических воздействий. Автореф. дис. канд. тех. наук. Чита, 2005. 18 с.

106. Ревнивцев В. И. Обогащение полевых шпатов и кварца. М.: Недра. 1970. С. 128.

107. Роль технологической минералогии в развитии сырьевой базы СССР: Материалы сессии ВМО. JL, 1983. 171 с.

108. Руководство по рентгенографическому исследованию минералов / Под ред. В. А. Франк-Каменецкого. JL: Недра, 1975. 399 с.

109. Семушин В. Н. Рентгенографический определитель цеолитов. Новосибирск: Наука, 1986. 128 с.

110. Сендеров Э. Э., Хитаров Н. И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. М.: Наука, 1970. 285 с.

111. Серго Е. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: Учебник для вузов. М.: Недра, 1985. 285 с.

112. Сидоренко А. В. Проблемы геологии цеолитов / Природные цеолиты. М.: Наука, 1980. С. 5-7.5Y

113. Сидоренко Г. А. Методические основы фазового анализа минерального сырья, № 4. М.: ВИМС, 1999. 182 с.

114. Сидоренко Г. А., Власов В. В. Рентгенографический фазовый анализ цеолитсодержащих пород // Материалы Всесоюзного семинара "Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах". Новосибирск, 1985. С. 25-35.

115. Сизяков В. М., Насыров Г. 3. Эффективные способы комплексной переработки небокситового алюминиевого сырья на глинозем и попутные продукты // Обогащение руд, 2003. № 3. С. 31-36.

116. Силаев В. И., Никитин В. Д. О находке десмина на Полярном Урале // Геология магматических образований севера Урала и Тимана. Сыктывкар, 1984. С. 76-79.

117. Соколов В. А., Торочешников Н. С., Кельцев Н. В. Молекулярные сита и их применение. М.: Химия, 1964. 156 с.

118. Сорбция ионов благородных металлов на клиноптилолите / Г. Ш. Оспанова, М. М. Буркитбаев, М. К. Наурызбаев и др. // Цветные металлы, 2000. № 11-12. С. 68-70.

119. Справочник по обогащению. Подготовительные процессы. М.: Недра,1982.

120. Справочник по обогащению руд. Специальные и вспомогательные процессы / Под ред. О. С. Богданова, В. И. Ревнивцева. М.: Недра,1983.

121. Таранина Т. И. Типы месторождений барита и эволюция баритообразования на Полярном Урале. Автореф. дисс. . канд. геол.-мин. наук. Сыктывкар, 1982.

122. Теория и методология минералогии: Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Т 1. Сыктывкар, 1985. 172 с.

123. Теория и практика электрических и магнитных методов сепарации полезных ископаемых. М.: Наука, 1968. 128 с.fSZ

124. Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования: Справочник / Под ред. П. Е. Остапенко. М.: Недра, 1990а. 264 с.

125. Технологическая оценка минерального сырья. Опробование месторождений. Характеристика сырья: Справочник / Под ред. П. Е. Остапенко. М. Недра 19906. 271 с.

126. Технологическая оценка минерального сырья: Сборник научных трудов. Алма-Ата: КазИМС, 1981. 152 с.

127. Тихонов О. Н., Назаров Ю. П. Теория и практика комплексной переработки полезных ископаемых в странах Азии, Африки и Латинской Америки: Учеб. пособие для вузов. М.: Недра, 1989. 300 с.

128. Тюрин А. Н. Минералого-литологическая характеристика цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения. Автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. Казань, 2003.

129. Усачев П. А., Опалев А. С. Магнито-гравитационное обогащение руд. Апатиты, 1993.

130. Файер М. М., Шувалова Г. А., Сливкова Р. П. Формирование позднепермских цеолитсодержащих отложений Притиманья // Литология и полезные ископаемые, 1983. №5. С. 123-130.

131. Ферсман А. Е. Материалы к исследованию цеолитов России. Тр. геол.и минер, музея им. Петра Великого Росс. Акад. Наук. Петроград, 1916. Т. И, вып. 7. С. 263-374.

132. Физико-химические и медико-биологические свойства природных цеолитов: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1990. 145 с.

133. Физические методы исследования горных пород и минералов. Сыктывкар, 1987. Вып. 60. 100 с.1S~5

134. Физические методы исследования осадочных пород. М.: Наука, 1966. 358 с.

135. МО.Хатькова А. Н. Минералого-технологическая оценка промышленного цеолитсодержащего сырья для обоснования методов обогащения и получения товарной продукции. Автореф. дис. . докт. тех. наук. Чита, 2004а.

136. Хатькова А. Н. Технологические свойства труднообогатимых цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 20046. № 7. С. 326-333.

137. Химия и катализ на цеолитах. Пер. с англ. И. В. Мишина / Под ред. X. М. Миначева. В 2 т. М.: Мир. 1980.

138. МЗ.Хмелинин И. Н. Сорбция биофильных элементов анальцимсодержащей породой Тимана. Сыктывкар, 1993. 20 с. (Научные доклады / Коми НЦ УрО РАН; вып. 310).

139. Хмелинин И. Н., Швецова В. Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте // Вестник Института биологии, 2004. № 1. С. 2628.

140. Цеолитные катализаторы и адсорбенты: Сборник научных трудов ГрозНИИ. М.,1978. Вып. XXXIII. 156 с.

141. Нб.Цеолитоносность базальтов Забайкалья / И. В. Гордиенко, JI. Г. Жамойцина, Э. JI. Зонхоева и др. Новосибирск: Наука, 1989. 96 с.

142. Цеолиты в хирургии / А. М. Паничев, Н. И. Богомолов, Н. П. Бгатова и др. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. 120 с.

143. Цеолиты, их синтез, свойства и применение: Материалы II Всесоюзного совещания по цеолитам. JL: Наука, 1965.

144. Чантурия В. А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России // Обогащение руд, 2000. № 6. С. 3-8.

145. Чантурия В. А., Башлыкова Т. В. Технологическая оценка минерального сырья с помощью автоматического анализа изображений // Горный вестник, 1998. № 1. С. 37-52.

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

147. Челищев Н. Ф., Володин В. Ф. Кинетика ионного обмена щелочных и щелочно-земельных металлов на природном клиноптилолите // Геохимия, 1976. № 12. С. 1803-1812.

148. Челищев Н. Ф. Ионообменные свойства минералов. М: Наука, 1973. 204 с.

149. Челищев Н. Ф. Основные направления технологической минералогии // Известия АН СССР. Сер. геологическая, 1977. № 11. С. 86-94.

150. Челищев Н. Ф. Перспективы использования природных цеолитов в народном хозяйстве // Разведка и охрана недр, 1977. № 10. С 20-24.

151. Челищев Н. Ф. Сорбционные свойства минералов // Проблемы направленного изменения технологических свойств минералов J1., 1985. С. 118-127.

152. Шадерман Ф. И. Природные цеолиты в технологиях водоподготовки и очистки сточных вод. (Лабораторные и технологические исследования минерального сырья.) Обзорная информация. М.: Геоинформмарк, 1998. Вып. 3. 53 с.

153. Шепелева К. А., Берлинский А. И. О методах выделения мономинеральных фракций: Тр. ЦНИГРИ, 1971. Вып. 97. С. 23-27.

154. Шилаев В. П. Основы обогащения полезных ископаемых: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1986. 296 с.

155. Шишкин Ю. П. Адсорбционные свойства глин. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН РАН, 1986. 84 с.

156. Шумейко С. И., Чумаков И. С. Гейландит из отложений долины Нила // Литология и полезные ископаемые, 1974. № 6 С. 140-145.

157. Шушков Д. А., Котова О. Б., Капитанов В. М., Игнатьев А. Н. Анальцимсодержащие породы Тимана как перспективный вид полезных ископаемых. Сыктывкар, 2006. 40 с. (Научные рекомендации народному хозяйству / Коми научный центр УрО РАН; вып. 123).

158. Шушков Д. А. Минералого-технологические свойства анальцимсодержащих пород Тимана. Сыктывкар: Геопринт, 2007. 40 с.

159. Шушков Д. А., Носков А. В. Анальцимсодержащие породы Среднего Тимана // Литология и полезные ископаемые, 2007. № S. С. Sh 5~3 4".

160. Шушков Д. А. Обогащение анальцимсодержащих пород Тимана. Материалы 13-й научной конференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральскош сегмента". Сыктывкар: Геопринт, 2004. С. 239-241.

161. Шушков Д. А. Природные цеолиты // Вестник Института геологии, 2004. № 9. С. 23-24.

162. Шушков Д. А. Технологические исследования анальцимсодержащих пород Тимана. Материалы 12-й научной конференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента". Сыктывкар: Геопринт, 2003. С. 299-300.

163. Шушков Д. А. Технологические свойства цеолитсодержащих пород Южного Тимана // Тезисы докладов XV Коми республиканской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 2004. С. 163-164.

164. Шушков Д. А. Характеристика основных физико-химических свойств анальцимовых цеолитов Тимана. Материалы 11 -й научнойконференции "Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента". Сыктывкар, 2002. С. 204-206.

165. Юшкин Н. П., Маслов М. А., Микляев А. С. Цеолиты (ломонтит, анальцим) Карской кольцевой депресии на Пай-Хое и их парагенезы // Минералы и парагенезы минеральных горных пород. Д.: Наука, 1976. С. 71-75.

166. Юшко С. А. Методы лабораторного исследования руд: Учеб. пособие для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1984. 389 с.

167. Brathwaite R.L. Geological and mineralogical characterization of zeolites in Lacustrine tuffs, Ngakuru, Taupo volcanic zone, New Zealand // Clay and Clay Minerals, 2003. Vol 51, № 6. P. 589-598.

168. The mineralogy and distribution of zeolitic tuffs in the Maramures basin, Romania / J-J Cocheme, P. J. Leggo, G. Damian et al // Clay and Clay Minerals, 2003.Vol 51, № 6. P. 599-608.

169. Remediation of Cd- and Pb-polutted soil by treatment with organo-zeolite conditioner / E. Coppola, G. Battaglia, M. Bucci et al // Clay and Clay Minerals, 2003. Vol 51, № 6. P. 609-615.

170. Janotka I, Krajci L., Dzivak M. Properties and utilization of zeolite-blended portland cements // Clay and Clay Minerals. Vol 51, № 6. 2003. P. 616-624.

171. Keller W. D. Analcime in the Popo Agie member of the Chugwater formation //Journal of Sedimentary Petrology, 1952. Vol. 22, №. 2. P. 7082.

172. Recommended nomenclature for zeolite minerals: report of the Subcommittee on Zeolites of the IMA, Commission on New Minerals and Mineral Names (D. S. Coombs et al.) // Can. Miner., 1997. Vol. 35. P. 1571-1606.

173. Sheppard R. A., Gude A. J. Zeolites and Associated Authigenic Silicate Minerals in Tuffaceous Rocks of the Big Sandy Formation, Mohave7S7