Обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа

Тюрин, Александр Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа"

На правах рукописи

Тюрин Александр Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОБЫЧИ И ОБОГАЩЕНИЯ ТИТАН- И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ РУДНЫХ ПЕСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА

Специальность 25.00.22 Геотехнология (подземная, открытая н строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток — 2006

Диссертация выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ имени В. В. Куйбышева) на кафедре горной электромеханики Горного института и кафедре организации и управления промышленным производством Института экономики и управления

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Жуков Анатолий Васильевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Петухов Валерий Иванович;

кандидат геолого-минералогических наук, Заслуженный геолог РФ Антонов Петр Никитович.

Ведущая организация:

Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Защита состоится «15» декабря 2006 года в 11® часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.04 при Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ имени В. В. Куйбышева), 690950, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 33, Горный институт ДВГТУ, ауд. Г-135.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета. Факс 8 (4232) 266-988.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ имени В. В. Куйбышева).

Автореферат разослан </3> 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета /

кандидат технических наук, доцент 7/ / В. Н. Макишин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. По данным Центрального научно-исследовательского геолого-разведочного института "ЦНИ ГРИ" (г. Москва), титановое и циркониевое минеральное сырье в настоящее время завозится в Россию из-за рубежа. Между тем потребность в нем с каждым годом возрастает. В настоящее время лидер отечественной титановой промышленности ОАО "Корпорация "ВСМПО-АВИСМА", которая в 2004 г. имела 32 % мирового рынка по производству губчатого титана, полностью покрывает свои потребности в сырье за счет иностранных источников.

В свою очередь, Российская Федерация обладает большими запасами титан- и железосодержащего минерального сырья, представленного как коренными, так и россыпными месторождениями. Большую перспективу промышленного освоения представляют прибрежио-шельфовые магнетит-ильменитовые и тнтаномагнетитовые россыпи, по причине больших запасов и благоприятных горно-технических условий, обеспечивающих их быстрый ввод в промышленную эксплуатацию (небольшие объемы горно-подготовительных работ, по сравнению с коренными месторождениями).

Однако специфика горно-технических, а также геолого-гидрологических условий россыпных месторождений континентального шельфа обуславливает жесткие экологические требования к технологиям и техническим средствам их промышленного освоения. Таким образом, научное обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков (ТЖРП) месторождений континентального шельфа, обеспечивающих экологечески безопасную, экономически эффективную разработку, является актуальной научной задачей, решение которой представляет большое практическое и научное значение.

Исследования в области применения альтернативных технологий разработки титан- и железосодержащих россыпей со дна морей и океанов проводились как в нашей стране, так и за рубежом. Были выполнены натурные и опытно-промышленные испытания для устройств, использующих принцип придонного обогащения при извлечении магнитной фракции из тела россыпи. Результаты данных исследований подтверждают целесообразность применения данной технологии. Однако создание и внедрение устройств выемки магнитной фракции сдерживается недостаточной изученностью процессов извлечения в зависимости от конкретных горно-геологических условий разрабатываемой россыпи. Также слабо изучены технологические и режимные параметры работы устройств, что не позволяет обосновывать конструктивные и технические характеристики при проектировании опытно-промышленных и промышленных образцов. В частности, недостаточно изучено влияние напряженности магнитного поля на показатели извлечения и качества получаемого пром продукта. Не определены режимы, обеспечивающие оптимальные процессы придонного обогащения при разработке сложных россыпей (содержащих как магнетит, так и ильменит). Соответственно, не определена экономическая эффективность от внедрения и использования описанной технологии при добыче и обогащении титан- и железосодержащих рудных песков.

Объектом исследования являются инновационные технологии и технические средства добычи и обогащения' твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа дальневосточных морей.

Предметом исследования являются режимные и эксплуатационные параметры технологий и технических средств добычи и обогащения твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа. . , " '-1 ■'■■

Целью данной работы является разработка технологических схем и 'технических средств промышленного освоения ТЖРП континентального шельфа дальневосточных морей.

Идея работы - определить технические и технологические параметры устройств и аппаратов для промышленного освоения ТЖРП континентального шельфа, позволяющих экологически безопасно и экономически эффективно их разрабатывать. ■ ■ Доя достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

. 1. Изучить горно-геологические и горно-техническне условия, а также климатическую характеристику прибрежно-шельфового магаетит-ильменитового месторождения Проточное Хасанский район Приморского края. Применительно к условиям месторождения Проточное, разработать кадастр минеральных ресурсов, позволяющий обосновать требования к способам и техническим средствам добычи и обогащения рудных песков. ' 1 '

2. Обосновать технологические параметры промышленного освоения при-брежно-шельфовых месторождений ТЖРП о использованием устройств выемки мзд-нит-ной фракции. Определить зависимости качества и извлечения ТЖРП от режимных и технологических параметров работы, устройств.

3. Изучить и определить оптимальные режимные параметры обогащения ТЖРП месторождения Проточное. Разработать математическую модель получения коллективного концентрата по схеме, обеспечивающей полноту извлечения и высокое качество концентрата.

4. Определить экономическую эффективность предлагаемых к использованию альтернативных технологий и технических средств промышленного освоения титан- и железосодержащих шельфовмх месторождений.

Материалом для проведения исследований служили как уже имеющаяся теоретическая и практическая информация, представленная в виде монографий, научных статей, патентов, научных отчетов исследовательских организаций, технических отчетов зарубежных компаний, занимающихся разработкой ТЖРП, так и данные, полученные в ходе выполненного исследования, в виде результатов геологической экспедиции, проводимых экспериментов, математического моделирования, данные гранулометрического, минералогического, химического, фазового, и др. анализов. Исследования осуществлялись с использованием лабораторного и измерительного оборудования ГИ ДВО РАН, Приморской поисково-съемочной экспедиции, ОАО "БОР", ООО "ЮНИКОМ".

,, Защищаемые научные положения ,„!,; 1. Системное представление гидролого-геолотических, геоморфологических, лито-дкнамнческих, экологических и физико-технических характеристик магнетит-иль-меннтового прибрежно-шельфового месторождения Проточное в виде разработанного кадастра, являющегося руководящим техническим материалом (РТМ), для проектирования н конструирования технических средств и технологий добычи и обогащения рудных песков.

2. Модель экспериментальных исследований, принципиальная схема испытательного . стенда, режимы регулирования электромагнитных характеристик технологических процессов выемки магнитной фракции из рудных песков; теоретические н практические результаты проведенных исследований, позволяющие обосновать оптимальные режимы разработки титан- и железосодержащих рудных песков шельфовых месторождений.

3. Методы и технологические схемы обогащения титан- и железосодержащих россыпных месторождений континентального шельфа на основе изучения фкзико-тех-нических и вещественных характеристик рудных песков.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что:

- разработана система гидролого-1-еологических, горно-технических, лнто-динамических, климатических и эколого-экономических параметров месторождения

Проточное, позволяющая обосновать целесообразность применения альтернативных; способов разработки прибрежио-шельфовых титан* и железосодержащих россыпных месторождений; .■

Гу) экспериментально определены технологические режимы и конструктивные, параметры устройств выемки магнитной фракции, позволяющие рассчитать оптимальные показатели извлечения и качества получаемого промпродукта;

nQ получены экспернмектальн ые зависимости извлечения и качества получаемого промпродукта (магнетит + ильменит) для устройства выемки магнитной фракции в виде функций режимных параметров работы устройства. Выявленные закономерности позволяют моделировать и исследовать процесс извлечения магнитной фракции при различных технологических режимах работы устройства выемкн магтгторй фракции; г

разработана математическая модель, описывающая процесс получения кол-; лективного концентрата и позволяющая оценить влияние альтернативного способа разработки россыпи, с использованием устройства выемки магнитной фракции, на процессы обогащения. , , ,

Методы исследований. Исследования выполнены на основе анализа литератур* пых и научно-исследовательских источников, патентных исследований, теории планирования экспериментов, технологического проектирования альтернативных вариантов вы-, емки магнитной рудной фракции, структурного проектирования технологических схем обогащения титан- и железосодержащих песков, математического и компьютерного моделирования технологических схем получения коллективного концентрата.

Практическое значение работы заключается: в разработке кадастра магнетит-нльменитового месторождения Проточное; в обосновании технологических параметров устройств добычи и обогащения ТЖРП месторождения Проточное с применением инновационных, экологически безопасных технологий; в обосновании и подборе обогатительного оборудования в . зависимости от способа разработки и производительности; ' в определении экономического эффекта от применения альтернативных способов разработки месторождения Проточное.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов н рекомендаций подтверждается: использованием усредненной технологической пробы, отобранной в соответствии с нормами, предъявляемыми к методике технологической оценки месторождений полезных ископаемых; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов и экспериментальных исследований (стандартная ошибка для показателей извлечения н содержания минералов не превышает 7,09 %); корректностью применения методов математического моделирования и математического анализа эмпирически полученных данных.

Реализация результатов работы. Результаты исследований в виде технологических схем добычи и обогащения ТЖРП месторождения Проточное приняты Центральной заводской лабораторией ОАО «БОР» для обоснования диверсификаций7 производства и разработки ТЭО получения новых видов продукции, в частности дибо-рида ттггаиа, днборнда циркония, ферробора. Технологические схемы добычи н обогащения ТЖРП рассмотрены техническим советом компании «Долина-В», ведущей разработку нльменитового месторождения Арнадненское, и приняты для реализации.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на 3-Й и 4-й международных научных конференциях «Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР (22-25 сентября 2004 г., 20-23 сентября 2006 г.,' Владивосток), 1-й и 2-й международных практических конференциях Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности" (СГОЙТУ, 2005, 2006 гг:),

3 v.lji

научно-технической конференции «Вологдинские чтения» (ДВГТУ, 2005 г.), конкурсах инновационных проектов по программе «СТАРТ» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (2004, 2005, 2006 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 отечественных печатных научных работах, в том числе 3 в соавторстве, а также 1 в иностранном издании (в соавторстве). Общий объем публикаций автора 2 п. л.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из двух томов. 1-й том состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 179 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 32 таблицы, библиографический список использованной литературы состоят из 110 наименований. 2-й том содержит 6 приложении, изложенных на 67 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации изложено современное состояние проблемы.

Изучение титаномагнетитовых россыпей на побережье дальневосточных морей ведется с начала 50-х гг. В Российской Федерации основные провинции ТЖРП находятся на Курилах, на западном побережье Татарского пролива, а также на Камчатском полуострове. Ряду россыпей и россыпных проявлений дана промышленная оценха. Целесообразность и экономическую эффективность промышленного освоения месторождений ттаномагнетитов на шельфе дальневосточных морей подтверждают исследования, выполненные в разное время рядом научных и производственных организаций. Обзор отечественных и зарубежных месторождений ТЖРП. позволяет сделать заключение о том, что в промышленное использование вовлечены в основном сухопутные зоны россыпей. Мировые лидеры по производству ильменитовых, рутиловых и лейкоксеиовых концентратов Австралия, ЮАР, Индия, Шри-Ланка эксплуатируют только россыпные месторождения, причем большая часть этих месторождений приурочена к прнбрежно-шельфовой зоне. Значительная часть индийских и российских запасов рудных песков приходится на волноприбойные (глубина до 20 м) и шельфовые (глубина от 20 до 50 м) зоны, причем для некоторых российских месторождений характерно отсутствие сухопутных (пляжевых) участков, запасы концентрируются в подводных частях берегового склона.

Основоположникам» отечественных исследований вопросов освоения минеральных ресурсов морей и океанов являются Г. А. Нурок, В. В. Ржевский, В. Н. Костин, Ю. В. Бруякин, Ю. Б. Бубне, Л. Н. Молочников, К. В. Яблоков, А. Д. Богатов, В. И. Богоявленский. Широко известны работы Московского горного института, ныне университета, посвященные подводной разработке месторождений полезных ископаемых, проводившиеся под руководством В. В. Ржевского, Г. А. Нурока. Также велись работы и в институте ВНИИПрозолото (Г. М. Лезгинцев, С. Ю. Истошин, Е. А. Контарь и др.), Московском геологоразведочном институте им. С. Орджоникдзе (работы, возглавляемые Д., Е, Смолдыревым), Инсттуте горного дела им. А, А. Скочинского, ЦНИИ им. Крылова. Работы по исследованию гидрофизических методов разработки россыпей шельфа проводились в Санкт-Петербургском государственном горном институте под руководством В. Б.Добрецова. Исследование вопросов промышленного освоения щельфовыхместорожденнй проводились в ИГД ДВО РАН, ТОО «Дальморис», ДВГТУ. Широко известны работы, посвященные промышленному освоению титан-. и железосодержащие месторождений шельфа дальневосточных морей А. В. Жукова, Г. И. Секисова, В. И. Папулова, В. А. Кутолина, Б. И. Вачаева, В. А. Резничеико, И. А. Карязнна, Мч И. Эвонарева н др.

Обзор современного состояния технологий и технических средств разработки твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа обозначил следующие недос-: татки, присущие большинству традиционных методов добычи: 1) зависимость от погод- 1 ньгх условий; 2) необходимость извлечения из подводного месторождения всего объема ] горной массы; 3) загрязнение окружающей среды. Таким образом, требования^ предъяв- \ ляемые к разрабатываемым технологиям и техническим средствам подводной добычи ! сводятся к следующему; 1) минимально зависеть от плавсредств, что достигается йс- | пользованием придонной разработки; 2) исключить добычу и транспортирование всего [ объема горной массы, по возможности используя придонное обогащение; 3) исключить 1 засорение морской воды и дна акватории; 4) обеспечить рентабельное и высокопроизво- > дительное ведение добычного процесса. ;

Анализ приоритетных направлений развития технологий и технических средств ; добычи ТЖРП, а также тематический патентный поиск позволили выделить технические \ и технологические решения, наиболее отвечающие вышеуказанным требованиям. Для : разработки ТЖРП шельфовых месторождений наиболее перспективными к промыщлен- ■ ному применению являются устройства, основанные на принципе придонного обогаще-1 пия с использованием магнитного поля (патенты 1Ш № 2164820, Ки 2164821, авторы | Жуков А. В., Звонарев М. И.). ., :

Процесс магнитной выемки до настоящего времени является недостаточно гоу-' чеиным по причине его многофакторности (различные горно-геологические и горно-"' технические условия россьшей ТЖРП, климатическая характеристика р-нов месторож-; дений). Не изучены зависимости технологических параметров добычного процесса (из- > влечение, качество) от режимных параметров работы добычного устройства (магнитный ; поток, создаваемый устройством, магнитная индукция в рабочей области). ;

Дальнейшее развитие и совершенствование устройств, использующих принцип ] придонного обогащения, требует определения оптимальных режимных параметровс | привязкой к конкретным горно-геологическим и горно-техническим параметрам место- I рождений, с учетом взаимосвязи и взаимного влияния добычного и обогатительных про- : цессов.

Вторая глава диссертации посвящена исследованию инновационных способов добычи ТЖРП с применением устройства магнитной выемки на примере магнетит-иль- ' менитового месторождения Проточное. . >

Изучаемая прибрежно-морская россыпь расположена в Хасанском р-не Приморского края на побережье Японского моря. В 2004 г. совместно с сотрудниками При-1 морской поисково-съемочной экспедиции была исследована прибрежная часть россыпи -на участке от устья р. Туманная до оз. Вторая протока (8 км). В отличие от предыдущих . исследований, когда технологическая оценка песков проводилась с использованием проб, отобранных на пляже после шторма, нами был выполнен отбор проб с различных участков россыпи, что позволило выделить различные технологические типы песков и [ получить более представительные результаты. В общей сложности было пройдено 11; шурфов, глубиной до 2 м. В процессе исследования горно-геологических и горно-техни- ; ческих характеристик месторождения Проточное были выполнены гранулометрический, : качественный и количественный минералогический, фазовый, химический анализы, не- : следованы физические свойства россыпеобразующих минералов. Климатическая и эко- ■ лого-экономическая характеристика р-на месторождения изучалась на основании данных Приморской поисково-съемочной экспедиции и Приморского управления по гидро- -метеорологии и мониторингу окружающей среды. В результате проведенных исследова^ ннй был разработан кадастр (табл. 1) минеральных запасов месторождения Проточное,, содержащий эколога чес кие ограничения, а также гидролого-геологические, гндрометео- 1

ралогические и технико-экономические параметры данного месторождении. Анализируя данные кадастра месторождения, были сделаны выводы о возможности, а с учетом жестких экологических требований, необходимости использования альтернативных технологий разработки месторождения, использующих принцип придонного обогащения с применением магангной выемки (патенты 1Ш № 2164820,1Ш 2164821, авторы Жуков А. В., Звонарев М. И.).

Для проведения экспериментального исследования процессов магнитной выемки на примере месторождения Проточное была создана модель устройства выемки магнитной фракции. Цель эксперимента заключалась в определении технологических характеристик устройства, при которых происходит изалеч&ше минералов магнетита и ильменита из россыпи, а также в исследовании процессов извлечения для определения оптимальных режимов работы устройства.

Модель (рис. 1) позволяла: производить извлечение магнитной фракции из пробы постоянного объема; плавно регулировать и измерять индукцию магнитного поля в рабочем пространстве исследуемой пробы, плавно регулировать и измерять магнитный ноток Ф, пронизывающий пробу, производить различное требуемое количество итераций (внедрение/извлечение) рабочего органа в пробу.

Таблица 1

Кадастр минеральных ресурсов месторождения Проточное (неполный)

. № п/п Наименование параметра Ед. иэм. Значение параметра

1 2 ■ 3 4

ГИДРОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1 ОбщнЙ объем разведанных запасов и прогнозных ресурсов продуктивных песков Проткозяый прирост запасов на шельфе млн т МО 72,8

2 Содержание рудной фракции в песках: по данным Л. Б. Хершберга (1971 г.): магнетит, ильменит, циркон по данным экспедиции 2004 г.: магнетит, ильменит, циркон % 1,25; 2,5;0,63 0,87; 0,6; 0,03

3 Запасы минерального сырья в сухопутной зоне россыпи: по данным Л. Б. Хершберга (1971 г.): магнетнг; ильменит; циркон по данным экспедиции 2004 г.: магнетит; ильменит; циркон млн т 4,5; 9; 2,27 3,13; 2,16; 0,11

4 Запасы минерального сырья в волнопри-бойной (глубина до 20м) и шельфовой (глубина от 20 до 50 м) зонах: по данным Л. Б. Хершберга (1971 г.): магнетит, ильменит, циркон по данным экспедиции 2004 г.: магнетит, ильменит, циркон млн т 5 0,91; 1,82; 0,46 0,63; 0,44; 0,02

...

Продолжение -табл. 1

1 2 3 4

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ. ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ

5 Географическое расположение месторождения Граничит на северо-западе с Дальневосточным морским заповедником. Побережье месторождения омывается течением в направлении заповедника

б Эколошческие регламентации и ограничения, влияющие на режим ведения горных работ: Содержание взвешенных частиц в воде: - нормальное -критическое - недопустимое мг/л 25-30 70 <70

*4 ♦ ... '

ГИДРОЛОГО-МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

7 Характер волновых процессов колебания уровня моря Приливы имеют неправильный полусуточный характер, не превышают по амплитуде 0,5 м. Уровень реки Туманная во время половодья повышается на 0,5 м

8 Температура воздуха: Начало зимы {устойчивый переход температуры воздуха через 0 С) Длительность отрицательных температур 13 ноября 4,5 мес

9 Ледовая обстановка В открытой части залива Посьет в р-не устья р. Туманная в январе, феврале при значительном понижении темпера' туры образуется плавучий лед. Сама акватория не замерзает. В суровые.зимц, 1 раз в 20 - 30 лет может образовываться серый лсд "до ,10 —, 1.5 см. толщиной

10 Ветер - .Среднее число дней в году, со скоростью ветра, равной или превышающей заданное значение: дней

Продолжение табл. 1

1 2 3 4

>8 м/с > 15 м/с >20 м/с - Штормовая характеристика 144 29 3 В период зимних муссонов, с октября-ноября по март, преобладают ветры северных и северно-западных направлений Шторма связаны в основном с циклонической деятельностью и наблюдаются преимущественно в холодный период года

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

11 Запасы минерального сырья (в ценах 2004 г.) в сухопутной и шельфовых зонах по данным Л. Б. Хершберга (1971 г.): магнетит, ильменит, циркон ИТОГО по данным экспедиции 2004 г.: магнетит, ильменит, циркон ИТОГО млн долл США 302,6; 973,8; 1226,9 2503,75 210,86; 233,71; 58,43 503,00

12 Предварительные требования к технологии разработки По причине жестких экологических требований традиционные технологии разработки (морские драги, землесосы) — не приемлемы

13 Географическое положение В экономическом отношении юж. часть Хасанского р-на слабо обжита и освоена. Ближайший нас. пушсг — п. Хасан — конечная точка железной и автомобильной дорог. В районе имеется ЛЭП-500. Незамерзающий порт Посьет находится в 67 км по ж. д. от пос. Хасан

Эксперимент проводился в два этапа:

1-й этап заключался в определении электромагнитных характеристик модели устройства выемки магнитной фракции (В - магнитная индукция в различных точках рабочей области стержня (рнс.1), Ф — поток вектора магнитной индукции, пронизывающий пробу). При различных значениях тока катушки, в диапазоне: I — 10, 15, 20, 25, 28, 55 А. была измерена магнитная индукция В, в результате была получена эмпирическая зависимость В = С{Ь), где Ь - расстояние от начала стержня до конечной

точки (конец участка перфорации, см. рис. 1). Интерполяция экспериментальной функции В = f(IJ позволила получить функцию Y^^O), которая описывает значение В в любой точке стержня в диапазоне от О до 145 мм (длина перфорированного участка). Поток вектора магнитной индукции Ф через поверхность есть интеграл вектора магнитной индукции по площади данной поверхности. Исходя из этого была получена формула расчета потока магнитной индукции Ф, Вб, пронизывающей исследуемую пробу (формула 1):

[I 143 is >

is о )

(1)

где Г1 - радиус магнитопроводящего стержня в перфорированном участке по высоте бороздок, мм; УцЫ11р/(0 — функция вектора магнитной индукции, полученная в результате интерполяции данных измерения, Тл; I — координата точки измерения (от 0 до 145 мм).

По формуле 1 были рассчитаны значения Ф для режимов: I = 10, 15, 20, 25, 28," 55 А. Т. к. измерений В при токе I = 13 А не производилось, Ф для режима I = 13 А был определен с помощью полученной экспериментальной зависимости Ф = Щ). В табл. 2 представлены значения Ф при различных режимах тока.

Устройство выемки магнитной фракции

Рудная (магнкгопроводящая фракция)

Катушка " постоянного тока

Рабочие области стержня

Стальной стержень с перфорацией

Пустая порода

Регулируемые показатели Исследуемые показателя

FM - элестромяг. сила е - извлечение

а - числе ■тепахнй р-качество

Условие придонного обогащения, в виде неравенства действующих сил

Условие полного извлечения, в-.,

F* < F' > f" «т"

к тч ут_ |

Условие очистки „ магнитной фракции (условие качества),

Р.-

Рис /. Пояснение к эксперименту

Таблица 21

Значения потока вектора магнитной индукции при различных значениях тока

Ток 1, А I 10 13 15 20 25 28 55

Поток вектора 1 маг, индукции 1945 ф, вб j 1969 1983 2089 2145 2167 2202

Такие полученные электромагнитные характеристики работы устройства магнитной выемки, как: 1 - ток катушки, В — вектор магнитной индукции, Ф - поток вектора магнитной индукции, использовались нами на втором этапе эксперимента, при анализе процессов извлечения и обогащения магнетита и ильменита.

2-й этап заключался в исследовании режимных и технологических параметров работы устройства выемки магнитной фракции. Критериями оценки эффективности процесса извлечения являлись: е, - коэффициент извлечение минерала в концентрат, %; р - качество получаемого концентрата. Как видно из рис. 1, электромагнитные силы Е», прямо пропорциональны магнитному потоку Ф, пронизывающем пробу. Посредством регулирования Ф и п были получены н исследованы искомые зависимости г и р как функции режимов. Показатели эффективности были определены для каждого минерала в отдельности (магнетита и ильменита).

Исследования проводились с целью выяснения характера и величины влияния электромагнитных и технологических параметров (I, п, Ф) на процессы извлечения н обогащения минералов магаетита и ильменита, таким образом, получаемые зависимости являются двухпараметрическими, имеющие вид поверхности. На рис. 2 представлены пример зависимости р = Г(1,п) и С — Щ,п) для ильменита, построенные на основании полученных экспериментальных данных, обработанных с помощью двухмерной сплайн-интерполяции.

quaKty-f{l,n) для ильменита

ШВш

Рис. 2. Экспериментальная зависимость р = f(I,n) и е = f(I,n) для магнетита и

ильменита

На практике исследование показателей эффективности процессов обогащения проводится с целью нх оптимизации (повышение извлечения и качества концентрата, снижение извлечения в хвосты и т. д.). Исследуемые зависимости £ = f(ï,n), р = f(I,n) в диапазоне I = 10 + 28 А, п = 2 ■*■ 7 ие дали однозначного ответа, при каких значениях этих параметров (I, п) показатели эффективности имеют максимальное значение (рис. 2). Также показатель I (сила тока) является малоинформативной величиной, поскольку при I = 13 А происходит насыщение стержня и увеличение силы тока не приводит' к увеличению магнитной индукции.

Основываясь на вышесказанном, нами была нроведсна математическая обработка результатов эксперимента, с целью построения зависимостей £ = f(®, в), р = ДФ, п) для магнетита и ильменита. Для построения данных зависимостей были выполнены следующие условия:

1. Выполнена двухмерная полиноминальная регрессия экспериментально полученных данных, позволившая сгладить эмпирические зависимости, обладающие погрешностью.

2. Выполнена экстраполяция полученной в результате регрессивного анализа зависимости. Диапазон параметров (Ф, п) задавался исходя из условий явного получения экстремума функции на данном диапазоне.

В результате были получены теоретические зависимости 0 = ДФ.п), е = Г(Фд1) для магнетита и ильменита. На рис. 3 представлен пример данных зависимостей для ильменита. Полученные теоретические зависимости были проанализированы. .. I.

Рис. 3. Зависимости Р = ("(Ф.п) и (е = Г(Ф,п) для ильменита. Двухмерная регрессия полиномом 8-й степени

Анализ показателей извлечения е *-'

Магаетит

Максимального значения показатель извлечения е — 99 % достигает при Ф 3100 Вб, п = 10. Дальнейшее увеличение магнитного потока до определенного значения способствует снижению е, в свою очередь увеличение числа итераций заметно не влияет' на показатель извлечения, он остается постоянным. 1

Ильменит т

Максимального значения показатель извлечения е = 99 % достигает при Ф = 2400 Вб, п = 8. Дальнейшее увеличение магнитного потока способствует снижению £, в результате увеличение числа итераций заметно не влияет на показатель извлечения, ои остается постоянным.

Анализ показателя качества получаемого концентрата 0

Магнетит

Максимального значения р = 64 % достигает при Ф = 1920 Вб, п - 5. Дальнейшее увеличение магнитного потока способствует снижению р, аналогичным, образом увеличение числа итераций также способствует снижению качества концентрата.

Ильменит . 1

Максимального значения р = 9 % достигает при Ф = 3600 Вб, п = 8, Дальнейшее увеличение магнитного потока способствует снижению р, в свою очередь увеличение числа итераций также способствует снижению качества концентрата.

Как видно из вышеприведенного анализа, на процесс извлечения влияет много факторов. К тому же оценка процессов извлечения выполняется по множеству показателей. Очевидно, что один показатель, например извлечение, не может быть критерием оценки процессов обогащения без учета качества получаемого концентрата. Таким образом, для оценки процессов извлечения магнитной фракции обоснованно использовать два критерия одновременно: извлечение £ и качество получаемого концентрата р. Данные критерии зависят от технологических параметров Ф и п, и как видно из представленных выше зависимостей, каждый из параметров влияет на показатели € и 0 по своему закону. К тому же, в процессе извлечения машнтнон фракции участвуют два минерала — магнетит и ильменит, имеющие отличающиеся магнитные характеристики и, соответственно, различные показатели е и р при одних и тех же режимах Ф и п. Из вышесказанного следует, что при исследовании процессов извлечения магнетита и ильменита необходимо анализировать показатели г и (3 с их привязкой к технологическим параметрам Ф и п, причем данные параметры должны < быть одинаковы в исследуемом диапазоне как для магнетита, так и для ильменита.

Для решения данной задачи нами была сделана выборка значений функций е = ^Ф,п), 3 = ^Ф.п) полученных в результате многомерной пол ином инальной регрессии эмпирических данных. При выборке значения магнитного потока изменялись в диапазоне Ф= 1300+ 2300 Вб, через каждые 100 ед., значение числа итераций п = 2* 11, через 1 ед. Таким образом были получены значения Сир для магнетита и ильменита для 240 различных режимов, приведенные в табл. б. Каждому режиму соответствует свое значение магнитного потока Ф и число итераций п. Результаты данных выборок были использованы для построения сводной зависимости показателей е и Р как функций режима (рис. 4).

Анализ полученных зависимостей (рис. 4) показал, что наилучшее соотношение показателей р и е для ильменита достигается при режиме № 144, Ф = 3600 Вб, п = 7, р = 9 и г в 99 % и режиме № 168, Ф = 3600 Вб, п = 8, р = 9 %, и £ -99 %. Дальнейшее увеличении числа итераций при аналогичных значениях магнитного потока приводит к снижению качества концентрата, но увеличению извлечения ильменита в концетрат. Показателен диапазон режимов 217 + 240, при котором п = 11. При режиме № 217, Ф = 1300 Вб, Р = 2%, £ = 99 %. Дальнейшее увеличение патока до 3600 Вб приводит к увеличению качества концентрата до 6 % при извлечении 99 %.

Характер изменения показателей Рис ильменита, в зависимости от режима объясняется следующим образом:

1. Увеличение потока вектора магнитной индукции до 3600 Вб приводит к одновременному увеличению показателей р и е по причине низкой магнитной проницаемость х ильменита. Различные зерна ильменита имеют различные значения магнитной проницаемости. Магнитные свойства ильменита могут зависеть от степени его лейкоксенизации, от наличия мнкровключений магнетита, таким образом, некоторым зернам ильменита достаточно небольших значений магнитного потока для притяжения к стержню. Оставшиеся зерна притягиваются при большем значении магнитного потока.

2. Увеличение числа итераций приводит к увеличению показателя извлечения и качества концентрата только до определенного значения (п = 8). Дальнейшее увеличение числа итераций способствует снижению качества получаемого концентрата, при аналогичных значениях магнитного потока. Это происходит по причине относительно низкого содержания ильменита в исследуемой пробе (а = 1,3 а также небольшим различием в магнитных свойствах ильменита и минералов вмещающих пород и конечно

наличием магнетита, который по своим магнитным свойствам извлекается при небольшой напряженности магнитного поля. Таким образом, 7-8 итераций достаточно для полного извлечения ильменита из россыпи, последующие итерации приводят к извлечению магнетита и минералов пустых пород, что снижает качество получаемого концентрата.

Показатели е, р для магнетита в зависимости от режима

О 1С 20 30 « Я » та » « НЮ 1IG 1?0 1» 14Û fW 180 1Л> k«0 IX 200 ИО 230 2J3

№ режима

содержание магнетита, % —»— извлечение магнетита, %

«01 т ьГ вй ' • ж i «и i 1 -Si о 5 » « »; Показатели е, (1 для ильменита и зависимости от режима

_1 ГТТТ t — — i

M \_m il

H Я ШМ 1 г jF

1 MM чг ГЛ LTM tj 7 I J

мЛ ai 1 1 i Tj M

— — 3 —; _i ft Jj H У t|

an S г Aï £ —i 3 ■ _1

ШЛ я £ а t jj^l m * ИП ■

Г 2 я n » LU «i m n

1 ■m

о 10 ¿и а »» «1 л 00 э » (СО 1*0 120 13) 1« 1! № режима и» 190 i; K> 100 1Й> ДО 210 22) 230 8*3

[ [_ —♦—содержание ильменита, % —«—извлечение ильменита, % 1|

Рис. 4. Сравнительные зависимости показателей сир как функций режима для

магнетита и ильменита

Россыпь месторождения Проточное рассматривается с позиции извлечения двух минералов: ильменита и магнетита. Как показали результаты эксперимента, оптимальные режимные параметры извлечения магнетита и ильменита отличаются, а т. к. процесс извлечения минералов происходит совместно, то при выборе режима придется отдавать одному из минералов предпочтение. Ильменит является более ценным минералом, поэтому при выборе режима приоритет оставался за ним. •

Как показал анализ экспериментально полученных данных, наилучшее соотношение показателей извлечения 3 и е достигается в режимах № 144, при котором Ф = 3600 Вб, п = 7, (3 = 9 н е = 99 % и Ш 168, при котором Ф = 3600 Вб, п = 8, р = 9 и

е = 99 %. Показатели извлечения магнетита при данных режимах следующие: режим Лз 144, р = 23 %. в = 99 %; режим Хз 168, р = 20 %, г = 99 %.

Таким' образом, наиболее эффективным режимом разработки магнетит: нльменитового месторождения Проточное является режим № 144, при котором Ф = 3600 Вб, п = 7, извлечение магнетита и ильменита составляет 99 %. Общее содержание магнитной фракции (магнетит + ильменит) составляет 32 %, в т. ч. магнетита — 23 %, ильменита — 9 %.

Анализ конфигурации магн кто проводящего стержня и визуальные наблюдения в ходе эксперимента позволили выявить т. н. рабочие зоны стержня, непосредственно в которых происходит извлечение магнитной фракции. Выло установлено, что перфорация стержня (рис. 1) способствует повышению напряженности магнитного поля у острия колец, а также увеличивает конкурирующие силы (см. рис. 1), что способствует : повышению качества получаемого концентрата. Также были выявлены и недостатки, выраженные в форме стержня. Геометрия стержня способствует значительному увеличению вектора магнитной индукции у острия (наконечник стержня) (рис. 1), в результате чего происходит притягивание минералов пустой породы, что снижает качество концентрата.

Полученный оптимальный режим (Ф = 3600 В б) позволил определить оптимальное значение вектора магнитной индукции в рабочей области. Формулу 1 можно записать в определенном виде для оптимального режима:

(-143 15 V

- jy^!rpl{t)dt+^¥luiicrpl(t)dt\. (2)

Решая уравнение 2, в интервале координат t = 0 + 140 можно найти значения вектора магнитной индукции в каждой точке стержня, при которых поток вектора магнитной индукции создаваемый стержнем равнялся 3600 Вб. На рис. 5 представлен график функции В = f(L), соответствующий оптимальному режиму извлечения магнитной фракции. Значение функции В = f(L) получены в результате решения уравнения 2 для t = 0 140,

Таким образом, экспериментально доказано;

1. Принцип действия устройства магнитной выемки, указанный в патенте RU № 2164820 (авторы Жуков А. В., Звонарев М. И.) применим для извлечения ильменита и магнетита месторождения Проточное.

2. Наиболее оптимальными технологическими параметрами для извлечения комплексного концентрата (магнетит + ильменита) из пробы объемом 4 104 м3 с глубины извлечения 150 мм являются следующие: магнитный поток Ф = 3600 Вб, число итераций п = 7. Показатели извлечения при данном режиме следующие: извлечение ильменита е = 99 %, извлечение магнетита е = 99 %, содержание магнитной фракции в получаемом промпродукте увеличивается до 32 % по сравнению с исходным а = 6 %, в том числе магнетита 23 ильменита 9 %. Полученные зависимости рис. 4 позволяют моделировать процесс извлечения магнетита и ильменита в зависимости от требуемых показателей (3, для магнетита в диапазоне 5 + 63 %, для ильменита в диапазоне 2*9%.

' , 3. Для выполнения условия придонного обогащения минералов конфигурация добычного органа (магм кто проводя щего стержня) должна иметь перфорацию в виде заостренных колец (рис. 1), что обеспечивает повышение магнитной индукции на остриях колец, а значит, способствует извлечению магнитной фракции, а также приводит к повышению конкурирующих сил в зоне острия колец, которые получили название «рабочие области», что способствует процессам очистки извлекаемой

магнитной фракции от минералов пустой породы. Именно в рабочих областях и происходят процессы извлечения и обогащения магнитной фракции. Магнитная индукция во всех рабочих областях стержня должна иметь одинаковое значение, что должно обеспечивать стабильность процессов обогащения и высокое качество получаемого концентрата. Согласно проведенным расчетам (формула 2), значение магнитной индукции в рабочих зонах областях при оптимальном режиме должно составлять 100 - 110 мл Тл (рис. 5).

Точкм

Рис. 5. График функции В = при Ф = 3600 Вб

Третья глава диссертации посвящена разработке опытно-промышленных методов и технологических схем обогащения ТЖРП месторождения Проточное. Исследование гидролого-геологических и горно-технических характеристик месторождения Проточное позволило обосновать целесообразность применения гравитационных и магнитоэлектрических способов обогащения (МЭМО).

Согласно результатам проведенных исследований вещественного состава песков россыпи, а также основываясь на данных минералогического, химического, фазового анализа, месторождение Проточное определено нами как сложная, комплексная россыпь, содержащая тугоплавкие редкоземельные элементы: титан, цирконий, ванадий. Исходя из кондиций, определены к промышленному освоению следующие минералы: магнетит, ильменит, циркон.

Сравнивая результаты гравитационного и магнитоэлектрического способов обогащения, наиболее эффективной и отвечающей требованиям комплексности использования сырья и экологической безопасности, представляется схема с использованием гравитационных способов обогащения на этапе получения коллективного концентрата с последующим применением МЭМО при получении мономннеральных концентратов. Проведенные работы по отбору проб с различных участков месторождения с последующим выделением технологических типов песков и получением усредненной пробы, позволили получить более представительные результаты в отличие от работы ДВГИ и Института химии ДВО РАН, которая выполнялась на пробе, отобранной с одного участке месторождения, после шторма. . - > ■

Вышеизложенные положения, а также установленные экспериментальным путем наиболее эффективные режимные параметры МЭМО позволяют обосновать технологическую схему обогащения ТЖРП для промышленного освоения

месторождения Проточное. В соответствие с этим была разработана схема обогащения, результаты опробования которой представлены в табл. 3, где Р - содержание, £ -извлечение минерала в продукт обогащения.

Таблица 3

Результаты обогащения ТЖРП месторождения Проточное

Продукты обогащения

. Минералы МагнетитовыЙ концентрат 1 Ильмен итовый концентрат 1 Промпродукт получения циркона

Р,<£ £, % % Р, % е, %

Магнетит 97,00 88,31 0,10 0,06 0,00 0,00

Ильменит 1,50 1,86 98,00 75,70 30.00 5,24

Циркон 0,10 1,38 0,10 0,86 40,00 77,55

МагнетитовыЙ Ильменитовый Хвосты

Минералы концентрат 2 концентрат 2

Р,% е, % е, % Р,% е, %

Магнетит 68,00 8,47 0,10 0,11 0,00 0,00

Ильменит 12,00 1,98 7,00 10,51 0,10 0,24

Циркон 0,50 0,92 1,00 16,67 0,10 2,62

На рис. б представлена технологическая схема первичного обогащения рудных песков месторождения Проточное до получения коллективного концентрата. Согласно технологической схемы обогащения (рис, б) была разработана математическая модель получения коллективного концентрата, позволяющая обосновать выбор обогатительного оборудования для двух альтернативных вариантов разработки месторождения: 1 - традиционный способ; 2 — с использованием устройств выемки магнитной фракции. Были рассмотрены три варианта производительности добычного участка: 100,200 и 350 т/ч.

Производительность обогатительной установки по получаемым продуктам зависит от показателей обогащения, для определения требуемой производительности обогатительного оборудования каждого этапа 0 были определены показатели обогащения -выход у, качество р, извлечение г. Моделирование процесса получения коллективного концентрата включало в себя два этапа: 1-й этап — определение технологических параметров процессов обогащения; 2-й этап - определение требуемой производительности обогатительного оборудования каждого этапа. Алгоритм определения показателей 1-го этапа представлен на рис. 7. Результаты 1-го этапа моделирования представлены в табл. 4: При традиционном способе разработки, содержание рудной фракции в питании процесса обогащения составляло 8,5 %, при альтернативном - 32 % (согласно оптимальным режимным параметрам работы устройства выемки магнитной фракции). Отличие в содержании рудной фракции обогащаемого про миродукта нашло свое отражение в значениях у каждого продукта на 1-м этапе математического моделирования (см. табл. 4).

Подставляя полученные значения у при определенных показателях Р и £ (табл. 4) в;математическую модель (рис. 8) были определены значения производительности для традиционного и альтернативного (применение устройства выемки магнитной фракции) вариантов разработки. Моделирование производилось в условных единицах (процентах). За' исходную величину (100 %) бралась производительность добычного участка, относительно которой определялись значения - производительное?ей каждого этапа обогащения (см. рис. б, 8).

Рис. 6. Технологическая схема первичного обогащения рудных песков месторождения Проточное:

1 - барабанный грохот; 2 - буккер исходных песков; 3,4,5 - песковые насосы; ' 6,7 — пульподелитель; 8,9 — обезвоживающие конусы; 10—группа сепараторов 1-го этапа ; обогащения; 11 — группа сепараторов 2-го этапа, осуществляющих перечистку рудной фракции 1-го этапа обогащения, 12 - бункер хвостов; 13 - бункер коллективного концентрата

Математическое моделирование осуществляется по двум параметрам: Q — требуемая производительность, % и у - выход в продукты обогащения в долях. Началом схемы (см. рис. S) является элемент Output from mining, имеющий значение 100. Этот элемент является аналогом пескового насоса 3 (рис. 6), осуществляющего питание процесса обогащения от добычного оборудования. Элемент модели, обозначенный как First stage, определяет требуемую производительность 1-го этапа обогащения. Он суммирует значения объемов

Рис. 7. Алгоритм определения показателей обогащения при получении коллективного концентрата

Таблица 4

1-й этап моделирования. Определение технологических показателей __обогащения_

Показатель Задаваемые показатели Расчетные показатели

Продукты обогащения

1 2 з 4

Традиционный способ

Этап 1

Хвосты 1 Концентрат 1 Промпродуюг 1

Выход, х % 30 16 4

Содержание, Э, % 0,4 49 8,5

Извлечение, е, % 3,76 92,24 4,00

Этап 2

Хвосты 2 Концентрат 2 Промпродукт 2

Выход, у, % 6,00 4,96 5,04

Выход, у" в пересчете на концентрат 1, % 1 37,5 31,0 31,5

Продолжение табл. 4

1 2 3 4

Содержание, ß % 8,50 98,00 49,00

Извлечение, е, % 6,00 57,19 29,05

Альтернативный способ

Этап I

Хвосты 1 Концентрат 1 Промпродукт 1

Выход, у. % 50 45 5

Содержание, ß, % 0,4 67 33

Извлечение, е, % 0,63 94,22 5,16

Этап 2

Хвосты 2 Концентрат 2 Промпродукт 2

Выход, Y, % 6,00 8,00 30,00

Выход, у\ в пересчете на концентрат 1, % 15,5 17,7 66,8

Содержание, 0, % 8,50 98,00 49,00

Извлечение, е, % 6,00 57,19 29.05

Таблица 5

2-й этап моделирования. Результаты математического моделирования процесса _получения коллективного концентрата _"

Показатель Источник Традиционный способ Альтернативный способ

Требуемая производительность 1-го этапа обогащения, Оь % Display 4 (рис. 7) 114,6 135,2

Требуемая производительность 2-го этапа обогащения. Он, % Display 8 (рис. 7) 20,77 183,2

Выход хвостов, Уды ® Display 7 (рис. 7) 91,7 67,58

Содержание рудной фракции а хвостах, Р„, % - ад 0,4

Извлечение рудной фракции в квосты, е№ % У» -Ä. а 4,31 в,84

Выход концентрата, у„, % Display 3 (рис.7) 83 3142

Содержание рудной фракции в концентрате, % Табл. 5 98,0 98,0

Извлечение рудной фракции в концентрат, £.„ % У кт * ß кт а 95,69 99,16

Требуемое количество струйных концентраторов СКБ-б, при произв-ти 100 т/ч, пц шт. 3 7

Удельная производительность одного аппарата по коллективному концентрату, Р, т/аппярат Унт 2,76 4,63

Увеличение эффектамости работы обогатительного оборудоаання при использовании альтернативного способа разработки. Я» (Р"100)-100 • 67.75

Второй этап сепрации .

Output from mining

jioq - -^l

K> О

Выход хвостов, %

Выход концентрата, %

Рис. 8. Математическая модель получения коллективного концентрата

рудных лесков, поступающих от добычного оборудования (Output from mining), а также объем промгтродукта 1 (на схеме Q рр-1) и хвостов 2 (Q hv-2), что полностью соответствует схеме обогащения (рис. б). Объем получаемых продуктов сепарации каждого этапа рассчитывается как умножение у (выход данного продукта) на Q (объем поступающих рудных несков иа данный этап сепарации). Функцию умножения выполняют элементы, помеченные на схеме как X. Соответственно объем получаемого концентрата 1 отмечен как Q kt-1, промпродукт I - Q рр-1, хвосты 1 — Q hv-1. Элементы модели Display выполняют функцию мониторов и показывают результаты интересующих нас параметров. В табл. 5 представлены результаты математического моделирования для традиционного и альтернативного вариантов разработки. Основываясь на полученных значениях требуемой производительности каждого этапа сепарации (рис. б), был произведен выбор обогатительного оборудования и определена эффективность его работы для традиционного и альтернативного способов (табл. 5).

Таким образом, экспериментальные исследования позволили; разработать оптимальную технологическую схему обогащения рудных песков; обосновать эффективные режимные параметры обогащения ТЖРП; оценить влияние применения устройства выемки магнитной фракции на процесс обогащения. Установлено, что применение устройств выемки магнитной фракции в условиях месторождения Проточное способствует повышению эффективности работы обогатительного оборудования на 68 % (см. табл. 5) по сравнению с традиционными способами.

В четвертой главе диссертации представлено укрупненное экономическое обоснование применения устройств выемки магнитной фракции для разработки титан- н железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований были решены актуальные задачи по обоснованию технологических и режимных параметров устройств добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа. Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. Сложные горно-геологические, горно-технические условия ТЖРП месторождений континентального шельфа, а также жесткие экологические требования к ведению горных работ обуславливают необходимость использования альтернативных, экологически безопасных технологий и технических средств их промышленного освоения.

2. Разработанный кадастр минеральных ресурсов, содержащий экологические ограничения, а также гидролого-геологические, гидрометеорологические и технико-экономические, климатические параметры прибрежно-шельфового магнетит-нльменитового месторождения Проточное, обосновывает возможность, а с учетом жестких экологических требований, необходимость использования устройств выемки магнитной фракции для его промышленного освоения.

3. Экспериментально доказаны и обоснованы оптимальные режимные параметры работы устройства выемки магнитной фракции (патент RU Лз 2164820). Регулирование процессов добычи при использовании устройств выемки магнитной фракции осуществляется изменением режимных параметров (п — число итераций; Ф — магнитный поток в рабочей области, Вб). Оптимальный режим разработки россыпи Проточного месторождения соответствует п = 7, Ф = 3600 Вб, при этом .магнитная индукция в рабочих зонах устройства должна составлять В = 100 - 110 млТл. При

данном режиме значение показателей извлечения для магнетита и ильменита е = 99 %, содержание рудной фракции в получаемом промпродукте 32 %, в том числе магнетита 23 %, ильменита 9 При применении устройства выемки магнитной фракции, содержание рудной фракции в добываемом промпродукте увеличивается в 5,3 раза с б % до 32 %.

4. Определены теоретические зависимости извлечения и качества получаемого промпродукта (магнетит + ильменит) для устройства выемки магнитной фракции в виде функций режимных параметров работ устройства. Выявленные закономерности позволяют моделировать, прогнозировать и исследовать процесс извлечения магнитной фракции при различных технологических режимах и могут использоваться для обоснования режимных и конструктивных параметров опытных и опытно-промышленных образцов.

5. Разработана технологическая схема обогащения ТЖРП месторождения Проточное. Проведенные исследования подтверждают целесообразность использования на 1-м этапе обогащения гравитационных методов получения коллективного концентрата рудных песков месторождения Проточное, в отличие от предыдущих исследований. Экспериментально обоснованы режимные параметры процессов обогащения. Матемэтическая модель получения коллективного концентрата позволяет обосновывать н производить выбор обогатительного оборудования для различных вариантов производительности добычного участка.

6. Установлено, что применение устройств выемки магнитной фракции в условиях месторождения Проточное способствует повышению эффективности работы обогатительного оборудования на 68 % по сравнению с традиционными способами.

7. Главным результатом своей работы автор считает научное подтверждение целесообразности применения устройств выемки магнитной фракции для промышленной} освоения ТЖРП шельфовых месторождений, а также экспериментальное доказательство принципа действия, заявленного в патенте RU № 2164820. Дальнейшие исследования в данной области, по мнению автора, должны бьггь направлены на изучение и разработку технических и технологических решений, обеспечивающих производительность устройств выемки магнитной фракции близкой к опытно-промышленной. Научные результаты, полученные в ходе выполнения данной работы, по мнению автора, могут быть полезны для проведения дальнейших исследований в области разработки и обоснования технологий и технических средств промышленного освоения твердых'минеральных ресурсов континентального шельфа.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Жуков А. В., Тюрин А. Н.. Перспективы разработки инновационных технологий добычи твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа дальневосточных морей // Тр. ДВГТУ; Вып. 133. • Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. С. 65 - 70. 0.21/0,15 п. л.

2. Zhukov А. V., Zvooaiev М. 1., Tyurin А. N. Technological Structures of Marine Dressing Complex for the Exploitation of Solid Mineral Raw Materials of the Continental Shelf Deposits //Journal of Acmori Public College. Vol. 9. - 2004. - № 2.0,5/0,375 п.л.

3. Жуков А. В., Логинов Ю. М., Тюрин А. Н. Оценка минерально-сырьевого потенциала, технологии и технические средства для промышленного освоения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа // Первая междуиар. науч.-практич. конф. "Исследования, разработка и применение высоких

технологий в промышленности". Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т. 1: Сборник трудов, С-Пб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2005." С. 215-216.0,25/0,1 п. л.

4. Тюрин Л. Н. Гравитационные и магнитоэлектрические методы обогащения титаиомагнетитовых песков месторождений континентального шельфа дальневосточных морей // Материал, науч.-техи. конф. «Вологдннские чтения». — Владивосток: ДВГТУ, 2005. С. 60-63. 0,1 п. л

5. Тюрин А. Н. Промышленное освоение титан- и железосодержащих россыпных месторождений шельфа дальневосточных морей // Тр. ДВГТУ; Вып. 144, — Владивосток: Уссури, 2005. С. 227-234. 0,2 п. л. .

6. Жуков А. В., Ковалев В. А., Тюрин А. Н. Опытно-промышленные технологии обогащения титан- и железосодержащих рудных песков шельфовых месторождений с использованием гравитационных и электромагнитных методов // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Вторая междунар. науч.-прамич. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». Т. 6: сб. трудов. - С-Пб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. С. 331 - 333.0,25/0,1 п. л.

7. Тюрин А. Н. Применение эффективных технологий добычи титан- и железосодержащих рудных песков россыпных месторождений шельфа // Науч.-практяч. конф. «Актуальные вопросы управления экономическим и инновационным развитием регионов России и стран АТР: теория и перспективы развития»: сб. трудов. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006. С. 77 - 85. 0,36 п. л.

8. Тюрин А. Н. Инновационные технологии промышленного освоения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа // Горный информ.-аиалитический бюл.-2006. - .Ns И. Деп. вМГГУ. 29.08.2006 № 506/11-06. - 16 с. 0,67 п. л.

Тюрин Александр Николаевич

Автореферат

Подписано в печать 09.10.2006 Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,4. Уч. - изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 169.

Типография издательства ДВГТУ. 690950, Владивосток, Пушкинская, 10

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тюрин, Александр Николаевич

Введение.

ГЛАВА

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ горно-геологических, горнотехнических, и геоморфологических характеристик титаномагнетитовых и ильменитовых россыпных месторождений шельфа в Российской Федерации и за рубежом.

1.2 Обзор современного состояния технологий и технических средств разработки твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа

1.3 Анализ приоритетных направлений развития технологий и технических средств для промышленного освоения титан- и железосодержащих россыпных месторождений континентального шельфа в Российской Федерации и за рубежом.

1.3.1 Обзор патентов.

1.3.2 Обзор промышленных отечественных и зарубежных технологий.

1.4 Проблемы, цель и задачи исследования.

ГЛАВА

ИССЛЕДОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ СПОСОБОВ ДОБЫЧИ ТИТАН- И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ РУДНЫХ ПЕСКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСТРОЙСТВА ВЫЕМКИ МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ

2.1 Исследование горно-геологической, горнотехнической, эколого-экономической и климатической информации месторождения Проточное

2.2 Разработка кадастра гидролого-геологической, горнотехнологической и эколого-экономической информации месторождения Проточное.

2.3 Экспериментальное исследование процессов магнитной выемки на примере магнетит-ильменитового месторождения

Проточное

Выводы.

ГЛАВА

РАЗРАБОТКА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБОГАЩЕНИЯ РУДНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА.

3.1 Теоретические основы обогащения титан- и железосодержащих рудных песков.

3.2 Исследование и разработка технологических схем обогащения рудных песков месторождения Проточное.

3.2.1 Требования, предъявляемые к ильменитовым, магнетитовым и циркониевым концентратам.

3.2.2 Выбор методов обогащения.

3.2.3 Исследование процессов получения коллективного концентрата с использованием гравитационных способов обогащения.

3.2.4 Исследование магнитоэлектрических методов обогащения при получении мономинеральных концентратов магнетита, ильменита, циркона.

3.2.5 Обсуждение некоторых результатов. Разработка оптимальной технологической схемы обогащения рудных песков месторождения Проточное.

3.3 Обоснование технологических параметров промышленного оборудования для получения коллективного концентрата рудных песков месторождения Проточное.

Выводы.

ГЛАВА

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ ВЫЕМКИ МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ.

4.1 База исходных данных укрупненного расчета ТЭО промышленного освоения месторождения Проточное.

4.2 Укрупненное технико-экономическое обоснование промышленного освоения месторождения Проточное.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа"

Актуальность исследования. По данным Центрального научно-исследовательского геолого-разведочного института "ЦНИ ГРИ" (г. Москва), титановое и циркониевое минеральное сырье в настоящее время завозится в Россию из-за рубежа. Между тем потребность в нем с каждым годом возрастает. В настоящее время лидер отечественной титановой промышленности ОАО "Корпорация "ВСМПО-АВИСМА", которая в 2004 г. имела 32 % мирового рынка по производству губчатого титана, полностью покрывает свои потребности в сырье за счет иностранных источников.

В свою очередь, Российская Федерация обладает большими запасами титан-и железосодержащего минерального сырья, представленного как коренными, так и россыпными месторождениями. Большую перспективу промышленного освоения представляют прибрежно-шельфовые магнетит-ильменитовые и титаномагнетито-вые россыпи, по причине больших запасов и благоприятных горно-технических условий, обеспечивающих их быстрый ввод в промышленную эксплуатацию (небольшие объемы горно-подготовительных работ, по сравнению с коренными месторождениями).

Однако специфика горно-технических, а также геолого-гидрологических условий россыпных месторождений континентального шельфа обуславливает жесткие экологические требования к технологиям и техническим средствам их промышленного освоения. Таким образом, научное обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков (ТЖРП) месторождений континентального шельфа, обеспечивающих экологически безопасную, экономически эффективную разработку, является актуальной научной задачей, решение которой представляет большое практическое и научное значение.

На сегодняшний день промышленная добыча минерализованных песков осуществляется в основном в сухопутной (пляжевой) зоне шельфа. Для разработки используются земснаряды либо драги на плавучем основании с гидравлическим, либо механическим рыхлением. Ведется сплошная выемка горной массы. Описанные выше технические средства, используемые для отработки рудных песков, предназначены для работы в закрытых акваториях и мало пригодны для морских условий работы.

Традиционным способам, применяемым в настоящее время для промышленной разработки шельфовых россыпных месторождений, присущи следующие недостатки: зависимость от погодных условий; необходимость извлечения на поверхность всего объема горной массы; загрязнение окружающей среды. Поэтому, перспективными являются технологии, обеспечивающие экологически безопасную, экономически эффективную разработку месторождения с высокой производительностью и стабильностью добычного процесса.

Основоположниками отечественных исследований подводной разработки полезных ископаемых являются Г. А. Нурок, В. В. Ржевский, В. Б. Добрецов. Широко известны работы Московского горного института, ВНИИПрозолото, Московского геологоразведочном института им. С. Орджоникдзе, Института горного дела им. А. А. Скочинского, ЦНИИ им. Крылова, Санкт-Петербургского государственного горного института, Института горного дела ДВО РАН.

Однако, разработка и внедрение устройств магнитной выемки, сдерживается недостаточной изученностью процессов извлечения в зависимости от конкретных горно-геологических условий разрабатываемой россыпи. Также, слабо изучены технологические и режимные параметры работы устройств магнитной выемки, что не позволяет обосновывать конструктивные и технические характеристики при проектировании опытно промышленных и промышленных образцов. В частности, недостаточно изучено влияние напряженности магнитного поля на показатели извлечения и качества получаемого промпродукта. Не определены режимы, обеспечивающие оптимальные процессы придонного обогащения при разработке сложных россыпей (содержащих как магнетит, так и ильменит). Соответственно, не определена экономическая эффективность от внедрения и использования описанной технологии при добыче и обогащении титан- и железосодержащих рудных песков.

Актуальной задачей, имеющей важное научное и прикладное значение является разработка технологий добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков континентального шельфа, с использованием принципов придонного обогащения, обеспечивающих экологически безопасное и экономически эффективное промышленное освоение данных месторождений.

Целью данной работы является разработка технологических схем и технических средств промышленного освоения ТЖРП континентального шельфа дальневосточных морей.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить горно-геологические и горно-технические условия, а также климатическую характеристику прибрежно-шельфового магнетит-ильменитового месторождения Проточное Хасанский район Приморского края. Применительно к условиям месторождения Проточное, разработать кадастр минеральных ресурсов, позволяющий обосновать требования к способам и техническим средствам добычи и обогащения рудных песков.

2. Обосновать технологические параметры промышленного освоения при-брежно-шельфовых месторождений ТЖРП с использованием устройств выемки магнитной фракции. Определить зависимости качества и извлечения ТЖРП от режимных и технологических параметров работы устройств.

Объектом исследования являются инновационные технологии и технические средства добычи и обогащения твердых минеральных ресурсов месторождений шельфа дальневосточных морей.

Методы исследований. Исследования выполнены на основе анализа литературных и научно-исследовательских источников, патентных исследований, теории планирования экспериментов, технологического проектирования альтернативных вариантов выемки магнитной рудной фракции, структурного проектирования технологических схем обогащения титан- и железосодержащих песков, математического и компьютерного моделирования технологических схем получения коллективного концентрата.

Материал исследования (источники и их характеристика).

Для тематического патентного поиска использовалась база данных ГПНТБ. Для обзора состояния изучаемого вопроса использовались реферативные журналы ВИНИТИ, периодические отечественные и зарубежные издания ("Тихоокеанская геология", "Титан", "Горный журнал", "Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых", "Маркшейдерия и недропользование", "Mining Journal and

Mining Magazine"), информационно-аналитические обзоры ИАЦ ООО «ИНФО-МЕТГЕО». Также, для получения технической информации, использовались официальные Интернет-сайты компаний - разработчиков месторождений ТЖРП.

Защищаемые научные положения

1. Системное представление гидролого-геологических, геоморфологических, лито-динамических, экологических и физико-технических характеристик магне-тит-ильменитового прибрежно-шельфового месторождения Проточное в виде разработанного кадастра, являющегося руководящим техническим материалом (РТМ), для проектирования и конструирования технических средств и технологий добычи и обогащения рудных песков.

2. Модель экспериментальных исследований, принципиальная схема испытательного стенда, режимы регулирования электромагнитных характеристик технологических процессов выемки магнитной фракции из рудных песков; теоретические и практические результаты проведенных исследований, позволяющие обосновать оптимальные режимы разработки титан- и железосодержащих рудных песков шельфовых месторождений.

3. Методы и технологические схемы обогащения титан- и железосодержащих россыпных месторождений континентального шельфа на основе изучения физико-технических и вещественных характеристик рудных песков.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что: разработана система гидролого-геологических, горно-технических, лито-динамических, климатических и эколого-экономических параметров месторождения Проточное, позволяющая обосновать целесообразность применения альтернативных способов разработки прибрежно-шельфовых титан- и железосодержащих россыпных месторождений;

- экспериментально определены технологические режимы и конструктивные параметры устройств выемки магнитной фракции, позволяющие рассчитать оптимальные показатели извлечения и качества получаемого промпродук-та;

- получены экспериментальные зависимости извлечения и качества получаемого промпродукта (магнетит + ильменит) для устройства выемки магнит9 ной фракции в виде функций режимных параметров работы устройства. Выявленные закономерности позволяют моделировать и исследовать процесс извлечения магнитной фракции при различных технологических режимах работы устройства выемки магнитной фракции;

- разработана математическая модель, описывающая процесс получения коллективного концентрата и позволяющая оценить влияние альтернативного способа разработки россыпи, с использованием устройства выемки магнитной фракции, на процессы обогащения.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: использованием усредненной технологической пробы, отобранной в соответствии с нормами, предъявляемыми к методике технологической оценки месторождений полезных ископаемых; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов и экспериментальных исследований (стандартная ошибка для показателей извлечения и содержания минералов не превышает 7,09 %); корректностью применения методов математического моделирования и математического анализа эмпирически полученных данных.

Научное значение работы заключается в разработке и обосновании режимных и конструктивных параметров устройств добычи магнитной фракции, использующих принцип придонного обогащения, с учетом минерального состава разрабатываемой россыпи.

Практическое значение работы заключается: в разработке кадастра маг-нетит-ильменитового месторождения Проточное; в обосновании технологических параметров устройств добычи и обогащения ТЖРП месторождения Проточное с применением инновационных, экологически безопасных технологий; в обосновании и подборе обогатительного оборудования в зависимости от способа разработки и производительности; в определении экономического эффекта от применения альтернативных способов разработки месторождения Проточное.

Личный вклад автора в разработку научных результатов, вынесенных на защиту, состоит в постановке задач научного исследования; организации и проведении укрупненной технологической оценки месторождения Проточное; постановке и проведении экспериментов. Автором получены, проанализированы и обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований, которые легли в основу предлагаемых технологических схем и устройств добычи и обогащения ТЖРП месторождений континентального шельфа дальневосточных морей.

Реализация результатов работы. Результаты исследований в виде технологических схем добычи и обогащения ТЖРП месторождения Проточное приняты Центральной заводской лабораторией ЗАО «ГХК БОР» для обоснования диверсификации производства и разработки ТЭО получения новых видов продукции, в частности диборида титана, диборида циркония, ферробора. Технологические схемы добычи и обогащения ТЖРП рассмотрены техническим советом компании «Долина-В», ведущей разработку ильменитового месторождения Ариадненское, и приняты для реализации.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на 3-й и 4-й международных научных конференциях «Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР (22-25 сентября 2004 г., 20-23 сентября 2006 г., Владивосток), 1-й и 2-й международных практических конференциях "Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности" (СПбПУ, 2005, 2006 гг.), научно-технической конференции «Вологдинские чтения» (ДВГТУ, 2005 г.), конкурсах инновационных проектов по программе «СТАРТ» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (2004, 2005, 2006 гг.).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из двух томов. 1-й том состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 179 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 32 таблицы, библиографический список использованной литературы состоит из 110 наименований. 2-й том содержит 6 приложений, изложенных на 67 страницах.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Тюрин, Александр Николаевич

Выводы

Сравнивая результаты укрупненного технико-экономического обоснования промышленного освоения магнетит-ильменитового месторождения Проточное, подготовленного для двух рассматриваемых вариантов (традиционный способ, и альтернативный - применение устройств выемки магнитной фракции) можно сделать следующие выводы:

1. Полученный положительный эффект в результате использования устройства выемки магнитной фракции на этапе добычи и обогащения рудных песков месторождения Проточное, выражающийся в повышении эффективности работы обогатительного оборудования, не дал значительного увеличения экономической эффективности производственного процесса в целом. Что объясняется тем, что минералы циркона, имеющиеся в теле россыпи, не извлекаются с помощью устройства выемки магнитной фракции. Преимущества, получаемые в результате увеличения эффективности работы обогатительного оборудования, теряются за счет невозможности вовлечения в производственный процесс минералов циркона, имеющих высокую стоимость. По этой причине не обеспечивается принцип комплексности использования минерального сырья при разработке магнетит-ильменитового месторождения Протчное с помощью устройства выемки магнитной фракции.

2. Целесообразность использования устройств выемки магнитной фракции, для промышленной разработки россыпных месторождений, должна определяться на основании выполненного детального ТЭО, учитывающего горно-геологические, горно-технические, экологические, климатические, социально-экономические и др. аспекты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Разработанный кадастр минеральных ресурсов, содержащий экологические ограничения, а также гидролого-геологические, гидрометеорологические и технико-экономические, климатические параметры прибрежно-шельфового магнетит-ильменитового месторождения Проточное, обосновывает возможность, а с учетом жестких экологических требований, необходимость использования устройств выемки магнитной фракции для его промышленного освоения.

3. Экспериментально доказаны и обоснованы оптимальные режимные параметры работы устройства выемки магнитной фракции (патент 1Ш № 2164820). Регулирование процессов добычи при использовании устройств выемки магнитной фракции осуществляется изменением режимных параметров (п - число итераций; Ф - магнитный поток в рабочей области, Вб). Оптимальный режим разработки россыпи Проточного месторождения соответствует п = 7, Ф = 3600 Вб, при этом магнитная индукция в рабочих зонах устройства должна составлять В = 100 - 110 млТл. При данном режиме значение показателей извлечения для магнетита и ильменита е = 99 %, содержание рудной фракции в получаемом промпродукте 32 %, в том числе магнетита 23 %, ильменита 9 %. При применении устройства выемки магнитной фракции, содержание рудной фракции в добываемом промпродукте увеличивается в 5,3 раза с 6 % до 32 %.

4. Определены теоретические зависимости извлечения и качества получаемого промпродукта (магнетит + ильменит) для устройства выемки магнитной фракции в виде функций режимных параметров работы устройства. Выявленные закономерности позволяют моделировать, прогнозировать и исследовать процесс извлечения магнитной фракции при различных технологических режимах и могут использоваться для обоснования режимных и конструктивных параметров опытных и опытно-промышленных образцов.

5. Разработана технологическая схема обогащения ТЖРП месторождения Проточное. Проведенные исследования подтверждают целесообразность использования на 1-м этапе обогащения гравитационных методов получения коллективного концентрата рудных песков месторождения Проточное, в отличие от предыдущих исследований. Экспериментально обоснованы режимные параметры процессов обогащения. Математическая модель получения коллективного концентрата позволяет обосновывать и производить выбор обогатительного оборудования для различных вариантов производительности добычного участка.

7. Укрупненное технико-экономическое обоснование применения устройств выемки магнитной фракции, для промышленной разработки месторождения Проточное, в сравнении с традиционными технологиями, позволило сделать следующий вывод:

Полученный положительный эффект в результате использования устройства выемки магнитной фракции на этапе добычи и обогащения рудных песков месторождения Проточное, выражающийся в повышении эффективности работы обогатительного оборудования, не дал значительного увеличения экономической эффективности производственного процесса в целом. Что объясняется тем, что минералы циркона, имеющиеся в теле россыпи, не извлекаются с помощью устройства выемки магнитной фракции. Преимущества, получаемые в результате увеличения эффективности работы обогатительного оборудования, теряются за счет невозможности вовлечения в производственный процесс минералов циркона, имеющих высокую стоимость. По этой причине не обеспечивается принцип комплексности использования минерального сырья при разработке магнетит-ильменитового месторождения Протчное с помощью устройства выемки магнитной фракции.

7. Главным результатом своей работы автор считает научное подтверждение целесообразности применения устройств выемки магнитной фракции для промышленного освоения ТЖРП шельфовых месторождений, а также экспериментальное доказательство принципа действия, заявленного в патенте 1Ш № 2164820. Дальнейшие исследования в данной области, по мнению автора, должны быть направлены на изучение и разработку технических и технологических решений, обеспечивающих производительность устройств выемки магнитной фракции близкой к опытно-промышленной. Научные результаты, полученные в ходе выполнения данной работы, по мнению автора, могут быть полезны для проведения дальнейших исследований в области разработки и обоснования технологий и технических средств промышленного освоения твердых минеральных ресурсов континентального шельфа.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тюрин, Александр Николаевич, Владивосток

1. An Overview of the Mineral Sands Industry. Collis Thorp, John McDonald. Minex. 2001.

2. Casteel Kyran. Mixed markets for mineral sands. African Review Business and Technology. April 1998.

3. Т. K. Mukherjee. Indian Rare Earths Its Genesis And Growth. Nuclear India. Published by the Department of Atomic Energy Government of India. Vol. 34/NO. 7-8/ Jan.-Feb. 2001.

4. S. Sivasubramanian. Mineral Sand Industry Present scenario & future options. Nuclear India. Published by the Department of Atomic Energy Government of India. Vol. 34/NO. 7-8/ Jan.-Feb. 2001.

5. P. Panduranga Rao. Environmental Activities of IREL. Nuclear India. Published by the Department of Atomic Energy Government of India. Vol. 34/NO. 7-8/ Jan.-Feb. 2001.

6. Gernberg William R. RGC operation highlights environmental efforts. Mining Engineering. (USA). 1998. №6.

7. Информационно-аналитический обзор «Состояние и перспективы мирового и внутреннего рынков цветных, редких и благородных металлов». Выпуск № 9. Титан. Информационно-аналитический центр (ИАЦ) ООО «ИНФОМЕТГЕО», Москва, 2002 г.

8. Информационно-аналитический обзор «Состояние и перспективы мирового и внутреннего рынков цветных, редких и благородных металлов». Выпуск № 10. Цирконий. Информационно-аналитический центр (ИАЦ) ООО «ИНФОМЕТГЕО», Москва, 2002 г.

9. Условия формирования и динамика развития прибрежно-морских россыпей Дальнего Востока/Разраб. ДВИМС//Геологич. изучение недр и водопользование: Экспресс-информ. (справ, информ. сб.). 1998, № 10. - Р. С. 5-6.

10. А. С. Астахов. Минералого-геохимическая специализация шельфовых отложений окраинных морей Востока Азии // Тихоокеанская геология, 1994, № 3, с 21-32.

11. Н. А. Шило, Н. Г. Патык-Кара. Геохимические аспекты изучения концентрации и рассеяния рудного вещества в россыпях, геохимическая эволюция россыпей // Тихоокеанская геология, № 2,1989, с 78-88.

12. А. А. Вржосек. Габбро-кортландитовый комплекс юго-западного Приморья. Вопросы магматизма метаморфизма и оруденения Дальнего Востока. АН СССР, Владивосток, 1973.

13. А. А. Вржосек. Габбро-диабазовая формация хасанско-гродековской складчатой зоны. Базиты и гипербазиты Дальнего Востока. АН СССР, Владивосток, 1976.

14. Проблемы воссоздания минерально-сырьевой базы титанопотребляющих отраслей России. Федосеев В. А., Федосеев С. В. // Горный журнал № 10, 1999. с. 30-32.

15. Сырьевая база титановой промышленности. В. К. Корзун, В. Е. Шанаурин // Титаи № 2, 1993.

16. Освоение сырьевой базы титана актуальная задача горной промышленности. Быховский J1. 3., Тигунов JI. П., Зубков JI. Б. Минеральные ресурсы России: Экономика и управление № 4,2001.-С. 25-36.

17. Козловский Е. А., Малютин Ю. С., Минерально-сырьевые ресурсы в экономике России. Маркшейдерия и недропользование № 3, июль-сентябрь 2002, С. 6-18.

18. В. Б. Добрецов. Гидрофизические методы разработки россыпей шельфа. JI., Изд-во Ленинградского университета. 1976.1- 100.

19. Добрецов В. Б. Основы разработки полезных ископаемых дна акватории, ч.1. Учебное пособие. Изд-во ЛГИ, Ленинград., 1976.

20. Patrick McManus. Mineral Sands Industry in Australia. Past and Future. Mildura Mineral Sands Conference. April 2002.

21. Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов. Под общ. ред В. В. Ржевского и Г. А. Нурока. М., «Недра», 1979. 381 с.

22. Перспективы освоения титаномагнетитовых месторождений шельфа дальневосточных морей. А. В. Жуков, Г. В. Секисов, Б. И. Вачаев. Горный журнал № 1, 1992. с. 24-28.

23. Патент RU № 2164820 Устройство для выемки магнитной фракции / Жуков А. В., Звонарев М. И. 99117094/03.- Заявл. 04.08.1999; Опубл. 10.04.2001. - Бюл. № 10.

24. Патент RU 2164821 Устройство для выемки магнитной фракции / Звонарев М. И., Жуков А. В. 99117135/03.- Заявл. 04.08.1999; Опубл. 10.04.2001. - Бюл. № 10.

25. Патент RU 2131035 Способ разработки россыпи / Звонарев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 97120895/03. - Заявл. 16.12.97; Опубл. 27.05.99. - Бюл. № 15.

26. Патент RU 2131037 Способ разработки подводной россыпи / Звонарев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 97120900/03. - Заявл. 16.12.97; Опубл. 27.05.99. - Бюл. № 15.

27. Патент RU 2131034 Способ разработки россыпи / Кавтаськин А. А., Звонырев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 97120894/03. -Заявл. 16.12.97; Опубл. 27.05.99. - Бюл. № 15.

28. Патент RU 2131036 Способ разработки россыпи / Кавтаськин А. А., Звонырев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 97120896/03. -Заявл. 16.12.97; Опубл. 27.05.99. - Бюл. № 15.

29. Патент RU 2151872 Комплекс для разработки подводных формаций / Изаксон173

30. В. 10. (RU), Бандопадхай Сукумар (US), Власов В. Н. (RU) Институт горного дела Севера СО РАН (RU).- 99104438/03. Заявл. 09.03.1999; Опубл. 27.06.2000. - Бюл. № 18.

31. Патент RU 2097565 Способ подводной разработки / Жуков А. В., Андреев Э. В., Звонарев М. И. Товарещество с ораниченной ответственнстью "Дальневосточные морские исследования". 95115844/03. - Заявл. 11.09.95; Опубл. 27.11.97. - Бюл. № 33.

32. Патент RU 2103512 Подводный способ добычи и извлечения благородных металлов и устройство для его осуществления / Блинов И. М. Заявл. 19.03.96; Опубл. 27.01.98.- Бюл. №3.

33. Патент RU 2071833 Способ разработки подводной россыпи и устройство для его осуществления / Кавтаськин А. А., Звонарев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 94015904/03. Заявл. 28.04.94. Опубл. 20.01.97.

34. Патент RU 2125910 Саморазгружающися шлюз / Кавтаськин А. А., Звонарев М. И. Дальневосточный государственный технический университет. 96122925/03. Заявл. 03.12.96. Опубл. 10.02.99.

35. Патент RU 2168633 Комплекс для подводной добычи полезного ископаемого / Изаксон В.Ю. (RU), Бандопадхай Сукумар (US), Власов В.Н. (RU). Институт горного дела Севера СО РАН (RU). 99104439/03. Заявл. 1999.03.09. Опубл. 2001.06.10.

36. Патент RU 2043500 Способ добычи полезных ископаемых из немагнитных донных отложений морей и океанов и устройство для его осуществления / Клячкин Б. Б. 5049515/03. Заявл. 24.06.92. Опубл. 10.09.95.

37. Патеит RU 2014462 Агрегат для разведки и разработки подводных формаций / Черней Э. И., Хершберг Б. Л., Черней О. Э. ПГО "Дальморгеология". 5029754/03. Заявл. 07.15.91; Опубл. 15.06.94.

38. Патент RU 2030582 Способ добычи полезных ископаемых со дна моря и устройство для его осуществления / Хомяк Б.С. 4858914/03. Заявл. 1990.08.13; Опубл. 1995.03.10.

39. Патент RU 2062880 Комплекс для разработки донного грунта / Таланов Борис Петрович. 94030992/03. Заявл. 1994.08.23; Опубл. 1996.06.27.

40. Патент RU 2113377 Подводное техническое средство для добычи полезных ископаемых / Кораблев Ю.Д., Постнов А.А., Малков В.П., Рыжов И.К., Кравин Г.В., Ко-раблев М.Ю. Кораблев Юрий Дмитриевич 96105005/28. - Заявл. 1996.03.14; Опубл. 1998.06.20.

41. Патент RU 2181835 Агрегат для глубоководной добычи полезных ископаемых / Войлошников М.В., Черней Э.И. Дальневосточный государственный технический университет. 2000112688/03. Заявл. 2000.05.22. Опубл. 2002.04.27.

42. Патент RU 2181836 Агрегат для подводной разработки / Войлошников М.В., Черней Э.И. Дальневосточный государственный технический университет. -2000112690/03. Заявл. 2000.05.22. Опубл. 2002.04.27.

43. Патент RU 2182230 Устройство для подводной разработки / Войлошников М.В., Черней Э.И. Дальневосточный государственный технический университет. -2000112689/03. Заявл. 2000.05.22. Опубл. 2002.05.10.

44. Патеит RU 2182666 Морской добычной комплекс / Войлошников М.В., Черней Э.И. Дальневосточный государственный технический университет. 2000112727/03. Заявл. 2000.05.22. Опубл. 2002.05.20.

45. Патент SU 1387553 Устройство для подводной добычи твердых полезных ископаемых / Железнов Ю. Н. ЦКБ "Океангеотехника" ПО "Южморгеология". -4098060/03. Заявл. 07.22.1976; Опубл. 27.01.1996.

46. Патент RU 2026491 Способ добычи полезных ископаемых при разработке месторождений на дне моря и комплекс для его осуществления / Беляев Вячеслав Иванович. 4733331/03. Заявл. 1989.08.30; Опубл. 1995.01.09.

47. В. Ж. Арене. Перспективы применения физико-химических методов добычи твердых полезных ископаемых // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2002, - № 6 .

48. Сулин Г. А. Техника и технология разработки россыпей открытым способом. М., «Недра», 1974,232 с.

49. Ялтанец И. М. Проектирование открытых гидромеханизированных и дражных разработок месторождений: Учебное пособие. 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. - 758 е.: ил.

50. В. Ж. Арене. Физико-химическая геотехнология: Учеб. пособие. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. - 656 с.

51. Справочник по обогащению руд. В 3-х т. Гл. ред. О. С. Богданов. Т. 2 «Основные и вспомогательные процессы», ч. I «Основные процессы». М., «Недра», 1974.

52. Практикум по обогащению полезных ископаемых. Под ред. Н. Г. Бедраня. М.: Недра 1991.

53. М. А. Фишман, Д. С. Соболев. Практика обогащения руд цветных и редких металлов. Том IV. Обогащение руд редких металлов. Под. ред. А. В. Троицкого. М.: Государственное научно-техиическое издательство литературы по горному делу. 1963.

54. С. И. Полькин. Обогащение руд и россыпей редких металлов. М.: Недра. 1967.

55. С. И. Полькин. Флотация руд редких металлов и олова. М.: Госгортехиздат.

56. Технологическая оценка минерального сырья. Опробование месторождений. Характеристика сырья: Справочник/Под ред. П. Е. Остапенко. М.: Недра, 1990. -272 е.: ил.

57. Кармазин В. В., Кармазин В. Н. Магнитные и электрические методы обогащения. М.: Недра. 1988.

58. С. И. Полькип. Обогащение руд и россыпей редких металлов. М., "Недра", 1967.

59. Барский Л. А., Козин В. 3. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М., "Недра", 1978,486 с.

60. Минералогический справочник технолога-обогатителя. Б. Ф. Куликов, В. В. Зуев, И. А. Вайншенкер, Г. А. Митенков. 2-е изд. перераб. и доп. Л.: Недра, 1985. - 264 с.

61. Техника лабораторных работ в металлургическом анализе. Коростелев П. П. М., "Металлургия", 1978. 200 с.

62. Н. Ф. Олофинский. Электрические методы обогащения. М., "Металургиздат", 1953.

63. В. Б. Добрецов. Освоение минеральных ресурсов шельфа. Л.: Недра. 1980

64. В. Б. Добрецов. Основы разработки полезных ископаемых дна акватории, ч. 2. Учебное пособие.-Л.:ЛГИ, 1976.

65. В. Б. Добрецов. Подготовка горной массы к выемке в подводном.забое. Л.: ЛГИ, 1977.100 с.

66. В. Б. Добрецов. Гидромеханизированная разработка донных озерных отложений.-СПб., 1995.

67. В. Ж. Арене. Физико-химическая геотехнология: Учеб. пособие. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. - 656 с.

68. Жуков А. В., Губарьков С. В. Систематизация информационных данных и разработка бизнес-плана промышленного освоения Проточного ильменитового месторождения. // Сб. тезисов, докл. науч.-тех. конф. "Вологдинские чтения". Владивосток: ДВГТУ, 1998.-С. 86-88.

69. Future frends of deep sea bed mining technology. Feng Yali, Li Haoran, Zhang Wenming. Journal of University of Scince and Technology. Beijing. 1999. -6.1. - C. 4-7.

70. В. И. Емельянов, Г. А. Катков, И. А. Шерстобитов. Разработка прибрежных россыпных месторождений с использованием гидроотвала классификатора. Горный журнал. Вып. № 11, 2003. С - 107-108.

71. В. Б. Добрецов, А. А. Кулешов, В. С. Евдокименко. Технология добычи железо-марганцевых конкреций Балтийского моря с помощью вертикального эрлифтного подъема. Горный журнал № 8,2001.

72. Емельянов В. И., Катков Г. А. Экологически чистая технология гидромеханизированной разработки прибрежных россыпных месторождений. Маркшейдерия и недропользование № 1, январь-март 2002.

73. Б. С. Маховиков. Технология подводной разработки россыпей на шельфе и в глубоководных районах морской акватории России: Доклад научного симпозиума Неделя Горняка, Москва, 25-29 янв., 1999. Горн, ипф.-анал. бюл. МГГУ № 2. -2000. С. 188-190.

74. Б. С. Махов. Иследования средств механизации подводной разработки россыпей на шельфе. Наука в СПГГИ, вып. 1. 1997. -С. 262-269

75. Новые технологии и технические средства гидромеханизации и подводной добычи: Сб. науч. тр. Моск. гос. горн, ун-т; Редкол.: И. М. Ялтанец (отв. ред.) и др. М., 1994.129 с.

76. Расчет параметров систем разработки при скважинной гидродобычи на шельфе. Нисковский Ю. Н., Николайчук Н. А., Звонарев М. И. Труды Дальневосточного государственного технического университета. 1999. - С. 30-34.

77. Скважинная технология добычи титано-цирконовых песков Тарского меесто-рождения. Бабичев Н. И., Левченко Е. Н. и др. Горный информационно177аналитический бюллютень № 2. МГГУ. 1999. - С. 127-128.

78. Скважинная технология добычи титано-циркоповых песков Тарского меесто-рождеиия. Н. И. Бабичев, А. Н. Николаев, Ю. В. Либер, Р. В. Кройтор. Горная промышленность № 2, 1998. -С. 50-54.

79. В. Ж. Арене. Перспективы применения физико-химических методов добычи твердых полезных ископаемых. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых № 6. 2002.

80. М. В. Костромин, Г. В. Секисов. Перспективы дражных разработок в Восточно-российском регионе. Эффективные способы добычи и переработки полезных ископаемых Дальневосточного региона. Владивосток: Дальнаука. 1998. С. 140-152.

81. Веников В. А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики). Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е доп. и перераб. M., «Высш. школа», 1976.

82. Статистические методы обработки эмпирических данных. Рекомендации. М.: Издательство стандартов. 1978.

83. Глинский В. В., Ионин В. Г., Статистический анализ. Учебное пособие. Издание 2-е, переработанное и дополненное М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998.

84. Техника лабораторных работ в металлургическом анализе. Коростелев П. П. М., "Металлургия", 1978.200 с.

85. А. Н. Тюрин. Промышленное освоение титан- и железосодержащих россыпных месторождений шельфа дальневосточных морей. В сб. трудов ДВГТУ № 144. Владивосток: Изд-во «Уссури», 2005. с. 227-234.

86. Жуков А. В. Организация и экономика открытых горных работ: Учеб. Пособие. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. - 118 с.

87. Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ имени В.1. В. Куйбышева)

88. Кафедра горной электромеханики, кафедра организации и управления промышленным производством1. На правах рукописи

89. ТЮРИН Александр Николаевич

Информация о работе

Тюрин, Александр Николаевич
кандидата технических наук
Владивосток, 2006
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование технологических параметров добычи и обогащения титан- и железосодержащих рудных песков месторождений континентального шельфа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы