Архив статей журнала
Снижение качества минерального сырья, содержащего цветные металлы, привело к необходимости поиска способов интенсификации процессов рудоподготовки, обогащения и переработки. Одним из возможных способов интенсификации процессов рудоподготовки является использование ультразвукового воздействия. В работе изучено влияние использования ультразвука на измельчаемость медно-молибденовых руд. Исследования проводились на оборудовании Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Для изучения влияния ультразвука на измельчение комплексных медных руд с позиции увеличения выхода готового класса были проведены исследования по обработке исходных проб перед измельчением в течение различного времени. Результаты проведенных исследований показали, что при обработке ультразвуком происходит повышение температуры за счет выделения энергии, часть которой может быть использована для разрушения минеральных агрегатов. На основании проведенных экспериментально-теоретических исследований было сделано предположение, что на этапе обработки УЗ в минеральном сырье происходит понижение прочности сырья. Также проведенные исследования позволили установить положительный эффект ультразвукового воздействия при измельчении комплексного медного минерального сырья: использование ультразвуковой обработки перед измельчением позволило увеличить выход готового класса до 82,4 %. Таким образом, использование ультразвукового воздействия позволит повысить эффективность процессов рудоподготовки при снижении энергетических затрат.
В настоящей статье исследовалась фильтрация газа через насыпные образцы, заполненные композициями фракций кварца и глинистых минералов, таких как каолинит, монтмориллонит, хлорит и мусковит. Исследования проводились на отечественной установке «Дарсиметр» в диапазонах перепада давлений от 0,3 до 1,6 атм. Исследовались смеси фракций кварца размером 40, 63, 75, 150, 250 мкм и глинистых минералов при содержании 13, 25, 34, 50 %. Для каждой композиции определен степенной закон зависимости расхода от перепада давления. Основой для полученной зависимости выбрана эмпирическая связь, которую использовали при фильтрации флюида через образцы песка. Также исследовались композиции одного и того же состава, представленные двумя образцами. В одном компоненты перемешаны хаотически, а в другом представлены слоями, в каждом из которых присутствует компонент или смесь. Для ряда образцов с большим содержанием глинистых минералов построены графики Клинкенберга для определения истинной проницаемости. Для смесей каолинита с кварцем возрастание содержания каолинита в 2-3 раза приводит к такому же снижению коэффициентов проницаемости и пропорциональности и показателя степени. Коэффициенты проницаемости и пропорциональности в смесях для кварца и монтмориллонита ориентировочно в два раза больше, чем для смесей каолинит и кварц. Исследования на образцах одинакового состава разных фракций с хаотическим распределением частиц и слоистым показали, что в образцах со слоистым расположением коэффициенты пропорциональности и проницаемости приближенно в 2 раза меньше, чем для хаотического. По ряду образцов с большой долей глин определены истинные коэффициенты проницаемости.
В условиях снижения качества минерального сырья, содержащего цветные металлы, важным становится вопрос оптимизации схем его переработки для получения кондиционных концентратов. Модернизация схем рудоподготовки на основании анализа априорной информации и экспериментальных исследований позволит минимизировать негативный эффект вовлечения в переработку более бедного низкокачественного минерального сырья в условиях увеличения объемов производства. В работе выполнен анализ современного состояния в области оборудования и схем рудоподготовки фабрик, перерабатывающих комплексные медные руды. Снижение качества сырья, а также увеличение комплексности и объемов производства приводят к необходимости сокращения капитальных и эксплуатационных затрат на всех этапах переработки минерального сырья. Авторами проанализированы более 150 научно-технических источников и отобраны для более глубокого анализа и проработки 40 источников. Был проведен анализ работы более 50 предприятий, перерабатывающих комплексные медные руды. Анализ существующих исследований в области процессов рудоподготовки комплексных медных руд показал, что наиболее распространенной технологией (как при модернизации существующих, так и при проектировании новых предприятий) в России и в мире является технология на основе полусамоизмельчения. При этом выявлена тенденция к переходу от схем с использованием мокрого полусамоизмельчения к схемам с использованием измельчающих валков высокого давления.
Развитие измерительной техники и статистическая обработка полученных результатов играют важную роль в процессе флотационного обогащения. Использование современных технологий, таких как ионометрия и нейросетевое моделирование, позволяет проводить более точный анализ данных и предсказывать поведение руды при флотации. Использование единого типового подхода к изучению обогатимости порфировых медно-молибденовых руд с помощью этих методов помогает установить более точные связи между параметрами руды, процессом флотации и получаемыми результатами обогащения. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной базе Научного центра проблем переработки минерального сырья Горного университета. В данной работе производился анализ сменных данных с помощью метода обработки статистических данных и выявление негативных факторов, влияющих на флотационный процесс, а также предложены пути устранения выявленных проблем. Данный подход позволяет более глубоко изучить процессы, происходящие внутри системы флотации, выявить взаимосвязи и оптимизировать параметры процесса для достижения наилучших результатов. Это может привести к сокращению времени и затрат на обогащение и повышению эффективности процесса. Таким образом, применение современных методов и технологий в измерительной технике и математико-статистическом анализе данных является важным направлением научного прогресса в области флотации и обогащения руд, включая порфировые медно-молибденовые руды.
В работе представлены особенности разработки Харбалахского каменноугольного месторождения, имеющего пологое залегание пластов с имеющимся междупластьем мощностью 0,8 м. Вскрытие месторождения осуществлено капитальными наклонными центральными и фланговыми траншеями с подъездными путями, выезжающими на руслоограждающую дамбу. Вскрытие нижележащих горизонтов произведено капитальными внутренними сьездами. Для разработки месторождения принята сплошная однобортовая система разработки с комбинированным внутренним отвалообразованием, с разделением вскрышных работ на два слоя и раздельной технологией их выемки. На верхних горизонтах используется механическое рыхление мерзлой вскрыши бульдозерами и их выталкиванием в выработанное пространство. На нижнем слое вскрышные работы ведутся с применением буровзрывного рыхления с вывозом взорванной горной массы автосамосвалами во внутренний отвал. Таким образом формируются внутренний бульдозерный и автомобильный отвалы для дальнейшей их рекультивации. Выполненный анализ горно-геологических и геотехнологических условий эксплуатации Харбалахского разреза показал эффективность существующей технологии с комбинированным бульдозерным и автомобильным внутренним отвалообразованием, благоприятствующим рекреационной рекультивации созданием водоема на отработанном карьерном поле. Анализ динамики коэффициента вскрыши по годам показал его ежегодный рост из-за рельефа местности, которая приведет к полному заполнению выработанного пространства породами вскрыши к 2026-2027 гг. с переходом на сельскохозяйственную и лесохозяйственную рекультивацию карьерного поля.
В статье рассматривается открытая разработка месторождений в условиях криолитозоны, факторы усложняющие восстановление нарушенных земель - различные криогенные процессы, продолжительный зимний и короткий вегетационный период. Установлено, что в условиях криолитозоны продолжительность восстановления нарушенных земель весьма велика из-за того, что плодородный слой незначителен и его минерализации недостаточно для обильного произрастания растительности, что удлиняет процесс самовосстановления. Целью исследования является обоснование направлений трансформирования с последующей рекультивацией месторождений малых разрезов в условиях криолитозоны с суровой климатической средой и бедной растительностью. Методы исследования включают анализ масштабов экологического состояния земель при их открытой разработке, оценку путей их рекультивации. С этой целью произведен анализ способов вскрытия и системы разработки малых разрезов Якутии с внутренним и внешним отвалообразованием на основе изучения динамики коэффициентов вскрыши. Существующие технологии ведения открытых горных работ предусматривают выполнение восстановительных работ после полной отработки месторождения, системы разработки не предусматривают работы по производству технической рекультивации. Результатом работы является оценка параметров рекультивации выработанного пространства, отвалов разреза и их обязательное включение в проект разработки месторождения, учитывающий техническую рекультивацию, способы восстановления нарушенных земель. При этом предлагается использовать выработанное пространство в качестве водоемов, рекреационных зон, ледников, площадок для захоронения отходов с последующим их перекрытием вскрышными или другими породами.
В настоящей работе рассмотрены экспериментальные исследования: природа обратно намагниченных горных андезитобазальтовых пород, чтобы объяснить происхождение геомагнитного поля Земли и для решения проблемных вопросов в области тектоники и стратиграфии. Для этого были применены следующие методы: термомагнитный, минералогический и локальный спектральный анализы. В горных породах имеются магнитные материалы с неодинаковыми магнитными свойствами и направлениями. В качестве необходимого условия для того, чтобы была первичная термоостаточная намагниченность, надо иметь постоянное магнитное поле. Наблюдаются постоянства - Jn образца андезитобазальт, которые не играют роль для восстановления геомагнетизма. Исследуемые образцы горных пород сильно изменены от первоначального состава, причём прямо намагниченные горные породы имеют на порядок меньше, чем обратно намагниченные образцы. В исследованных образцах магнитная руда составляла ~ 8% от общей массы. Получено, что за начальную намагниченность андезитобазальта отвечает магнетит и гематит, а в противоположном направлении намагниченности - титаномагнетит. Горные андезитобазальтовые породы содержат вторичный магнит и обратную намагниченность, которая со временем не меняется. Из этих условий следует, что природа образования обратной намагниченности является основой геомагнетизма.
В статье представлены результаты анализа экспериментальных данных по скорости и направлению ветра, а также по некоторым характеристикам турбулентности, полученным в сложных орографических условиях - на краю карьера кимберлитовой трубки «Мир» (г. Мирный, Республика Саха (Якутия)). Измерения проводились с использованием ультразвуковой метеостанции «Метео-2» на высоте 10 м от уровня подстилающей поверхности. Рассмотрено два периода измерений - с июня по август 2023 г. и с ноября 2023 г. по февраль 2024 г. Приведена статистика скорости и направления ветра для этих периодов. Рассмотрена взаимосвязь кинетической энергии турбулентности и вертикального турбулентного потока тепла со скоростью и направлением ветра. Обсуждаются особенности этих взаимосвязей. В частности, как в летний, так и в зимний период при ветре с «материка» на карьер вертикальный турбулентный поток тепла в целом имеет положительные значения и увеличивается с увеличением «фоновой» скорости ветра. При ветре с карьера на точку наблюдения в летнее время наблюдается противоположная закономерность - при увеличении «фонового» ветра поток тепла стремится к отрицательным значениям. Для зимних условий при данном направлении ветра какая-либо взаимосвязь между потоком тепла и скоростью «фонового» ветра практически отсутствует. Полученные результаты могут быть полезны при изучении процессов перераспределения аэрозольных и газовых загрязнений в глубоких карьерах.
В статье представлены обобщенные и систематизированные данные физико-химического моделирования выпадения осадка кальцита при смешивании пластовых и закачиваемых вод, полученные в период геологического изучения на месторождениях углеводородов Западной Сибири по методике отраслевого стандарта с использованием программы «РОСА». Выполнена выборка максимального значения прогнозируемого выпадения карбоната кальция и соответствующего этому значению соотношения пластовой и закачиваемой воды в смеси. Анализировались данные, полученные при моделировании процессов заводнения нефтяных залежей минерализованными водами апт-альб-сеноманских отложений с целью поддержания пластового давления, а также при закачке излишков попутно добываемых вод в пласты-коллекторы поглощающего горизонта Западно-Сибирского мегабассейна. Установлено, что в подавляющем большинстве случаев наибольшие значения прогнозируемого образования карбоната кальция фиксируются при доле закачиваемой воды в пласте 9:1. Оценка прогнозных максимальных значений кальцита на рассматриваемой территории дана по нефтегазоносным областям. Выявлена приуроченность максимальных значений прогнозируемого осадка кальцита к центральным районам Западной Сибири (Среднеобская нефтегазоносная область) при заводнении неокомских и юрских горизонтов. Наименьшие его значения установлены для северных районов (Надым-Пурская и Пур-Тазовская нефтегазоносные области) при заводнении неокомских горизонтов.
Цель этого исследования - провести оценку значений параметров фильтрации газа через образцы полевых шпатов, кальцита и кварца обломочного и магматического генезиса, определить параметры фильтрации для смесей обломочного кварца. Минералы измельчали, зерна помещали в искусственную кювету. Исследовали полевые шпаты, кальцит и кварц обломочного и магматического генезиса с размером зерен 40 мкм, 63 мкм, 80 мкм, 106 мкм, 125 мкм, а также фракцию менее 40 мкм. На образцах зерен рассматриваемых минералов по микрофотографиям определяли коэффициенты округлости и сферичности по диаграмме Крумбьена-Шлосса. Формы выделения минералов преимущественно полигональная, уплощенная, треугольная, ромбическая неправильно изометричная, овальная. Сферичность зерен кварца обломочного генезиса составила 0,53, а для полевых шпатов - 0,66. Окатанность зерен кварца обломочного генезиса - 0,5-0,7, а полевых шпатов и магматического кварца - 0,1-0,2. Найдено, что при фильтрации через образцы полевых шпатов, кальцита коэффициент проницаемости ниже, чем при фильтрации через частицы кварца обломочного генезиса. Коэффициент проницаемости образцов полевых шпатов и кальцита составляет от 10 до 30% от коэффициента проницаемости образцов обломочного кварца. Коэффициенты проницаемости образцов магматического кварца ниже, чем образцов обломочного кварца и полевых шпатов. Это обусловлено различной формой частиц кварца, полевых шпатов, кальцита в матрице породы. Также исследовали смеси зерен кварца обломочного генезиса. Выявлено, что для двухкомпонентных смесей при увеличении среднеквадратичного отклонения размера зерен коэффициент проницаемости смеси снижался. Проведенные исследования могут способствовать прогнозированию значений проницаемости на основе известного гранулометрического анализа пород и анализа формы зерен минералов. Проведенные исследования выполнены автором настоящей статьи.
Оборотное водоснабжение является важным аспектом в процессе переработки сырья флотационным методом. Несмотря на экономические и экологические преимущества, при повторном использовании воды происходит усложнение ее ионного состава, что может повлиять на результат процесса флотации. Целью исследования является анализ научно-технической литературы и систематизация данных о факторах, формирующих ионный состав жидкой фазы пульпы при флотации медьсодержащих руд, и оценка их влияния на технологические показатели обогащения. В исследовании проведен анализ более 100 научно-технических источников, индексируемых в международных базах данных Scopus и Web of Science, а также опубликованных в ведущих специализированных изданиях по горному делу за последние десять лет, 40 из которых отобраны для более глубокой проработки. В работе рассмотрено влияние ионов кальция, магния и меди, а также хлоридсодержащих и сульфоксидных солей на характеристики жидкой фазы пульпы при флотации медных руд. В результате теоретических исследований установлены источники упомянутых ионов в жидкой фазе пульпы и определены закономерности их влияния. Выявлено, что ионы кальция и магния негативно влияют на процесс образования пены и снижают скорость кинетики флотации медных минералов. Наличие хлоридов калия и натрия в воде способно положительно влиять на процесс флотации халькопирита, способствуя образованию устойчивого адсорбционного слоя собирателя на поверхности минерала. Окисление поверхности минералов под воздействием антропогенных факторов и наличие водорастворимых минералов меди обуславливает присутствие сульфат-ионов и катионов меди в воде. Ввиду нарастающих требований по рациональному использованию природных ресурсов актуальным направлением является создание регламентированных требований к химическому составу оборотных вод и внедрение этапа оценки влияния ионного состава пульпы при разработке реагентых режимов флотации.