Главная – Журналы – Поиск по журналам

Скарновые месторождения Fe и Cu с повышенными содержаниями Au распространены в Тагило-Магнитогорской мегазоне Уральского складчатого пояса и ассоциируют, главным образом, с интрузивами среднего или кислого состава. На Северном Урале отмечаются месторождения и рудопроявления Fe-Cu скарновой формации в экзоконтактах габбровых фаз интрузивов Уральского платиноносного пояса. Эти объекты представляют интерес как заключительное (гидротермально-метасоматическое) звено в фракционировании халькофильных и благородных металлов в магматических системах юных островных дуг. Метасоматиты экзоконтакта Княсьпинского массива, исследованные в данной работе, содержат рудные концентрации Fe, Cu (0.5–5 мас. %) и Au (0.2–14 г/т) и относятся к Cu-Fe скарновой формации Урала. Большинство геологических и минералого-геохимических характеристик этого рудопроявления типичны для Cu-Au скарновых месторождений и свидетельствуют в пользу связи его с габбровой фазой, а не с диоритами, которые присутствуют также в составе Княсьпинского массива. Метасоматиты развиваются по андезибазальтам павдинской свиты. Реконструирована следующая последовательность их формирования: (1) амфибол-плагиоклазовые или клинопироксен-плагиоклазовые роговики (роговиковый этап), (2) эпидозиты с клинопироксеном или гранатом (скарновая дорудная стадия гидротермально-метасоматического этапа), (3) клинопироксен-актинолит-эпидотовые ассоциации с магнетитом и сульфидами Cu (скарновая рудная стадия гидротермально-метасоматического этапа), (4) существенно цеолитовые ассоциации (поздняя гидротермальная стадия гидротермально-метасоматического этапа) и (5) гипергенный этап. Предполагаемые температуры образования первичной сульфидной минерализации составляют 300-400 ^оС. Формирование самородного золота, характеризующегося очень широкими вариациями по примесям Cu и Ag, происходило при меньших температурах (предположительно, 100-250 ^оС) и могло продолжаться на гипергенном этапе. По данным значений δ³⁴S в сульфидах и геохимии халькофильных элементов в скарнах, рудное вещество имело, вероятнее всего, первично магматический источник. Однако, мобилизация S и Cu из колчеданных залежей шемурской свиты через их ассимиляцию интрузией также не исключена. Независимо от источника, окислительно-восстановительный баланс S был существенно сдвинут в сторону S⁶⁺ или S⁴⁺, что привело к необычно-низкому (-6 – -4) δ³⁴S в сульфидах метасоматитов.

Получены первые экспериментальные данные по связи содержания диоксида углерода в минералах типа лазурита (МТЛ) с его парциальным давлением в газовой фазе и температурой в интервале, отвечающем процессу лазуритообразования на месторождениях Южного Прибайкалья. Содержание структурной примеси СО₂ определялось методом ИК-Фурье спектроскопии. Оно в большей мере зависит от температуры, чем от парциального давления CO₂ и для кубических лазуритов максимально при 500 ^оС (0.05-0.07 формульной единицы), снижаясь до 0.01-0.03 ф.е. как при понижении (460 ^оС), так и при повышении температуры (560 ^оС). Намечена положительная зависимость содержания СО₂ от фугитивности О₂ в системе. МТЛ с орторомбической структурой (владимиривановит) хуже удерживает СО₂, содержание которого понижается от исходного (природного) 0.08 до 0.01-0.02 ф.е. в заданном интервале температур 460-560 ^оС. Опыты с выдержкой при 560 ^оС и последующем охлаждении до 460 или 360 ^оС показывают отсутствие эффекта ретроградной растворимости СО₂ в МТЛ при насыщении из газовой фазы. Согласно данным по содержанию СО₂, кубические лазуриты с несоразмерной 3D модуляцией структуры могли образоваться при температуре около 500 ^оС, парциальном давлении СО₂ ~1.4-2.2 бар и fO₂ на уровне магнетит-гематитового буфера. Зафиксированные в некоторых МТЛ высокие содержания СО₂ (0.15-0.3 ф.е.), возможно, не связаны с прямым поглощением СО₂ из газовой (флюидной) фазы, а являются продуктом относительно низкотемпературных (<400 ^oC) превращений форм углерода, приводящих к ассоциации СО₂ и молекулярных форм серы. Эту область температур и соответствующие таким формам серы фугитивности летучих следует расценивать как возможные условия для синтеза или модифицирования материалов на основе содалита, нозеана и МТЛ, перспективных в качестве поглотителей или индикаторов диоксида углерода.

Срединно-Атлантический хребет в пределах Исландии значительно отличается по своему строению от других хребтов. Он представлен несколькими современными рифтовыми зонами с различными кинематикой и внутренним строением. В то же время, имеется и несколько неактивных рифтовых зон, разделённых блоковыми поднятиями. Такое структурное разнообразие обусловлено термическим влиянием Исландского плюма, которое проявляется в условиях асимметричного спрединга. Для выявления условий развития рифтовых зон Исландии и особенностей их строения в связи с цикличностью плюмовой активности был использован метод физического моделирования. Полученная модель отражает строение и развитие рифтовых зон Исландии за последние 21.5 млн лет. Было показано, что кинематика и внутреннее строение рифтовых зон являются следствием развития разномасштабных перекрытий центров растяжения. Между ними возникают блоковые поднятия, которые в современном рельефе выражены в виде приподнятых полуостровов, преимущественно, в северной части острова. Размеры блоковых поднятий зависят от расстояния между перекрывающимися спрединговыми осями. При уменьшении расстояния крупные поднятия сменяются серией мелких эшелонированных блоков. Формирование подобного структурного ансамбля обусловлено периодическим увеличением плюмовой активности и её смещением в восточном направлении относительно границы литосферных плит, что обусловлено асимметрией растяжения. Выделяется два цикла плюмовой активности с различной продолжительностью. Период 7–8 млн лет отражает полный цикл формирования и развития перекрытий, а период 2–3 млн лет обуславливает развитие структуры рифтовых зон в пределах всего структурного ансамбля.

Рассмотрено влияние реагентов-регуляторов на селективность модифицирования спектрально-кинетических характеристик неизвлекаемых алмазов с аномальной светимостью для обеспечения их полного и селективного извлечения в процессе рентгенолюминесцентной сепарации. Установлены параметры кинетической устойчивости эмульсий люминофорсодержащих модификаторов и определены реагенты-регуляторы, не вызывающие ухудшения закрепления модификаторов на поверхности алмазов. Показано, что реагенты-регуляторы различных классов (производные алкиларилфосфонатов, алифатические спирты, бифункционально модифицированные производные карбоксиметилцеллюлозы, ионогенные и неионогенные азотсодержащие полимеры; короткоцепочечные алифатических амины, комплексные реагенты) обеспечивают существенное снижение закрепления люминофоров на поверхности гидрофобных минералов кимберлита, предотвращая возможность их извлечения в концентрат сепарации. Определено влияние реагентов-регуляторов на спектрально-кинетические характеристики применяемых люминофорсодержащих модификаторов и обработанных ими алмазов. Выбраны реагенты-регуляторы, пригодные для применения в технологии реагентного модифицирования, без последующей нежелательной коррекции спектральных характеристик алмазов.

Флотация осуществляется с помощью двух форм сорбции при использовании как одного реагента-собирателя, так и их композиции. Эффект от двух форм сорбции одного реагента-собирателя можно рассматривать как синергизм двух реагентов-собирателей. В этом случае флотация выполняется в условиях гидролиза реагента или его диссоциации. Выбор реагентного режима - создание условий получения двух форм сорбции на минеральной поверхности. Активация флотации катионами металлов, каталитическое окисление ксантогената формируют сорбционный слой, представленный химически и физически закрепившимися реагентами или их производными соединениями. Каждая форма сорбции реагента-собирателя выполняет в элементарном акте флотации свою функцию. Первая форма сорбции имеет своей целью повышение гидрофобности извлекаемого минерала, вторая - снятие кинетического ограничения образованию флотационного комплекса. Разработана и предложена стратегия выбора сочетаний реагентов-собирателей с целью получения синергетического эффекта во флотации. Каждый из собирателей выполняет свою функцию в образовании флотационного комплекса. Выбор их свойств позволяет получить максимальный технологический эффект. Повышение гидрофобности минерала, плотности сорбции реагента на его поверхности - следствие выполнения условия закрепления двух указанных форм одного реагента или композиции реагентов. Показано, что свойства второй формы сорбции определяются на основе механизма работы физически сорбируемого собирателя.

Представлены результаты выщелачивания элементов рудной матрицы Cu, Ni, Fe, S из хвостов обогащения медно-никелевых руд. Исследования проведены на лабораторной установке, имитирующей режим in situ в условиях капиллярного фильтрационного подъема растворов на дневную поверхность. В качестве выщелачивающего агента использованы вода, водные растворы пероксида водорода с концентрацией 0.5, 1.0, 10.0 %. Для повышения активности аборигенных микроорганизмов в часть колонн введены бактерии, выделенные непосредственно из исследуемых хвостов обогащения. В других колоннах для увеличения популяции аборигенных бактерий непосредственно в массиве создавались условия, стимулирующие их рост. Отмечен рост количества бактерий в массиве хвостов обогащения, наполняющих колонны. Установлено различное по скорости выделение в жидкую фазу железа, меди, никеля и серы в зависимости от состава выщелачивающего раствора.

Выполнены исследования по модификации поверхности сульфидных минералов (арсенопирита и антимонита) при биологической обработке бактериями Pseudomonas Japonica. Состояние их поверхности после различной обработки изучалось с помощью электроакустического спектрометра Dispersion DT-310, сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega II SBH, цифровой техники и прибора DSA20 EasyDrop. Установлено, что биологическая обработка приводит к значительной гидрофилизации поверхности минералов, что подтверждается снижением краевого угла смачивания на 40 - 50° и увеличением работы адгезии в 2 раза. Выявлены изменения электрохимических свойств поверхности, включая изменения знака ζ -потенциала и рост электропроводности на порядок. Методом сканирующей электронной микроскопии установлена адсорбция бактериальных клеток на поверхности минералов. Технологические испытания подтвердили эффективность биологической обработки, показав снижение флотации сульфидов на 15 - 17 % при совместной подаче с ксантогенатом. Результаты работы показывают перспективность микробиологического способа подготовки сульфидов к селекции.

Выполнены исследования по переработке медно-никелевых аллювиальных техногенных песков месторождения Верхнее (Норильский промышленный район). Из общей массы песков выделен класс - 100 мкм, содержание никеля и меди в классе составило 0.32 и 0.22 % соответственно. Изучен вещественный состав исходных песков и экспериментальных образцов, подобран оптимальный режим их переработки комбинированным методом низкотемпературного обжига с сульфатом аммония и биовыщелачивания. Образцы песков смешивались с сульфатом аммония и обжигались, затем обожженная смесь выщелачивалась в воде в течение 40 мин при постоянном перемешивании с интенсивностью 230 мин^-1, остаток подвергался биовыщелачиванию с использованием железоокисляющих бактерий. Максимальное извлечение металлов достигнуто при температуре 400 °С и массовом соотношении песков и сульфата аммония 1 : 3, извлечение никеля составило 73.2, меди - 71.6 %. Методом биовыщелачивания доизвлечено более 20 % металлов, сквозное извлечение никеля составило 95.4, меди - 88.0 %.

Рассмотрен метод повышения качества каолина, полученного из месторождения Djebel Debbagh. Выполнены химический, минералогический и микроскопический анализы образцов. Выявлено, что основным минералом в каолиновой руде является каолинит с примесями оксида марганца, который в значительной мере снижает качество материала и сокращает диапазон его промышленного применения. Определено влияние технологических и эксплуатационных параметров мультигравитационного сепаратора системы Мозли на содержание, выход и извлечение марганца в хвостах обогащения при очистке коалиновой руды. Для статистического подхода выбраны три параметра: скорость вращения барабана; расход промывочной жидкости и амплитуда колебаний барабана. Использованы планы Бокса - Бенкена и методология поверхности отклика. При оптимизации технологических параметров получены максимальные значения содержания, выхода и извлечения Mn в хвостах коалиновой руды. Спрогнозированные результаты согласуются с экспериментальными, что подтверждает корректность построенной модели и эффективность регулировки параметров мультигравитационного сепаратора для удаления оксида марганца.

Рассмотрен опыт применения искусственных геохимических барьеров для очистки сточных вод, образующихся в горной промышленности. Отмечены положительные результаты исследований эффективности использования природных и модифицированных минералов для снижения концентраций тяжелых металлов в рудничных стоках и модельных растворах. Изучены технические аспекты создания искусственных геохимических барьеров: материалы, размеры и особенности конструкций, направленные на повышение эффективности и срока службы. Показан потенциал геохимических барьеров как для интеграции в технологические схемы действующих предприятий, так и для автономного использования на закрытых шахтах и рудниках, где высокая стоимость сложных очистных систем ограничивает возможность их применения.