Главная – Журналы – Поиск по журналам

Обобщены исследования по получению ванадия и показана перспективность применения флотационного извлечения. Обоснован прогнозный выбор фульвовой кислоты FulvAc в качестве реагента-собирателя, селективно действующего по отношению к ценному компоненту ванадию, который в кислых продуктивных растворах находится в виде ванадила VO²⁺ . На основе анализа параметров реакционной способности изучен механизм выделения и концентрирования ванадила с использованием хелатообразующего реагента FulvAc. Проведено компьютерное моделирование флотационной системы, представляющей собой малорастворимый металлокоплекс фульвата ванадила [VO²⁺ - FulvAc]_n . Эффективность применения FulvAc подтверждена лабораторными флотационными тестированиями, при которых извлечение ванадила составило не менее 92 %. Получение оксисолей ванадия обусловлено потребностями в сырье различных отраслей, [VO²⁺ - FulvAc]_n можно использовать в качестве комплексных минеральных добавок в удобрительные смеси для нужд городского озеленения.

Рассмотрены реагентные режимы обратной флотации нефелина из хвостов обогащения лопаритовых руд: смесь талловых масел, гидроксамовые кислоты в сочетании с дистиллированным талловым маслом; смесь талловых масел с добавкой полиалкилбензолсульфокислоты или аминосодержащих собирателей. При использовании оптимальных реагентных режимов получен нефелиновый концентрат с содержанием Al₂O₃ 27.18 - 27.57 %. При добавке к талловым маслам полиалкилбензосульфокислоты активность собирательной смеси уменьшилась, приведя к снижению качества получаемого концентрата до 26.33 % Al₂O₃. Рассмотрено два способа доводки флотационных концентратов до кондиционного качества. Использование магнитной сепарации позволило получить нефелиновый концентрат с Al₂O₃ 28.0 - 28.3 % при извлечении 72 - 76 % от исходного продукта. Методом прямой катионной флотации с применением реагента Flotigam-2835 в кислой среде с рН 4.5, создаваемой кремнефтористым натрием, получен нефелиновый концентрат с 29.63 % Al₂O₃ при извлечении 65.9 % от исходного продукта.

Теоретически обоснован и с использованием данных натурных измерений апробирован метод определения газокинетических характеристик угольного пласта: газоносности, коэффициентов диффузии, массообмена и скорости десорбции, что необходимо при разработке технологий выемки залежей угля и утилизации метана. Метод основан на решении обратной задачи в рамках нелинейной модели эмиссии газа из частицы, помещенной в изолированную емкость, по изменению во времени термодинамических параметров (давления и температуры) в герметичной емкости с буровым штыбом. Анализ модели показал, что отношение концентраций метана в емкости в различные моменты времени не зависит от газоносности. Это дает возможность разработать и численно реализовать двухэтапный алгоритм: сначала из решения обратной коэффициентной задачи определяются коэффициенты диффузии, массообмена и скорости десорбции, затем с минимизацией специальным образом построенного функционала - газоносность. Натурные данные получены с использованием штыба при бурении шпура на одной из действующих шахт Кузбасса посредством измерения давления и температуры в пяти емкостях в течение 10 сут. Их интерпретация позволила оценить остаточное содержание метана на исследуемом участке пласта - 4 кг/м³.

Проведены натурные исследования геомеханического состояния массива горных пород в окрестности законсервированного железнодорожного тоннеля методом многоканального анализа поверхностных сейсмических волн. Для интерпретации полученных данных выделены и проанализированы спектральные дисперсионные изображения волн, распространяющихся вдоль тоннеля. Это позволило установить распределение скоростей волн во вмещающих породах и выявить низкоскоростные участки. Результаты исследований подтверждают применимость метода определения структуры и диагностики состояния приконтурного массива подземных сооружений.

При отработке месторождений с использованием открытой геотехнологии происходит формирование глубоких карьерных выемок и возникает ситуация близкого взаимного расположения промышленных зданий предприятий и зоны открытых горных работ. Подобная ситуация требует организации комплексного мониторинга и периодической оценки устойчивости участков бортов карьеров с учетом новых данных о свойствах и состоянии массива пород. В настоящей статье описан подход к организации системы мониторинга и оценки устойчивости на опасном участке борта карьера. В результате периодического инструментального контроля сейсмическим методом в варианте профилирования показано, что исследуемый участок борта карьера значительно нарушен. Результаты оценки устойчивости данного участка карьера с применением метода предельного равновесия показали, что он находится в неустойчивом состоянии. Сделан вывод о том, что прогноз развития зон разрушения пород на данном участке целесообразно выполнять комплексно, на основе применения натурных и расчетных методов контроля устойчивости.

Исследования по определению силы сопротивления внедрению клиновидных индентеров в статических и динамических экспериментах проводились на образцах из оргстекла и мрамора. В статических экспериментах фиксировалась зависимость силы сопротивления внедрению клина от заглубления. Динамические испытания осуществлялись с использованием струнного гравитационного копра. Исследовалась динамика внедрения падающего массивного клина в образец из оргстекла. Сила сопротивления внедрению определялась с помощью акселерометра, установленного на клине. Использование оргстекла в качестве модельного материала позволило установить форму и размеры магистральных трещин, образующихся в среде при внедрении клина. Полученные экспериментальные данные о силе сопротивления внедрению клина и размере образующейся магистральной трещины сравнивались с теоретическими оценками этих величин. Сравнение показало хорошее их соответствие в статических экспериментах на образцах из оргстекла. В динамических экспериментах теоретические оценки силы внедрения оказались меньше экспериментальных максимально на 25 % при хорошем соответствии размеров магистральных трещин.

Приведены результаты экспериментов и численных расчетов по исследованию устойчивости тяжелой колонны, установленной на поверхности сыпучей среды, и заглубленной пластины. Колонна и пластина нагружались допредельной статической нагрузкой. На сыпучую среду воздействовали многократными слабыми ударами. В лабораторных экспериментах установлено, что при таких нагружениях сыпучая среда постепенно эволюционирует к критическому состоянию и происходит потеря сдвиговой прочности. Скорость приближения к критическому состоянию растет с увеличением числа ударов. Критическое число ударов до разрушения среды подчиняется логнормальному распределению. Наиболее вероятное значение критического числа ударов экспоненциально увеличивается при уменьшении статической нагрузки. Численное моделирование потери устойчивости заглубленной в сыпучую среду пластины методом дискретных элементов дают качественно совпадающие с экспериментом результаты.

Изучено влияние содержания базальтовой фибры диаметром 23 мкм на удельную энергоемкость разрушения бетона D2000 и легкого теплозащитного бетона D1000. Установлены закономерности воздействия знакопеременных температур на сопротивляемость фибробетона динамическим воздействиям. После 12 циклов (температура замораживания - 50 ±2 °С) затраты энергии на разрушение образцов бетона марки D2000 при объемном содержании фибры 2.7 % составили 1962 Дж/м², что в 3.6 раза превышает энергоемкость разрушения образцов неармированной группы. Выявлено, что бетон на пористом демпфирующем заполнителе из вспученного вермикулита обладает более высокой сопротивляемостью к динамическим нагрузкам, чем бетон повышенной плотности. Энергоемкость разрушения теплозащитного бетона на основе вермикулита D1000 составила 5038 Дж/м², мелкозернистого D2000 - 2326 Дж/м². Энергоемкость разрушения неармированного бетона на основе вермикулита после трех циклов замораживания - оттаивания падает на 71 % c 5038 до 1473 Дж/м², но при объемном содержании фибры 2.4 % энергоемкость разрушения фибробетона снижается на 9 % до 4608 Дж/м². Полученные результаты могут способствовать повышению сопротивляемости торкрет-бетонных крепей ударным нагрузкам, в том числе после негативного воздействия циклов замораживания - оттаивания.

При изучении геодинамического состояния углепородного массива на шахтах Донбасса используется сложный суммарный сигнал, возникающий на земной поверхности при отработке угольных пластов. Поиск закономерностей в геологическом отклике массива на прохождение в нем сейсмических волн строится на основных физических принципах теории упругости: зависимости энергетических показателей сигнала от близости источника колебаний и зависимости скоростей продольных волн от плотности среды. Рассмотрены результаты сейсмического мониторинга на шахтных полях Донецко-Макеевского района Донбасса. Проведено сопоставление энергетических и спектральных характеристик сигналов с геодинамическими процессами и параметрами геологического разреза. Установлена прямая пропорциональная зависимость между суммарной мощностью трещиноватых пород и комплексным параметром, включающим азимут одной из компонент сейсмических волн. Исследование спектров сложного сигнала показывают, что их частотные характеристики позволяют дифференцировать участки максимального разуплотнения и уплотнения углепородного массива и в конечном итоге оконтурить зоны влияния разломов, являющихся участками аномального скопления метана.

Определены плотность, пористость, скорость P -волны и твердость по Либу на примере образцов из различных карьеров Турции. Выполнена оценка их корреляции с прочностью на одноосное сжатие. Между физико-механическими свойствами и прочностью на одноосное сжатие установлена экспоненциальная зависимость. Наибольшая корреляция выявлена между прочностью на одноосное сжатие и твердостью по Либу, коэффициент корреляции составил 0.91.