Основными видами ресурсов, потребляемых при обогащении полезных ископаемых, являются пресная вода и энергия. В ближайшие десятилетия горнодобывающая промышленность обречена столкнуться с необходимостью снижения их потребления.
Крупным потребителем воды является обогащение, на которое приходится более 60% расходуемой воды. Прогнозируется, что к 2030 году потребность горно-обогатительных предприятий в воде возрастет на 40%. Исследование проблем снижения расхода воды в обогатительных процессах должно осуществляться совместно с оценкой энергопотребления, т.к. в рамках единой технологической схемы существует тесная взаимосвязь между потреблением воды и энергии в целом по предприятию. Чаще всего технология, обеспечивающая экономию воды, предусматривает увеличение потребления энергии и наоборот.
Наличие в добываемых рудах слоистых силикатов с подвижными кристаллическими решетками существенно осложняет их обогащение с использованием как «мокрых», так и «сухих» процессов. Перспективным направлением ресурсосбережения при обогащении руд, содержащих подобные минералы, является термическое и гидротермальное модифицирование таких руд в начале технологической цепи, обеспечивающее снижение или устранение их отрицательного воздействия на процессы рудоподготовки, сепарации, обезвоживания и складирования продуктов обогащения. Такое модифицирование требует дополнительных энергозатрат, но позволяет достичь существенной экономии других ресурсов.
В работе № 18-17-00169 "Исследование технологических основ переработки различного минерального сырья, содержащего слоистые силикаты, направленным модифицированием структуры при минимизации использования воды" за 2019 год получены следующие результаты:
- Исследование проблем снижения расхода воды в обогатительных процессах должно осуществляться совместно с оценкой энергопотребления, т.к. в рамках единой технологической схемы существует тесная взаимосвязь между потреблением воды и энергии в целом по предприятию. Чаще всего технология, обеспечивающая экономию воды, предусматривает увеличение потребления энергии и наоборот [Арсентьев В.А., Герасимов А.М., Мезенин А.О., Устинов И.Д. (Arsentyev, V.A., Gerasimov, A.M., Mezenin, A.O., Ustinov, I.D.) Thermo- and hydrochemical modification of solid minerals containing argillaceous varieties IMPC 2018 - 29th International Mineral Processing Congress].
- Перспективными направлениями интенсификации обогащения руд, содержащих слоистые силикаты, являются термическое и гидротермальное модифицирование таких руд в голове технологической цепи, обеспечивающее снижение или устранение их отрицательного воздействия на процессы рудоподготовки, сепарации, обезвоживания и складирования продуктов обогащения [Герасимов А.М., Арсентьев В.А., Лазарева В.В, (Gerasimov A.M., Arsentyev V.A., Lazareva V.V.) Properties and Processing of Ores Containing Layered Silicates ICAM 2019, SPEES ].
- Установлено, что термическая обработка сильвинитовой руды; содержащей глинисто-карбонатные нерастворимые минералы, в диапазоне 100-500 °С практически не влияет на структуру солевых минералов галита и сильвина, но существенно изменяет структуру минералов, входящих в нерастворимую фракцию, что оказывает положительное влияние на флотацию этих руд и процесс осаждения шламовых фракций в хвостах флотации.
- Установлены оптимальные значения параметров для процессов высокоинтенсивной сухой магнитной сепарации высокозольных углей, подвергнутых термохимическому модифицированию, основываясь на методе косвенной оценки раскрытия минеральной части угля. Параметр косвенно характеризующий вкрапленность, является информативным для оценки обогатимости малых технологических проб при малообъемном опробовании, разработке геолого-технологической классификации руд месторождений и их геолого-литологическом копировании. Условный коэффициент вкрапленности минеральных примесей N в каменных углях Воркутинского, Байдаевского и Караканского месторождений показал близкие результаты при дроблении на молотковой дробилке. Применение различного вида воздействия на уголь Караканского месторождения при дезинтеграции не изменило ситуацию с раскрытием минеральной части. Но при этом при дроблении в КИД-300 и при двухстадийном режиме в ДЩ-60×100 и ДГ-200×125 не происходит значительного переизмельчения. При дроблении полукокса на дробилке вибрационного типа воздействия (КИД-300) раскрытие сростков происходит в классах +0,315 мм, что упрощает последующие стадии обогащения [Герасимов А.М., Лазарева В.В., Самуков А.Д., Страхов В.М. (Gerasimov A.M., Lazareva V.V., Samukov A.D., Strahov V.M.) Метод оценки вкрапленности минеральной части и его применение при дезинтеграции угля Кокс и химия].
- Воздействие на порошковую глинистую руду термообработкой (автоклавирование и СВЧ-сушка) не снижает количество глинистой составляющей, но улучшает проницаемость руды (фильтрационный расход) в рыхлом сложении в 2-3 раза. Конвективный нагрев порошковой глинистой руды при температуре 650 °С в течение 10 минут способствует снижению количества глинистой составляющей в 3 - 5 раз, тем самым повышая проницаемость руды (фильтрационный расход) в рыхлом сложении в 40 раз [Герасимов А.М., Лазарева В.В., Арсентьев В.А. (Gerasimov A.M., Lazareva V.V., Arsentyev V.A.) Воздействие СВЧ-нагрева на свойства слоистых алюмосиликатов Обогащение руд].
- Проведена пробоподготовка и выявлены предпочтительные параметры термомодификаии пробы золотоносной руды, технологической пробы «богатой» порошковой руды месторождения Варваринское. Сформулированы технологические требования к комбинированной технологии переработке золотоносной руды с использованием термохимического модифицирования альтернативно кучному выщелачиванию. Предложены четыре технологические схемы обогащения такой золотоносной руды.
- В течение 2019 г. опубликовано 3 статьи в журналах, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) и «Скопус» (Scopus). Возникли и получена 1 исключительные право на результаты интеллектуальной деятельности.
