Будущее технологической минералогии

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Записки Українського мінералогічного товариства
Дата:2011
Автор: Пирогов, Б.И.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Українське мінералогічне товариство 2011
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57351
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Будущее технологической минералогии / Б.И. Пирогов // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 153-157. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860107372306890752
author Пирогов, Б.И.
author_facet Пирогов, Б.И.
citation_txt Будущее технологической минералогии / Б.И. Пирогов // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 153-157. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Записки Українського мінералогічного товариства
first_indexed 2025-12-07T17:31:49Z
format Article
fulltext 1��ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8 Будущее технологической минералогии (ТМ) — в разви- тии нанотехнологий различных видов тонкодисперсного минерального сырья (МС). Преобразование качеств ми- нералов такого сырья реализуется в ряду: минералогия → технологическая минералогия → технология → матери- аловедение. Определяя тенденции развития минералогии на современном этапе, Н.П. Юшкин [15] подчеркивает значение интервенции минералогического познания во все области естествознания, в микромир, развитие таких направлений, как микро- и наноминералогия. Минерало- гия активно входит в понятия пограничья минерального мира — структурно-конституционные и пространствен- но-временные. Этому способствует мощный техничес- кий прогресс в развитии прямых методов структурных и морфологических исследований, особенно различных видов микроскопии (электронной, туннельной, атомно- силовой), позволяющих исследовать отдельные атомы и их мельчайшие закономерные группировки. “Расши- ряются и расплываются границы представлений о дис- персных объектах. К ним сегодня относятся не только фазово-индивидуализированные малые и сверхмалые частицы с отчетливыми поверхностными ограничени- ями, но и внутрифазные структурированные элементы (многоядерные соединения, молекулярные и надмолеку- лярные группировки, кластеры и т. п.), кратко живущие структурные ансамбли, биологические структуры соот- ветствующих размеров и даже продукты нано- и микро- инженерии… Современной тенденцией является распростране- ние исследований на все более и более глубокие уровни дисперсности, переход от традиционных объектов око- ломикронной величины, т. е. микрообъектов, к ультра- дисперсным объектам” [14]. Наиболее ярко состояние проблемы подчеркнул М. Хочелла [5]: “Нанонаука это сравнительно новая область исследования, которая в ос- новном затрагивает проблемы обнаружения и изучения свойств вещества размером 1—100 нм, так называемой наношкалы. Механические, электрические, термодина- мические и другие свойства сильно изменяются по мере того как физические размеры вещества входят в нано- шкалу, и исследователи в этой сфере только начинают систематизировать и понимать изменения свойств в этой © Б.И. ПИРОГОВ, 2011 УДК 549.08+55 Б.И. ПИРОГОВ Федеральное государственное унитарное предприятие   “Всероссийский научно-исследовательский институт им. Н.М. Федоровского”  119017, г. Москва, Старомонетный пер., 31  Е-mail: pirogov_boris@inbox.ru бУдУщЕЕ ТЕхНОЛОГИЧЕСКОй МИНЕРАЛОГИИ 1�� ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8 Б.И. Пирогов расплывчатой области между классической (массивной) и квантовой областя- ми”. Микромир стал основным источником открытий новых минералов, осо- бенно сульфидов, простых веществ и т. п. На основании работ Н.П. Юшкина, А.М. Асхабова, В.Л. Таусона, А.Х. Туресебекова, О.Б. Котовой, Р.и. Конеева, В.и. Ревнивцева, В.А. Чантурии и многих других сегодня сформулированы ос- новные положения наноминералогии. В единой геолого-техногенной системе важен учет иерархической систематики дискретного состояния вещества [12] в ряду: минерал →микроминерал → квазикристаллы → фуллерены → аморфное вещество → коллоиды → наночастицы → кластеры. Это позволяет по-новому подойти к минералого-технологической оценке комплексности, экологичности полезных ископаемых (Пи) и отходов, разработке нестандартных их оценки, технологии добычи и обогащения; обеспечить разработку экономико-экологи- ческих технологий получения новых нетрадиционных видов сырья (цеолиты, сапонит, полевые шпаты, дистен, гранаты и др.), постоянно расширяя области их применения. Здесь просматриваются следующие новые подходы. 1. С вовлечением в обогащение тонкодисперсных видов МС изменяется привычное представление о Пи. В технологических схемах все большую роль начинает играть размерный фактор сосуществующих минералов. Нанораз- мерные технологии предполагают изучение и внедрение механизмов извлече- ния ценных компонент на молекулярном, атомарном, электронном уровнях, когда появляется возможность управлять процессами на уровне формирова- ния ПИ [2, 3, 6, 11]. 2. исследования эволюции технологических свойств минералов (ТСМ) и поведения техногенных фаз позволяют говорить о двух основных механизмах изменений — полиморфном и изоморфном [1]. Наиболее четко оба механизма превращений противопоставляются в техногенезе. Полиморфный механизм превращений представляет собой симметрийные реакции минералов. При этом энергия тратится на разупорядочение решетки и структура превращается в низкосимметричную фазу, как это было показано нами в морфотропном ряду оксидов для железных руд [8]: вюстит Fm3m — магнетит Fd3m — маггемит P42212 — гематит R3с. С понижением симметрии возрастают примесная ем- кость структуры и реакционная активность полиморфных фаз. На примерах рядов сульфидов и оксидов [1] показано, что полиморфные модификации су- щественно различаются физическими свойствами: плотностью, твердостью, оптическими характеристиками. Это позволяет фиксировать при измельчении руд на горнообогатительных комбинатах (ГОКах) превращения: магнетит — ге- матит, сфалерит — вюртцит и др. Механизм нормального изоморфизма не свя- зан с резким изменением в энергетике структур, предопределяя путь монотон- ного изменения физических свойств минералов. Нередко в макрокристаллах проявляется наноблочный изоморфизм [14]. Он образует новый мир структур и морфологически упорядоченных объектов, находящихся в дальнем поряд- ке структурообразующих частиц (механически захваченные в процессе роста наноиндивиды; в виде структур распада твердых растворов; в межзеренных и границах субиндивидов; в агрегатах и надмолекулярной упорядоченности; в наноструктурах аморфных веществ и др.). Конституция и форма наноиндиви- дов определяются только внутренними факторами и практически не зависят от внешних воздействий. Это важно при решении проблем полного извлече- ния полезных компонентов из руд, получения новых видов МС, при оценке показателей обогащения руд различных генетических типов. Несомненно, вы- бор режимов обогащения руд различных генетических типов предопределяют оба явления. Практика работы ГОКов показывает, что на эффективность се- 1��ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8 Будущее технологической минералогии парации многих руд может оказывать отрицательное влияние любой минерал (или группа минералов), даже в небольшом количестве, ухудшая показатели обогащения [2, 8]. Например, появление слоистых силикатов (тальк, хлорит, слюды) от десятых долей до первых процентов отрицательно сказывается на флотационных свойствах рудных минералов из скарновых вольфрам-молибде- новых руд. В железо-фосфорных рудах появление 0,5—1,5 % гипса подавляет флотацию апатита и т. д. 3. Существенно возрастает осознание роли поверхностей или припо- верхностной области “S” наноминерального вещества [4]. Высокая степень поверхности (площади поверхности) обеспечивает весьма специфические характеристики сепарируемым минералам, которые и обусловливают непред- сказуемый потенциал нанотехнологиям, в том числе при обогащении. Это связано с проявлением необычных физических, химических и механических свойств наноминералов, изменяющих кинетические и динамические харак- теристики. Нанообъектам свойственно другое время протекания процессов и явлений: в силу особых физико-химических и геометрических характеристик возрастает “быстродействие”. Прослеживается временная зависимость пара- метров системы частиц, и случайность их образования предполагает дуализм наносистем. 4. Разработаны новые технологии извлечения тонкого золота на основе на- нотехнологий [3, 7]. В отличие от традиционного технологического подхода, Б.А. Остащенко [7] показана возможность создания поверхностного заряда у минералов, сопутствующих Au в концентрате, при термоэлектрической сепа- рации. Выяснилось, что равновесие на поверхности минерала, обусловленное адсорбцией ОН–, Н+, О–, СО–, С–, можно сдвинуть в ту или иную сторону самы- ми различными способами, в том числе нагреванием, облучением и др. Масс- спектроскопические и манометрические исследования выявили, что поверх- ность минералов шлиха (концентрата) в обычных условиях покрыта ионами ОН–. В результате нагревания они уходят с поверхности силикатов при 220 °С и оксидов при 400 °С. Поскольку ОН-группы имеют отрицательный заряд, с их удалением поверхность минеральной частицы становится заряженной поло- жительно. При этом на поверхности образуется нескомпенсированный заряд Qs. У золота и алмаза при указанной температуре величина заряда близка к нулю. извлечение частиц минерала размером 1—5 мкм мелких и тонких клас- сов концентрата в экспериментах составило 99—100 %. Разработана также технологическая схема гравитационного обогащения Au класса —200+40 мкм. использован при этом метод “изометризации” пластинчатого Au (с образова- нием валиков по краям золотин и формированием тороидальных частиц), что позволило повысить его извлекаемость на 25 %. Путем изменения магнитной восприимчивости минерала при ультразвуковом облучении Б.А. Остащенко удалось также повысить качество лейкоксенового концентрата с 50—52 % до 80,82 % TiO2 без изменения основных режимов и оборудования. 5. Разработанные методы получения наноминералов (плазменный; осаж- дение из газовой фазы, включая диссоциативную фотосорбцию; синтез из ге- левых растворов; электроосаждение; ударное и элктроимпульсное измельче- ние; природное образование) сегодня становятся составной частью технологии комплексной переработки природного и техногенного МС. Здесь особую роль играет энергетика. Огромные возможности энергии поверхностных процессов просматриваются в адсорбофизических методах сепарации, базирующихся на исследованиях кристаллохимических и кристаллофизических процессов в ге- терогенных системах под влиянием различных воздействий [4]. 1�� ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8 Б.И. Пирогов 6. Разнообразные методы вибромеханической активации руд перед обо- гащением, обеспечивающие селективность раскрытия руд преимущественно по границам срастаний минералов или отдельных кристаллических блоков (в частности 20 мкм); гидрофобный метод выделения минералов (на стыке фло- тации и полиградиентной магнитной сепарации), позволяющий эффективно извлекать в магнитную фракцию магнитные и слабомагнитные минералы; ис- пользование мощных электромагнитных импульсных воздействий при перера- ботке упорных золотосодержщих сульфидных руд и продуктов обогащения [6, 11]. На примере индустриальных минералов Карелии (гранат, амфибол, став- ролит, кианит и др.) сотрудниками института геологии Карельского научного центра РАН (Петрозаводск) разработана [13] серия методов направленного из- менения их технологических свойств (магнитных, люминесцентных, свойств поверхности, ультразвуковых и др.), обеспечивших повышение эффективности технологий обогащения, прежде всего нанотехнологий. С позиций ТМ оценено влияние на процесс обогащения силикатов с удалением газово-жидких вклю- чений при термообработке, СВЧ-излучением, воздействием мощных электро- магнитных импульсов и радиационным излучением. 7. Технологами предложены самые разнообразные направленные измене- ния физико-химических свойств минералов в процессах обогащения Пи. При направленном изменении свойств минералов на макро-, микро- и наноуровнях возможно воздействовать как на сам минерал, так и на среду. При различных видах энергетического воздействия возможно направленно преобразовать ТСМ, выбрать оптимальный способ модификации, изменив целенаправ- ленно контрастность сепарируемых минералов и оптимизировав схему обогащения. В заключение необходимо подчеркнуть, что высокий научно-теоретичес- кий потенциал учения Д.П. Григорьева об онтогении минералов дает геоло- гам, минералогам и технологам новый подход в решении проблем выявления и оценки ТСМ различных видов МС. Он позволяет проследить изменчивость эволюции системы месторождение полезного ископаемого → обогатитель- ная фабрика → хвостохранилище → отвалы, обеспечивая ее комплексную оценку, управление и прогноз. СПиСОК ЛиТеРАТУРы 1. Дементьева Г.И., Смирнов Ю.М. изоморфные и полиморфные превращения минера- лов в техногенезе // Обогащение руд. — 1988. — № 3. — C. 34—37. 2. Изоитко В.М. Технологическая минералогия и оценка руд. — СПб.: Наука, 1997. — 582 с. 3. Конеев Р.И. Наноминералогия золота эпитермальных месторождений Чаткало-Кура- минского региона (Узбекистан). — СПб.: DELTA, 2006. — 206 с. 4. Котова О.Б. Поверхностные процессы в тонкодисперсных минеральных системах. — екатеринбург: УрО РАН, 2004. — 194 с. 5. Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества. — СПб.: Наука, 2005. — 581 с. 6. Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обога- щения полезных ископаемых // Плаксинские чтения. — М.: Альтекс, 2003. — 145 с. 7. Остащенко Б. А. Направленное изменение технологических свойств минералов: Ав- тореф. дис. … д-ра. геол.-минерал. наук. — Сыктывкар: иГ Коми науч. центра УрО РАН, 1998. — 43 с. 8. Пирогов Б.И., Поротов Г.С., Холошин И.В., Тарасенко В.Н. Технологическая минера- логия железных руд. — Ленинград: Наука, 1988. — 304 с. 9. Ревнивцев В.И. Роль технологической минералогии в обогащении полезных ископае- мых // Зап. Всесоюз. минерал. об-ва. — 1982. — Вып. 4. — С. 4—20. 1��ISSN 2218-7472. Записки Українського мінералогічного товариства. 2011, том 8 Будущее технологической минералогии 10. Ревнивцев В.И. Рудоподготовка как новое направление горных наук // Основные на- правления развития техники и технологии обогащения полезных ископаемых. — Ле- нинград, 1983. — С. 3—22. 11. Современные методы оценки технологических свойств труднообогатимого и нетра- диционного минерального сырья благородных металлов и алмазов и прогрессивные технологии их переработки // Плаксинские чтения. — М.: Альтекс, 2004. — 232 с. 12. Туресебеков А.Х. Конеев Р.И., Каширский С.А., Ахмедов А.М. Дискретное состояние вещества в рудных и техногенных системах // Минералогическое общество и минера- логическая наука на пороге XXI века. — СПб.: Мин. об-во при РАН, 1999. — С. 174— 175. 13. Щипцов В.В. Технологическая минералогия индустриальных минералов Карелии // Минералогия, петрология и минерагения докембрийских комплексов Карелии. — Пет- розаводск: Карел. НЦ РАН, 2007. — С. 119—123. 14. Юшкин Н.П. Наноминералогия: объекты, функции, перспективы // Минералогичес- кое общество и минералогическая наука на пороге XXI века. — СПб.: Мин. об-во при РАН, 1999. — С. 20. 15. Юшкин Н.П. Современная минералогия и новые тенденции ее развития // Новые идеи и концепции в минералогии. — Сыктывкар, 2002. — С. 8—9.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57351
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2218-7472
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:31:49Z
publishDate 2011
publisher Українське мінералогічне товариство
record_format dspace
spelling Пирогов, Б.И.
2014-03-07T19:23:59Z
2014-03-07T19:23:59Z
2011
Будущее технологической минералогии / Б.И. Пирогов // Записки Українського мінералогічного товариства. — 2011. — Т. 8. — С. 153-157. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
2218-7472
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57351
549.08+55
ru
Українське мінералогічне товариство
Записки Українського мінералогічного товариства
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства
Будущее технологической минералогии
Future of the technological mineralogy 
Article
published earlier
spellingShingle Будущее технологической минералогии
Пирогов, Б.И.
Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства
title Будущее технологической минералогии
title_alt Future of the technological mineralogy 
title_full Будущее технологической минералогии
title_fullStr Будущее технологической минералогии
title_full_unstemmed Будущее технологической минералогии
title_short Будущее технологической минералогии
title_sort будущее технологической минералогии
topic Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства
topic_facet Матеріали VIII з’їзду Українського мінералогічного товариства
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57351
work_keys_str_mv AT pirogovbi buduŝeetehnologičeskoimineralogii
AT pirogovbi futureofthetechnologicalmineralogy