Интенсификация рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащего материала за счет извлечения алмазных кристаллов с нестандартной интенсивностью природной люминесценции

На основании данных результатов анализа проблем рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащих черновых концентратов сепарации кимберлитовых руд теоретически обоснован, разработан и экспериментально апробирован метод повышения извлечения алмазов с нестандартной интенсивностью природной люминесценцией в условиях основного цикла рентгенолюминесцентной сепарации, основанный на использовании предварительной обработки алмазосодержащего материала люминофорсодержащими реагентами, разработанными в ИПКОН РАН. Применение люминофорсодержащих реагентов установленного состава обеспечивает интенсификацию цикла рентгенолюминесцентной сепарации, которая подтверждается: высокими показателями селективности и устойчивости закрепления люминофорсодержащих реагентов на поверхности алмазов, находящихся в алмазокимберлитовой смеси; увеличением извлечения алмазов в концентрат рентгенолюминесцентной сепарации при снижении выхода кимберлитового материала. Результатами математической обработки экспериментальных данных, полученных применительно к условиям действующих схем переработки алмазосодержащих кимберлитов, подтверждено: в установленных экспериментально условиях применения люминофорсодержащих реагентов разработанного состава обеспечивается их максимальная концентрация (5–6,7%) на поверхности кристаллов алмазов при незначительном их содержании (0,5–0,6%) на поверхности минералов кимберлита; закрепившиеся на поверхности алмаза люминофорсодержащие реагенты обеспечивают получение от нее оптического сигнала в области 400–580 нм, соответствующего необходимым параметрам спектрально-кинетических характеристик кристаллов и, соответственно, обуславливающего их извлечение в концентрат; результатами опытных испытаний в условиях разработанного режима обработки люминофорсодержащим реагентом кимберлитового материала, содержащего нестандартно люминесцирующие алмазные кристаллы, установлена возможность достижения извлечения алмазов (75–100%) при полном выходе кимберлита в хвостовой продукт.

Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Чантурия Е. Л., Подкаменный Ю. А., Тимофеев А. С. Интенсификация рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащего материала за счет извлечения алмазных кристаллов с нестандартной интенсивностью природной люминесценции // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 12. – С. 103–117. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_12_0_103.

Двойченкова Галина Петровна^1,2 — д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник; профессор, e-mail: dvoigp@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0940-3880,
Морозов Валерий Валентинович³ — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: dchmggu@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4105-944X,
Чантурия Елена Леонидовна³ — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: elenachan@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4410-8182,
Подкаменный Юрий Александрович^1,2 — канд. техн. наук, научный сотрудник; зав. кафедрой, e-mail: mirniy.yuriy@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4104-9113,
Тимофеев Александр Сергеевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: Timofeev_ac@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-3382-6007,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН,
² Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова,
³ НИТУ МИСИС.

Двойченкова Г.П., e-mail: dvoigp@mail.ru.

1. Westhuyzen P., Bouwer W., Jakins A. Current trends in the development of new or optimization of existing diamond processing plants, with focus on beneficiation // Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2014, vol. 114, pp. 537—546.

2. Злобин М. Н. Состояние и некоторые пути развития технологии обогащения алмазосодержащих руд на предприятиях АК «АЛРОСА». — М.: Алмазы, 2002. — C. 59—63.

3. Махрачев А. Ф., Ларионов Н. П., Савицкий В. Б. Новые направления в технологии обогащения алмазосодержащего сырья на предприятиях АК «АЛРОСА» // Горный журнал. — 2005. — № 7. — С. 65—68.

4. Махрачев А. Ф. Повышение эффективности реагентов-собирателей для флотации алмазов на основе виброструйной магнитной активации / Материалы XXIII Международной научнотехнической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». — Екатеринбург, 2018. — С. 122—126.

5. Mikhlin Yu. X-ray photoelectron spectroscopy in mineral processing studies // Applied Sciences. 2020, vol. 10, no. 15, article 5138. DOI: 10.3390/app10155138.

6. Zhang J., Kouznetsov D., Yub M. Improving the separation of diamond from gangue minerals // Minerals Engineering. 2012, vol. 36—38, pp. 168—171.

7. Шлюфман Е. М. Состояние и перспективы развития радиометрической сепарации алмазов // Горный журнал. — 2005. — № 7. — С. 102—105.

8. Макалин И. А., Иванов А. В. Интенсификация процесса рентгенолюминесцентной сепарации на предприятиях АК «АЛРОСА» // Горный журнал. — 2010. — № 12. — С. 68—71.

9. Мартынович Е. Ф. Миронов В. П. Рентгенолюминесценция алмазов и ее использование в алмазодобывающей промышленности // Известия вузов. Физика. — 2009. — Т. 52. — № 12-3. — С. 202—210.

10. Морозов В. В., Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Чантурия Е. Л., Подкаменный Ю. А. Выбор органических коллекторов в составе люминофорсодержащих реагентов-модификаторов спектрально-кинетических характеристик алмазов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 2. — С. 123—133.

11. Chanturia V. A., Morozov V. V., Dvoichenkova G. P., Chanturia E. L., Podkamenny Y. A. Modification of diamond spectrum pattern using luminophore-containing agents with zinc and cadmium chalcogenides // Journal of Mining Science. 2022, vol. 58(4), pp. 599—609. DOI: 10.1134/ S1062739122040093.

12. Mironov V. P., Emelyanov A. S., Shabalin S. A., Bubyr E. V., Kazakov L. V., Martynovich E. F. X-Ray luminescence in diamonds and its application in industry // AIP Conference Proceedings. 2021, vol. 2392, no. 1, article 20010. DOI: 10.1063/5.0061972.

13. Колосова О. А., Тринеева О. В., Сорокина А. А., Гудкова А. А. Изучение морфологических и анатомо-диагностических признаков сырья валерианы волжской методом люминесцентной микроскопии // Фармация. — 2021. — Т. 70. — № 8. — С. 26—30. DOI: 10.29296/25419218-2021-08-04.

14. Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде Matlab. — М.: Техносфера, 2006. — 616 с.

15. Алексеенко В. В., Воронов Д. В., Каташевцев М. Д., Пахомовский А. Н. Исследование гранулометрического состава эмульсий с помощью оптического микроскопа и методом автоматизированного распознавания объектов на цифровой фотографии // Вестник ИрГТУ. — 2015. — № 2 (97). — С. 99—104.

16. Ковальчук О. Е. Повышение эффективности рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащих кимберлитов на основе модифицирования спектрально-кинетических характеристик алмазов люминофорсодержащими композициями: автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.13. — М., 2020. — 23 с.

17. Liu L., Cheng G., Yu W., Yang Ch. Flotation collector preparation and evaluation of oil shale // Oil Shale. 2018, vol. 35, no. 3, pp. 242—253. DOI: 10.3176/oil.2018.3.04.

18. Хмелев В. Н., Хмелев С. С., Голых Р. Н., Барсуков Р. В. Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких и дисперсных жидких сред // Ползуновский вестник. — 2010. — № 3. — С. 321—325.

19. Пестряк И. В. Моделирование и исследование физико-химических процессов при кондиционировании оборотных вод // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 4. — С. 143—150.

20. Kasomo R. M., Ombiro S., Rop B., Mutua N. M. Investigation and comparison of emulsified diesel oil and flomin C 9202 as a collector in the beneficiation of ultra-fine coal by agglo-flotation // International Journal of Oil, Gas and Coal Engineering. 2018, vol. 6, no. 4, pp. 74—80. DOI: 10.11648/ j.ogce.201 80604.15.