Исследование эффективности воздействия СВЧ-полей на пиритосодержащие руды

Данная работа представляет собой исследование эффективности применения сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения для разупрочнения металлосодержащих руд. Выполнен обзор проведенных отечественными и зарубежными авторами научных исследований по теме: объяснены причины высокой заинтересованности в развитии и применении энергоэффективных технологий, раскрыты основные понятия, потенциал и актуальность применения СВЧ-энергии при обогащении, приведены ретроспективные показатели по количеству ежегодно выполняемых исследований в области воздействия СВЧ на горные породы, представлены основные достижения науки и «белые пятна». На примере кварцево-пиритовых образцов руды экспериментально установлены закономерности изменения эффективности СВЧ-воздействия в зависимости от процентного содержания зерен пирита и их крупности. В частности, установлено, что содержание пирита влияет на эффективность СВЧ-воздействия в большей степени, чем крупность его зерен, что в образцах с более высоким содержанием пирита темпы роста температуры выше, а период «температурной стабилизации» наступает раньше. Также было отмечено, что после выхода из зоны «температурной стабилизации» в образцах с большим содержанием пирита наблюдается более интенсивный рост температуры, что может говорить о более резком повышении плотности кристаллической решетки таких образцов при дальнейшем нагреве.

Винников В. А., Землянский Г. C. Исследование эффективности воздействия СВЧ-полей на пиритосодержащие руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 4. – С. 22–32. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_4_0_22.

Винников Владимир Александрович¹ — д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой, e-mail: evgeny.vinnikov@gmail.com,
Землянский Григорий Cергеевич¹ — аспирант, e-mail: zemlianskygrigory@yandex.ru, ORCID ID: 0009-0008-5642-6509,
¹ Университет науки и технологий МИСИС.

Землянский Г.C., e-mail: zemlianskygrigory@yandex.ru.

1. Чантурия В. А. Научное обоснование и разработка инновационных процессов комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. — 2017. — № 11.— С. 6—13. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.01.

2. Chanturiya V. A., Bunin I. Z. Non-traditional high-energy processes for disintegration and exposure of finely disseminated mineral complexes // Journal of Mining Science. 2007, vol. 43, no. 3, pp. 311—330. DOI: 10.1007/s10913-007-0032-4.

3. Chanturiya V. A., Bunin I. Zh., Ryazantseva M. V., Filippov L. O. Theory and application of high-power nanosecond pulses to processing of mineral complexes // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2011, vol. 32, no. 2, pp. 105—136. DOI: 10.1080/08827508.2010.530722.

4. Рахманкулов Д. Л., Шавшукова С. Ю., Вихарева И. Н., Чанышев Р. Р. Опыт применения энергии микроволн в горном деле // Башкирский химический журнал. — 2008. — Т. 15. — № 2. — С. 114—117.

5. Тажибаев К. Т., Маканов К. М. Разупрочнение горных пород и руд микроволновым излучением // Вестник КРСУ. — 2022. — Т. 22. — № 123. — С. 197—201. DOI: 10.36979/1694-500X2022-22-12-197-201.

6. Блинов Л. М., Герасименко А. П., Гуляев Ю. В., Долголаптев А. В., Черепенин В. А. О возможности создания технологии «взрывного» разрушения горного массива горных пород диэлектриков направленным электромагнитным потоком концентрированной энергии СВЧ // Журнал радиоэлектроники. — 2019. — № 2. — С. 129—134. DOI: 10.30898/1684-1719.2019.2.4.

7. Мартиросян А. В., Гургенян Н. В., Григорян А. Е., Костандян М. Ф., Варданян Н. К., Таносян Г. В. Разработка технологии получения композиционного теплоизоляционного пеноматериала на основе отходов алюмосиликатных горных пород с помощью СВЧ-нагрева // Труды Кольского научного центра РАН. Технические науки. — 2023. — Т. 14. — № 4. — С. 188—194. DOI: 10.37614/2949-1215.2023.14.4.032.

8. Buttress A. J., Rodriguez J. M., Ure A., Ferrari R. S., Dodds C., Kingman S. W. Production of high purity silica by microfluidic-inclusion fracture using microwave pre-tratment // Minerals Engineering. 2019, vol. 131, pp. 407—410. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.11.025.

9. Vorster W. The effect of microwave radiation on mineral processing. Birmingham. 2001, 256 p.

10. Хван А. Б., Колесник В. Г., Саттаров Г. С., Латышев В. Е., Урусова Е. В. Исследование возможности применения СВЧ поля для процессов рудоподготовки при получении золота // Горный Вестник Узбекистана. — 2002. — № 2(9). — С. 56—60.

11. Marion Ch., Jordens A., Maloney C., Langlois R. Effect of micrpwave radiation on the pressing of a Cu-Ni sulfide ore // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 2016, vol. 94, no. 1, pp. 117— 127. DOI: 10.1002/cjce.22359.

12. Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Самусев А. Л., Хабарова И. А. Теория и практика применения комбинированных физико-химических и энергетических воздействий на геоматериалы и водные суспензии // Горный журнал. — 2017. — № 11. — С. 77—83. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.14.

13. Huang W., Chen Y. The application of high voltage pulses in the mineral processing industry. A review // Powder Technology. 2021, vol. 393, pp. 116—130. DOI: 10.1016/j.powtec.2021.07.003.

14. Вайсберг Л. А., Сафронов А. Н. Дробильно-измельчительное оборудование вибрационного действия для переработки сырья и промышленных отходов // Экология и промышленность России. — 2019. — № 23(7). — С. 4—9. DOI: 10.18412/18160395-2019-7-4−9.

15. Туктарова Н. З., Данилов О. С. Извлечение благородных и цветных металлов из техногенного сырья Норильского промышленного района // Научный вестник Арктики. — 2022. — № 13. — С. 113—118. DOI: 10.52978/25421220_2022_13_113-118.

16. Тажибаев К. Т., Акматалиева М. С. Результаты исследования акустических, деформационных свойств, изменения энергоемкости измельчения метасоматита и гранита при воздействии СВЧ волнами // Современные проблемы механики. — 2022. — № 47(1). — С. 3—11.

17. Султаналиева Р. М., Конушбаева А. Т., Белекова Ж. Ш. Структурный анализ минеральных зерен горных пород в СВЧ полях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2022. — № 11. — С. 97—102. DOI: 10.17513/mjpfi.13474.

18. Султаналиева Р. М., Конушбаева А. Т., Турдубаева Ч. Б. Исследование энергоемкости разрушения горной породы от воздействия температурно-временного режима СВЧ-полей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2019. — № 12-2. — С. 187—191.

19. Bobicki E. R., Pickles C. A., Forster J., Hutcheon R. High temperature permittivity measurements of selected industrially relevant ores: Review and analysis // Minerals Engineering. 2019, vol. 145. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.106055.

20. Султаналиева Р. М., Конушбаева А. Т., Турдубаева Ч. Б. Определение тепловых параметров пород при высоких температурах // Ивестия КГТУ. — 2023. — № 1(65). — С. 585—590. DOI: 10.56634/16948335.2023.1.585-590.