Оптимизация состава собирателей и температурного режима пенной сепарации при обогащении алмазосодержащих кимберлитов

Цель исследования заключается в повышении эффективности процессов флотационного обогащения мелких классов алмазосодержащих кимберлитов на основе выбора взаимосвязанных реагентных и температурных режимов вспомогательных и основных процессов, направленных на улучшение закрепления собирателя и повышение флотируемости алмазов. Требуемый результат достигается при добавках в аполярный собиратель низко- и среднемолекулярных фракций нефти и легкой нефти с высокой массовой долей таких фракций, а также добавках поверхностно-активных веществ с диспергирующими свойствами по отношению к собирателю в водную фазу флотационной пульпы. Проведенными физико-химическими исследованиями показано, что разбавление мазутов низко- и среднемолекулярными фракциями нефти, добавками маслорастворимых поверхностно-активных веществ, а также нагрев собирателя до температуры 35–50 °С приводит к изменению его фазового состояния, и в первую очередь – к переводу асфальтен-смолистых фракций в растворенную форму. При этом улучшается эффективность диспергирования собирателя в водной фазе в операции кондиционирования флотируемого материала с реагентами. Повышение активности собирателя происходит также при добавках в водную фазу водорастворимых поверхностно-активных веществ с диспергирующими свойствами. Проведенными флотационными исследованиями обоснована эффективность применения модифицированных собирателей, исследованных режимов реагентной и тепловой обработки водно-минеральных дисперсных систем, а также определены условия их комбинирования для повышения флотируемости и снижения потерь алмазов в процессе пенной сепарации. Промышленная апробация модифицированных собирателей подтвердила их эффективность в операциях пенной сепарации в широком диапазоне температур пульпы и установила возможность достижения роста извлечения алмазов на 1,1–2,9%.

Коваленко Е. Г., Морозов В. В., Двойченкова Г. П., Бабушкина А. Д., Чуть-Ды В. А. Оптимизация состава собирателей и температурного режима пенной сепарации при обогащении алмазосодержащих кимберлитов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 4. – С. 136–150. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_4_0_136.

Коваленко Евгений Геннадьевич¹ — канд. техн. наук, главный инженер, e-mail: kovalenkoeg@alrosa.ru, e-mail: kovalenkoeg@gmail.ru, Scopus Author ID: 57200340844,
Морозов Валерий Валентинович — д-р техн. наук, профессор, НИТУ МИСИС, e-mail dchmggu@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4105-944X, Scopus Author ID: 7402759618, 
Двойченкова Галина Петровна² — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник; профессор, Мирнинский Политехнический институт — филиал Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, e-mail dvoigp@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3637-7929, Scopus Author ID: 8837172700,  
Бабушкина Алена Леонидовна¹ — заведующий сектором, e-mail: babushkinaal@alrosa.ru, Scopus Author ID: 58790569100, 
Чуть-Ды Валентина Анатольевна^1,2 — ведущий инженер-технолог, аспирант ИПКОН РАН, Scopus Author ID: 58037854600, e-mail: Verhoturova-vale@mail.ru,
¹ Институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО), 
² Институт проблем комплексного освоения недр РАН (ИПКОН РАН).

Коваленко Е. Г., e-mail: kovalenkoeg@alrosa.ru, Морозов В. В., e-mail: dchmggu@mail.ru.

1. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Чантурия Е. Л., Тимофеев А. С. Глубокая переработка алмазосодержащего сырья природного и техногенного происхождения // Маркшейдерия и недропользование. — 2023. — № 2 (124). — С. 4—14. DOI: 10.56195/20793332_2023_2_4_14.

2. Злобин М. Н. Технология крупнозернистой флотации при обогащении алмазосодержащих руд // Горный журнал. — 2011. — № 1. — С. 87—89.

3. Чантурия В. А., Бондарь С. С., Годун К. В., Горячев Б. Е. Современное состояние алмазодобывающей отрасли России и основных алмазодобывающих стран мира // Горный журнал. — 2015. — № 2. — С. 55—58. 

4. Морозов В. В., Коваленко Е. Г., Двойченкова Г. П., Чуть-Ды В. А. Выбор температурных режимов кондиционирования и флотации алмазосодержащих кимберлитов компаундными собирателями // Горные науки и технологии. — 2022. — Т. 7. — № 4. — С. 287—297.

5. 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.

6. Матвеева Т. Н., Громова Н. К., Ланцова Л. Б. Перспективные реагенты для извлечения стратегических металлов из труднообогатимого минерального сырья // Записки Горного института. — 2024. — Т. 269. — С. 757—764.

7. Верхотуров М. В., Амелин С. А., Коннова Н. И. Обогащение алмазов // Международный журнал экспериментального образования. — 2012. — № 2. — С. 61. 

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

9. 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.

10. Кондратьев С. А., Хамзина Т. А. Повышение качества концентрата во флотационном обогащении низкосортного угля // Записки Горного института. — 2024. — Т. 265. — С. 65—77. 

11. 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.

12. Nita I. Osman S., Iulian O. Dynamic viscosity dependence on temperature for fuels used for diesel engine // Ovidius University Annals of Chemistry. 2021, vol. 32, pp. 98—103. DOI: 10.2478/auoc-2021-0014.

13. 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.

14. Błaszków A., Ratajczak T., Szyszka D. Flotation of hydrophobic minerals in hallimond tube // Mining Science. 2024, vol. 31, pp. 219—227. DOI: 10.37190/msc243112.

15. Morozov V. V., Kovalenko E. G., Dvoichenkova G. P., Pestryak I. V., Lezova S. P. Selection of collector composition and temperature conditions for diamond foam separation // Journal of Mining and Metallurgy. 2022, vol. 58A (1), рp. 21—28.

16. Lakhova A., Safiulina A., Islamova G., Amansaryev A., Salakhov I., Petrov S., Bashkirtseva N. Study of the Impact of nonionic additives on the composition and structure of petroleum dispersed systems by IR spectroscopy // Processes. 2021, vol. 9, article 553. DOI: 10.3390/pr9030553. 

17. Ганеева Ю. М. Асфальтеновые наноагрегаты: структура, фазовые превращения, влияние на свойства нефтяных систем // Успехи химии. — 2011. — Т. 80. — № 10. — С. 1034—1050.

18. Тагиев Д. Б., Келбалиев Г. И., Сулейманов Г. З., Расулов С. Р. Кинетика растворения асфальтосмолистых веществ в ароматических растворителях // Химия и технология топлив и масел. — 2017. — № 3. — С. 33—37.

19. Шуткова С. А., Доломатов М. Ю., Телин А. Г. Необычные закономерности взаимодействия асфальтенов с апротонными растворителями // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2024. — № 4. — С. 147—158. DOI: 10.31660/0445-0108-2024-4-147-158.

20. Махрачев А. Ф. Разработка реагентов-собирателей на основе модифицированных водонефтяных эмульсий для повышения эффективности пенной сепарации алмазосодержащего сырья. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. 25.0013. — М., 2019. — 23 с.