авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Научное обоснование и разработка технологии обогащения платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов в особых экологических условиях камчатки

-- [ Страница 2 ] --

Личный вклад автора состоит в формулировке и развитии идеи возможности промышленного производства платины непосредственно из магматических горных пород, представленных дунитами зональных комплексов, постановке цели и задач, разработке методики и участии в проведении экспериментальных исследований, анализе и обобщении полученных результатов, обосновании выводов, рекомендаций и участии в практической реализации результатов работы.

Практическое значение работы. Впервые в мировой практике, обоснована и рекомендована к внедрению в промышленное производство принципиальная технологическая схема обогащения платиносодержащих дунитовых руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов, имеющая высокие технико-экономические показатели и отвечающая требованиям экологической безопасности нерестово-нагульных рек Камчатки. Рекомендованные технологические решения могут быть использованы в качестве основы промышленного освоения рудных месторождений платины зональных базит-ультрабазитовых комплексов Урала, где, учитывая высокую освоенность территории и отсутствие особых условий экологической безопасности, показатели экономической эффективности переработки платиносодержащих дунитов будет значительно выше.

Реализация результатов исследований. Научные выводы и результаты работы использованы для обоснования, проектирования и строительства модульного дробильно-обогатительного комплекса производительностью 40 т/ч для крупно-объемного опробования и опытно-промышленной эксплуатации платинометальных руд Гальмоэнанского зонального массива.

Рекомендации научно-исследовательской работы по определению и локализации экологических последствий технологических решений по обогащению платиносодержащих дунитов использованы при разработке технико-экономических соображений (ТЭС) о промышленной значимости платинометальных руд Гальмоэнанского зонального массива.

Применение разработанного комплексного метода физико-механического агрегирования взвешенных частиц различной дисперсности с применением акустического воздействия при разработке россыпных месторождений платины позволило повысить эффективность очистки промышленных сточных вод в горизонтальных отстойниках на 30-40%.

Апробация работы. Основные выводы и результаты исследований доложены на научных семинарах УРАН ИПКОН РАН, заседании научно-технического совета ЗАО «Корякгеолдобыча» и на 20 международных и всероссийских научных конференциях: международных совещаниях «Плаксинские чтения» (Апатиты, 2007г; Владивосток 2008г; Новосибирск 2009г), VII конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2009г), научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2008-2009гг); IV международной научной конференции молодых учёных и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, ИПКОН РАН, 2007г); международных конференциях «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения» (Иркутск, 2007г; Качканар, 2009г); международном совещании «Развитие идей Н.В. Мельникова в области комплексного освоения недр» (Москва, ИПКОН РАН, 2009г); XVII международной научной конференции (школе) по морской геологии (Москва, ИО РАН; 2007г); общероссийском семинаре «Платина в геологических формациях Сибири» (Красноярск, 2001г); международном семинаре «Платина в геологических формациях мира» (Красноярск, 2010г); всероссийском совещании «Современные проблемы формационного анализа, петрология и рудоносность магматических образований» (Новосибирск, 2003); всероссийском совещании «Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики» (Магадан, 2003г); всероссийской научной конференции «Петрология магматических и метаморфических комплексов» (Томск, 2005г); II научной сессии Камчатского отделения ВМО «Петрология и металлогения базит-гипербазитовых комплексов Камчатки» (Петропавловск-Камчатский, 2000г); IV международной научно-практической конференции «Проблемы и пути устойчивого развития горнодобывающих отраслей промышленности» (Казахстан, Хромтау, 2007г); XXXII международном геологическом конгрессе (Италия, Флоренция, 2004г); IV международной конференции «ГИС в геологии и науках о земле» (Мексика, Керетаро, 2007); международной выставке и конференции ассоциации горняков и старателей Канады (Канада, Торонто, 1999).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 научных работ, в том числе монография, в изданиях рекомендованных ВАК РФ - 17.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и заключения, списка использованных источников из 207 наименований, 5 приложений и содержит 261 страницу машинописного текста, 75 рисунков и 61 таблицу.

Автор глубоко признателен академику РАН, докт. техн. наук, проф. В.А. Чантурия за всестороннюю поддержку и ценные консультации.

Считаю своим долгом выразить благодарность всему многочисленному коллективу геологов, горных инженеров и обогатителей компании «Корякгеолдобыча» за оказанную помощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ проблем и возможных путей промышленного освоения платинометального оруденения зональных базит-ультрабазитовых комплексов.

Зональные базит-ультрабазитовые комплексы урало-аляскинского типа представляют собой трубообразные плутоны (диаметр в поперечнике до 10-12 км), которые в классическом виде состоят из дунитового ядра с оболочкой из верлитов, клинопироксенитов и габброидов и имеют в связи с этим характерную концентрически-зональную структуру. Массивы данного формационного типа привлекают внимание исследователей, начиная с XVIII века, как коренной источник установленных в непосредственной близости от них уникальных по запасам россыпных месторождений платины. Общий объём платины уже добытой из россыпей Колумбии, Урала, Аляски, Алдана и Камчатки составляет более 800 тонн, 650 тонн из которых произведено в России.

Платиносодержащая минерализация в пределах концентрически-зональных клинопироксенит-дунитовых массивов впервые была установлена на Урале в 1830 году Ф.И. Швецовым, и в дальнейшем изучалась многими исследователями, в том числе: А.А. Иностранцевым, Н.К. Высоцким, А.Н. Заварицким, А.Г. Бетехтиным, Л.В. Разиным, О.Е. Юшко-Захаровой, Ю.А. Волченко. Продуктивное платинометальное оруденение изначально ассоциировалось исключительно с хромитовыми жилами и шлирами, количество которых только в пределах Нижнетагильского зонального массива составило более 1600. В современной классификации В.Г. Лазаренкова, коренные месторождения платины, где платиносодержащие минералы концентрируются в рудных телах хромититов среди дунитов зональных комплексов, учтены как платиноидно-хромитит-дунитовая рудная формация, а её классическим представителем является месторождение горы Соловьева. Технология извлечения платины из хромитовых руд наиболее полно рассмотрена в работах И.Н. Плаксина, С.М. Колодина, М.А. Меретукова, А.М. Орлова, Г.В. Петрова, Т.Н. Грейвер.

Все попытки организовать масштабное производство платины при освоении хромитовых руд зональных комплексов имели отрицательный результат, что определяется целым рядом проблем, характерных для данного рудно-формационного типа платиновых месторождений: 1) общее количество рудных скоплений хромитов в общей массе вмещающих дунитов незначительно и в среднем не превышает первые проценты; 2) морфология рудных тел хромитов отличается исключительным разнообразием (жилы, шлиры, прожилки, вкрапленность), а характер и плотность их распределения в дунитах не имеют выраженных закономерностей; 3) распределение платины в пределах хромитов имеет крайне неравномерный бессистемный характер, что отражается в значительных колебаниях как содержаний платины, так и мощности рудных интервалов; 4) платиносодержащие хромиты не выделяются ни по составу, ни по морфологии выделений. Определяющим фактором здесь, вероятно, является то, что не вся продуктивная платиносодержащая минерализация пространственно и генетически связано с хромитовым оруденением.

В начале ХХ века на Нижнетагильском массиве ураганные содержания платины были установлены непосредственно в крупнозернистых дунитах без каких-либо включений рудных хромититов. В современной классификации данный геолого-промышленный тип платиновых месторождений учтен как платино-пегматит-дунитовая рудная формация, а его классическим представителем является Авроринское месторождение. В связи с небольшими размерами рудная залежь была отработана старательским способом, с ручной выемкой исключительно богатых дунитовых руд с «видимой» вкрапленностью платиносодержащих минералов.

Учитывая повышенные концентрации платины в основной массе дунитов и наличие обогащенных столбов и гнезд в хромититах и дунитовых пегматитах, в работах Н.К. Высоцкого и А.Н. Заварицкого, определен самый масштабный подход к возможности промышленного освоения платинометального оруденения зональных базит-ультрабазитовых комплексов. В соответствии с ним: «все массивы дунита должны рассматриваться, как сплошные коренные месторождения платины», а целесообразность их освоения определяется исключительно возможностью «технически и выгодно извлекать полезный металл». В связи со слабой технической вооруженностью горнодобывающего комплекса того времени, возможность масштабной переработки значительных объемов магматических горных пород с низким средним содержанием платины не рассматривалась даже теоретически. Однако, на сегодняшний день, когда в мировой практике существуют примеры экономически эффективной переработки руд, в которых средняя концентрация благородных металлов составляет десятые г/т, предложенная концепция промышленного освоения платиносодержащих дунитовых руд требует своего теоретического обоснования и экспериментального подтверждения.

В настоящее время, благодаря работам Ф.Ш. Кутыева, Е.Г. Сидорова, В.П. Зайцева, В.Н. Мелкомукова, Е.Ю. Вильдановой, наиболее значительный прогресс в изучении и оценке платинометального оруденения зональных базит-ультрабазитовых комплексов достигнут на Гальмоэнанском зональном клинопироксенит-дунитовом массиве, расположенном на севере полуострова Камчатка. В его пределах выделены значительные по площади участки дунитов, среднее содержанием платины в которых оценивается на уровне 0,7 - 3,2 г/т, что может представлять непосредственный интерес для промышленного освоения. Распределение платины в выделенных рудных зонах характеризуется выраженной неравномерностью (КV=450%), что обусловлено наличием разрозненных гнездообразных участков с высоким, в отдельных случаях, ураганным содержанием платины до 1000 г/т, которые чередуются с протяженными интервалами дунитов с низкими и фоновыми концентрациями, не превышающими 0,1 г/т.

При установленной сложности строения рудных залежей, целесообразность их промышленного освоения может быть определена только по результатам крупно-объемного опробования или опытно-промышленной эксплуатации отдельных участков. Разработка технологии обогащения платиносодержащих дунитов, необходимой для проведения таких работ, традиционными методами лабораторных технологических исследований затруднена в связи с крайне неравномерным (бессистемным) распределением полезного компонента в руде и невозможностью получения представительного материала для проведения экспериментов. Научный подход к объективному решению поставленной технологической задачи определяет получение полной и достоверной информации о составе, строении и технологических свойствах продуктивного платинометального оруденения. Основным методом оценки качества минерального сырья на различных стадиях геологического изучения и освоения месторождений полезных ископаемых является технологическая минералогия, которая, благодаря трудам А.И. Гинзбурга, И.Н. Плаксина, Г.А. Сидоренко, Б.И. Пирогова, В.И. Ревнивцева, В.М. Изоитко, В.З. Блисковского, Л.К. Яхонтовой, В.А. Чантурия, Т.В. Башлыковой, Е.С. Ожогиной, Е.Л. Чантурия, О.Б. Котовой, занимает достойное место среди горных наук. Максимальная объективность и достоверность при разработке оптимальной и эффективной технологии обогащения данного вида платиносодержащего сырья может быть достигнута за счет интеграции петрологических методов изучения рудовмещающих горных пород, минералого-технологических исследований продуктивного оруденения и технологических испытаний руд в лабораторных и полупромышленных условиях.

Стратегия современного развития минерально-сырьевого комплекса Российской Федерации определяется в научном понятии «комплексное освоение недр», которое впервые сформулировано в начале 70-х годов прошлого столетия Н.В. Мельниковым, а в дальнейшем творчески расширено в работах М.И. Агошкова, К.Н. Трубецкого, В.А. Чантурия, Д.Р. Каплунова, Н.Н. Чаплыгина и др.. Эффективность освоения месторождений полезных ископаемых в данной научной концепции рассматривается с учетом, с одной стороны комплексного использования извлекаемых ресурсов земных недр, с другой, комплексирования применяемых при этом геотехнологий. Одной из основных задач данного научного направления является комплексный подход к решению всего круга проблем, определяющих возможность освоения участка недр для производства минерально-сырьевой продукции при краткосрочной и долгосрочной перспективе. Помимо технологической проблемы, целесообразность и эффективность освоения платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов на Камчатке, будет определяться возможностью соблюдения особых экологических условий, наличие которых обусловлено важным рыбохозяйственным значением большинства водных объектов территории. Для разработки эффективного комплекса мер по обеспечению экологической безопасности прилегающих лососевых нерестово-нагульных рек и сохранению их важного рыбохозяйственного значения необходимо проведение систематизации, типизации и оценки техногенных факторов, определяющих негативное воздействие добычных работ. Основой для научно-обоснованного прогноза возможных техногенных изменений среды обитания гидробионтов и трансформации существующего водного сообщества при переработке платинометальных руд являются результаты комплексного эколого-рыбохозяйственного мониторинга разработки россыпных месторождений платины Сейнав-Гальмоэнанского горного узла, выполненного под руководством К.Г. Баканова, В.Е. Упрямова и В.Н. Лемана.

Пресноводные биоценозы Северной Пацифики формируются в условиях низкой естественной мутности, и благоприятными условиями обитания и нереста тихоокеанских лососей являются чистые прозрачные реки с минимальным количеством взвешенного материала (не более 10 мг/л). В связи с тем, что воздействие консервативных химических со­единений на экосистемы лососевых нерестово-нагульных рек до настоящего времени мало изучено и может вызвать непредсказуемую реакцию биоты, для проведения глубокой очистки воды от взвешенных веществ в данных условиях могут использоваться исключительно методы физико-механического воздействия. Одним из возможных физических методов агрегирования высокодисперсных частиц в воде, который характеризуется объемным распространением и относительной экологической безопасностью для окружающей среды, является акустическое воздействие в звуковом и низком звуковом диапазоне частот. Закономерности распространения звука в однородной и неоднородной среде, а также характер его энергетического воздействия на саму среду, отражены в основных принципах линейной и нелинейной акустики, изложенных в работах Н.Н. Андреева, Л.М. Бреховского, В.И Ильичева, В.И. Зверева, А.И. Калачева, О.В. Тимошенко. Современные исследования Д.Д. Кашубы, Г.И. Лямина, В.В. Кравченко, С.А. Бахарева, посвященные распространению, рассеянию и взаимодействию акустических волн относительно малой амплитуды в средах, обладающих повышенной нелинейностью, в которых определены основные принципы формирования направленного перемещения взвешенных частиц и возможность их коагуляции в силовом (акустическом) поле, являются методологической основой для разработки нового физико-механического способа очистки промышленных и сточных вод от взвешенных веществ с применением комплексного акустического воздействия.

Изучение вещественного состава и теоретическое обоснование обогатимости платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов.

Характерной (типоморфной) особенностью платинометального оруденения зональных базит-ультрабазитовых комплексов является крайне неравномерное (бессистемное) распределение полезного компонента. Выявление причин выраженной неоднородности платинометальных руд и возможность её учета при прогнозной оценке технологических характеристик и качества исходной рудной массы для обогатительного передела являлось одной из важнейших задач исследований.

Содержания платины в минералого-технологических пробах руд определялись тремя способами: ICP-MS, пробирный анализ и расчеты по балансу, как средневзвешенное определение пробирного анализа продуктов гравитационного фракционирования. Наиболее близким расчетным по балансу оказались содержания платины, полученные в результате усреднения пробирного анализа трех параллельных навесок. Однако даже между ними установлен значительный разброс определений, при этом наибольшей неравномерностью (КV=100%) характеризуются пробы с высокими содержаниями платины (14,7-50,2 г/т). Раздельный пробирный анализом крупной и мелкой фракции аналитических навесок показал, что в богатых пробах в надрешетный продукт рассева (+0,1 мм), выход которого не превышает 1,5 % от массы навески, распределяется до 70 масс.% платины. Результаты аналитических исследований позволили сделать предварительный вывод о том, что высокие содержания платины в руде определяет наличие относительно крупных выделений платиноидов, и руды с различным уровнем содержания платины могут иметь значительные различия в составе, строении и технологических свойствах. Достоверная оценка качества исходной рудной массы в данном случае может быть проведена только на основе определения показателей для множества однородных составляющих, в соответствии с долей их участия в объеме и продуктивности руд. Согласно статистической обработке результатов опробования рудных зон, подавляющая часть руды (82%) представлена дунитами с фоновыми концентрациями МПГ, определяющими только 6,0% продуктивности платинометального оруденения. Основная же продуктивность руд (76,4%) определяется интервалами с высоким содержанием платины, объем которых в исходной рудной массе составляет всего 3,6% (рис.1).

Рис.1. Распределение руд с различным содержанием платины по объему и продуктивности.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.