Поиск альтернативных источников полезных минералов является достаточно актуальной проблемой. Одним из таких возможных источников является переработка бедных золотосодержащих руд, переработка которых ранее не представлялась привлекательной для недропользователей, вследствие чего из них формировались отвалы забалансовой руды. Переработка этих ресурсов становится востребованной на фоне роста цен и уровня технологий с течением времени. В данной статье представлен элементный и минералогический состав бедных золотосодержащих отвалов горного предприятия Golden Pride Project (GPP) в Танзании, в районе «Лихендо». В данном районе находится старый отвал бедной золотосодержащей руды (масса составляет примерно 1,4 млн т). Извлечение ценных компонентов из бедного минерального сырья является актуальным направлением в настоящее время. Для опробования отвалов был произведён отбор проб. Глубина бурения скважин составила 1 м, общая площадь опробования – 20 га; было отобрано 18 проб средней массой 3 кг. Результаты рентгенофлуоресцентного анализа (РФА / XRF) показали, что в отобранных пробах присутствуют такие элементы, как Fe, S, Si, Ca, Mn, Cu, Al, Cr, Ti, As, Ag. Результаты рентгенофазового анализа (XRD) показали, что основными минералами в отвалах являются мусковит, каолинит, кварц, монтимориллонит и гетит. Среднее содержание золота в отобранных пробах составляет 0,72 г /т. Исследования гранулометрического состава и распределения золота по классам крупности после измельчения руды показали, что большая часть золота (74 %) находится в классе –75 мкм. В исходной минеральной массе отвалов доля класса крупности +30–50 мм составляет 81 %. В статье предложены возможные методы переработки бедных отвалов золотосодержащих руд. Одним из возможных методов переработки отвалов является измельчение минерального сырья, отделение класса −75 мкм и его прямое выщелачивание либо выщелачивание по технологии «уголь в пульпе». Наиболее перспективным с точки зрения технико-экономических показателей представляется метод кучного выщелачивания. Имеется положительный опыт применения данной технологии в отношении руд аналогичного минерального типа.

Комплексная переработка золошлаковых отходов является одним из поддержанных направлений развитий экологичности и эффективности производства энергетики. Рациональное использование их в массовом производстве в настоящее время реализовано в области строительства. Развитие современных технологий обогащения позволяет ставить вопрос о получении из золошлаковых отходов различных полезных компонентов. Цель данного исследования – изучение возможности применения энергоэффективного обогащения золы с целью производства тяжелой металлосодержащей фракции и отделения магнитной фракции. Для оценки возможности обогащения золы и ее рационального использования была исследована техническая документация золошлаковых отвалов ПАО «Магаданэнерго» и проведены полуколичественные анализы отобранных проб с золошлакового отвала. Полученные данные по содержаниям полезных компонентов и количеству золошлаков позволили разработать комплексные обогатительные схемы с оценкой их технологической эффективности и произвести оценку потенциальной экономической эффективности. Объем металлов, планируемых к извлечению, по оценкам, составил: для Ti(me-1) – 785 т, для Sr(me-2) – 183 т и для Fe(me-3) – 4867 т. Рассчитаны технологические показатели обогащения и укрупненные значения экономических показателей для реализации данного проекта в промышленных масштабах. Экономическая целесообразность проекта по переработке золы в двух моделях из трех показывает хорошие значения в десятилетнем горизонте. Реализация проекта эффективна и с точки зрения улучшения экологической ситуации, т.к. позволяет вовлечь в переработку до 10 % всего объема золоотвалов, что на пятую часть выполняет требования Энергетической стратегии Российской Федерации до 2035 года. Исследования золы Магаданской теплоэлектроцентрали (МТЭЦ) не являются новыми, но в рамках исследования комплексной переработки золы с целью получения различных полезных компонентов ранее работы не проводились.

Одной из основных задач при переработке неокисленных железистых кварцитов является получение высококачественных железорудных концентратов, содержащих более 70 % железа общего и менее 1,8 % кремнезема для получения DR-окатышей и горячебрикетированного железа. В настоящее время общепризнано, что наиболее эффективным способом получения высококачественных железорудных концентратов является обратная флотация катионными собирателями аминами в щелочной среде, однако из-за тончайшей вкрапленности магнетита в кварц, недостаточно полного раскрытия магнетита даже при тонком измельчении, а также из-за близости флотационных (поверхностных) свойств разделяемых минералов даже в процессе флотации не всегда возможно выделить высококачественные концентраты. В этой связи остается актуальным поиск способов повышения эффективности флотационного разделения минералов и повышения качества концентрата.

Ранее проведенными исследованиями показано, что с помощью электрохимической обработки можно регулировать свойства реагентов, усиливать их воздействие на определенные минералы и таким образом управлять процессом флотации. Поскольку эффективность флотации кварца и других силикатов аминами в существенной мере зависит от соотношения ионной и молекулярных форм реагента в водных растворах собирателя и во флотационной пульпе, изменение этого соотношения может влиять на результаты обратной катионной флотации железных руд. Изменение соотношения форм амина возможно при электрохимическом окислении или восстановлении раствора реагента. Кроме того, электрохимическая обработка способствует диспергации амина в водной среде и его физической адсорбции на минералах. Соответственно, предварительная электрохимическая обработка аминов может рассматриваться как одно из перспективных направлений интенсификации обратной флотации железных руд.

В статье представлены результаты поисковых исследований по улучшению качества надрешетного продукта тонкого грохочения рядового магнетитового концентрата Михайловского ГОКа им. А.В. Варичева за счет использования в процессе обратной катионной флотации электрохимически обработанных растворов катионных собирателей класса аминов.

Результаты поисковых исследований подтвердили возможность применения предварительной бездиафрагменной электрохимической обработки реагентов Tomamine РА-14 и Lilaflot 811M (эфиров моноамина различного состава) для направленного модифицирования их свойств и повышения эффективности обратной флотации надрешетного продукта: содержание кремнезема в камерном продукте снизилось с 1,66–1,7 % до 1,51–1,56 при содержании железа общего более 70 %.

Каолин (состоящий в основном из каолинита, химическая формула которого Al₂Si₂O₅(OH)₄) служит универсальным сырьем, широко используется в различных отраслях промышленности, включая производство керамики, бумаги, красок, косметики, пневматики, строительных материалов и хранение опасных отходов. В северной части Вьетнама благодаря благоприятным геологическим условиям находятся разнообразные месторождения высококачественного каолина различного происхождения и масштаба. Хотя в ряде работ изучены качество, потенциал, распространение и происхождение типов каолина в Северном Вьетнаме, исследования различий между каолинами из разных источников весьма ограничены. Целью данного исследования было определение характеристик трех различных типов каолина, полученных из различных источников в Северном Вьетнаме (из выветренных пегматитов, выветренных изверженных магматических пород кислого состава и гидротермально-метасоматических измененных пород). Основное внимание было уделено анализу термического поведения этих проб в ходе прокаливания в диапазоне температур от 300 до 1100°C. Всесторонняя характеризация проводилась методами рентгеноструктурного анализа (XRD), Фурье-ИК-спектроскопии (FT-IR), термического анализа (термогравиметрия / дифференциальная термогравиметрия (TG/DTG)) и сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (SEM-EDS). Результаты показали, что во всех пробах был обнаружен каолинит с размером частиц менее 2 мкм. В отдельных пробах присутствуют незначительные количества мусковита и монтмориллонита, а в пробе из гидротермально измененных пород – пирофиллита. Морфология каолинита во всех пробах проявлялась в типичных формах, включая гексагональную и псевдогексагональную. Основными химическими компонентами являются SiO₂ и Al₂O₃; помимо них, в меньших количествах присутствуют K₂O + Na₂O, TiO₂ и общее железо. Термический анализ выявил образование метакаолинитовой фазы при температурах около 494 и 507 °C в двух изученных пробах из выветренных пород, а пирофиллитсодержащая проба претерпевает этот переход при более высокой температуре – 653,8 °C. Начало метакаолинизации наблюдалось при температуре около 500 °C для проб из выветренных пород и около 700 °C – для пирофиллитсодержащей пробы. Кроме того, при 1100 °C проявилась муллитизация, приводящая к образованию муллита. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности применения этих проб каолина в традиционном производстве керамики.

Исследование структуры вентиляционных потоков в призабойной части тупиковой выработки является важным элементом при целенаправленном управлении ее проветриванием и обеспечении безопасности ведения подземных горных работ. Ранее проведенные исследования показывают, что, несмотря на общее понимание протекающих в тупиковой выработке процессов возникновения основного вихря и застойных зон, полученные результаты носят фрагментарный характер и без дополнительных исследований практически не поддаются единому концептуальному обобщению.

В статье приведены результаты детального натурного эксперимента по исследованию процессов нагнетательного проветривания тупиковой выработки большого сечения (29,2 м²) с пятью различными вариантами отставания конца нагнетательного вентиляционного трубопровода от груди забоя: 10, 15, 17, 19 и 21 м. Для каждого варианта в соответствии с разработанной методикой эксперимента производили замеры скорости турбулентного вихревого воздушного потока в 25 различных характерных точках (сетка 5х5) в каждом сечении тупиковой горной выработки, которые выбирали через каждый метр от груди забоя до конца вентиляционного става, а также дополнительно еще через 1 м и еще через 10 м от конца вентиляционного става к устью выработки.

Исследования проводили в стандартной тупиковой очистной выработке, проходимой буровзрывным способом, на золотосеребряном руднике «Купол», расположенном в Чукотском автономном округе. Расход подаваемого в выработку свежего воздуха во всех случаях сохраняли постоянным и равным типичному для рудника расходу 17,4 м³/с, определяемому расчетным значением по фактору проветривания выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания погрузочно-доставочных машин. При площади сечения конца трубопровода 0,8 м² это дает среднюю скорость поступающей струи в 21,75 м/с. Данные натурного эксперимента дополняли результатами трехмерного численного моделирования в вычислительном пакете ANSYS Fluent. Исследовали стационарное движение воздуха в тупиковой выработке в режиме развитой турбулентности. Сравнительный анализ полученных результатов натурного и численного экспериментов убедительно показал, что во всех исследуемых случаях отставания (не более 21 м) вентиляционного трубопровода от груди забоя вентиляционная струя, выходящая из вентиляционного трубопровода, достигает груди забоя, а затем разворачивается вдоль него с различной интенсивностью и формирует обратное движение воздушного потока из тупика.

Полученные результаты позволили получить линейное уравнение связи между максимальной относительной (к начальной скорости струи) скоростью на расстоянии 1 м от груди забоя и основного геометрического фактора зоны проветривания – отношения длины отставания конца трубопровода к характерному поперечному размеру – корню квадратному из площади поперечного сечения.

Все более сложные геологические и гидрогеологические условия отработки рудных месторождений, ведение работ на более глубоких горизонтах, а также амбициозные планы экономического развития предприятий поставили задачи использования высокопроизводительного, мощного дизельного самоходного и добычного оборудования. Это сказалось на увеличении нагрузки на вентиляционную сеть и потребовало использования новых методов обеспечения безопасности при ведении горных работ.

Приведена оценка влияния взаимосвязанных производственных факторов на аэрологическую безопасность рудника. Представлены фактические данные по газам, поступающим от различных источников. Проведен анализ метода расчета необходимого количества воздуха по фактору выхлопные газы дизельного оборудования. Проведено численное моделирование динамических процессов (с изменяющимися во времени параметрами), позволившее установить распределение концентраций выхлопных газов по горным выработкам. Последующие натурные измерения позволили верифицировать полученные результаты математического моделирования в условиях горных предприятий. Проведенные натурные эксперименты и их анализ позволили обосновать необходимость внедрения новых, более совершенных методов расчета расхода воздуха для рудника, использующего оборудование с ДВС. В качестве основного метода расчета требуемого количества воздуха использовалась методика, разработанная в МГИ НИТУ «МИСИС» (далее – Методика), были оценены ее точность и преимущества.

Интенсивное внедрение частотно-регулируемых электроприводов машин и установок в технологических процессах при подземной добыче полезных ископаемых предусматривает необходимость решения ряда проблем, одной из которых является обеспечение качества электроэнергии. Именно поэтому повышение энергоресурса горных машин и энергоэффективности ведения горных работ требует обеспечения нормативных показателей качества электроэнергии в подземных комбинированных электрических сетях (ПКЭС). Это возможно на основе оценки уровня и состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в силовых цепях с частотно-регулируемым электроприводом (ЧРЭП). Основными задачами являются: разработка на основе эквивалентной схемы замещения электрической сети с ЧРЭП скребкового конвейера имитационной модели для исследования спектрального состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в силовых цепях ПКЭС; исследование и анализ влияния фильтро-компенсирующих устройств (ФКУ), реакторов и синус-фильтров на качество электроэнергии в системе с ЧРЭП скребкового конвейера; анализ спектрального состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в цепях утечки через изоляцию и цепи измерителя устройства защитного отключения; разработка практических рекомендаций в области повышения качества электроэнергии в системе с ЧРЭП скребкового конвейера. Разработанная модель системы частотно-регулируемого электропривода скребковых конвейеров позволила провести исследования эффективности средств повышения качества электроэнергии. Определен гармонический состав напряжения и тока в подземной комбинированной электрической сети в режиме максимального искажения и при наличии ФКУ, реакторов и синус-фильтров. Выбранные методы исследований позволили выявить спектральный состав напряжения и тока в симметричном и однофазном режимах утечки через изоляцию, а также в измерительных цепях устройств защитного отключения (УЗО). Установлено, что гармонический состав напряжения и тока утечки в основном определяется параметрами выходного напряжения, модулируемого автономным инвертором преобразователя частоты. Высокий уровень гармонических составляющих напряжения и тока необходимо учитывать при определении уставок УЗО, настройке компенсатора емкостного тока и блока защитного шунтирования. Для обеспечения электробезопасности необходимо научное обоснование нормативных показателей высших гармонических составляющих напряжения для цепей утечки и дальнейшее исследование физиологического воздействия высших гармоник тока на организм человека. Целесообразность установки ФКУ непосредственно на низковольтном участке питания скребкового конвейера должна быть технически обоснована. Наличие ФКУ, реакторов и синус-фильтров практически не оказывает влияния как на гармонический состав, так и на величину коэффициентов гармонических составляющих фазного напряжения сети относительно земли и токов утечки через изоляцию. Наличие наводимых в цепях утечки тока высших гармонических составляющих в симметричном режиме и режиме однофазной утечки тока может привести к нарушению магнитной совместимости при работе электронной измерительной схемы, блока питания и компенсатора емкостного тока утечки УЗО и представлять потенциальную опасность в случае прикосновения к токоведущим частям электрооборудования.