Теоретически и экспериментально обоснован перспективный метод модификации сапонита (интеркаляция), обеспечивающий его высокую сорбционную емкость по отношению к золоту. Модификация сапонита, выделенного из оборотной воды хвостохранилища обогатительной фабрики, осуществляется путем перемешивания суспензии минерала и ацетона с поверхностно-активным веществом гексадецилтриметиламмония бромид (CTAB), четырехкратной промывкой этанолом и дистиллированной водой, сушкой. Механизм интеркаляции сапонитсодержащего продукта заключается во внедрении в межслоевое пространство положительно заряженных катионов органических соединений путем катионного обмена или адсорбции, что приводит к расширению слоев минерала, резкому смещению дзета-потенциала в положительную сторону. Появление полос в ИК-спектральном интервале 1460-1490 и 2850-2920 см^–1, относящихся к деформационным и валентным колебаниям группы CH₂ соответственно, подтверждает успешное внедрение молекул CTAB в структуру минерала. В результате исследований максимальной сорбционной емкости модифицированного сапонита установлено, что при исходной концентрации золота 22,6 мг/л полное извлечение достигается уже через 7,5 мин. Максимальная статическая обменная емкость модифицированного сапонита была достигнута после контакта с третьей порцией свежего золотосодержащего раствора и составила 100,5 мг/г. Изотермы сорбции золота соответствуют модели Ленгмюра, основанной на том, что на поверхности модифицированного сапонита образуется мономолекулярный сорбционный слой, и все активные места обладают равной энергией и энтальпией сорбции. При этом кинетические зависимости сорбции наилучшим образом описываются моделью псевдовторого порядка, предполагающей, что химическая реакция обмена лимитирует процесс сорбции. Установлено, что интеркаляция сапонита гексадецилтриметиламмонием бромида обеспечивает более эффективную сорбцию отрицательно заряженных комплексных ионов золота ([AuCl₄]^–). Рассчитанная равновесная статическая обменная емкость модифицированного сапонита составила 92-119 мг/г, экспериментально установленная – 102 мг/г.

На основе комплекса современных методов анализа изучено влияние различных кислот и энергетических воздействий на морфологию, элементный состав, структурно-химические преобразования поверхности минералов и эффективность процесса выщелачивания эвдиалитового концентрата. Вскрыт механизм и выявлены оптимальные условия и специфические особенности разрушения эвдиалита и породных минералов и извлечения циркония и РЗЭ при воздействии различных кислот, мощных наносекундных импульсов, диэлектрического барьерного разряда, электрохимической обработки, механохимической активации и ультразвука. Теоретически и экспериментально обоснован механизм образования и оптимальные условия диспергации силикагеля в зависимости от методов и параметров энергетических воздействий. Научно обоснована и апробирована комбинированная трехстадиальная схема азотнокислотного выщелачивания эвдиалитового концентрата с ультразуковой обработкой суспензии, обеспечивающая 97,1 % извлечения циркония и 94,5 % РЗЭ. Теоретически и экспериментально обоснованы условия селективного осаждения циркония и РЗЭ.

Показаны возможности высокоимпульсной обработки тонковкрапленных минеральных комплексов, позволяющей при обогащении упорных золотосодержащих руд и продуктов обогащения получить стабильный прирост извлечения ценных компонентов (золота на 30-80 %, серебра - на 20-50 %) при уменьшении энергозатрат и снижении себестоимости готовой продукции. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований механизмов нетеплового воздействия мощных электромагнитных импульсов с короткими (наносекундными) фронтом и длительностью при напряженности электрической компоненты поля порядка 10⁷ В/м на природные минеральные среды сложного вещественного состава.