Технологическая минералогия титановых руд является основой оценки их комплексности и позволяет с единых позиций проследить весь ход изменений минерального вещества через технологические процессы, включая обогащение, переработку, получение целевых индустриальных продуктов. Объекты исследования – пижемские ильменит-лейкоксеновые песчаники, которые отличаются сложным полиминеральным составом: наряду с главными рудными компонентами присутствуют другие металлы, форма нахождения которых различна (изоморфная примесь, самостоятельные минеральные фазы). Обоснован оптимальный комплекс методов минералогического анализа для прогнозной оценки их дальнейшего использования на примере титановых руд Пижемского месторождения, которые являются комплексными, отличаются переменным содержанием оксидов железа и содержат редкоземельные металлы. На основании экспертиз рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии подтверждено, что основными титансодержащими фазами песчаников являются псевдорутил и полиминеральный агрегат – «лейкоксен». С учетом особенностей гранулометрии магнитной и немагнитной фракций гравитационного концентрата обсуждаются перспективы технологий переработки титанового сырья. Наряду с проблемами получения качественного сырья рассматриваются трансформации минеральных фаз в результате экстремальных воздействий и их физико-химические свойства как результат изоморфного замещения части атомов Ti природными агентами-модификаторами (Fe и V) при синтезе наноструктур титановых оксидов для индустриальных приложений (фотокаталитического нанореактора).
Рост потребности в муллитовом сырье, соответствующем промышленным требованиям, инициирует поиск его новых и альтернативных источников, а также эффективных технологий получения целевых продуктов (нанокомпозитов). В статье апробирован метод получения муллита из каолинита экспериментальным путем (Вежаю-Ворыквинское месторождение, Россия). Изучены структурные преобразования каолинита (системы Al-Si-O-Me), трансформации минеральных фаз и термодинамика процесса. На основе оценки термодинамики протекания реакций определена предпочтительная реакция образования муллита. Показано, что образование целевого продукта – муллитового нанокомпозита – имеет ряд промежуточных фаз (метакаолинит, псевдомуллит). Преобразования структуры исходного каолинита включают удаление структурной воды с разделением кремнекислородного тетраэдрического и алюмокислородного октаэдрического слоев, распад на свободные оксиды, разрыв связей между кремнекислородными тетраэдрами и частичное повышение координационного числа ионов алюминия, образование из свободных оксидов муллита и кристобалита. Предложенный подход контролирует соотношение фаз Аl 2 О 3 и SiO 2 на определенных этапах, что в дальнейшем позволит улучшить механические и другие свойства матрицы получаемого сырья для целевых прототипов промышленных продуктов.
