На протяжении более 50 лет большинство редкоземельных элементов добывается из карбонатитовых месторождений, которые могут содержать различные редкоземельные фазы, но основными извлекаемыми минералами являются бастнезит, монацит и ксенотим. Совершенствованию и разработке схем обогащения руд этих минералов посвящено множество исследований. Однако в некоторых карбонатитовых комплексах месторождения редких земель сложены частично или преимущественно анкилитовыми рудами. Этот тип редкоземельных руд весьма слабо изучен на предмет обогатимости – прежние эксперименты с акилитовыми рудами редки и недостаточно продуктивны. Анкилит – основной концентратор редкоземельных элементов в большинстве карбонатитовых комплексов девонской Кольской щелочной провинции (северо-запад России). Проведена оценка обогатимости флотационным способом анкилитовой руды карбонатитового поля Петяйян-Вара щелочно-ультраосновного комплекса Вуориярви. Комплекс потенциально является одним из наиболее перспективных в Кольском регионе месторождений редких земель, связанных с карбонатитами. Петрографо-минералогическое исследование продемонстрировало присутствие в анкилите обилия включений оксидов железа и барита, что вносит ограничения на физическое разделение этих трех минералов. Исследование петрогеохимического и минералогического состава фракций, образовавшихся при механическом измельчении руд до размерности менее 2,0 мм, показало, что уже на этом этапе подготовки проб происходит обогащение анкилитом (до 19 об.% и более при содержании в руде 15 об.%) наиболее мелкозернистых (менее 0,071 мм) фракций. Во флотационных экспериментах в качестве собирателей были рассмотрены три класса реагентов – жирные кислоты, алкилгидроксамовые кислоты и производные аминокислот. Показана большая эффективность реагента из класса производных аминокислот. Использование такого собирателя в сочетании с депрессором гексаметафосфатом натрия позволило получить в открытом цикле флотационный концентрат с содержанием суммы оксидов редких земель 33,4 мас.% при извлечении 64,7 %.
Рост количества вовлекаемых в переработку апатит-нефелиновых руд сложного минерального состава, увеличение содержания в руде сопутствующих минералов, близких по своей флотируемости к апатиту, определяют необходимость использования высокоселективных собирателей. Методом беспенной флотации проведена сравнительная оценка флотируемости чистых минералов, показана высокая избирательность действия эфиров фосфорной кислоты по отношению к апатиту. На примере флотации пробы апатит-нефелиновой руды с содержанием 17,27 % апатита и 40,18 % нефелина исследовано действие четырех реагентных режимов, отличающихся количеством селективных синтетических реагентов-собирателей. Минералогический анализ измельченной руды показал, что в ней присутствуют две разновидности апатита – крупнозернистый свободный и более мелкий пойкилитовый в виде включений в породообразущих минералах. Свободный апатит хорошо раскрывается и присутствует в качестве раскрытых зерен даже в крупных (+0,16 мм) классах. Пойкилитовый апатит встречается в виде сростков с разными минералами, в основном с нефелином и продуктами его изменения (натролит, шпреуштейн, содалит и др.) и пироксеном. Методом оптической микроскопии показано, что увеличение в составе собирательной смеси доли реагента из класса оксиэтилированных эфиров фосфорной кислоты позволяет повысить качество получаемых апатитовых концентратов за счет снижения в концентратах количества сростков апатита с нефелином и пироксенами. В концентрате, полученном с самым селективным реагентным режимом, сростки характеризуются соотношением в пользу апатита от 50/50 и выше. В концентраты с более низким качеством попали сростки с меньшим содержанием апатита, вплоть до 20/80 и меньше.
Организация внутрифабричного водооборота на горно-перерабатывающих предприятиях, когда отходы и сливы производства не направляются во внешнее хвостохранилище, представляет собой актуальную экологическую и экономическую задачу. Возврат даже части воды в технологический процесс после предварительной очистки значительно сократит объем загрязненных вод, сбрасываемых в хвостохранилища, что позволит снизить энергозатраты на транспортировку отходов и негативный эффект на окружающую среду. Одним из отходов, направляемых в хвостохранилище при обогащении руды Ковдорского месторождения, является слив сгустителей подготовки питания апатитовой флотации. С целью выбора эффективного режима очистки слива проведена оценка действия полиакриламидных флокулянтов. Показано, что с частицами апатита и кальцита более эффективно взаимодействует анионный флокулянт. Это определяет его преимущество при очистке от взвешенных частиц. Проведена необходимая оценка влияния остаточной концентрации флокулянта на процесс апатитовой флотации, куда попадет часть возвращаемой очищенной воды. По сравнению с флотацией на оборотной воде наблюдается снижение извлечения Р2О5 в равный по качеству апатитовый концентрат. Для получения требуемых показателей обогащения на очищенной воде необходима корректировка расходов собирателя (жирных кислот таллового масла) и депрессора (жидкого стекла).
