2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/PMI.2022.58 pmi-15794 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15794 Металлургия и обогащение Metallurgy and concentration Mineralogical and technological features and patterns of selective disintegration of ferruginous quartzites of the Mikhailovskoye deposit Минералого-технологические особенности и закономерности селективного разрушения железистых кварцитов Михайловского месторождения Aleksandrova Tatiana N. Александрова Т. Н. Aleksandrova Tatiana N. Aleksandrova_TN@pers.spmi.ru 0000-0002-3069-0001 Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint Petersburg Mining University (Russia) Chanturiya Alexander V. Чантурия А. В. Chanturiya Alexander V. _@mail.ru 0000-0003-2357-4579 ООО УК «Металлоинвест» (Россия) Metalloinvest Management Company LLC (Russia) Kuznetsov Valentin V. Кузнецов В. В. Kuznetsov Valentin V. valentinvadimovichkuznetsov@gmail.com 0000-0001-6159-316X Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint Petersburg Mining University (Russia) 03 11 2022 2022 256 517 526 13 04 2022 25 05 2022 03 11 2022 © 2022 Т. Н. Александрова, А. В. Чантурия, В. В. Кузнецов © 2022 Tatiana N. Aleksandrova, Alexander V. Chanturiya, Valentin V. Kuznetsov 2022 Т. Н. Александрова, А. В. Чантурия, В. В. Кузнецов Tatiana N. Aleksandrova, Alexander V. Chanturiya, Valentin V. Kuznetsov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15794

Растущая потребность в продукции черной металлургии обуславливает необходимость внедрения технологий, повышающих эффективность обогатительного передела железосодержащего сырья. Перспективным направлением в этой области является внедрение решений, основанных на возможности селективной дезинтеграции руд. Целью данной работы являлось установление закономерностей селективного разрушения железистых кварцитов на основании результатов исследования минералого-технологических свойств сырья. Представлены данные по изучению минералого-технологических особенностей железистых кварцитов Михайловского месторождения методами рентгено-флуоресцентного анализа и автоматизированного минералогического анализа. На основании исследований характера вкрапленности и размеров зерен породных и рудных минералов сформулированы задачи рудоподготовительного передела. В результате изучения измельчения руды установлены параметры распределения железа и оксида кремния по классам крупности в продуктах измельчения. На основании эмпирических зависимостей спрогнозирована крупность измельчения, при которой должно достигаться максимально эффективное раскрытие сростков рудных минералов и их минимальный переход в класс крупности –44 мкм.

The growing demand for ferrous metallurgy products necessitates the introduction of technologies that increase the efficiency of the processing of iron-bearing raw materials. A promising trend in this area is the implementation of solutions based on the possibility of selective disintegration of ores. The purpose of this work was to establish the laws of selective disintegration of ferruginous quartzites based on the results of the study of mineralogical and technological properties of raw materials. We present data on the study of mineralogical and technological features of ferruginous quartzites of the Mikhailovskoye deposit. The data were obtained using X-ray fluorescence analysis and automated mineralogical analysis. Based on studies of the nature of dissemination and the size of grains of rock-forming and ore minerals, the tasks of ore preparation are formulated. The parameters for the iron and silicon oxide distribution by grain-size classes in the grinding products were established during the study. Based on empirical dependences, the grain size of grinding was predicted, at which the most effective release of intergrowths of ore minerals and their minimum transition to the size class of –44 µm should be achieved.

 Ключевые слова железистые кварциты железо железные руды рудоподготовка селективная дезинтеграция селективное разрушение минералов автоматизированный минералогический анализ минеральные сростки Keywords ferruginous quartzites iron iron ores ore preparation selective disintegration selective disintegration of minerals automated mineralogical analysis mineral aggregates Литвиненко В.С., Сергеев И.Б. Инновационное развитие минерально-сырьевого сектора // Проблемы прогнозирования. 2019. № 6 (177). С. 60-72. Litvinenko V.S., Sergeev I.B. Innovations as a factor in the development of the natural resources sector. Studies on Russian Economic Development. 2019. Vol. 30. N 6, p. 637-645 (in Russian). DOI: 10.1134/S107570071906011X Чантурия В.А., Вайсберг Л.А., Козлов А.П. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 2(350). С. 3-9. DOI: 10.17580/or.2014.02.01 Chanturiya V.A., Vaysberg L.A., Kozlov A.P. Promising trends in investigations aimed at all-round utilization of mineral raw materials. Obogashchenie rud. 2014. N 2 (350), p. 3-9 (in Russian). DOI: 10.17580/or.2014.02.01 Bisweswar D., Swagat S.R. Existing and New Processes for Beneficiation of Indian Iron ores // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2020. №3 (73). C. 505-514. DOI: 10.1007/s12666-020-01878-z Bisweswar D., Swagat S.R. Existing and New Processes for Beneficiation of Indian Iron ores. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2020. N 3 (73), p. 505-514. DOI: 10.1007/s12666-020-01878-z Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году. URL: https://www.rosnedra.gov.ru/article/13931.html (дата обращения 06.04.2022). State Report on the State and Use of Mineral Resources of the Russian Federation in 2020. URL: https://www.rosnedra.gov.ru/article/13931.html (date of access 06.04.2022) (in Russian). Помельников И.И. Состояние и перспективы развития железорудной промышленности при устойчивом снижении мировых цен на железорудное сырье // Горный журнал. 2015. № 7. С. 78-88. DOI: 10.17580/gzh.2015.07.11 Pomelnikov I.I. Title State and prospects of iron-ore industry development with stable decrease of global iron ore prices. Gornyi zhurnal. 2015. N 7, p. 78-88 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2015.07.11 Баженов И.Н., Басов О.О. Метод индукционного контроля массовой доли железа в магнетитовой руде // Записки Горного института. 2018. Т. 230. С. 123-130. DOI: 10.25515/PMI.2018.2.123 Bazhenov I.N., Basov O.O. Method of Induction Control of Iron Weight Fraction in Magnetite Ore. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 230, p. 123-130. DOI: 10.25515/PMI.2018.2.123 Юнгмейстер Д.А., Судариков С.М., Киреев К.А. Обоснование типов глубоководной техники для добычи морских железомарганцевых конкреций // Записки Горного института. 2019. Т. 235. С. 88-95. DOI: 10.31897/PMI.2019.1.88 Yungmeister D.A., Sudarikov S.M., Kireev K.A. Feasibility of type of deep-water technologies for the extraction of marine ferro-manganese nodules. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235, p. 88-95. DOI: 10.31897/PMI.2019.1.88 Whitworth A.J., Forbes E., Verster I. et al. Review on advances in mineral processing technologies suitable for critical metal recovery from mining and processing wastes // Cleaner Engineering and Technology. 2022. Vol. 7. № 100451. DOI: 10.1016/j.clet.2022.100451 Whitworth A.J., Forbes E., Verster I. et al. Review on advances in mineral processing technologies suitable for critical metal recovery from mining and processing wastes. Cleaner Engineering and Technology. 2022. Vol. 7. N 100451. DOI: 10.1016/j.clet.2022.100451 Авдохин В.М., Губин С.Л. Современное состояние и основные направления развития процессов глубокого обогащения железных руд // Горный журнал. 2007. № 2. С. 58-64. Avdokhin V.M., Gubin S.L. Up-To-Date State and Main Directions of Development of the Processes of Deep Concentration of Iron Ores. Gornyi zhurnal. 2007. № 2, p. 58-64 (in Russian). Корнев А.В., Кусков В.Б., Бажин В.Ю. Окускование железных руд экструзионным методом // Черные металлы. 2019. № 11. С. 4-10. Kornev A.V., Kuskov V.B., Bazhin V.Yu. Iron Ore Agglomeration by Extrusion. Chernye metally. 2019. N 11, p. 4-10. Cheremisina E., Cheremisina O., Ponomareva M. et al. Kinetic features of the hydrogen sulfide sorption on the ferro-manganese material // Metals. 2021. Vol. 11. № 1. P. 1-12. DOI: 10.3390/met11010090 Cheremisina E., Cheremisina O., Ponomareva M. et al. Kinetic features of the hydrogen sulfide sorption on the ferro-manganese material. Metals. 2021. Vol. 11. N 1, p. 1-12. DOI: 10.3390/met11010090 Litvinenko V.S., Tsvetkov P.S., Molodtsov K.V. The social and market mechanism of sustainable development of public companies in the mineral resource sector // Eurasian Mining. 2020. № 1. P. 36-41. DOI: 10.17580/em.2020.01.07 Litvinenko V.S., Tsvetkov P.S., Molodtsov K.V. The social and market mechanism of sustainable development of public companies in the mineral resource sector. Eurasian Mining. 2020. N 1, p. 36-41. DOI: 10.17580/em.2020.01.07 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. 2020. Vol. 29. № 3. P. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector. Natural Resources Research. 2020. Vol. 29. N 3, p. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Savchenkov S.A., Bazhin V.Yu., Volkova O. Tendencies of innovation development of the russian iron and steel industry on the base of patent analytics for the largest national metallurgical companies // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol.20. P. 76-82. DOI: 10.17580/cisisr.2020.02.16 Savchenkov S.A., Bazhin V.Yu., Volkova O. Tendencies of innovation development of the russian iron and steel industry on the base of patent analytics for the largest national metallurgical companies. CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 20, p. 76-82. DOI: 10.17580/cisisr.2020.02.16 Чернышов Н.М., Петров С.В., Молотков С.П. Особенности распределения и формы нахождения благородных металлов в железистых кварцитах Михайловского месторождения КМА и их техногенных продуктах (Центральная Россия) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2003. № 1. С. 93-104. Chernyshov N.M., Petrov S.V., Molotkov S.P. Peculiarities of the distribution and occurrence of noble metals in ferruginous quartzites of the Mikhailovskoye deposit of KMA and their technogenic products (Central Russia). Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya. 2003. N 1, p. 93-104 (in Russian). Варичев А.В. От добычи руды к производству металла: развитие Михайловского ГОКа с 2000 до 2010 г. // Горный журнал. 2006. № 7. С. 6-9. Varichev A.V. From Ore Mining to Metal Production: Development of Mikhailovsky GOK from 2000 to 2010. Gornyi zhurnal. 2006. N 7, p. 6-9 (in Russian). Исмагилов Р.И., Козуб А.В., Гридасов И.Н., Шелепов Э.В. Современные направления повышения эффективности переработки железистых кварцитов на примере АО «Михайловский ГОК им. А.В.Варичева» // Горная промышленность. 2020. № 4. С. 98-103. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-4-98-103 Ismagilov R.I., Kozub A.V., Gridasov I.N., Shelepov E.V. Modern trends for increasing the efficiency of processing of ferruginous quartzites on the example of JSC “Mikhailovsky GOK named after. A.V.Varichev”. Gornaya promyshlennost. 2020. Vol. 4, p. 98-103 (in Russian). DOI: 10.30686/1609-9192-2020-4-98-103 Кретов С.И., Губин С.Л., Потапов С.А. Совершенствование технологии переработки руд Михайловского месторождения // Горный журнал. 2006. № 7. С. 71-74. Kretov S.I., Gubin S.L., Potapov S.A. Improving the processing technology of ores from the Mikhailovskoye deposit. Gornyi zhurnal. 2006. N 7, p. 71-74 (in Russian). Трушко В.Л., Трушко О.В. Комплексное освоение железорудных месторождений на основе конкурентоспособных подземных геотехнологий // Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 569-577. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.10 Trushko V.L., Trushko O.V. Integrated development of iron ore deposits based on competitive underground geotechnologies. Journal of Mining Institute. 2021. Vol. 250, p. 569-577. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.10 Юшина Т.И., Чантурия Е.Л., Думов А.М., Мясков А.В. Современные тенденции в развитии технологий переработки железных руд // Горный журнал. 2021. № 11. C. 75-83. DOI: 10.17580/gzh.2021.11.10 Yushina T.I., Chanturia E.L., Dumov A.M., Myaskov A.V. Modern trends of technological advancement in iron ore processing. Gornyi zhurnal. 2021. N 11, p. 75-83. DOI: 10.17580/gzh.2021.11.10 Кусков В.Б., Сищук Ю.М. Совершенствование технологий обогащения железных руд различных типов и вещественного состава // Горный журнал. 2016. № 2. С. 70-74. DOI: 10.17580/gzh.2016.02.14 Kuskov V.B., Sishchuk Yu.M. Improvement of processing technologies of iron ores of different types and material composition. Gornyi zhurnal. 2016. N 2, p. 70-74 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2016.02.14 Пелевин А.Е. Тонкое грохочение и его место в технологии обогащения железных руд // Известия вузов. Горный журнал. 2011. № 4. С. 110-117. Pelevin A.E. Fine Screening and its Place in the Technology of Iron Ores Dressing. Izvestiya vuzov. Gornyi zhurnal. 2011. N 4, p. 110-117. Игнатова Т.В., Шелепов Э.В. Особенности процесса колонной флотации для железных руд сложного вещественного состава Михайловского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. № 4. С. 241-245. Ignatova T.V., Shelepov E.V. Features of the column flotation process for iron ores of complex composition of the Mikhailovskoye deposit. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2011. N 4, p. 241-245 (in Russian). Filippov L.O., Severov V.V., Filippova I.V. An overview of the beneficiation of iron ores via reverse cationic flotation // International Journal of Mineral Processing. 2014. №127. DOI: 10.1016/j.minpro.2014.01.002 Filippov L.O., Severov V.V., Filippova I.V. An overview of the beneficiation of iron ores via reverse cationic flotation. International Journal of Mineral Processing. 2014. N 127. DOI: 10.1016/j.minpro.2014.01.002 Бирюков В.В., Олейник А.Г., Опалев А.С., Щербаков А.В. Модернизация технологии обогащения железных руд на ОАО «Олкон» с использованием имитационного моделирования // Труды Кольского научного центра РАН. 2013. № 5 (18). С. 183-188. Birukov V.V., Oleynik A.G., Opalev A.S., Sherbakov A.V. Upgrading of Technology for Iron Ores Concentration on JSC “Olcon” by Using Simulation. Trudy Kolʹskogo nauchnogo tsentra RAN. 2013. N 5 (18), p. 183-188. Kuskov V. B., Lvov V.V., Yushina T.I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 1. P. 4-8. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.01 Kuskov V. B., Lvov V.V., Yushina T.I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing. CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 1, p. 4-8. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.01 Гзогян Т.Н. Состав и свойства магнетита Михайловского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2001. № 12. С. 20-25. Gzogyan T.N. Composition and features of magnetite of the Mikhailovskoye deposit. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2001. N 12, p. 20-25 (in Russian). Хопунов Э.А. Основы дезинтеграции руд и техногенных материалов (теория, эксперимент, технологии). М.: Русайнс, 2016. 474 с. DOI: 10.15216/978-5-4365-1445-1 Khopunov E.A. Basics of disintegration of ores and technogenic materials (theory, experiment, and technology). Moscow: Rusains, 2016, p. 474 (in Russian). DOI: 10.15216/978-5-4365-1445-1 França J.R.O., Barrios G.K., Turrer H.D., Tavares L.M. Comminution and liberation response of iron ore types in a low-grade deposit // Minerals Engineering. 2020. № 158. № 106590. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106590 França J.R.O., Barrios G.K., Turrer H.D., Tavares L.M. Comminution and liberation response of iron ore types in a low-grade deposit. Minerals Engineering. 2020. N 158. N 106590. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106590 Hesse M., Popov O., Lieberwirth H. Increasing efficiency by selective comminution // Minerals Engineering. 2017. № 103. P. 112-126. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106590 Hesse M., Popov O., Lieberwirth H. Increasing efficiency by selective comminution. Minerals Engineering. 2017. N 103, p. 112-126. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106590 ЧантурияЕ.Л., ВишковаА.А., АнаньевП.П. идр. Интенсификация измельчения руд с использованием энергетических воздействий // Горный журнал. 2014. № 12. С. 63-69. Chanturiya E.L., Vishkova A.A., Anan'ev P.P. et al. Intensification of ore grinding using energy effects. Gornyi zhurnal. 2014. N 12, p. 63-69 (in Russian). Donskoi E., Poliakov A., Holmes R. et al. Iron ore textural information is the key for prediction of downstream process performance // Minerals Engineering. 2016. № 86. P. 10-23. DOI: 10.1016/j.mineng.2015.11.009 Donskoi E., Poliakov A., Holmes R. et al. Iron ore textural information is the key for prediction of downstream process performance. Minerals Engineering. 2016. N 86, p. 10-23. DOI: 10.1016/j.mineng.2015.11.009 Jankovic A. Developments in iron ore comminution and classification technologies of iron ore // Metals and Surface Engineering, Woodhead Publishing, 2022. P. 269-308. DOI: 10.1016/B978-1-78242-156-6.00008-3 Jankovic A. Developments in iron ore comminution and classification technologies of iron ore. Metals and Surface Engineering, Woodhead Publishing, 2022, p. 269-308. DOI: 10.1016/B978-1-78242-156-6.00008-3 Schulz B., Merker G., Gutzmer J. Automated SEM Mineral Liberation Analysis (MLA) with Generically Labelled EDX Spectra in the Mineral Processing of Rare Earth Element Ores // Minerals. 2019. Vol. 9. № 527.DOI: 10.3390/min9090527 Schulz B., Merker G., Gutzmer J. Automated SEM Mineral Liberation Analysis (MLA) with Generically Labelled EDX Spectra in the Mineral Processing of Rare Earth Element Ores. Minerals. 2019. Vol. 9. N 527. DOI: 10.3390/min9090527 Aleksandrova T.N., Nikolaeva N., Afanasova A. et al. Selective Disintegration Justification Based on the Mineralogical and Technological Features of the Polymetallic Ores // Minerals. 2021. Vol. 11. № 8. DOI: 10.3390/min11080851 Aleksandrova T.N., Nikolaeva N., Afanasova A. et al. Selective Disintegration Justification Based on the Mineralogical and Technological Features of the Polymetallic Ores. Minerals. 2021. Vol. 11. N 8. DOI: 10.3390/min11080851 Nikolaeva N., Aleksandrova T., Chanturiya E.L., Afanasova A. Mineral and Technological Features of Magnetite-Hematite Ores and Their Influence on the Choice of Processing Technology // ACS Omega. 2021. Vol. 6. № 13. P. 9077-9085. DOI: 10.1021/acsomega.1c00129 Nikolaeva N., Aleksandrova T., Chanturiya E.L., Afanasova A. Mineral and Technological Features of Magnetite-Hematite Ores and Their Influence on the Choice of Processing Technology. ACS Omega. 2021. Vol. 6. N 13, p. 9077-9085. DOI: 10.1021/acsomega.1c00129 Jena S.K., Sahoo H., Rath S.S. et al. Characterization and Processing of Iron Ore Slimes for Recovery of Iron Values // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2015. Vol.36. P. 174-182. Jena S.K., Sahoo H., Rath S.S. et al. Characterization and Processing of Iron Ore Slimes for Recovery of Iron Values. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2015. Vol. 36, p. 174-182.