Modern approaches to barium ore benefication
- 1 — Ph.D. Head of Laboratory Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS; Scientific-Research Center “Ecology” SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 2 — Ph.D. Head of Department Tyumen Branch of SurgutNIPIneft, Surgutneftegas PJSC ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus
- 3 — Ph.D. Senior Researcher Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS ▪ Orcid
- 4 — Ph.D. Head of Center Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 5 — Ph.D. Leading Researcher Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
Abstract
Barite is one of the critically important minerals in several industries, including the fuel and energy, nuclear, and medical sectors. For decades, its extraction did not require any complex techniques; however, with the depletion of rich barite-bearing veins around the world, the circumstances have changed. While the demand for barite is growing widely, it is necessary to optimize and improve the existing methods for benefication of barite and barite-containing ores, and create new approaches to extracting this mineral, as well as develop technogenic barite deposits accumulated in large quantities during the previous ore production. Dumps and tailings often demonstrate high barite content, while new mining technologies make its extraction cost-efficient. Russian and foreign papers of the last 14 years provide data on the current state of primary and technogenic deposits, areas of barite use and the approaches employed for its benefication. Considering the expansion of the range of barite applications, the growing need for the mineral in the oil and gas industry and the difficulties in developing new barite deposits in Russia, the importance of new approaches to the enrichment of ore tailings in polymetallic deposits is revealed.
References
- Болонин А.В., Никифоров А.В. Промежуточные сульфаты изоморфного ряда барит-целестин: состав и условия нахождения // Геология рудных месторождений. 2014. Т. 56. № 4. С. 339-352. DOI: 10.7868/S0016777014040029
- Леин А.Ю., Кравчишина М.Д. Геохимический цикл бария в океане // Литология и полезные ископаемые. 2021. № 4. С. 293-310. DOI: 10.31857/S0024497X21040054
- Егорова И.П., Ахманов Г.Г., Булаткина Т.А. Типоморфные особенности барита // Отечественная геология. 2010. № 2. С. 3-8.
- Кузнецов Д.С., Бурцев И.Н., Кузнецов С.К. Рынок баритового сырья и перспективы освоения месторождений Республики Коми // Север и рынок: формирование экономического порядка. 2022. Т. 25. № 3. С. 171-185. DOI: 10.37614/2220-802X.3.2022.77.012
- Боярко Г.Ю., Хатьков В.Ю. Обзор состояния производства и потребления баритового сырья в России // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 10. С. 180-191. DOI: 10.18799/24131830/2021/10/3403
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Булаткина Т.А. Способ определения генезиса баритовых месторождений на ранних стадиях геологоразведочных работ // Разведка и охрана недр. 2017. № 4. С. 11-15.
- Ахманов Г.Г., Булаткина Т.А., Егорова И.П. и др. Месторождения остаточного типа Республики Башкортостан – основа для создания сырьевой базы «небурового» барита // Разведка и охрана недр. 2019. № 6. С. 14-18.
- Сенаторов П.П. Проблемы минерально-сырьевой базы основных видов неметаллов, используемых в химическом комплексе России // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2019. № 1. С. 31-35.
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Булаткина Т.А. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы барита // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2017. № 6. С. 4-14.
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Булаткина Т.А. Баритовые месторождения выветривания – перспективный источник высококачественного сырья // Отечественная геология. 2016. № 2. С. 23-31.
- Рыжков А.В., Корешков Н.Г. Современное состояние минерально-сырьевой базы барита и новые требования к баритовым утяжелителям буровых растворов // Нефть. Газ. Новации. 2020. № 11 (239). С. 33-36.
- Новиков Н.В., Самченко С.В., Окольникова Г.Э. Баритсодержащие радиационно-защитные строительные материалы // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2020. Т. 21. № 1. С. 94-98. DOI: 10.22363/2312-8143-2020-21-1-94-98
- Bhatti M.A., Kazmi K.R., Mehmood R. et al. Beneficiation Study on Barite Ore of Duddar Area, District Lasbela, Balochistan Province, Pakistan // Pakistan Journal of Scientific and Industrial Research Series A: Physical Sciences. 2017. Vol. 60. № 1. P. 9-21. DOI: 10.52763/PJSIR.PHYS.SCI.60.1.2017.9.22
- Ahmad I., Shahzada K., Ahmad M.I. et al. Densification of Concrete using Barite as Fine Aggregate and its Effect on Concrete Mechanical and Radiation Shielding Properties // Journal of Engineering Research. 2019. Vol. 7. № 4. P. 81-95.
- Самченко С.В., Новиков Н.В. Влияние баритсодержащей добавки на свойства ячеистых бетонов // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 4. С. 335-341.
- Chenhao Zeng, Qing Kang, Zhongshan Duan et al. Development of Polymer Composites in Radiation Shielding Applications: A Review // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2023. Vol. 33. Iss. 8. P. 2191-2239. DOI: 10.1007/s10904-023-02725-6
- Черкасов В.Д., Юркин Ю.В., Сунцов Д.Л. и др. Технико-экономическое сравнение конструктивных решений радиационной защиты от рентгеновского излучения // Инженерный вестник Дона. 2021. № 1. С. 230-243.
- Ишбаев Г.Г., Дильмиев М.Р., Христенко А.В. и др. Технологии разработки утяжеленного соленасыщенного термостойкого бурового раствора ООО «НПП «БУРИНТЕХ» // Бурение и нефть. 2013. № 9. С. 47-48.
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Булаткина Т.А. и др. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы барита Республики Хакасия // Разведка и охрана недр. 2022. № 7. С. 41-49. DOI: 10.53085/0034-026X_2022_07_41
- Гершенкоп А.Ш., Хохуля М.С., Конторина Т.А. Разработка технологии гравитационно-магнитного обогащения барит-сидеритовых руд месторождения Салланлатва // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 10. С. 358-364.
- Леушева Е.Л., Алиханов Н.Т., Бровкина Н.Н. Исследование реологических свойств безбаритного бурового раствора повышенной плотности // Записки Горного института. 2022. Т. 258. С. 976-985. DOI: 10.31897/PMI.2022.38
- Перейма А.А., Дубов Н.М., Черкасова В.Е. Буровой раствор на биополимерной основе для проводки скважин в условиях АВПД // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2010. № 4. С. 34-38.
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Булаткина Т.А. Проблема обеспечения промышленности высококачественным баритовым сырьем, пути ее решения // Разведка и охрана недр. 2021. № 8. С. 9-14.
- Гринев О.М., Семиряков А.С., Бестемьянова К.В., Гринев Р.О. Морфоструктура и этапность формирования Змеиногорского барит-полиметаллического месторождения (Рудный Алтай) // Успехи современного естествознания. 2022. № 8. С. 81-95. DOI: 10.17513/use.37872
- Бортникова С.Б., Юркевич Н.В., Еделев А.В. и др. Гидрохимические и газовые аномалии на сульфидном хвостохранилище (Салаир, Кемеровская область) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 2. С. 26-35. DOI: 10.18799/24131830/2021/2/3040
- Калинин Е.П. Бариты Республики Коми: современное состояние и перспективы развития // Вестник Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2010. № 3. С. 2-5.
- Кузнецов С.K., Бурцев И.Н., Тарбаев М.Б. и др. Минерально-сырьевые ресурсы Воркутинского района и перспективы их освоения // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2021. № 3 (49). С. 65-74. DOI: 10.19110/1994-5655-2021-3-65-74
- Сенаторов П.П., Беляев Е.В., Кузьмина И.А. Неметаллические полезные ископаемые Арктической зоны России: ресурсный потенциал и его использование // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2015. № 2. С. 9-21.
- Викентьев И.В. Металлогенические исследования на Полярном Урале и проблемы освоения его минерально-сырьевого потенциала // Металлогения древних и современных океанов. 2020. № 1. С. 36-40.
- Ахманов Г.Г., Егорова И.П., Михайлик П.Е. и др. К генезису травертиноподобных баритов впадины Дерюгина (Охотское море) // Отечественная геология. 2015. № 1. С. 82-88.
- Астахов А.С., Ивин В.В., Карнаух В.Н. и др. Современные геологические процессы и условия формирования баритовой залежи в котловине Дерюгина Охотского моря // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 2. С. 200-214. DOI: 10.15372/GiG20170202
- Астахова Н.В. Барий в железомарганцевых образованиях Японского моря: особенности выделения и взаимоотношение с основными рудными фазами // Вестник Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2019. № 3. С. 31-40. DOI: 10.19110/2221-1381-2019-03-31-40
- Сафина Н.П., Мелекесцева И.Ю., Анкушева Н.Н. и др. Барит из руд Сафьяновского колчеданного месторождения (Средний Урал) и гидротермальных полей Семенов-1 и 3 (Срединно-Атлантический хребет): сравнительный анализ условий образования // Металлогения древних и современных океанов. 2015. № 1. С. 93-97.
- Коротченкова О.В. Целестин и барит неизмененного разреза Верхнекамского месторождения солей (Пермский край) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н.Чирвинского. 2019. Т. 22. С. 73-79.
- Afolayan D.O., Eggleston C.M., Onwualu A.P. et al. Physicochemical Studies for Risk Identification, Assessment, and Characterization of Artisanal Barite Mining in Nigeria // Sustainability. 2021. Vol. 13. Iss. 23. № 12982. DOI: 10.3390/su132312982
- Юркевич Н.В., Ельцов И.Н., Гуреев В.Н. и др. Техногенное воздействие на окружающую среду в Российской Арктике на примере Норильского промышленного района // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 12. С. 230-249. DOI: 10.18799/24131830/2021/12/3207
- Болгов Г.П. Сульфиды Салаира. Урская группа полиметаллических месторождений // Известия Томского индустриального института. 1937. Т. 58. Вып. 1-3. С. 45-96.
- Дистанов Э.Г. Колчеданно-полиметаллические месторождения Сибири. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1977. 351 с.
- Черепнин В.К. К вопросу о составе и генезисе руд Урских месторождений Салаира // Известия Томского Ордена Трудового Красного Знамени политехнического института имени С.М.Кирова. 1958. Т. 90. С. 56-68.
- Оленченко В.В., Кучер Д.О., Бортникова С.Б. и др. Вертикальное и латеральное распространение высокоминерализован-ных растворов кислого дренажа по данным электротомографии и гидрогеохимии (Урской отвал, Салаир) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 4. С. 782-795. DOI: 10.15372/GiG20160410
- Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Издание второе. Серия Кузбасская. Лист N-45XIV (Гурьевск). Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2002. 188 c.
- Мишенин М.В., Юркевич Н.В. Опыт геолого-экономической оценки техногенных месторождений (на примере барита) / ГеоЕвразия-2023. Геологоразведочные технологии: наука и бизнес: Труды VI Международной геолого-геофизической конференции, 27-29 марта 2023, Москва, Россия: в 3 томах. Тверь: ПолиПРЕСС, 2023. Т. I (III). C. 44-47.
- Хусаинова А.Ш., Юркевич Н.В., Бортникова С.Б. Вторичный барит из техногенных отложений Ново-Урского отвала / Геодинамика и минерагения Северной Евразии: Материалы VI Международной научной конференции, посвященной 50-летию Геологического института им. Н.Л.Добрецова СО РАН, 13-17 марта 2023, Улан-Удэ, Россия. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2023. C. 567-570.
- Хусаинова А.Ш., Бортникова С.Б., Гаськова О.Л. и др. Вторичные минералы Fe, Pb, Cu в сульфидсодержащем хвостохранилище: последовательность образования, электрохимические реакции и физико-химическая модель (Талмовские Пески, Салаир, Россия) // Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Т. 23. № 1. № ES1006. DOI: 10.2205/2023ES000810
- Юркевич Н.В., Хусаинова А.Ш., Бортникова С.Б. и др. Ресурсы барита, цветных и благородных металлов в хвостохранилище Талмовские Пески: минералого-геохимические и геофизические данные // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2023. № 3 (55). С. 105-114. DOI: 10.20403/2078-0575-2023-3-105-114
- Леонтьева Е.В., Медяник Н.Л., Калугина Н.Л. Термохимическая хлораммонийная переработка техногенных отвальных сульфидных отходов обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 1. С. 305-316.
- Еделев А.В., Юркевич Н.В., Гуреев В.Н., Мазов Н.А. Проблемы рекультивации складированных отходов горнорудной промышленности в Российской Федерации // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022. № 6. С. 168-186. DOI: 10.15372/FTPRPI20220618
- Deniz V., Umucu Y., Deniz O.T. Estimation of grade and recovery in the concentration of barite tailings by the flotation using the MLR and ANN analyses // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2022. Vol. 58. Iss. 5. № 150646. DOI: 10.37190/ppmp/150646
- Fuerstenau D.W., Pradip. A Century of Research Leading to Understanding the Scientific Basis of Selective Mineral Flotation and Design of Flotation Collectors // Mining, Metallurgy & Exploration. 2019. Vol. 36. Iss. 1. P. 3-20. DOI: 10.1007/s42461-018-0042-6
- Long Wang, Weijian Lyu, Lingyun Huang et al. Utilization of gellan gum as a novel eco-friendly depressant in the flotation separation of fluorite from barite // Minerals Engineering. 2022. Vol. 184. № 107640. DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107640
- Гудвилл М.Н., Богидаев С.А. Исследования взаимодействия реагента-собирателя «Фомол» с поверхностью минерала в условиях водооборота // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 4 (57). С. 70-76. DOI: 10.21285/0130-108X-2016-57-4-70-76
- Zhonghua Xue, Yali Feng, Haoran Li et al. A comprehensive review on progresses of coal and minerals bioflotation in presence of microorganisms // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2023. Vol. 11. Iss. 6. № 111182. DOI: 10.1016/j.jece.2023.111182
- Asgari K., Huang Q., Khoshdast H., Hassanzadeh A. A Review on Bioflotation of Coal and Minerals: Classification, Mechanisms, Challenges, and Future Perspectives // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2024. Vol. 45. Iss. 1. P. 46-76. DOI: 10.1080/08827508.2022.2121919
- San Martín F., Kracht W., Vargas T. Biodepression of pyrite using Acidithiobacillus ferrooxidans in seawater // Minerals Engineering. 2018. Vol. 117. P. 127-131. DOI: 10.1016/j.mineng.2017.11.005
- Ashkavandi R.A., Azimi E., Hosseini M.R. Bacillus licheniformis a potential bio-collector for Barite-Quartz selective separation // Minerals Engineering. 2022. Vol. 175. № 107285. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.107285
- Jing Guo, Ming Wen, Jingxuan Wu. Mchanistic study on the flotation of barite with C18H33NaO2 under microwave radiation based on UV-visible spectrophotometric analysis // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2022. Vol. 58. Iss. 6. № 156349. DOI: 10.37190/ppmp/156349
- Cilek E.C., Ozgen S. Improvement of the Flotation Selectivity in a Mechanical Flotation Cell by Ultrasound // Separation Science and Technology. 2010. Vol. 45. Iss. 4. P. 572-579. DOI: 10.1080/01496390903484966
- Esmeli K. The Effect of Ultrasound Treatment on Oil Agglomeration of Barite // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2023. Vol. 44. Iss. 3. P. 189-200. DOI: 10.1080/08827508.2022.2155957
- Raju G.B., Ratchambigai S., Rao M.A. et al. Beneficiation of Barite Dumps by Flotation Column; Lab-Scale Studies to Commercial Production // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2016. Vol. 69. Iss. 1. P. 75-81. DOI: 10.1007/s12666-015-0700-z
- Cheng Liu, Xinyue Zhang, Yunfei Zheng et al. Utilization of water glass as a dispersant to improve the separation performance of fluorite from barite slimes // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022. Vol. 635. № 128036. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.128036
- Cheng Liu, Shaoxian Song, Hongqiang Li. Selective flotation of fluorite from barite using trisodium phosphate as a depressant // Minerals Engineering. 2019. Vol. 134. P. 390-393. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.02.008
- Ying Lu, Weiping Liu, Xuming Wang et al. Lauryl Phosphate Flotation Chemistry in Barite Flotation // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 3. № 280. DOI: 10.3390/min10030280
- Рандин О.И., Гудвилл М.Н., Богидаев С.А. Исследование механизма взаимодействия реагента «Фомол» прифлотации баритовых руд // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. № 6 (65). С. 119-123.
- Туребекова К.С., Каткеева Г.Л., Султангазиев Р.Б. и др. Выбор схемы и реагентов для флотации техногенного баритового сырья // Труды университета. 2022. № 4 (89). С. 85-90. DOI: 10.52209/1609-1825_2022_4_85
- Larachi N., Bali A., Ould Hamou M., Bensaadi S. Recovery of lead and barite from the abandoned Ichmoul mine wastes in Algeria // Environmental Earth Sciences. 2019. Vol. 78. Iss. 20. № 601. DOI: 10.1007/s12665-019-8593-5
- Neesse Th., Dueck J., Schwemmer H., Farghaly M. Using a high pressure hydrocyclone for solids classification in the submicron range // Minerals Engineering. 2015. Vol. 71. P. 85-88. DOI: 10.1016/j.mineng.2014.10.017
- Дик И., Миньков Л.Л. Особенности течения высококонцентрированной суспензии в гидроциклоне // Теоретические основы химической технологии. 2019. Т. 53. № 4. С. 431-439. DOI: 10.1134/S004035711904002X
- Wenjie Lv, Jinchao Zhao, Mingxun Hao et al. Enhancing classification and recovery of barite from waste drilling fluid by inlet particle arranging of hydrocyclone // Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 56. № 104341. DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.104341
- Hredzák S., Dolinská S., Znamenáčková I. et al. Possibilities of Siderite and Barite Concentrates Preparation from Tailings of Settling Pit Nearby Markušovce Village (Eastern Slovakia) // Inżynieria Mineralna. 2019. Vol. 1. № 1. P. 19-24. DOI: 10.29227/IM-2019-01-03
- Борозновская Н.Н., Зырянова Л.А., Пеков И.В. Люминесцентные свойства природного барита как отражение его генезиса // Доклады Академии наук. 2016. Т. 471. № 2. С. 199-202. DOI: 10.7868/S0869565216320177
- Кобзев А.С. Радиометрическое обогащение минерального сырья. М.: Горная книга, 2015. 125 c.
- Tosee S.V.R., Faridmehr I. Mechanical properties prediction of heavyweight concrete using generalized regression neural network (GRNN) // Romanian Journal of Materials. 2022. Vol. 52. № 3. P. 303-310.