Электронные приложения к томам журнала содержат переводные версии научных статей, опубликованные ведущими российскими учеными в зарубежных журналах открытого доступа.
Основной целью подготовки переводов является обеспечение доступности передовых результатов исследований для русскоязычной научной аудитории: ученых, отраслевых специалистов и всех заинтересованных лиц, которые могут испытывать языковые барьеры при работе с иностранными источниками.
При использовании материала необходимо цитировать оригинальную статью – ссылка для цитирования указана в каждой статье.
Подать заявку на размещение перевода вашей статьи можно через почту: pmi@spmi.ru.
В.С. ЛИТВИНЕНКО1, Г.Л. ЛЕЙЧЕНКОВ2, 3, Н.И. ВАСИЛЬЕВ1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. академика И.С. Грамберга (ФГБУ «ВНИИОкеангеология»), Санкт-Петербург, Россия
3 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Осадочные толщи содержат уникальную запись экологических и климатических изменений в Центральной Антарктиде за последние 20-30 млн лет, поэтому их отбор и изучение крайне важны. Толщина озера под станцией Восток (толщина водного слоя) оценивается в 600 м, а толщина осадочных пород – менее нескольких сотен метров. Строгие требования к экологической безопасности не позволяют использовать обычные технологии бурения во избежание загрязнения воды озера буровым раствором, поэтому разработка специальных технологий является настоятельной необходимостью. В данной работе представлен прогнозный геологический разрез южной части озера Восток и потенциальных придонных слоев, а также техническое решение для отбора проб со дна озера в скважине 5G на станции Восток.
Vladimir S. LITVINENKO1 , German L. LEITCHENKOV2, 3, Nikolay I. VASILIEV1
1 Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia
2 All-Russia Research Institute for Geology and Mineral Resources of the World Ocean (VNIIOkeangeologia), Saint-Petersburg, Russia
3 Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg Petersburg, Russia
Sedimentary strata contain a unique record of environmental and climatic changes in Central Antarctica over the past 20–30 Ma and their sampling and study is of utmost importance. The lake beneath Vostok Station (thickness of water layer) is estimated as 600 m and sediment thickness as less than a few hundred meters. Strict environmental safety requirements preclude the use of conventional drilling technology to avoid drilling fluid contaminating the lake water, and thus the development of special technology is imperative. This paper provides a predictive geological cross-section of southern Lake Vostok and the potential sub-bottom strata including a technical solution for lake bottom sampling in 5 G borehole at Vostok Station.
О.М. ПРИЩЕПА, С.Б. КИРЕЕВ, Ю.В. НЕФЕДОВ, А.В. МАРТЫНОВ, Д.С. ЛУЦКИЙ, Т.Н. КРЫКОВА, Н.В. СИНИЦА, Жуйминг СЮЙ
Санкт-Петербургский горный университет
Большое количество скоплений нефти и газа на больших и сверхбольших глубинах, выявленных в последнее время в мире благодаря развитию технологий бурения, заставляет пересмотреть теоретические представления по многим вопросам, включая условия нефтегазообразования и сохранения углеводородов в зонах высоких давлений и температур, а также оценку возможности сохранения и формирования коллекторов. К числу наиболее обсуждаемых в этой связи относятся вопросы, определяющие процессы и скорость нефтегазообразования на больших и сверхбольших глубинах, которые существенно отличаются от таковых на малых и средних глубинах: термобарические условия, обусловливающие возможность образования, фазовое распределение и сохранность углеводородов; геохимические показатели; тип керогена и его преобразования, обусловливающие фазовое распределение и стадийность пиков генерации; литологический состав керогенсодержащих толщ; скорость и масштаб опускания и поднятия, а также время воздействия высоких температур; формирование перекрывающих соленосных толщ и наличие глубинных проводящих разломов, существенно влияющих на градиенты температуры и давления. Анализ влияния перечисленных факторов на перспективы глубокозалегающих комплексов с учетом новых исследований и достижений, в основном в осадочных бассейнах Китая (Тарим, Джунгар, Ордос, Сычуань), Мексиканского залива и шельфа Бразилии (Сантос), позволил типизировать осадочные бассейны и крупные депрессии России с выделением участков с высоким и сверхнизким глубинным потенциалом для изучения углеводородов. Разработаны термобарические и историко-геологические критерии и предложена методика детального изучения перспективных участков, включающая комплекс геохимических исследований углеводородов, экстрактов битумоидов (пиролитических, хроматографических) и литолого-петрофизических исследований керна, направленных на оценку перспектив нефтегазоносности глубинных комплексов осадочных бассейнов России и последующую локализацию наиболее перспективных участков для глубокого бурения.
Oleg M. PRISCHEPA, Sergey B. KIREEV, Yury V. NEFEDOV, Andrey V. MARTYNOV, Denis S. LUTSKY, Tatiana N. KRYKOVA, Nikita V. SINITSA and Ruiming XU
Saint-Petersburg Mining University
A large number of oil and gas accumulations at deep and ultra-deep depths, recently revealed in the world due to the development of drilling technologies, forces a revision of theoretical ideas on many issues, including conditions of oil and gas formation and hydrocarbon conservation in zones of high pressures and temperatures, as well as evaluating the possibility of conservation and formation of reservoirs. Among the most discussed, in this regard, are the issues determining the processes and rate of oil and gas formation at deep and ultra-deep depths, which differ significantly from those at small and medium depths: Thermobaric conditions responsible for the possibility of formation, phase distribution and conservation of hydrocarbons, geochemical indicators – type of kerogen, and its transformation, responsible for the phase distribution and staging of generation peaks – lithological composition of kerogen-bearing strata – the rate and scale of dip and uplift and the timing of exposure to high temperatures – the formation of overlapping saline strata and the presence of deep conductive faults that significantly affect temperature and pressure gradients. Analysis of the influence of the above factors on the prospects of deep-lying complexes taking into account new studies and achievements, mainly in the sedimentary basins of China (Tarim, Jungar, Ordos, Sichuan), the Gulf of Mexico and offshore Brazil (Santos) allowed typifying the sedimentary basins and major depressions of Russia, with the allocation of areas with high and ultra-low depth potential for hydrocarbon studies. Thermobaric and historical and geological criteria have been developed and a methodology for detailed study of promising areas has been proposed, including a complex of geochemical studies of hydrocarbons, extracts of bitumoids (pyrolytic, chromatographic) and lithological and petrophysical core studies aimed at assessing the prospects of oil and gas content of deep complexes in Russian sedimentary basins and the subsequent localization of the most promising areas for deep drilling.
А.С. ЕГОРОВ1, О.М. ПРИЩЕПА1, Ю.В. НЕФЕДОВ1 *, В.А. КОНТОРОВИЧ2, И.Ю. ВИНОКУРОВ3
1 Санкт-Петербургский горный университет
2 Институт нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А. Трофимука СО РАН
3 Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
Эволюционно-генетический метод, при котором современные осадочные бассейны интерпретируются как конечный продукт длительной геологической эволюции системы сопряженных палеобассейнов, позволяет оценить нефтяной потенциал западного сектора Российской Арктики. Современные бассейны этого региона содержат реликты палеобассейнов определенного тектонотипа, сформировавшихся в различных геодинамических режимах. Оценки нефтяного потенциала Западной Арктики варьируют в широких пределах – от 34,7 до более чем 100 млрд тонн нефтяного эквивалента с долей жидких углеводородов от 5,3 до 13,4 млрд тонн нефтяного эквивалента. На каждом этапе развития палеобассейнов возникали благоприятные геологические, геохимические и термобарические условия, которые определяли процессы нефтегазообразования, миграции, аккумуляции и последующего перераспределения между различными комплексами. Для современного распределения скоплений углеводородов решающее значение имеет самый последний этап формирования бассейнов. Первичная эволюционно-генетическая последовательность, связанная с режимом нефтегазообразования определенного типа, имеет решающее значение для оценки нефтегазоносного потенциала. Тектонические схемы отдельных слоев земной коры западного сектора Российской Арктики составлены на основе интерпретации нескольких комплексов сейсмических данных. Эти схемы сопровождаются поперечными разрезами земной коры и опорными геофизическими профилями (геотраверсами). Тектоническая схема консолидированного фундамента показывает расположение и характер тектонических границ кратонов и платформенных плит с Гренвильским фундаментом, а также Байкальскую, Каледонскую, Герцинскую и Раннекиммерийскую складчатые области. На тектонической схеме платформенного чехла выделяются четыре группы осадочных бассейнов по возрасту их формирования: (1) рифейско-мезозойские на раннедокембрийском фундаменте; (2) палеозойско-кайнозойские на байкальском и гренвильском фундаментах; (3) позднепалеозойско-кайнозойские на каледонском фундаменте; (4) мезозойско-кайнозойские, перекрывающие консолидированный фундамент разного возраста. Фрагменты опорных разрезов по геотраверсам иллюстрируют особенности глубинного строения основных геоструктур арктического шельфа и континентальных областей полярной России.
Alexey S. EGOROV1, Oleg M. PRISCHEPA1, Yury V. NEFEDOV1 , Vladimir A. KONTOROVICH2, Ilya Y. VINOKUROV3
1 Saint-Petersburg Mining University
2 Siberian Branch, Russian Academy of Science, The Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics
3 Deep Geophysics Department, Russian Geological Research Institute
The evolutionary-genetic method, whereby modern sedimentary basins are interpreted as end-products of a long geological evolution of a system of conjugate palaeo-basins, enables the assessment of the petroleum potential of theWestern sector of the Russian Arctic. Modern basins in this region contain relics of palaeo-basins of a certain tectonotype formed in varying geodynamic regimes. Petroleum potential estimates of the Western Arctic vary broadly—from 34.7 to more than 100 billion tons of oil equivalent with the share of liquid hydrocarbons from 5.3 to 13.4 billion tons of oil equivalent. At each stage of the development of palaeo-basins, favourable geological, geochemical and thermobaric conditions have emerged and determined the processes of oil and gas formation, migration, accumulation, and subsequent redistribution between different complexes. The most recent stage of basin formation is of crucial importance for the modern distribution of hydrocarbon accumulations. The primary evolutionary-genetic sequence associated with the oil and gas formation regime of a certain type is crucial for the assessment of petroleum potential. Tectonic schemes of individual crustal layers of theWestern sector of the Russian Arctic have been compiled based on the interpretation of several seismic data sets. These schemes are accompanied by cross-sections of the Earth’s crust alongside reference geophysical profiles (geo-traverses). A tectonic scheme of the consolidated basement shows the location and nature of tectonic boundaries of cratons and platform plates with Grenvillian basement as well as Baikalian, Caledonian, Hercynian, and Early Cimmerian fold areas. Four groups of sedimentary basins are distinguished on the tectonic scheme of the platform cover according to the age of its formation: (1) Riphean-Mesozoic on the Early Precambrian basement; (2) Paleozoic-Cenozoic on the Baikalian and Grenvillian basements; (3) Late Paleozoic-Cenozoic on the Caledonian basement; (4) Mesozoic-Cenozoic, overlying a consolidated basement of different ages. Fragments of reference sections along geo-traverses illustrate features of the deep structure of the main geo-structures of the Arctic shelf and continental regions of polar Russia.
А.Н. ШАБАРОВ, А.Д. КУРАНОВ , В.А. КИСЕЛЕВ
Санкт-Петербургский горный университет
Оценка зон влияния геологических объектов является задачей прогнозирования проявлений динамического горного давления Под проявлениями горного давления в данной работе понимаются горные всплески и микровзрывы горных пород, а именно координаты зафиксированных очагов разрушения в выработках и столбах в момент регистрации горного взрыва или микровзрыва породы. В работе определяются расстояния от зафиксированных точек проявления динамического горного давления в горных выработках до тектонических разломов в массиве горных пород Кукисвумчоррского апатит-нефелинового рудного поля на Кольском полуострове. Кольский полуостров. Для обработки данных использовались методы статистического анализа равномерности частоты значений расстояний использовались для обработки данных.
Arkadiy N. SHABAROV, Anton D. KURANOV , Vladimir A. KISELEV
Saint Petersburg Mining University
Assessing the zones of geologic features influence is a task of dynamic rock pressure manifestation prediction. Under rock pressure manifestations this paper understands rock bursts and micro rock bursts, namely, the coordinates of the recorded damage centers in mine workings and pillars the moment a rock burst or a micro rock burst was recorded. The paper determines the distances from the recorded dynamic rock pressure manifestation points in mine workings to tectonic faults in the rock mass of the Kukisvumchorr apatite-nepheline ore field on the Kola Peninsula. The methods of statistical analysis for the distance value frequency uniformity were used for data processing.
С.М. ДАНИЛЬЕВ1, Н.А. ДАНИЛЬЕВА1, С.Н. МУЛЕВ2, В. ФРИД3
1 Санкт-Петербургский горный университет
2 Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ»
3 Инженерный академический колледж имени Сами Шимона
В данной статье рассматривается совместное использование двух популярных геофизических методов (электромагнитного излучения, индуцированного разломами, и сейсмической рефракционной томографии) для оценки напряженного состояния подземных горных выработок. Такое сочетание двух косвенных методов позволяет выявить зоны повышенных напряжений в породе вдоль оси горных выработок и зоны интенсивного ослабления или разрушения в массиве пород над кровлей горных выработок. По результатам измерений скоростей продольных и сжимающих волн были рассчитаны двумерные разрезы модуля Юнга и коэффициента Пуассона для оценки механических свойств горных пород в окрестности выработок. Показано, что аномалии обоих упругих параметров соответствуют аномалиям электромагнитного излучения, индуцированного трещинами.
Sergei M. DANILIEV1, Natali A. DANILIEVA1, Sergei N. MULEV2 and Vladimir FRID3
1 Saint Petersburg Mining University
2 JSC VNIMI
3 Sami Shamoon College of Engineering
This paper considers the joint use of two popular geophysical methods (fracture-induced electromagnetic radiation and seismic refraction tomography) to assess the stress-state in underground mine-workings. Such a combination of two indirect methods allows the identification of zones of increased stress in the rock along the axis of the mine-workings, and zones of intense weakening or disintegration in the rock massif above the roof of the mine-workings. The measurements of longitudinal and compressive wave speeds were used to calculate 2D sections of Young’s modulus and Poisson’s ratio to assess the rock mechanical properties in the vicinity of the mine-workings. It is shown that the anomalies of both elastic parameters correspond to those of fracture-induced electromagnetic radiation.
П.Э. ВЕРБИЛО, М.А. КАРАСЕВ, Н.А. БЕЛЯКОВ, Г.А. ИОВЛЕВ
Санкт-Петербургский горный университет
Стыки часто оказывают значительное влияние на характеристики материала. Механизм коалесценции разрывов и сложная структура горного массива, состоящего из швов, как композита, требуют дальнейшего изучения. В данном исследовании были проведены испытания на сжатие и сдвиг горного массива, соединенного швами. Целью исследования поведения слоистого массива было определение зависимостей деформации от прочности и определение параметров для количественной оценки влияния швов на механические характеристики. Полученные результаты свидетельствуют о зависимости прочности при сжатии от структуры материалов, а также о детальном описании влияния ориентации швов на зависимость напряжения от деформации при проведении экспериментов на сжатие. Численный метод, использованный в данной работе, может быть использован для моделирования композитных материалов и их свойств.
Pavel E. VERBILO, Maxim A. KARASEV, Nikita A. BELYAKOV, Grigirii A. IOVLEV
Saint-Petersburg Mining University
Joints often have a significant influence on material characteristics. The discontinuities’ coalescence mechanism and complex jointed rock mass structure as a composite need to be further explored. In this study, compression and shear tests were carried out on a jointed rock mass. The purpose of the jointed rock mass behaviour study was to determine the deformation-strength dependencies and to determine the parameters for a quantitative assessment of the joints’ influence on mechanical characteristics. The results show that compression strength depends on the materials’ structure, and there is a detailed description of the joints’ orientation influence on stress-strain dependencies during compression experiments. The numerical method used in this study could be used for the modelling of composite materials and their properties.
Е.Н. БЫКОВА, М.Е. СКАЧКОВА, И.И. РАГУЗИН, И.С. ДЬЯЧКОВА, М.М. БОЛТОВ
Санкт-Петербургский горный университет
В данной статье рассматривается необходимость трансформации методов оценки недвижимости, что связано с проблемами получения недостоверных результатов, влияющих на последующее принятие управленческих решений. В качестве важного элемента оценки земельных участков авторы определяют негативные инфраструктурные экстерналии, возникающие в связи с наличием инфраструктуры и других режимообразующих объектов, и представляют потери правообладателей из-за обременений, возникающих при использовании земельных участков. Мировое сообщество (и авторы как его часть) видит один из путей трансформации в автоматизации оценочного процесса, поэтому целью данного исследования является разработка механизма автоматизации процесса оценки негативных инфраструктурных экстерналий в условиях отсутствия или слабой активности рыночных земельных отношений. Современные тенденции диктуют необходимость экономии аппаратных, трудовых и денежных ресурсов, в связи с чем методы оценки негативных инфраструктурных экстерналий реализуются на основе технологии «тонкий клиент». Исследование базируется на следующих методах: аналитический метод, который используется для критического анализа проблемной области и обоснования актуальности темы исследования; методы объектно-ориентированного программирования, модульного программирования (аксиома модульности Коуэна), как средстваразработки логики веб-приложения, а также взаимодействия его отдельных элементов; Атрибут-ориентированный подход к созданию программных архитектур. Результатом исследования является разработанная и обоснованная архитектура веб-приложения «Оценка негативных инфраструктурных экстерналий при определении стоимости земель». Описана модульная структура веб-приложения и представлена концептуальная модель базы данных разработанной информационной системы. Практическая реализация перечисленных предложений выполнена с помощью языка программирования Python. Преимуществом созданной автоматизированной системы является возможность междисциплинарного использования экспертного подхода оценки при изменении параметров настройки.
Elena N. BYKOWA, Maria E. SKACHKOVA, Ivan I. RAGUZIN, Irina S. DYACHKOVA, Maxim M. BOLTOV
Saint-Petersburg Mining University
This article discusses the need to transform real estate valuation methods. It is associated with the problems of obtaining unreliable results affecting the subsequent adoption of management decisions. As an important element of land plots assessment, the authors define the Negative Infrastructural Externalities arising from the presence of infrastructure and other regime-forming facilities. These externalities represent the loss of title holders due to the encumbrances arising from the use of land plots. The world community (and the authors as part of it) sees one of the transformation methods in the automation of the evaluation process. Therefore, the purpose of this study is to develop a mechanism of automating the Negative Infrastructural Externalities assessment process in the conditions of a non-existent and weak market activity of land relations. Modern trends dictate the saving of hardware, labor and money resources; in this connection, the methods of Negative Infrastructural Externalities assessment are implemented on the basis of the "thin client" technology. The research is based on the following methods: the analytical method is used to perform a critical analysis of the problem area and to substantiate the research topic’s relevance; methods of object-oriented programming and methods of modular programming (Cowan’s axiom of modularity) are used as tools for developing the web application logic, as well as the interaction of its individual elements; the attribute-driven design approach is used in the creation of software architectures. The result of the study is the developed and substantiated architecture of a web application for assessing negative infrastructural external factors in determining the land value, the implemented modular structure of the specified web application and the developed conceptual model of the database. The practical implementation of the listed proposals is made by means of the Python programming language. The advantage of the created automated system is the possibility of multi-disciplinary use of the expert assessment approach when changing the settings.
В.Н. ХОХЛОВ1, В. ЛУКИН1 , С.В. ХОХЛОВ2
1 Российская Антарктическая экспедиция, Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
2 Санкт-Петербургский горный университет
Данная статья посвящена проблеме реалистичной цветопередачи изображений космических объектов средствами компьютерной графики. В форме небольшого очерка авторы описывают сущность, источники и функциональность современных графических приложений. Особое внимание уделено применению современной графики в космической науке. Конкретной целью исследования является использование компьютерной графики в области дистанционного зондирования земной поверхности. Описывается метод синтеза изображений для создания реалистичных 3D-моделей цветных изображений Земли в видимом спектральном диапазоне, наблюдаемых с геостационарных орбит. Метод основан на усовершенствованной модели атмосферного излучения для произвольных условий наблюдения в неоднородной сферической атмосфере. Усовершенствованы физические модели горизонтально неоднородных распределений плотности, температуры и альбедо атмосферы Земли. Все расчеты выполнены в соответствии с моделью молекулярного рассеяния излучения в сферической атмосфере, учитывающей рассеяние солнечного света вперед и отражение от поверхности планеты. Это позволяет получить изображения Земли в различных фазах, наблюдаемые с произвольных высот. Полученные теоретические цветные изображения Земли сравнивались с черно-белыми снимками с современных геостационарных спутников.
Vladimir N. KHOKHLOV1, Valery LUKIN1 , Sergey V. KHOKHLOV2
1 Russian Antarctic expedition, Arctic and Antarctic Research Institute
2 Saint Petersburg Mining University
This article is dedicated to the problem of realistic colour rendering of space object images using the tools of computer graphics. In the form of a short essay, the authors describe the essence, sources and functionality of modern graphics applications. Particular attention is paid to the application of modern graphics in space science. The specific purpose of the study is the use of computer graphics in the field of remote sensing of the Earth’s surface. This article describes a method for synthesizing images to develop realistic 3D models of colour Earth images in the visible spectral range, observed from geostationary orbits. The method is based on the improved model of atmospheric radiation for arbitrary sighting conditions in an inhomogeneous spherical atmosphere. Physical models of horizontally inhomogeneous distributions of atmospheric density, temperature and albedo of the Earth were improved. All calculations were performed in accordance with the model of molecular scattering of radiation in a spherical atmosphere, taking into account sunlight forwardscattering and reflection from the planet’s surface. This allows us to obtain images of the Earth in its various phases, observed from arbitrary heights. The obtained theoretical colour images of the Earth were compared with black and white images from modern geostationary satellites.
В.И. АЛЕКСЕЕВ, И.В. АЛЕКСЕЕВ
Санкт-Петербургский горный университет
В Li-F гранитах Кестерского месторождения (плато Яна, Якутия, Россия) установлен редкометалльный комплекс акцессорных минералов: монтебразит, колумбит-(Mn), колумбит-(Fe), танталит-(Mn), Ta-содержащий касситерит, U-содержащий микролит, вольфрамоиксиолит, ниобиевый ферберит, обогащенным U-Hf циркон и Ta-содержащий рутил. На глубине до 150 м в гранитах обнаружен акцессорный воджинит в ассоциации с танталитом-(Mn), колумбитом-(Mn) и касситеритом. По содержанию WO3 (1,23 %3,33 %) и по значениям Mn/(Mn + Fet) и Ta/(Ta + Nb) якутский воджинит является промежуточным минералом между воджинитом и гипотетическим минералом группы воджинита – «вольфрамоводжинитом». Обнаружение вольфрамсодержащего воджинита на Кестерском месторождении подтверждает широкое распространение вольфрамовых и вольфрамсодержащих акцессорных минералов в Li-F гранитах на Дальнем Востоке России. Вольфрамсодержащий воджинит служит индикатором олово-танталоносных редкометалльных гранитов и пегматитов.
Viktor I. ALEKSEEV, Ivan V. ALEKSEEV
Saint-Petersburg Mining University
Li-F granites from the Kester deposit (Yana Plateau in Yakutia, Russia) are proved to be connected with a rare-metal complex of accessory minerals: montebrasite, columbite-(Mn), columbite-(Fe), tantalite-(Mn), Ta-bearing cassiterite, U-bearing microlite, W-bearing ixiolite, niobian ferberite, U–Hf-rich zircon, and Ta-bearing rutile. Accessory wodginite was discovered at depths of up to 150 m in association with tantalite-(Mn), columbite-(Mn), and cassiterite. According to the content of WO3 (1.23%–3.33%) and the values of Mn/(Mn + Fet) and Ta/(Ta + Nb), Yakut wodginite is an intermediate mineral between wodginite and a hypothetical mineral of the wodginite group—“wolframowodginite”. The discovery of tungsten-bearing wodginite at the Kester deposit confirms the widespread presence of tungstic and tungsten-bearing accessory minerals in Li-F granites in the Russian Far East. It also serves as an indicator of rare-metal tin-tantalum-bearing granites and pegmatites.
Т.Е. ЛИТВИНОВА, Р.Р. КАШУРИН, Д.С. ЛУЦКИЙ
Санкт-Петербургский горный университет
Редкоземельные металлы являются важнейшими компонентами для многих отраслей промышленности. Извлечение редкоземельных металлов из минерального сырья сопряжено с множеством проблем как технологического, так и теоретического характера. Использование техногенных источников накладывает жесткие требования на процесс. Термодинамические и кинетические данные, которые могли бы наиболее детально описать технологические системы водно-солевого выщелачивания и осаждения, недостаточны. Исследование решает проблему малого количества данных по формированию и равновесию карбонатно-щелочных систем редкоземельных металлов. Представлены изотермы растворимости малорастворимых карбонатов с образованием карбонатных комплексов для оценки констант равновесия log K при нулевой ионной силе для Nd –11,3, Sm –8,6, Gd –8,0 и Ho –7,3. Для точного прогнозирования рассматриваемой системы была разработана математическая модель, позволяющая рассчитать водно-солевой состав. Исходными данными для расчета являются концентрационные константы устойчивости комплексов лантанидов. Данная работа внесет вклад в углубление знаний о проблемах извлечения редкоземельных элементов и послужит справочным материалом для изучения термодинамики водно-солевых систем.
Tatiana E. LITVINOVA, Ruslan R. KASHURIN, Denis S. LUTSKIY
Saint Petersburg Mining University
Rare earth metals are critical components for many industries. The extraction of rare earth metals from mineral raw materials presents many problems, both of a technological and theoretical nature. The use of man-made sources imposes strict requirements on the process. Thermodynamic and kinetic data that could describe the most detailed technological water–salt leaching and precipitation systems are insufficient. The study addresses the problem of a small amount of data on the formation and equilibrium of carbonate–alkali systems of rare earth metals. Isotherms of solubility of sparingly soluble carbonates with the formation of carbonate complexes are presented to evaluate equilibrium constants logK at zero ionic strength for Nd –11.3, Sm –8.6, Gd –8.0, and Ho –7.3. To accurately predict the system under consideration, a mathematical model was developed, which allows to calculate the water–salt composition. The initial data for calculation are concentration constants of stability of lanthanide complexes. This work will contribute to deepening knowledge about rare earth elements extraction problems and will serve as a reference for studying the thermodynamics of water–salt systems.
