Научно-исследовательская деятельность

За 2021 г. сотрудниками кафедры и студентами опубликованы следующие статьи в 

• рецензируемых изданиях базы данных Scopus

1. Improving the Efficiency of Foam Separation of Diamond-Bearing Raw Materials by Using a Combined Collector Based on the Naval Fuel Oil and Activated Oil-Water Emulsions. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Том 720, Выпуск 112. 2021. Dvoichenkova G.P., Morozov V.V., Verkhoturova V.A. DOI: 10.1088/1755-1315/720/1/012106

2. Application of Combined Physical and Electrochemical Methods for Conditioning Diamond-Containing Raw Materials to Improve the Efficiency of Sticky and Foam Separation Processes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Том 720, Выпуск 112. 2021. Dvoichenkova G.P., Kovalenko E.G., Podkamenny Y.A., Chernysheva E.N. DOI 10.1088/1755-1315/720/1/012105

3. Method for determining the concentration of ferrosilicon in suspension for dense medium separation process. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Том 684, Выпуск 17.2021. Timofeev A.S., Dvoychenkova G.P., Chumakov A.A., Melekhina K.A. DOI 10.1088/1755-1315/684/1/012014

4. The Mechanism and Parameters of Froth Flotation Stimulation for Diamond-Bearing Materials by Thermal and Electrochemical Effects. Journal of Mining Science. Том 57, Выпуск 2, Стр.286 – 297. March 2021. Morozov V.V., Dvoichenkova G.P., Kovalenko E.G., Chanturia E.L., Chernysheva E.N. DOI 10.1134/S1062739121020137

5. Physicochemical and electrochemical methods for modifying the properties of diamonds and ore pulp components during the separation of diamond-bearing kimberlites. Sustainable Development of Mountain Territories. Том 13, Выпуск 2, Стр.238 – 247.2021. Dvoichenkova G.P., Chanturia E.L., Timofeev A.S., Chernisheva E.N. DOI 10.21177/1998-4502-2021-13-2-238-247

6. Selection of recycled water electrochemical conditioning parameters for preparation of diamond-bearing kimberlite for froth separation. Mining Science and Technology (Russian Federation) Том 6, Выпуск 3, Страницы 170 – 180.2021. Dvoichenkova G.P., Morozov V.V., Chanturia E.L., Kovalenko E.G.

DOI 10.17073/2500-0632-2021-3-170-180

7.  Some aspects of intellectual property operations at mining companies. Gornyi Zhurnal. Выпуск 7, Стр. 22 – 27, 2021. Vyunnik A.V., Zyryanov I.V., Safyannikova T.B. DOI 10.17580/gzh.2021.07.03

8. Alrosa’s hydrogeological services: Current problems and future considerations. Gornyi Zhurnal. Выпуск 5, Стр.30 – 34. 2021.Yannikov A.M., Korepanov A.Yu., Zyryanov I.V. DOI 10.17580/gzh.2021.05.01

9. Full-scale tests and application of npgm emulsion explosive at alrosa. Gornyi Zhurnal. Выпуск 2, Стр. 58 – 62.2021. Bondarenko I.F., Zyryanov I.V., Nikitin R.Ya. DOI 10.17580/gzh.2021.02.07

10. General concept of determining the parameters of non-mining walls of ultra-deep diamond deposits development open pits. Gornyi Zhurnal, Выпуск 2, Стр.48 – 53.2021. Zyryanov I.V., Akishev A.N., Bokiy I.B., Sherstyuk N.M. DOI 10.17580/gzh.2021.02.05

11. Reduction of Mineral Overgrinding in Sulfide Ore Dressing Technology. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Том 666, Выпуск 39. March 2021. Intogarova T.I., Valieva O.S., Morozov Y.P. DOI 10.1088/1755-1315/666/3/032099

12. The relevance of flotation classification in a closed grinding cycle. Journal of Physics: Conference Series. Том 1753, Выпуск 18. February 2021. International Conference on Innovations, Physical Studies and Digitalization in Mining Engineering 2020. Intogarova T.I., Valieva O.S., Morozov Y.P. DOI 10.1088/1742-6596/1753/1/012075

• в рецензируемых изданиях базы данных ВАК

1. Анализ процесса рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащих руд как объекта автоматизации         Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: естественные и технические науки, №8, 2021. Стр. 94-103. Подкаменный Ю.А., Бебихов Ю.В., Семёнов А.С., Спиридонов В.М. DOI: 10.37882/2223-2966.2021.08.25

2. Экспериментальные исследования электрохимического метода очистки воды приарктических территорий         Экология и промышленность России. Бебихов Ю.В., Семёнов А.С., Подкаменный Ю.А.     №11, 2021, Том 25. Стр. 24-29. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-11-24-29

3. Флотоклассификация в замкнутом цикле измельчения как один из способов снижения переизмельчения сульфидных минералов         Известия вузов. Морозов Ю. П., Интогарова Т. И., Валиева О. С., Донец Ю.О. Горный журнал. 2021. №1. С. 85-96. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-1-85-96

• в рецензируемых изданиях базы данных РИНЦ

1.     Данилова В.Е., Зырянов И.В. Подготовка специалистов по направлению 21.05.04 Горное дело в МПТИ (Ф) СВФУ. Состояние и перспективы. ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В 21 ВЕКЕ: ВЫЗОВЫ И РЕАЛЬНОСТЬ. Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию института "Якутнипроалмаз" АК "АЛРОСА". Мирный, 2021

2.     Бочкарев Ю.С., Зырянов И.В.  Повышение эффективности использования карьерных автосамосвалов при разработке россыпных месторождений.      ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В 21 ВЕКЕ: ВЫЗОВЫ И РЕАЛЬНОСТЬ. Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию института "Якутнипроалмаз" АК "АЛРОСА". Мирный, 2021

3.     Чантурия В.А., Двойченкова Г.П., Зырянов И.В.       Современные методы модифицирования свойств разделяющих сред и минеральных компонентов в процессах сепарации алиазосодержащих руд сложного вещественного состава      ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В 21 ВЕКЕ: ВЫЗОВЫ И РЕАЛЬНОСТЬ. Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию института "Якутнипроалмаз" АК "АЛРОСА". Мирный, 2021

4.     Двойченкова Г.П., Подкаменный Ю.А., Тимофеев А.С., Ковальчук О.Е., Савицкий Л.В. Направления совершенствования процесса тяжелосредной сепарации алмасодержащих кимберлитовых руд. ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В 21 ВЕКЕ: ВЫЗОВЫ И РЕАЛЬНОСТЬ. Сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию института "Якутнипроалмаз" АК "АЛРОСА". Мирный, 2021

5.     Чантурия В.А., Двойченкова Г.П., Подкаменный Ю.А. Обоснование состава люминофорсодержащих композиций для модифицирования спектрально-кинетических характеристик алмазных кристаллов. Проблемы комплексной и экологически безопасной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения - 2021) Владикавказ, 2021

6.     Подкаменный Ю.А., Ширкин А.А. Анализ причин потерь алмазов и современные методы повышения эффективности процесса липкостной сепарации алмазосодержащих продуктов. Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского, 2021

7.     Подкаменный Ю.А., Каратова П.П.         Особенности минерального состава кимберлитовых руд западной Якутии и гидрогеологические характеристика кимберлитовых трубок Накынского кимберлитового поля (Якутская алмазаностная провинция).    Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского, 2021

8.     Подкаменный Ю.А., Кадырбекова Э.А.  Теория и практика применения ультразвуковых воздействий в процессах обогащения рудного и нерудного сырья.      Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского, 2021

9.     Подобед С.А.  Аналитический метод определения основных кинематических характеристик плоского движения тела с использованием метрических соотношений в планах скоростей и ускорени1. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2021 №4

Основные результаты научных исследований

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ

(Руководитель разработки –Двойченкова Г.П.;

соисполнители: Ковальчук О.Е.; Подкаменный Ю.А.)

Россыпные месторождения Западной Якутии являются дополнительным источником алмазосодержащего сырья, актуальность переработки которого возрастает с уменьшением запасов кимберлитовых руд коренных месторождений.

На основе опыта работы обогатительных фабрик, перерабатывающих кимберлитовые руды, установлено, что основные потери алмазов представлены кристаллами класса -5 мм, поверхность которых характеризуется высокой степенью гидрофилизации вследствие образования на ней гидрофильных минеральных образований, что обусловлено высоким содержанием вторично измененных кимберлитовых минералов.

Результатами комплекса аналитических исследований установлена идентичность минералогического состава безалмазных проб алмазосодержащих россыпей и вторично измененных кимберлитовых руд коренных месторождений:

• средний гранулометрический состав изученного алмазосодержащего сырья содержит до 40% тонкодисперсных фракций (-0,05 мм);
• минералогический состав изученных проб характеризуется преобладанием кальцита, доломита и кварца; содержанием на уровне 20 % флогопита и серпентина; содержание смектитов и хлоритов установлено в количестве 10-15 %. (Рисунок 1.А);
• в глинистых фракциях исследуемых проб по характерным термоэффектам установлено высокое содержание рентгеноаморфных фаз, представленных серпентином (около 650°С), хлоритом и тальком (около 800°С) (Рисунок 1, Б).

Рисунок 1. – Усредненный мминералогический состав (А) и пример термограммы(Б) исследуемых безалмазных проб россыпных месторождений

Диагностированные тонкодисперсные минералы в процессах взаимодействия с алмазами через жидкую фазу, или вследствие процессов адгезии, способны образовывать на их поверхности полиминеральные пленки, снижающие природные люминесцентные и гидрофобные свойства кристаллов, на которых основано их извлечения способами рентгенолюминесцентной, липкостной и пенной сепараций.

На основании ранее выполненных исследований в схемах переработки интенсивно измененных кимберлитовых руд с аналогичной минералогической характеристикой для повышения эффективности переработки алмазосодержащих россыпных месторождений Западной Якутии рекомендуется экспериментальная апробация комбинированных физико-электрохимических, тепловых и ультразвуковых методов обработки алмазосодержащей рудной пульпы перед процессами рентгенолюминесцентной, липкостной и пенной сепарациями.

На основе комплекса минералогических исследований установлена идентичность измененного состава кимберлитов и образованных в процессе переработки мелкодисперсного глинистого шлама, образующего основу гидрофильных структур на поверхности кристаллов алмаза, не извлекаемых методами липкостной и пенной сепарации. Опытом работы обогатительных фабрик, перерабатывающих измененные кимберлитовые руды, установлено, что основные потери алмазов представлены кристаллами крупностью -5 мм, которые составляют более 15% от стоимости товарной продукции. В стандартных технологических схемах переработки кимберлитовых руд алмазы указанной крупности извлекаются методами липкостной и пенной сепараций, эффективность которых резко снижается вследствие образования на поверхности кристаллов гидрофильных пленок. Механизм образования и закрепления гидрофильных образований определяется в первую очередь минералогическим составом перерабатываемых кимберлитов.

Совместными исследованиями с ИПКОН РАН, НИГП и института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» установлено, что на поверхности не извлеченных алмазов, содержащихся в хвостовых продуктах основных операций обогащения, присутствует значительное количество гидрофильных образований, содержащих вышеуказанные глинистые минералы. Анализ снимков природных алмазных кристаллов метасоматически измененных кимберлитов позволил установить, что диагностируемые на их поверхности минеральные образования характеризуются смешанными рельефными формами и концентрируются вблизи нарушений однородности алмазной поверхности (рисунок 2).

Рисунок 2 – Внешний вид рельефных минеральных образований на различных участках поверхности исследуемых алмазных кристаллов: а) на ровной поверхности алмаза; б) во впадинах; в) в трещинах и сколах; г) на ступенях роста кристалла и во впадинах.

Примером поверхностного гидрофильного образования серпентин-карбонатного состава является шламовая примазка (конгломерат) кальций-магний-алюмосиликатного состава (рис. 3г). Диагностируется калий, но в пределах погрешности метода определения. Хлор не определен. Практически отсутствует сера. Сопоставление полученного спектра со спектрами породных минералов позволяет диагностировать поверхностное образование как смесь серпентин - карбонатных минералов.

Рисунок 3 – Спектрограммы минеральных образований на поверхности алмазов, не извлекаемых процессом пенной сепарации измененных кимберлитов.

Дополнительно методом рентгеноспектрального микроанализа на поверхности всех исследуемых кристаллов выявлено увеличенное содержание кислорода. Таким образом, на основе выполненных исследований установлено, что гидрофильные минеральные образования на поверхности изученных алмазных кристаллов идентичны по составу и распределению вторичных минералов и их ассоциаций исходным образцам измененных кимберлитов. Выявленные особенности строения минеральных образований являются характерными для гидрофильных кристаллов, теряемых в процессах липкостной и пенной сепарациях, и характеризуются присутствием силикатных соединений, содержащих смектитовые слои, в составе которых присутствуют группы ОН^- и кремнекислородные тетраэдры с Al³⁺, обладающие некомпенсированным поверхностным зарядом.