Университет им. короля Абдул-Азиза (г. Джидда, Королевство Саудовская Аравия):

Сефиу О. А., аспирант, sefiuadewuyi@gmail.com (автор, отвечающий за переписку)
Хусин А. М. А., профессор, д-р техн. наук
Хайтам М. А. А., доцент, кандидат наук

Нагрев руд, как правило, повышает показатель высвобождения частиц минералов и снижает энергозатраты на измельчение. Одним из доступных методов нагрева является использование электромагнитного излучения СВЧ-диапазона. Подобная обработка позволяет изменять физические свойства породы. В данной работе исследовано влияние сверхвысокочастотного нагрева горных пород на их физические свойства. При этом отслеживались такие физические свойства, как удельный вес, белизна и измельчаемость породы, ввиду их высокой значимости для последующих технологических процессов. Были исследованы два типа пород — коралловые (мягкие) и кварцитовые (твердые). Перед испытаниями образцы обрабатывали в СВЧ-печи в течение различных временных интервалов (частота — 2,45 ГГц, P = 1,7 кВт). Результаты показали, что удельный вес мягких пород снижается на 1,82 % после СВЧ-обработки (150 с), в то время как на удельный вес твердых пород обработка не влияет. Также было обнаружено, что максимальное изменение белизны породы составляет 8,65 % для мягкой породы и 6,02 % для твердой с периодом воздействия СВЧ-излучения 150 и 120 с соответственно. Помимо этого, при времени воздействия СВЧ-излучения 60 с установлено повышение индекса работы на 20,99 % для мягкой породы и 45,03 % для твердой. Результаты анализа методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и рентгенодифракционного анализа (XRD) позволяют предположить, что причиной улучшения индекса работы и белизны исследуемых пород может быть изменение физических свойств минералов и присутствие фазового сдвига.
Проект профинансирован деканатом научных исследований (DSR) Университета им. короля Абдул-Азиза (г. Джидда, Королевство Саудовская Аравия). Авторы выражают благодарность DSR за техническую и финансовую поддержку.

1. Reyes F., Lin Q., Cilliers J. J., Neethling S. J. Quantifying mineral liberation by particle grade and surface exposure using X-ray microCT. Minerals Engineering. 2018. Vol. 125. pp. 75–82.
2. Bond F. C. Crushing and grinding calculations. Part I. British Chemical Engineering. 1961. Vol. 6, No. 6. pp. 378–385.
3. Hussin A. M. A., El-Midany A. A. Correlation between phosphate ore Bond Work Index (Wi) and its chemical composition. Obogashchenie Rud. 2019. No. 1. pp. 12–17.
4. Curry J. A., Ismay M. J. L., Jameson G. J. Mine operating costs and the potential impacts of energy and grinding. Minerals Engineering. 2014. Vol. 56. pp. 70–80.
5. Omran M., Fabritius T., El-Mahdy A. F. M., Abdel-Khalek N. A. Improvement of phosphorus removal from iron ore using combined microwave pretreatment and ultrasonic treatment. Separation and Purification Technology. 2015. Vol. 156. pp. 724–737.
6. Wang E., Shi F., Manlapig E. Mineral liberation by high voltage pulses and conventional comminution with same specific energy levels. Minerals Engineering. 2012. Vol. 27–28. pp. 28–36.
7. Yu J., Han Y.-X., Li Y.-J., Gao P. Effect of magnetic pulse pretreatment on grindability of a magnetite ore and its implication on magnetic separation. Journal of Central South University. 2016. Vol. 23. pp. 3108–3114.
8. Swart A. J., Mendonidis P. Evaluating the effect of radio-frequency pre-treatment on granite rock samples for comminution purposes. International Journal of Mineral Processing. 2013. Vol. 120. pp. 1–7.
9. Choi H., Lee W., Kim D. U., Kumar S., Kim S. S., Chung H. S., Kim J. H., Ahn Y. C. Effect of grinding aids on the grinding energy consumed during grinding of calcite in a stirred ball mill. Minerals Engineering. 2010. Vol. 23. pp. 54–57.
10. Genç Ö., Benzer A. H. Effect of High Pressure Grinding Rolls (HPGR) pre-grinding and ball mill intermediate diaphragm grate design on grinding capacity of an industrial scale two-compartment cement ball mill classification circuit. Minerals Engineering. 2016. Vol. 92. pp. 47–56.
11. Wills B. A., Napier-Munn T. Mineral processing technology. An introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery. 7 ed. Elsevier Science & Technology Books, 2006. 450 p.
12. van Oss H. G. 2016 Minerals yearbook. Cement [Advance release]. U. S. Geological Survey, 2020, January. 34 p.
13. Bobicki E. R., Liu Q., Xu Z. Microwave treatment of ultramafic nickel ores: Heating behavior, mineralogy, and comminution effects. Minerals. 2018. Vol. 8. Paper 524.

14. Berry T. F., Bruce R. W. A simple method of determining the grindability of ores. Canadian Mining Journal. 1966. Vol. 87. pp. 63–65.
15. Vaculíková L., Plevová E. Identification of clay minerals and micas in sedimentary rocks. Acta Geodynamica et Geomaterialia. 2005. Vol. 2, No. 2. pp. 167–175.
16. Konecny P., Hagib A., Plevova E., Vaculikova L., Murzyn T. Characterization of limestone from cement plant at Berbera (Republic of Somaliland). Procedia Engineering. 2017. Vol. 191. pp. 43–50.
17. Reig F. B., Adelantado J. V. G., Moya Moreno M. C. M. FTIR quantitative analysis of calcium carbonate (calcite) and silica (quartz) mixtures using the constant ratio method. Application to geological samples. Talanta. 2002. Vol. 58, No. 4. pp. 811–821.
18. Nila A. S. S., Radha K. P. Synthesis and XRD, FTIR studies of alumina nanoparticle using co-precipitation method. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology. 2018. Vol. 6, Iss. III. pp. 2493–2496.
19. Zaini N. Infrared carbonate rock chemistry characterization: dissertation. Enschede: University of Twente, 2018. 129 p.