Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия:

И. В. Амеличкин, младший научный сотрудник
В. С. Соловьев, инженер
П. С. Щербаков, младший научный сотрудник, эл. почта: xcrbgc@gmail.com

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия:

Д. А. Бирюков, студент

Проведено комплексное исследование цирконового концентрата Обуховского горно-обогатительного комбината (ГОК), расположенного в Северном Казахстане. Определены элементный, гранулометрический составы исходной руды и цирконового концентрата. Исследована возможность повышения его качества. Изучено применение сухой магнитной сепарации. Подтверждена ее эффективность для отделения магнитных примесей, а также отмечено увеличение содержания циркония в концентрате до 39 % (мас.) (53 % (мас.) в пересчете на ZrO₂), потери циркония при этом составили ~4 %. Сепарацию проводили на магнитном сепараторе ЭВС-10/5 НПК «Механобр-Техника» при магнитной индукции 1,7 Тл и скорости подачи сырья 5 г/мин. Для отделения немагнитных компонентов цирконового концентрата Обуховского ГОК изучали применимость флотационного обогащения на лабораторной флотомашине ФМЛ 1 НПК «Механобр-Техника». В качестве флотореагента использовали олеиновую кислоту. Элементный состав руды и концентратов определяли с помощью рентгенофлуоресцентного анализа на волнодисперсионном спектрометре последова тельного действия XRF-1800. Исследованы методы вскрытия цирконового концентрата Обуховского ГОК для получения диоксида циркония. Были апробированы методы спекания с фторидами щелочных металлов, кальцинированной содой и гидроксидом натрия. Наилучший показатель степени вскрытия показал способ спекания с гидроксидом натрия, в этом случае было достигнуто почти полное извлечение циркония в раствор. Степень извлечения при сплавлении с карбо натом натрия составила 56 %, с фторидами натрия и калия — 7,5 %.

В написании статьи принимали участие В. И. Сачков, Р. А. Нефедов, Р. О. Медведев, А. С. Сачкова, О. В. Нефедова, Д. А. Бирюков.
Авторы выражают благодарность за проведение испытаний Томскому региональному центру коллективного пользования. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания № FSWM-2020-0028.

1. Жигачев А. О., Головин Ю. И., Умрихин А. В. и др. Керамические материалы на основе диоксида циркония / под ред. Ю. И. Головина. — М. : ТЕХНОСФЕРА, 2018. — 358 с.
2. Patil N. A., Kandasubramanian B. Biological and mechanical enhancement of zirconium dioxide for medical applications // Ceramics International. 2020. Vol. 46, No. 4. P. 4041–4057.
3. Zhou M., Ahmad A. Synthesis, processing and characterization of calcia-stabilized zirconia solid electrolytes for oxygen sensing applications // Materials Research Bulletin. 2006. Vol. 41, No. 4. P. 690–696.
4. Jose J., Vigneshwaran J., Baby A., Viswanathan R. et al. Dimensionally engineered ternary nanocomposite of reduced graphene oxide/multiwalled carbon nanotubes/zirconium oxide for supercapacitors // Journal of Alloys and Compounds. 2021. DOI: 10.1016/j.jallcom.20201.163067.
5. Sarada B. Y., Dhathathreyan K. S., Rama Krishna M. Meliorated oxygen reduction reaction of polymer electrolyte membrane fuel cell in the presence of cerium–zirconium oxide // International Journal of Hydrogen Energy. Pergamon. 2011. Vol. 36, No. 18. P. 11886–11894.
6. Alagarsamy A., Chandrasekaran S., Manikandan A. Green synthesis and characterization studies of biogenic zirconium oxide (ZrO2) nanoparticles for adsorptive removal of methylene blue dye // Journal of Molecular Structure. 2022. Vol. 1247. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.131275.
7. Rahman N., Varshney P., Nasir M. Synthesis and characterization of polydopamine/hydrous zirconium oxide compo site and its efficiency for the removal of uranium (VI) from water // Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. 2021. Vol. 15. P. 100458.
8. Алисин В. В. Исследование подшипника скольжения с керамической втулкой из диоксида циркония // Российская научно-техническая конференция с международным участием. Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике : Сборник докладов конференции, Москва, 11–12 апреля 2019. С. 327–330.
9. Барышников Н. В., Гегер В. Э., Денисова Н. Д. и др. Металлургия циркония и гафния. — М. : Металлургия, 1979. — 208 с.
10. Редкие металлы и редкие земли Казахстана / под ред. Б. С. Ужке нова, Г. Р. Бекжанова, Л. Б. Иванова. — Алматы КазГЕО, 2011. — 277 с.
11. Обуховское // Комитет геологии и недропользования. Министерство по инвестициям и развитию Республики Казахстан. — URL: http://info.geology.gov.kz/ru/informatsiya/spravochnikmestorozhdenij-kazakhstana/tverdye-poleznye-iskopaemye/item/%D0%BE%D0%B1%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5-2 (дата обращения: 01.09.2021).
12. Шихов Н. В., Назаренко Л. Н., Левченко Е. Н. Особенности технологических схем обогащения титан-циркониевых песков в России и за рубежом // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья : Материалы XX Международной научно-технической конференции, 15–16 апреля 2015. — Екатеринбург : Форт Диалог-Исеть, 2015. С. 64–68.
13. Петкевич-Сочнов Д. Г. Малоотходная технология обогащения рудных песков Камбулатского месторождения // Разведка и охрана недр. 2015. № 4. С. 54–59.
14. Найфонов Т. Б., Белобородов В. И., Захарова И. Б. Флотационное обогащение комплексных титановых и циркониевых руд. — Апатиты : Кольский научный центр РАН, 1994. — 156 с.
15. Химия и технология редких и рассеянных элементов / под ред. К. А. Большакова. — изд. 2-е перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1976. — 360 с.