Горный институт Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия:

Г. В. Митрофанова, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: g.mitrofanova@ksc.ru
В. В. Марчевская, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: v.marchevskaya@ksc.ru
Т. Н. Перункова, ведущий технолог, эл. почта: t.perunkova@ksc.ru

Вовлечение в переработку складированных отходов обогащения апатит-нефелиновых руд является ак туальной задачей и отвечает цели обеспечения экологической безопасности в Арктической зоне России путем снижения накопленного экологического ущерба. Себестоимость переработки техногенного сырья, не требующего затрат на наиболее энергоемкие процессы его измельчения, значительно ниже по сравнению с природным. За 90-летний период освоения и эксплуатации Хибинских месторождений в хвостохранилищах обогатительных фабрик АО «Апатит» накопилось порядка 1 млрд т хвостов флотационного обогащения, которые являются источником реальной угрозы химического загрязнения окружающей среды токсичными веществами. В связи с этим разработку обогатительных технологий, направленных на снижение складирования отходов в хвостохранилищах, следует считать приоритетным направлением исследований в области переработки минерального сырья. Представлены результаты укрупненных лабораторных исследований на обогатимость лежалых отходов флотационного обогащения апатит-нефелиновых руд, отобранных с двух хвостохранилищ АО «Апатит», характеризующихся разным сроком хранения. Показано, что основными полезными минералами в этом сырье являются нефелин (более 50 %), пироксены (5–7 %) и титанит (около 4 %). Для получения нефелинового концентрата использовали три реагентных режима обратной флотации: базовый на основе смеси хвойного и лиственного талловых масел, режим на основе алкилгидроксамовых кислот с добавкой дистиллированного таллового масла и режим с использованием смеси талловых масел и поли алкилбензолсульфокислот. По результатам исследований показано, что наиболее эффективным режимом флотации, позволяющим селективно разделить нефелин и темноцветные минералы из складированных отходов долговременного хранения, является режим с использованием смеси алкилгидроксамовых и карбоновых кислот с добавкой дистиллированного таллового масла. Показана целесообразность использования техногенных отходов обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинских месторождений для получения нефелинового концентрата, который является импортозамещающим небокситовым сырьем для алюминиевой промышленности.

1. Дудкин О. Б., Козырева Л. В., Померанцева Н. Г. Минералогия апатитовых месторождений Хибинских тундр. — М. : Наука, 1964. — 237 с.
2. Marks M. A. W., Markl G. A Global review on agpaitic rocks // Earth-Science Reviews. 2017. Vol. 173. P. 229–258.
3. Kogarco L. Chemical composition and petrogenetic implications of apatite in the Khibiny apatite-nepheleine deposits (Kola Peninsula) // Minerals. 2018. Vol. 8, Iss. 11. Р. 532. DOI: 10.3390/min8110532.
4. Коноплева Н. Г., Иванюк Г. Ю., Пахомовский Я. А., Яковенчук В. Н. и др. Типоморфизм фторапатита в Хибинском щелочном массиве (Кольский полуостров) // Записки Российского минералогического общества. 2013. № 3. С. 65–83.
5. Николаева Н. В., Ромашев А. О., Элбендари А. М., Кучеренко Е. Ю. Минералогические особенности апатитнефелиновой руд и их влияние на технологию обогащения // ГИАБ. 2018. № S56. C. 26–34.
6. Марчевская В. В., Корнеева У. В. Корреляционные связи между компонентами вещественного состава в апатитнефелиновых рудах Хибинского массива (Кольский полуостров) // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2020. Т. 23, № 2. С. 173–181.
7. Eskanlou A., Huang Q. Phosphatic waste clay: Origin, composition, physicochemical properties, challenges, values and possible remedies: A review // Minerals Engineering. 2021. Vol. 162. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106745.
8. Плешаков Ю. В., Алексеев А. И., Брыляков Ю. Е., Николаев А. И. Технология комплексного обогащения апатитнефелиновых руд // Обогащение руд. 2004. № 2. С. 15–17.
9. Калугин А. И., Левин В. Б. Приоритетные направления комплексного использования хибинского апатит-нефелинового сырья и их практическая реализация // Горный журнал. 2014. № 10. С. 63–68.
10. Мельников Н. Н., Ганза Н. А., Митрофанова Г. В., Петров А. А. Сохранение и освоение техногенных месторождений Кольского горнопромышленного комплекса для расширения минерально-сырьевой базы региона // Горный журнал. 2010. № 9. С. 88–92.
11. Герасимова Л. Г., Николаев А. И., Щукина Е. С., Сафонова И. В. Минеральные отходы обогащения апатит-нефелиновых руд — сырьевой источник получения функциональных материалов // Горный журнал. 2020. № 9. С. 78–84. DOI: 10.17580/gzh.2020.09.11.
12. Элбендари А. М., Александрова Т. Н., Николаева Н. В. Опти мизация реагентного режима при обогащении апатитнефелиновых руд // ГИАБ. 2020. № 10. С. 123–132.
13. Соколов Ю. И. Арктика: к проблеме накопленного экологического ущерба // Арктика: экология и экономика. 2013. № 2. С. 18–27.
14. Sverdrup H. U., Ragnarsdottir K. V., Kocac D. Aluminium for the future: Modelling the global production, market supply, demand, price and longterm development of the global reserves // Resources Conservation and Recycling. 2015. Vol. 103. Р. 139–154.
15. Meyer F. M. Availability of bauxite reserves // Natural Resources Research. 2004. Vol. 13, Iss. 3. P. 161–172.
16. Сизяков В. М., Сизякова Е. В. Перспективы развития комплексной переработки Кольских нефелиновых концентратов // ГИАБ. 2015. № S1-4. С. 126–145.
17. Bagani M., Balomenos E., Panias D. Nepheline syenite as an alternative source for aluminum production // Minerals. 2021. Vol. 11, Iss. 7. DOI: 10.3390/min11070734.
18. Samantray J., Anand A., Dash B., Ghosh M. K. et al. Nepheline syenite — an alternative source for potassium and aluminium // Rare Metal Technology. The Minerals, Metals & Materials Series 2019. DOI: 10.1007/978-3-030-05740-4_15.
19. Burat F., Kangal O., Onal G. An alternative mineral in the glass and ceramic industry: Nepheline syenite // Minerals Engineering. 2006. Vol. 19., Iss. 4. P. 370, 371.
20. Матвеев В. А., Майоров Д. В., Веляев Ю. О., Захаров В. И. Сернокислотные способы комплексной переработки нефелин содержащего сырья. — Апатиты : КНЦ РАН, 2017. — 155 с.
21. Брыляков Ю. Е. Развитие теории и практики комплексного обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинских месторождений : дис. … докт. техн. наук. — Кировск, 2002. — 358 с.
22. Лыгач B. H., Ладыгина Г. В., Брыляков Ю. Е., Кострова М. А. Повышение эффективности нефелинового производства на АНОФ-II ОАО «Апатит» путем совершенствования реагентного режима обратной флотации нефелина // ГИАБ. 2007. № 10. С. 365–369.
23. Markl G., Marks M. A. W., Frost B. R. On the controls of oxygen fugacity in the generation and crystallization of peralkaline rocks // Journal of Petrology. 2010. Vol. 51. P. 1831–1847.
24. Дорфман М. Д. Минералогия пегматитов и зон выветривания в ийолит-уртитах горы Юкспор Хибинского массива. — М.-Л. : Изд-во АН СССР, 1962. — 168 с.

25. Приймак Т. Н., Зосин А. П., Федоренко Ю. В. и др. Экологические аспекты процессов геохимической транс формации хвостов обогащения апатито-нефелиновых руд Хибинского месторождения. — Апатиты : КНЦ РАН, 1998. — 51 с.
26. Сизяков В. М., Назаров Ю. П., Бричкин В. Н., Сизякова Е. В. Обогащение лежалых хвостов флотации апатит-нефелиновых руд // Обогащение руд. 2016. № 2. С. 33–39.
27. Яковенчук В. Н., Иванюк Г. Ю., Пахомовский Я. А., Меньшиков Ю. П. Минералы Хибинского массива. — М. : Земля, 1999. — 326 с.