CC BY
14
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / GIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2019;4:162-174
УДК 549.517.11+622.7 DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-162-174
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ОБОГАТИМОСТЬ КОРУНДСОДЕРЖАЩИХ РУД
Т.П. Бубнова1, Н.Г. Барнов2, Е.В. Горбунова3, А.Н. Чертов3
1 Институт геологии Карельского научного центра РАН, Петрозаводск, Россия, e-mail: bubnova@krc.karelia.ru 2 НИТУ «МИСиС», Москва, Россия 3 Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия
Аннотация: Представлены сведения о вещественном составе корундсодержащих руд месторождений Хитостров (Карелия) и Снежное (Таджикистан). Корунд Хитостровского проявления, наиболее продуктивного из всех проявлений корунда Карелии (Варацкое, Дядина гора и др.), розового, малинового и фиолетово-красного цвета, включает коллекционные кристаллы в количестве до 5—7%. Содержание корунда в породе непостоянно. Корунд сильно трещиноват, подавляющее число кристаллов хитостровского корунда содержат минеральные включения, представленные, главным образом, гранатом, плагиоклазом, рутилом, ильменитом, цирконом. Промышленная минерализация месторождения Снежное связана с мраморами и слюдитами. Приведены данные по технологической минералогии корундсодержащих руд двух генетических типов — метаморфогенных пород и гидротермальных «скарнированных» мраморов. Важной проблемой в настоящее время становится разработка рациональных, экологичных технологий обогащения с использованием методов оптической сортировки. Приведены принципы работы оптических сепараторов. При проведении исследований по обогащению корундосержащих руд месторождений Хитостров и Снежное, проанализированы структурные особенности пород и физико-химические характеристики минералов. Установлены пороги выделения областей, принадлежащих корунду в наиболее распространенных для использования цветовых пространствах RGB, Yuv и HLS и возможности использования при их обогащении оптической сортировки. Показана принципиальная возможность комплексного обогащения руды Хитостровского месторождения с использованием инновационных, экологически щадящих методов. Наиболее высокие технологические показатели ожидаются при обогащении по схеме, включающей классификацию измельченной руды, магнитную сепарацию и оптическую сортировку.
Ключевые слова: месторождения, корунд, гранат, амфибол, классификация по крупности, магнитная сепарация, оптическая сортировка, концентрат.
Для цитирования: Бубнова Т. П., Барнов Н. Г., Горбунова Е. В., Чертов А. Н. Характеристики вещественного состава, определяющие обогатимость корундсодержащих руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - № 4. - С. 162-174. DOI: 10.25018/0236-14932019-04-0-162-174.
© Т.П. Бубнова, Н.Г. Барнов, Е.В. Горбунова, А.Н. Чертов. 2019.
Material constitution characteristics governing processibility of corundum ore
T.P. Bubnova1, N.G. Barnov2, E.V. Gorbunova3, A.N. Chertov3
1 Geological Institute, Karelian Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Petrozavodsk, Karelia, Russia, e-mail: bubnova@krc.karelia.ru
2 National University of Science and Technology «MISiS», Moscow, Russia
3 St. Petersburg National Research University of Information Technologies,
Mechanics and Optics, Saint-Petersburg, Russia
Key words: The information on the material constitution of corundum ore from the deposits Khit Island, Karelia, and Snezhnoe (Tajikistan) is given. The Khit Island corundum, which is the most productive corundum occurrence in Karelia (other occurrences are Varats, Dyadina Gora, etc.), of pink, crimson and violet red color, encloses collection-quality crystals in quantity of up to 5-7%. Corundum content of rocks is inconsistent. Corundum is, as a rule, heavily jointed. Vast majority of the Khit Island corundum crystals contain mineral pockets mostly of garnet, plagioclase, rutile, ilmenite zircon. The commercial mineralization of the Snezhnoe deposit is connected with marble and mica. The technological mineralogy data are presented for two genetic types of corundum ore—metamorphogene rocks and hydrothermal skarn-laid marble. An important problem of the present time is development of efficient and ecology-friendly dressing technologies using optical sorting methods. Mechanisms of operation of optical separators are described. In the processibility analysis of the Khit Island and Snezhnoe corundum ore, structural features of rocks and physico-mechanical properties of minerals are investigated. The corundum ranges are determined in the commonly used color spaces RGB, Yuv and HLS, and their applicability in optical sorting is defined. It is shown that complex processing of the Khit Island ore is possible with innovative and environmentally sound methods. The highest production data are expected in processing circuit including ground ore classification, magnetic separation and optical sorting.
Key words: deposit, corundum, garnet, amphibole, particle size classification, magnetic separation, optical sorting, concentrate.
For citation: Bubnova T. P., Barnov N. G., Gorbunova E. V., Chertov A. N. Material constitution characteristics governing processibility of corundum ore. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byul-leten'. 2019;4:162-174. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-162-174.
Введение
Корунд относится к перспективным промышленным минералам, области его использования расширяются [1]. Высокая твердость, химическая стойкость к кислотам и щелочам, высоким давлениям и температурам, жесткому радиоактивному излучению обуславливает его применение сферах высоких технологий.
В мировой практике при обогащении коренных корундоносных руд основными свойствами, определяющими выбор методов добычи и обогащения, является минеральный состав породы, крепость породы и слагающих минералов, твердость минералов, их вязкость и хрупкость.
Дробление пород перед обогащением проводят щадящее, в три стадии: первая и вторая осуществляется с применением щековых, реже конусных, дробилок, третья — на валковых дробилках. Из плотных коренных базальтов, мраморов, гнейсов добыча самоцветов производится с применением буровзрывных работ, что отражается на стоимости добычи, которая становится нерентабельной, а добытое сырье приобретает дефекты из-за образования в кристаллах мелких техногенных трещин [2].
Важной проблемой при разработке коренных месторождений, во избежание повреждения крупных кристаллов корун-
да, является выбор способа разрушения пород. Недостатками механических способов рудоподготовки являются большие потери естественных кристаллов и существенное снижение их качества. Анализ патентной информации и литературных данных показал, что на практике широко используется способ разупрочнения горных пород путем направленного изменения свойств горной породы, в том числе, и поверхностно-активными веществами [3]. На первых стадиях обогащения применяют классификацию с последующим использованием гравитационных методов (винтовые сепараторы, отсадочные машины или концентрационные столы), используя разницу в плотностях, размерах и форме частиц.
Гравитационные методы при обогащении корундов используются как самостоятельный процесс, так и в комбинации с другими методами. При отработке россыпей гравитационные методы (дражный, гидравлический) являются основными [4]. При обогащении бедных по содержанию корунда руд, для уменьшения затрат на дробление, на стадии предконцентрации на месторождениях Индии прибегают к радиометрической сепарации с последующим дроблением, гравитационным обогащением (отсадка, концентрация на гравитационном сепараторе Floatex для сепарации частиц средней плотности, концентрация на столах), магнитную сепарацию для удаления сростков со слабомагнитными минералами (плагиоклаз и др.) электрическую и жировую сепарации [5]. Мировой опыт, практика отечественных предприятий и многочисленные научно-исследовательские разработки, доказывают эффективность магнитной сепарации при обогащении самоцветов. Электрические методы обогащения, основанные на различии в электрических свойствах минералов, в величине и знаке зарядов, приобретаемых минералами, в проводимости и
диэлектрической проницаемости, промышленностью слабо освоены. Одним из перспективных методов обогащения является оптическая сепарация [6—10].
В настоящей статье рассматриваются особенности технологической минералогии корундсодержащих руд двух генетических типов: метаморфогенных пород месторождения Хитостров (Карелия) и гидротермальных «скарнированных» мраморов месторождения Снежное, Таджикистан и возможности использования при их обогащении оптической сортировки.
Материалы и методы
Исследования проведены на двух пробах корундовых гнейсов, отобранных на месторождении Хитостровское (Северная зона) и пяти образцах коллекционного корунда из зоны плагиоклазитов. Материал месторождения Снежное, которое относится к пневматолито-гидротер-мальному генетическому классу месторождений типа «скарнированных мраморов», изучен на примере 1 пробы и 4 образцов.
Петрографическое изучение проводилось методами оптической (микроскоп ПОЛАМ R-211) и электронной микроскопии (СЭМ VEGA II LSH (Tescan) c энергодисперсионным микроанализатором INCA Energy 350). Анализ различных классов крупности измельченного материала проводился на микроскопе стереоскопическом МБС-9. Определение микротвердости минералов производилось по стандартной методике на приборе ПМТ-3 путем вдавливания правильной четырехгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 136 °С под нагрузкой от 5 до 200 гс в плоскую поверхность полированных образцов. Определение их цветовых характеристик осуществлялось на основании анализа цифровых изображений, полученных методом технического зрения с последующим расче-
том цветовых параметров в системе HLS по стандартным методикам МКО.
Хитостровское проявление, наиболее продуктивное из проявлений корунда Карелии (Варацкое, Дядина гора и др.), содержит до 5—7% коллекционных кристаллов корунда. Ресурсы коллекционного сырья на Хитостровском месторождение подсчитаны на глубину 2 м, проведена его пробная отработка. Запасы корунда по категории С2 оценены в 35,8 т [11]. Основная масса с мелкими кристаллами корунда и гранат в процессе геологического изучения не оценивалась.
Корунд распределен в породе неравномерно, крупные кристаллы (1,3— 4,2 см) имеют хорошо ограненные идио-морфные формы с четко выраженными гранями пинакоида. Более мелкие кристаллы представлены изометричными зернами размером 0,46*0,93; 0,77*0,82; 0,34x1,15; 0,24*0,23 мм.
Цвет корунда от серовато-розового, бледно-розового до ярко-розового, фиолетово-розового и вишневого. Прозрачные индивиды отсутствуют из-за наличия флюидных и минеральных включений и мелкой трещиноватости (рис. 1). Со-
держание мелкого корунда колеблется от 0,1 до 5—7%.
Породообразующие минералы представлены плагиоклазом № 26—20, содержание которого колеблется в широких пределах — от 0—5% в меланократовых породах до 90—95% в плагиоклазитах (рис. 1). Зерна ставролита ромбической и округлой формы от светло-желтого до насыщенного желтого цвета, размеры — от 0,1*0,7 до 5,2*4,4 мм. Практически все зерна ставролита трещиноваты и содержат включения плагиоклаза и акцессорных рутила, циркона, алланита. Гранат наблюдается в виде сильно трещиноватых изометричных зерен размером от 0,2—0,3 до 4—5 мм. Зерна амфибола размером от 0,16*0,22 до 1,6*2,8 мм. Биотит присутствует в виде разноориен-тированных лейст со значительной хло-ритизацией (рис. 1).
Основные породообразующие минералы в руде отличаются по форме, плотности, твердости и магнитным свойствам. Наиболее четко проявляются различия по блеску, цвету и прозрачности (рис. 2).
На предварительной стадии обработки минерального сырья (процессы дроб-
Рис. 1. Корундсодержащие гнейсы месторождения Хитостров: морфология корунда (а, б); морфология породообразующих минералов (в). Фото СЭМ VEGA II LMU, детектор BSF. Crn — корунд; Olg — олигоклаз; Ab — альбит; Grt — гранат; Bt — биотит; Chl — хлорит; Amf — амфибол; Ilm — ильменит; Rt— рутил
Fig. 1. Corundum-containing gneisses of the Khitostrov deposit: corundum morphology (a, b); morphology of rock-forming minerals (v). Photo SAM VEGA II LMU, BSF detector. Crn — corundum; Olg — oligoclase; Ab — albite; Grt — pomegranate; Bt is biotite; Chl — chlorite; Amf — amphibole; Ilm — ilmenite; Rt — Rutile
Рис. 2. Оптические характеристики породообразующих минералов гнейсов Хитостровского месторождения. Фото аншлифов
Fig. 2. Optical characteristics of rock-forming gneiss minerals from the Hitostrovsky deposit. Photo polished
ления, измельчения) первостепенную роль играют механические свойства минералов — твердость, предел упругости, пластичность и др. Одной из величин, характеризующих количественную оценку твердости минерала, является микротвердость. Средняя микротвердость кристаллов корунда по литературным данным составляет 1955—2200 кгс/мм2 [12]. Для корунда месторождения Хито-стров характерна анизотропия значений микротвердости, это отражается в разбросе численных значений — от 1775 до 2597 кгс/мм2. Наблюдается значительный разброс значений микротвердости и для роговой обманки, что также связано с анизотропией физических свойств этого минерала. Микротвердость наиболее низка в кристаллах корунда, находящихся в ассоциации с диаспором, плагиоклазом. Ее значения снижаются до 1463—1661 кгс/мм2, при среднем — 1553 кгс/мм2. В образцах, где корунд находится в ассоциации с амфиболом,
микротвердость близка к литературным данным.
Наиболее значимо снижают прочностные характеристики корунда включения диаспора, который в процессе рудо-подготовки может выкрашиваться, что отрицательно скажется на сохранности кристаллов корундов при дезинтеграции.
Анализ распределения минералов по фракциям при измельчении (рис. 3) показывает, что сростки граната и ставролита раскрываются, начиная с класса 3—2 мм, где горная порода, по сути, представлена на 70% свободными минералами. Помимо кварц-полевошпатового продукта, при комплексном использовании можно выделять высокоабразивное сырье, представленное ставролитом, гранатом, амфиболом, кварцем.
В связи с возобновлением добычи на месторождении Снежное в Таджикистане изучена обогатимость пород, содержащих темно-красный рубин в парагенезисе с основным плагиоклазом (ана-
Таблица 1
Микротвердость породообразующих минералов корундовых гнейсов Хитостровского месторождения, Н, кгс/мм2
Microhardness of rock-forming minerals of corundum gneisses of the Hitostrovsky deposit, Н, kgf/mm2
Значение микротвердости Образец 1 Образец 2
корунд амфибол корунд гранат плагиоклаз
Минимальное 1775 455 2285 1508 875
Максимальное 2376 989 2597 1837 990
Среднее 2018 805 2337 1613 855
Рис. 3. Характеристика раскрытия сростков во фракциях: 5—3 мм (а); 3—2 мм (б); 2—1 мм (в)
Fig. 3. Characteristics of the disclosure of intergrowths in fractions: 5—3 mm (a); 3—2 mm (b); 2—1 mm (v)
логичных плагиоклазитам Хитострова). Промышленная минерализация рубино-носной зоны месторождения Снежное располагается согласно напластованию мраморов и прослежена на 290 м по простиранию и на 30 — по падению. Среднее содержание рубина в руде — 9,73. Рубин не образует крупных скоплений и распространен крайне неравномерно,
размеры его индивидов колеблются от 0,1 до 5 см, в среднем составляя 0,2— 0,5 см. Встречаются и более крупные кристаллы. Мелкие кристаллы размером до 0,7 см иногда обладают прозрачностью.
Минерализованные зоны сложены мелкочешуйчатым желто-коричневым флогопитом, фукситом, хромфлогопитом, клиногумитом, шпинелью, хромдиопси-
Рис. 4. Морфология зерен породообразующих минералов месторождения Снежное: породообразующие минералы слюдитов (фото МБС-9) (а, б); мрамор (фото СЭМ VEGAIILMU) (в). Phl — флогопит; Pl — плагиоклаз; Crn — корунд; Spl — шпинель; Chl — хлорит
Fig. 4. The morphology of the grains of rock-forming minerals from the Snezhnoye deposit rock-forming mlyudite minerals (photo MBS-9) (a, b); marble (photo by SEM VEGAIILMU) (v). Phl — phlogopite; Pl — plagio-clase; Crn — corundum; Spl — spinel; Chl — chlorite
дом, хлоритоидом, паргаситом, белой глинкой. В подчиненных количествах присутствуют корунд, ильменит, рутил, пирит, пирротин, графит, турмалин. Мощность рубиноносных слюдитовых залежей широко варьирует от 0,00 м до 1 м. Они сложены рубином, флогопитом, фукситом, мусковитом, плагиоклазом, скаполитом, сфеном (рутилом) и кальцитом [13]. В образцах кальцитового мрамора и слюдита месторождения Снежное изучены морфология и состав как породообразующих минералов, так и включений в корунде и шпинели (рис. 4).
Анализ минерального состава корунд-соджержащих пород, структурных особенностей и физических характеристик породообразующих минералов показал, что критериями эффективного выделения корунда (или шпинели) могут быть только плотность и оптические характеристики. В настоящее время месторождение Снежное отрабатывается полукустарными методами, при которых большое количество самоцвета разрушается при добыче.
В последние годы в горнодобывающей промышленности активно развиваются потенциально эффективные для обогащения минерального сырья оптические технологии (в России широко используется термин «фотометрические», в зарубежной литературе — «color sorting» и «optical sorting») [14—17]. Принцип работы оптических сепараторов основан на определении цветовых различий между минеральными компонентами с последующим выделением их из исходной руды посредством системы пневмокла-панов. В России серийно выпускается оптический сортировщик Smartsort компании СиСорт (Россия, г. Барнаул), предназначенный для сортировки широкого спектра сыпучих материалов не только по цвету, но и по форме, и по текстуре. В технологиях технического зрения используются различные специально раз-
работанные оптико-электронные системы и алгоритмы анализа изображений, позволяющие разделять минералы даже со слабой цветовой контрастностью. Исследования, проводимые на стенде для цветового анализа статических объектов кафедры оптико-электронных приборов и систем Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург), позволили установить объективные (измеряемые) отличия оптических характеристик образцов различных минералов. Анализ цветовых параметров, в том числе цветовые тона, светлота и насыщенность, осуществлялся в различных цветовых моделях — HLS, Yuv и HLS.
Как показывает практика, появление люминесценции корунда можно заметить даже под микроскопом, однако зафиксировать ее при помощи камеры, присоединенной к микроскопу, не удалось. Визуально эффект люминесценции хорошо наблюдается при помощи следующих фильтров: желтого стекла (ЖС-12) или красного стекла (КС-16), — спектральные распределения коэффициентов пропускания которых приведены на рис. 5. Указанные фильтры эффективно отсекают возбуждающее излучение мощного лазерного диода и пропускают излучение люминесценции корунда. В ходе экспериментальных исследований спектров излучения различных минералов удалось установить, что пик на 693 нм (см. рис. 5) связан с люминесценцией корунда, вызванной излучением на длине волны в 405 нм (глубокий синий цвет). Источник, который использовался для проведения эксперимента (универсальный источник излучения ecoVIS фирмы Ocean Optics с криптоновой лампой накаливания), тоже имеет составляющую излучения в области синих цветов, что и вызвало люминесценцию некоторых образцов. Для выявления люминесценции использовался фиолетовый лазерный диод с пиком излучения на 405 нм.
Рис. 5. Спектры излучения люминесценции идеального корунда и спектры пропускания фильтров Fig. 5. Luminescence emission spectra of ideal corundum and filter transmission spectra
Для корунда основная длина волны люминесценции — 693 нм, сопровождается вторичными пиками на 706 нм и 714 нм справа, а также на 660 нм и 670 нм слева. На основании анализа спектров можно сделать предположение, что образцы с указанным пиком люминесценции являются наиболее чистыми корундами.
В ходе исследований образцов ко-рундсодержащих пород месторождений Хитостровское и Снежное были измерены спектры отражения отдельных областей (участков) поверхности. Спектры характеризуются спектральными зави-
симостями, идентичными спектру корунда, с ярко выраженными узкими пиками люминесценции на длине волны в 693 нм. Для отдельных образцов заметны вторичные пики люминесценции на 706 нм и 714 нм или более выраженные пики в синей области спектра от 420 нм до 520 нм (отсюда насыщенный синий цвет). В качестве примера на рис. 6 приведены результаты анализа спектров корунда в образцах месторождения Снежное.
Области 1 и 2 характеризуются спектральными зависимостями, имеющими значительное увеличение отражения в
Рис. 6. Спектры отражения областей образцов месторождения Снежное Fig. 6. Reflection spectra of sample areas of the Snow field
области желтых оттенков, постепенно увеличивающееся в области красных оттенков и ближней ИК области спектра (от 580 нм до 850 нм). Данные спектры имеют едва заметный пик люминесценции корунда на длине волны в 693 нм. Указанные зависимости характеризуются слабо насыщенными красно-оранжевыми оттенками. На спектрах участков 3 и 4 присутствуют выраженные узкие пики люминесценции на длине волны в 693 нм, кроме того, заметны вторичные пики люминесценции на 706 нм и 714 нм. Однако на указанных спектрах отсутствует выраженное увеличение отражения в области синих оттенков спектра (от 450 нм до 500 нм), характеризующее слабо насыщенные розовато-лиловые оттенки.
Зоны корунда на изображениях (рис. 7) достаточно эффективно выделяются в наиболее распространенных для использования цветовых пространствах (RGB, Yuv и HLS). В силу того, что оптические характеристики корундов в образцах разные, то пороги для выделения на соответствующих изображениях областей, им принадлежащих, подбирались для каждого образца отдельно. На обработанных изображениях указаны соответствующие значения площадей зон относительно площади изображения всего
объекта в %. Светло-серые оттенки характеризуют области корунда, а темно-серые — области вмещающей породы. При этом анализ, проведенный для трех различных цветовых моделей, показал: для модели RGB зоны цветности, характеризующие корунд, занимают 44,68% от изображения образца, для модели Yuv — 40,85%, для модели HLS — 51,47%.
Значения порогов выделения областей, принадлежащих корунду, в цветовых пространствах RGB, Yuv и HLS различны, но более стабильны и предсказуемы в системе HLS (табл. 2). Этот факт объясняется принципами воспроизведения цвета в каждом из указанных цветовых пространств (необходимый диапазон выделяемых цветовых оттенков в пространстве RGB задается при помощи эллипсоида вращения, заданного центральной точкой с координатами R0, G0 и B0, а также радиусами по осям R, G и B; для пространств Yuv и HLS удобно использовать линейные пороги для выделения диапазонов цветовых оттенков).
Сложность оценки эффективности выделения областей корунда на изображениях для полиминеральных образцов связана с тем, что многокомпонентный цвет вмещающей породы перекликается с выделяемыми оттенками корунда. Возможно, увеличение количества выде-
Исходник Зоны RGB Зоны Yuv Зоны HLS
Рис. 7. Результаты обработки изображений корундовых образцов месторождения Снежное
Fig. 7. Image processing results for corundum samples from the Snezhnoye deposit
Таблица 2
Значения порогов выделения областей, принадлежащих корунду в цветовых пространствах RGB, Yuv и HLS
The values of the thresholds for the selection of areas belonging to corundum in the RGB, Yuv and HLS color spaces
Объект Группа образцов Цветовое пространство RGB
R0 радиус R Gn радиус G Bn радиус B
Хитостров 1 124 40 101 20 133 40
90 40 85 20 103 40
85 40 61 20 90 40
2 40 101 20 133 40
40 85 20 103 40
40 61 20 90 40
3 25 20 30 15 50 20
4 60 20 60 20 70 20
5 40 20 35 5 40 20
15 10 20 5 25 10
Снежное корунд 45 30 50 30 45 30
мелк. кристалл корунда 100 40 75 30 108 40
1 80 20 60 20 25 20
70 20 33 20 15 20
2 110 30 90 30 110 30
70 30 70 30 75 30
Цветовое пространство Yuv
Y u v
Хитостров 1 [1;70) [0;4,36) [-0,12;6,15)
2 [1;70) [0;4,36) [-0,12;6,15)
3 [6;25) [0,15;4,36) [-0,6;0,4)
4 [10;60) [-0,1;4,36) [-0,6;6,15)
5 [5;30) [0;0,4) [-0,25;0,2)
Снежное корунд [11;40) [-0,3;0,2) [-0,3;0,2)
мелк. кристалл корунда [11;60) [0;4,36) [0;6,15)
1-2 [10;80) [-0,5;4,36) [0;6,15)
Цветовое пространство HLS
H L S
Хитостров 1 [220;360) [1;70) [1;100)
2 [220;360) [1;70) [1;100)
3 [200;300) [1;25) [5;100)
4 [150;250) [12;60) [1;100)
5 [180;360) [3;15) [1;45)
Снежное корунд [0;360) [10;35) [1;40)
мелк. кристалл корунда [220;360) [10;60) [5;100)
1 [0;100) [10;35) [10;100)
2 [200;360) [15;100) [1;100)
ляемых цветовых зон приведет к более удачным результатам.
Потенциально разделение возможно с использованием любой из моделей, однако их реальную эффективность и возможные преимущества друг перед другом необходимо исследовать экспериментально для каждого конкретного месторождения.
Заключение
Исследования показали, что подавляющее число кристаллов корунда месторождений Хитостров и Снежное содержат минеральные включения, среди которых преобладают гранат, плагиоклаз, рутил, ильменит, циркон, по трещинкам наблюдаются слюдистые включения и агрегаты гидрооксидов алюминия, некоторые большие округлые зерна переполнены микровключениями плагиоклаза.
Изучение текстурно-структурных особенностей руды и минералого-техноло-гических характеристик породообразующих минералов, отличия оптических характеристик образцов различных ми-
нералов позволяют достоверно выделять на изображениях минералов, слагающих корундовую руду, зоны, отличающиеся по цвету и характеризующие корунд и породообразующие минералы, что обеспечивает эффективность разделения минеральной смеси при применении оптической сепарации корундсодержащего сырья.
Проведенные на стенде исследования позволили установить пороги разделения по зонам цветностей, что определяет в дальнейшем особенности комплексной технологии обогащения с использованием оптической сепарации. Полученные результаты нуждаются в проверке на укрупненных пробах и серийном оборудовании.
Коллектив авторов выражает огромную благодарность и глубокую признательность Л.С. Скамницкой за оказанную помощь в проведении научных исследований, ценные советы и рекомендации при написании статьи и оформлении материалов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коваленко И. В., Костелова Т. Г., Смирнов А. А. и др. Минеральное сырье. Камнесамоц-ветное сырье. — М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1998. — 77 с.
2. Барнов Н.Г., Мельников Е.П. Генетические типы благородных корундов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 6 — С. 79—85.
3. Жилин А. С. Использование поверхностно-активных веществ для повышения качества дробления горных пород // Записки горного института. — 2003. — Т. 155. — ч 2. — С. 62—65.
4. Бочаров В. А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых. Т.2. Обогащение золотосодержащих руд и россыпей, обогащение руд черных металлов, обогащение горно-химического и неметаллического сырья. — М.: Руда и металлы, 2007. — 405 с.
5. C. Raghu Kumar, Srijith Mohanana, Sunil Kumar Tripathya, Y. Ramamurthya, T. Venugo-palana, Nikkam Suresh Prediction of process input interactions of Floatex Density Separator performance for separating medium density particles // International Journal of Mineral Processing. 2011. Рp. 136—141.
6. Кобзев А. С., Алушкин И. В., Ольховский А. М., Толмачев Г. Ф., Шилкин А. Н. Результаты полупромышленных испытаний предварительного обогащения золотосодержащих руд месторождения Коневинское методом фотометрической сепарации // Обогащение руд. — 2014. — № 2. — С. 10—14.
7. Forsthoff W. Optical sorting of coarse materials // ZKG International. 2000. Vol. 53. No 6. Pp. 331—329.
8. Цыпин Е. Ф., Колтунов А. В., Овчинникова Т. Ю. Применение информационных методов при переработке изумрудоносных бериллиевых руд Малышевского месторождения // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2013. — № 8. — С. 111—117.
9. Knapp H., Neubert K., Schropp Ch., Wotruba H. Viable applications of sensor-based sorting for the processing of mineral resources // ^emBioEng Review. 2014. Vol. 1. Pp. 86—95.
10. Pieper C., Pfaff F., Maier G., Kruggel-Emde H. and other Numerical modelling of an optical belt sorter using a DEM-CFD approach coupled with particle tracking and comparison with experiments // Powder Technology. 2018. Vol. 340. Pp. 181—193.
11. Михайлов В. П., Леонтьев А. Г., Голованов Ю. Б.и др. Минерально-сырьевая база Республики Карелия. Кн. 2. Неметаллические полезные ископаемые. — Петрозаводск: Карелия, 2006. — С. 235—241.
12. Лебедева С.И. Микротвердость минералов. — М., 1977. — 118 с.
13. Сорокина Е. С., Ожогина Е. Г., Якоб Д. Е., Хофмейстер В. Некоторые особенности онтогении корунда и качество рубина месторождения Снежное, Таджикистан (Восточный Памир) // Записки РМО. — 2012. — № 141. — вып. 6. — С. 100—108.
14. Brandt F., Yaus R. New concepts for lithium minerals processing // Minerals Engineering. 2010. Vol. 23. Is. 8. Pp. 659—661.
15. Ergin GQlcan, Ozcan Y. GQlsoy Performance evaluation of optical sorting in mineral processing. A case study with quartz, magnesite, hematite, lignite, copper and gold ores // International Journal of Mineral Processing. 2017. Vol. 169. Pp. 129—141.
16. Садовничий Р. В., Рожкова Н. Н., Горбунова Е. В., Чертов А. Н. Исследование возможностей оптической сепарации шунгитовых пород Максовской залежи (Зажогинское месторождение) // Обогащение руд. — 2016. — № 1. — С. 10—15.
17. Barry A. Wills, James A. Finch. Wills' Mineral Processing Technology. Elsevier Ltd., 2016. Ch. 14 Sensor-based Ore Sorting, pp. 409—416. ii^
REFERENCES
1. Kovalenko I. V., Kostelova T. G., Smirnov A. A. Mineral'noe syr'e. Kamnesamotsvetnoe syr'e [Mineral raw materials. Semi-precious stones], Moscow, ZAO «Geoinformmark», 1998, 77 p.
2. Barnov N. G., Mel'nikov E. P. Genetic types of noble corundum. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no 6, pp. 79—85. [In Russ].
3. Zhilin A. S. Use of surface-active substance for improvement of rock crushing quality. Zapiski gornogo instituta. 2003. Vol. 155, part 2, pp. 62—65.
4. Bocharov V. A., Ignatkina V. A. Tekhnologiya obogashcheniya poleznykh iskopaemykh. T. 2. Obogashchenie zolotosoderzhashchikh rud i rossypey, obogashchenie rud chernykh metallov, obogashcheniegorno-khimicheskogoinemetallicheskogosyr'ya [Mineral processing technology. VolBeneficiation of gold ore and placers, ferrous metal ores, mining chemical feedstock and non-metallic raw materials], Moscow, Ruda i metally, 2007. 405 p.
5. C. Raghu Kumar, Srijith Mohanana, Sunil Kumar Tripathya, Y. Ramamurthya, T. Venugo-palana, Nikkam Suresh Prediction of process input interactions of Floatex Density Separator performance for separating medium density particles. International Journal of Mineral Processing. 2011. Рp. 136—141.
6. Kobzev A. S., Alushkin I. V., Ol'khovskiy A. M., Tolmachev G. F., Shilkin A. N. Semi-commercial tests data on pre-treatment of gold-bearing ore from the Konevinskoe deposit by photometric separation. Obogashchenie rud. 2014, no 2, pp. 10—14. [In Russ].
7. Forsthoff W. Optical sorting of coarse materials. ZKG International. 2000. Vol. 53. No 6. Pp. 331—329.
8. Tsypin E. F., Koltunov A. V., Ovchinnikova T. Yu. Application of information techniques in processing of emerald-bearing beryllium ore from the Malyshevka deposit. Izvestiya vysshikh ucheb-nykh zavedeniy. Gornyy zhurnal. 2013, no 8, pp. 111—117. [In Russ].
9. Knapp H., Neubert K., Schropp Ch., Wotruba H. Viable applications of sensor-based sorting for the processing of mineral resources. ^emBioEng Review. 2014. Vol. 1. Pp. 86—95.
10. Pieper C., Pfaff F., Maier G., Kruggel-Emde H. and other Numerical modelling of an optical belt sorter using a DEM-CFD approach coupled with particle tracking and comparison with experiments. Powder Technology. 2018. Vol. 340. Pp. 181—193.
11. Mikhaylov V. P., Leont'ev A. G., Golovanov Yu. B. Mineral'no-syr'evaya baza Respubliki Kareliya. Kn. 2. Nemetallicheskie poleznye iskopaemye [Minerals and raw materials base
of the Republic of Karelia. Book 2: Nonmetallic minerals], Petrozavodsk, Kareliya, 2006, pp. 235-241.
12. Lebedeva S. I. Mikrotverdost' mineralov [Mineral microhardness], Moscow, 1977, 118 p.
13. Sorokina E. S., Ozhogina E. G., Yakob D. E., Khofmeyster V. Some ontogenetic features of corundum and true ruby quality at the Snezhnoe deposit, Tajikistan (East Pamir). Zapiski RMO. 2012, no 141, issue 6, pp. 100-108. [In Russ].
14. Brandt F., Yaus R. New concepts for lithium minerals processing. Minerals Engineering. 2010. Vol. 23. Is. 8. Pp. 659-661.
15. Ergin GQlcan, Ozcan Y. GQlsoy Performance evaluation of optical sorting in mineral processing. A case study with quartz, magnesite, hematite, lignite, copper and gold ores. International Journal of Mineral Processing. 2017. Vol. 169. Pp. 129-141.
16. Sadovnichiy R. V., Rozhkova N. N., Gorbunova E. V., Chertov A. N. Studying capacities of optical separation of schungite rocks at the Maksovo deposit (Zazhogino field). Obogashchenie rud. 2016, no 1, pp. 10-15. [In Russ].
17. Barry A. Wills, James A. Finch. Wills' Mineral Processing Technology. Elsevier Ltd., 2016. Ch. 14 Sensor-based Ore Sorting, pp. 409-416.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Бубнова Татьяна Петровна - научный сотрудник,
e-mail: bubnova@krc.karelia.ru,
Институт геологии Карельского научного центра РАН,
Барнов Николай Георгиевич - кандидат геолого-минералогических наук,
доцент, e-mail barnov@inbox.ru, НИТУ «МИСиС»
Чертов Александр Николаевич1 - кандидат технических наук, доцент,
e-mail a.n.chertov@mail.ru,
Горбунова Елена Васильевна1 - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: gorbunova@grv.ifmo.ru, 1 Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики». Для контактов: Бубнова Т.П., e-mail: bubnova@krc.karelia.ru
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
T.P. Bubnova, Researcher, e-mail: bubnova@krc.karelia.ru, Geological Institute, Karelian Scientific Center, Russian Academy of Sciences, 185910, Petrozavodsk, Karelia, Russia,
N.G. Barnov, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Assistant Professor, e-mail barnov@inbox.ru, National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia,
A.N. Chertov1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail a.n.chertov@mail.ru,
E.V. Gorbunova1, Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, e-mail: gorbunova@grv.ifmo.ru,
1 St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 197082, Saint-Petersburg, Russia. Corresponding author: T.P. Bubnova, e-mail: bubnova@krc.karelia.ru.
