CC BY
17
ISSN 2411-3336: e-ISSN 2541-9404
ЗАПИСКИ ГОРНОГО ИНСТИТУТА
Journal of Mining Institute Сайт журнала: pmi.spmi.ru
Научная статья
Использование глиносодержащих отходов в качестве пуццолановых добавок
А. М. ГЕРАСИМОВ1 Н, И.Д.УСТИНОВ2, О.В.ЗЫРЯНОВА1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 НПК «Механобр-техника» (АО), Санкт-Петербург, Россия
Как цитировать эту статью: Герасимов А.М., Устинов И.Д., Зырянова О.В. Использование глиносодержащих отходов в качестве пуццолановых добавок // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 313-320. DOI: 10.31897/PMI.2023.33
Аннотация. Рост производительности горно-обогатительных предприятий влечет за собой увеличение объемов наливных и намывных хвостохранилищ отходов переработки руд. Перед предприятиями стоит задача минимизировать воздействие отходов на окружающую среду и гарантировать санитарно-эпидемиологическую безопасность населения. В статье представлена возможность утилизации одного из видов таких отходов (глиносодержашдх хвостов обогащения апатито-нефелиновых и сильвенитовых руд, хвостов углеобогащения) путем использования их после предварительной термохимической обработки в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам, в том числе к бетонным смесям, применяемым для стабилизации грунтов, в обустройстве территорий, рекультивации горных выработок, в качестве компонента изолирующего слоя полигонов для захоронения твердых коммунальных отходов. Анализ фазовых изменений каолинита, одного из основных минералов, входящих в состав глиносодержащих отходов, в диапазоне температур 200-1000 °С показал, что изменение его минеральной формы при термообработке - основной фактор изменения его пуццо-лановой активности. Рассмотрено влияние термообработки глинистых минералов при температуре 700-800 °С на их пуццолановую активность, оцениваемую по способности поглощать гидроксид кальция (0,7 г Ca(OH)2 на 1 г модифицированного каолинита). Показано, что добавление термообработанных образцов (20 % по массе) улучшает качество цемента, повышая его активность на 15 %, в сравнении с использованием немоди-фицированных глинистых минералов. Экспериментально доказано, что частичная замена портландцемента термомодифицированным каолинитом увеличивает прочность твердеющей закладки до 15 %. Такой подход к переработке руд, содержащих слоистые силикаты, предусматривающий термохимическое модифицирование исходной руды, интенсифицирует процессы сгущения и фильтрования хвостов.
Ключевые слова: глиносодержащие отходы; пуццолановые добавки; пуццолановая активность; термическая обработка; каолинит; метакаолин; закладочные смеси
Поступила: 24.10.2022 Принята: 02.03.2023 Онлайн: 10.04.2023 Опубликована: 25.04.2023
Введение. Значительная часть всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца и алюминия, россыпи золота и платины, фосфориты, нерудные строительные материалы и др.), заключена в осадочных горных породах. Среди осадочных горных пород преобладают глинистые минералы (глины, аргиллиты и др.), содержание которых составляет до 50 %.
Многие месторождения полезных ископаемых связаны с наличием в них в качестве пустой породы глин, аргиллитов, глинистых сланцев, состоящих из слоистых силикатов - высокогидрофильных минеральных разностей, обладающих способностью к набуханию в воде. Эта способность к самодиспергированию вызывает большие трудности как при добыче, так и при переработке таких руд. Хвосты обогащения руд и углей, содержащие глинистые минералы, создают серьезные проблемы при складировании и утилизации, которые усугубляются наличием технологического водооборота, поскольку набухающие слоистые силикаты (глинистые минералы) существенно затрудняют уплотнение и обезвоживание хвостовых суспензий.
Вода стала наиболее дефицитным ресурсом на обогатительных предприятиях, и повсеместное внедрение внутрифабричного технологического водооборота стало необходимостью. Для его организации необходимо достичь максимального отделения жидкой фазы от твердой фазы хвостов, для чего используются операции сгущения и фильтрации. После данных технологических операций получается минеральная часть с минимальным количеством воды. Далее из обезвоженной минеральной части можно получить ценные продукты, используемые в различных отраслях: строительстве, производстве сорбентов и огнеупорных материалов.
Наличие глинистых минералов, обладающих способностью удерживать воду, снижает эффективность этих операций, что приводит к уменьшению объема технологической воды, поступающей в систему водооборота. Пути снижения содержания воды рассмотрены в работах [1, 2]. В рамках данной статьи рассматривается применение высушенных хвостов обогащения руд, содержащих глинистые минералы.
Среди направлений утилизации хвостов, содержащих глинистые минералы, выделяется их использование в качестве пуццолановых добавок к цементам (минеральная добавка, обладающая способностью связывать Са(ОН)2 в устойчивые гидратные формы) [3-5], и в качестве сырья для производства геополимеров [6-9]. Также одним из направлений утилизаций хвостов обогащения является получение цеолитов [10].
Учитывая большой объем образования хвостов обогащения руд, содержащих слоистые силикаты, их утилизация возможна только в отраслях промышленности, также имеющих значительный объем [11, 12]. В этом отношении наибольший интерес представляет цементная промышленность и производство цементных бетонов [13-15].
При производстве цементного клинкера потребляется много топлива и выделяется значительное количество диоксида углерода. Снижение доли клинкерной составляющей и, как следствие, минимизация этих отрицательных факторов возможны путем использования активных минеральных добавок природного и искусственного происхождения [16-18].
Термоактивированные глины относятся к искусственным пуццоланам и нормируются Европейским стандартом EN 197-1-2000 и межгосударственным стандартом ГОСТ 24211-2008. С древнейших времен до современности в качестве добавок в цементные материалы использовались как природные, так и техногенные глинистые минералы. Пуццолановая активность термоактивированных глин в цементно-известковых композитах зависит от степени обезвоживания и химической трансформации отдельных минералов при термообработке [19-21].
При термической обработке глинистых минералов приобретаются новые характеристики. У каолинита после его термоактивации пуццолановая активность значительно выше в сравнении с другими глинистыми минералами, что определено структурой каолинита, в которой элементарный пакет состоит из двух слоев - кремнекислородного тетраэдрического и алюмокислородного октаэдрического, имеющих атомы кислорода [22-24].
Сам по себе каолинит не является пуццолановоактивной добавкой, требуется его активация (термическая). Он может использоваться в качестве микронаполнителя в портландцемент (в небольших количествах) из-за его высокой дисперсности. Каолинит способен ускорять гидратацию цемента, повышать прочность при сжатии и изгибе, снижать проницаемость, увеличивать морозостойкость, уменьшать пористость.
При термообработке каолинита в диапазоне 400-600 °С происходит дегидроксилирование структуры, аморфизация и появление ионов алюминия в координации 5 по кислороду, именно это обуславливает высокую пуццолановую активность образуемого продукта - метакаолина [25].
В процессе дегидратации глинистых минералов в диапазоне 300-900 °С из глинистых минералов удаляется кристаллизационная вода (в зависимости от разновидности минерала) до полного разрушения кристаллов и начала образования из смеси их оксидов первых эвтектик и кристаллических новообразований. При температуре 200 °С может начинаться активация глин до начала спекания. Разные глинистые минералы имеют различные диапазоны температур, характерных для эндотермических пиков. У полиминеральных глин в связи с этим диапазоны значительно шире, чем у мономинеральной формы [26-28].
Методология. В предыдущих исследованиях авторов [29] было изучено влияние разных типов нагрева на силикатные минералы: монтмориллонит, иллит, каолинит, тальк, а также каркасный силикат - кварц, как неотъемлемый минерал осадочных глинистых пород, характеризующийся минимальным влиянием воды на его структурные изменения.
В рамках данной статьи рассмотрен каолинит, полученный путем обогащения каолиновой руды Трошковского месторождения, который при термической обработке (конвективной, гидротермальной, в токах высокой частоты, комбинированной) способен изменять минеральный состав. Для сравнения термического воздействия на глинистые минералы был выбран монтмориллонит, у которого при термической обработке происходит лишь дегидратация. Химический состав использованных материалов приведен в табл.1.
Таблица 1
Химический состав силикатных минералов, %
Материал SiO2 AI2O3 Fe2O3 TiO2 CaO Na2Ö K2O MgO H2O п.п.п.
Каолинит 56,9 27,4 2,1 0,5 0,5 0,3 0,2 0,4 - 11,7
Монтмориллонит 48,7 14,1 3,2 0,2 4,2 0,9 0,4 4,3 16,2 7,8
Хвосты каолиновые 78,9 13,3 0,5 0,2 0,4 0,3 0,2 0,6 - 5,6
При исследовании образцов применялись общепринятые методы анализа. Для определения массовой доли элементов в образцах использовался рентгенофлуоресцентный спектрометр со встроенным дифрактометром Thermo Fisher Scientific ARL 9900 Workstation (НЦ «Экосистема»). Пуццолановая активность определялась методом Чапеля [30] по поглощению Ca(OH)2. Контроль изменения удельной поверхности материалов осуществляли при помощи прибора «ПСХ-10а». Анализ структурных фазовых превращений исследуемых материалов проводился методом рентгеновской дифракции (XRD) с использованием фокусного рентгеновского дифрактометра Bruker D8 с дифрактометром Siemens 7000 (США) с излучением Cu-Ka (40 кВ, 30 мА, X = 1,5406 Ä). Прочность определялась согласно ГОСТ 22690-2015. В качестве вторичного инструмента для определения изменения структуры минералов был использован прибор «Термоскан-2», позволяющий проводить термический гравиметрический анализ (ТГА) и дифференциальный термический анализ (ДТА). Материал подвергался воздействию температуры в диапазоне 25-1000 °С при атмосферном давлении воздуха. Скорость нагрева составляла 10 °С/мин.
Существует несколько способов определения пуццолановой активности минералов. В источнике [30] рассматриваются два метода: определение индекса активности по прочности и измерение количества гидроксида кальция, поглощенного пуццолановой добавкой (французский стандарт NF P18-513: 2010). Эти два метода сравниваются на образце метакаолина и методики определения пуццолановой активности дают схожие результаты [31-34].
Эксперимент по методу Чапеля заключался в следующем [30]: в чистую сухую колбу Эрлен-мейера вместимостью 500 мл помещают 1 г метакаолина/каолинита и 2 г свежеобожженного СаО и приливают 200 мл дистиллированной воды. Колбу герметично закрывают, вставляют холодильник Либиха и помещают на лабораторную магнитную мешалку с электроподогревом. Опыт проводят 16 ч при температуре 85 °С с постоянным перемешиванием содержимого колбы с помощью магнитной мешалки. После перемешивания колбу охлаждают до комнатной температуры. Далее добавляют 250 мл раствора свежеприготовленной сахарозы (60 г сахарозы растворяют в 250 мл воды) и перемешивают магнитной мешалкой в течение 15 мин. Затем содержимое колбы фильтруют через беззольный фильтр. Аналогичный (холостой) опыт проводится без метакаолина/каолинита. От основного раствора калиброванной пипеткой отбирают аликвотную часть (25 мл) и титруют с помощью бюретки 0,1N HCl, используя фенолфталеин (2-3 капли) в качестве индикатора. Определяют объем 0,1N HCl, пошедший на титрование 25 мл раствора пустой (холостой) пробы V и объем 0,1N HCl, пошедший на титрование 25 мл раствора, полученного по реакции с метакаолином V2. Далее рассчитывают количество Са(ОН)2, поглощенное 1 г добавки метакаолина,
К О
о
и
&
о н и о
с
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
V - V 74
Q = 2 V—2 — •
V 56
1000.
200
400 600 Температура, °С
800
1000
Рис. 1. Влияние термообработки на пуццолановую активность каолинита и монтмориллонита 1 - каолинит; 2 - монтмориллонит
Обсуждение результатов. Изменение минеральной формы каолинита при термическом воздействии влияет на его пуццолановую активность, оцениваемую по способности поглощать гидроксид кальция [35].
По данным рис.1, рост пуццолановой активности начинается уже при температуре обработки материала выше 200 °С и достигает максимума при температуре 800 °С, далее с повышением температуры пуццолановая активность каолинита падает, что связано с переходом метакаолина в муллит [36]. Процесс поглощения гидроксида кальция термообработанным каолинитом требует значительно большего (от двух часов) времени. Сравнительная оценка влияния термообработки двух минералов на изменение их активности показала, что в диапазоне температур 400-800 °С рост пуццолановой активности наблюдается лишь у каолинита, тогда как термическое воздействие на монтмориллонит не приводит к каким-либо изменениям.
Результаты показывают, что изменение минеральной формы каолинита - основной фактор изменения его пуццолановой активности, а не дегидратация глины, как приводится в работах [37, 38].
При термической обработке глин удельная поверхность (на приборе «ПСХ-10а») у монтмориллонита снижается за счет его дегидратации, в то время как у каолинита изменений не наблюдается (рис.2, а).
Анализ потери массы этих минералов (рис.2, б) позволяет предположить, что у каолинита в диапазоне температур 400-600 °С изменяется фазовый состав, что хорошо коррелириуется с данными по дифференциально-термическому анализу (рис.3).
Для данного анализа использовались две пробы каолинита - исходный (без термообработки) и после конвективного нагрева при 550 °С. Выбор температур и типа нагрева подробно изложен в исследовании [29], где сказано, что типы нагрева (конвективный, гидротермальный, в токах высокой частоты, комбинированный) одинаково влияют на изменение фазового состава минерала и отличается только скоростью достижения данного эффекта. По этому показателю предпочтение было отдано конвективному нагреву.
Исходный образец минерального сырья (рис.3, а) обладает эндотермическим эффектом, пик которого приходится на 140 °C. Этот эффект связан с удалением физически связанной
к л
H щ
«
250 200 150 100 50 0
—
200 400 600 800 1000 1200 Температура, °С
16
чО
^ 12 Я
о
« 8 S
й Яс
S 4
о
С
200 400 600 800 Температура, °С
1000
Рис.2. Влияние термообработки на удельную поверхность (а) и дегидратацию (б) каолинита и монтмориллонита
1 - каолинит; 2 - монтмориллонит
а
б
2
0
10
0,24
0,23
CS Я
3 л ю о
0,22
К
Температура, °С
0,21
15
<Ц
S
[2
о «
U «
о и
U
о и
10
н
-5
Am = 2,38 %
'Vn
ч
v
/ N
540
V 900
Температура, °С
0,22
1ч
CS"
0,21 Щ
0,2 з
О
0
1
0,19 u и
0,18 §
0,17
б
а
5
5
0
0
1
2
Рис.3. Дифференциально-термический анализ образцов каолинита: а - исходная проба; б - проба после нагрева (550 °С)
1 - потеря массы; 2 - термическое воздействие
воды из каналов и пор сырья с сохранением микроструктуры. Пик следующего эндотермического эффекта приходится на 547 °С. Этот эффект является ключевым, так как указывает на изменение микроструктуры материала и образование метакаолина. Второй эндотермический пик у тер-мообработанного материала, приходящийся на 540 °С (рис.3, б), менее интенсивен, чем у исходного каолинита. Это свидетельствует о том, что каолинит практически полностью перешел в другую фазу.
Данные об изменении фазового состава определялись методом рентгеновской дифракции. В процессе термической обработки каолинит сначала превращается в метакаолин, который обычно не может быть обнаружен рентгеновским методом [39]. Анализ XRD показал, что высота пика каолинита уменьшается после термической обработки (с 834 до 262 °С), и образуется новая фаза - дегидратированный галлуазит. Каолинит и галлуазит обладают сходным строением, но последний из них имеет некоторое количество межслоевой воды (d = 9,5-10,2 Ä). В процессе дегидратации межплоскостное расстояние галлуазита уменьшается и становится близким к значению каолинита (d = 7,2 Ä).
Повышение пуццолановой активности каолинита при термообработке обеспечивает его влияние на активность портландцемента. В работе [38] показано, что максимальное положительное воздействие добавки термомодифицированного каолинита наблюдается при его доле в вяжущем 20 %. Исходя из этого, определение активности композиционного вяжущего проводилось на смеси каолинита 20 % и цемента марки ЦЕМ II/А-Ш 32,5Н 80 %, при нормальной консистенции раствора. В смесь вводился каолинит, обработанный при разных температурах. Наилучшие показатели по активности данного вяжущего были при добавке каолинита, модифицированного при 700 °С, прочность увеличилась на 15 %.
В связи с расширением использования хвостов обогащения для закладки выработанных пространств шахт и рудников проверялась возможность использования термомодифицированного каолинита для замены части портландцемента в закладочных смесях. Для этого была приготовлена исходная закладочная смесь, которая содержала 80 % тонкодисперсного кварца (модуль крупности 1,5) и 20 % вяжущего - портландцемента. К портландцементу был добавлен термомодифици-рованный каолинит, таким образом смесь содержала 80 % кварца, 16 % портландцемента, 4 % каолинита.
Проведенные исследования показали, что частичная замена портландцемента термомодифи-цированным каолинитом увеличивает прочность твердеющей закладки на 20 % от исходной прочности на сжатие 3,5 МПа. Частичная замена закладочной смеси термообработанным каолинитом дает еще один положительный эффект - снижается расклинивающее давление закладочной смеси, что уменьшает вероятность ее саморазрушения при затвердевании смеси в выработанном пространстве. Данные результаты подтверждаются работами [35, 38] и приведены в табл.2.
Таблица 2
Расклинивающие действия закладочной смеси различного состава [37]
Время, дни Расклинивающее давление смесей, МПа Время, дни Расклинивающее давление смесей, МПа
Портландцемент 100 % Добавленный каолинит 20 % Портландцемент 100 % Добавленный каолинит 20 %
25 0,00 0,00 200 3,50 2,30
50 1,50 1,10 250 3,60 2,40
100 2,70 1,85 350 3,60 2,50
150 3,25 2,10
Угольные хвосты, содержащие каолинит, также представляют интерес для использования в закладочных смесях [40, 41]. Для дальнейших исследований были использованы хвосты углеобогащения высокозольных воркутинских углей. Представлены данные о влиянии термообработки угольных хвостов, содержащих 20 % каолинита, на прочность портландцементного бетона через 28 дней (табл.3). Как и для других продуктов на основе каолинита, максимум прочности бетона наблюдается при температуре обработки материала 700 °С, прочность увеличивается на 10 %.
Было изучено влияние времени термообработки угольных хвостов на степень модифицирования. Показано, что при увеличении времени обработки до 90 мин, прочность смеси повышается на 10-12 МПа.
Таблица 3
Влияние времени термообработки угольных хвостов, содержащих 20 % каолинита, на прочность портландцементного бетона (хвосты: цемент 1:3) через 28 сут
Время термообработки, мин Прочность при термообработке, МПа Время термообработки, мин Прочность при термообработке, МПа
500 °С 600 °С 700 °С 500 °С 600 °С 700 °С
0 30,0 30,0 30,0 40 39,8 42,5 43,9
20 35,7 38,5 40,0 60 41,0 43,0 44,5
30 38,2 41,5 42,8 90 40,0 44,0 42,5
Таким образом можно заключить, что предварительная термическая обработка хвостов обогащения разнообразных руд, содержащих глинистые минералы, позволяет вовлечь данный вид сырья, например, в строительную индустрию в качестве добавки к цементам, создать условия для их утилизации в составе закладочных смесей.
Заключение. В результате исследования влияния термического модифицирования глиносо-держащих руд и углей перед их обогащением на процессы обезвоживания и утилизации хвостов установлено следующее:
• при термообработке каолинита рост пуццолановой активности начинается уже при температуре выше 200 °С и достигает максимума при температуре 800 °С; далее с повышением температуры пуццолановая активность каолинита падает, что связано с переходом метакаолина в муллит;
• изменение минеральной формы каолинита - основной фактор изменения его пуццолановой активности (а не дегидратация глины, как полагалось ранее);
• термическая обработка не приводит к изменению удельной поверхности каолинита;
• повышение пуццолановой активности каолинита при термообработке проявляется в его влиянии на прочность портландцементного бетона - добавление термообработанных образцов (20 % по массе) улучшает качество цемента, повышая его прочность на 15 %;
• частичная замена портландцемента термомодифицированным каолинитом увеличивает прочность твердеющей закладки на 20 %; термоактивированный каолинит, содержащийся в хвостах, имеет большую пуццолановую активность, чем каолинит без активации, что позволяет использовать хвосты обогащения термомодифицированных руд и углей (при 700-800 °С) в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что такой подход к переработке руд, содержащих слоистые силикаты, предусматривающий термохимическое модифицирование исходной руды, создает благоприятные предпосылки для использования хвостов обогащения этих руд в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам. Например, добавление к бетонным смесям, используемым в стабилизации грунтов, обустройстве территорий, рекультивации горных выработок, а также в качестве компонента изолирующего слоя полигонов для захоронения твердых коммунальных отходов.
Авторы выражают благодарность за помощь в подготовке материала председателю совета директоров НПК «Механобр-техника» (АО) д-ру техн. наук, главному научному сотруднику ВА.Арсент ьеву.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ehsani S.M., UnesiM., Tamartash R. Clay sedimentation and consolidation behavior in tailing storage facilities over mine lifetime // Journal of Mining and Environment. 2019. Vol. 10. № 1. P. 113-124. DOI: 10.22044/jme.2018.7165.1569
2. Islam S., Williams D.J., Liano-Serna M., Chenming Zhang. Settling, consolidation and shear strength behavior of coal tailings slurry // International Journal of Mining Science and Technology. 2020. Vol. 30. Iss. 6. P. 849-857. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.03.013
3. Явруян Х.С., Гайшун Е.С., Мирина В.А. Инновационные добавки при производстве стеновой керамики // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. С. 2007-2016.
4. Куликова М.А. Обоснование необходимости формирования защитного экрана для отсыпки отвалов при разработке месторождений // Записки Горного института. 2013. Т. 203. С. 185-189.
5. Арсентьев В.А., Герасимов А.М. Использование глиносодержащих отходов обогащения для получения геополимеров // Цветные металлы. 2021. № 11. С. 58-62. DOI: 10.17580/tsm.2021.11.08
6. Mifeng Gou, Longfei Zhou, Nathalene Wei Ying Then. Utilization of tailings in cement and concrete: A review // Science and Engineering of Composite Materials. 2019. Vol. 26. Iss. 1. P. 449-464. DOI: 10.1515/secm-2019-0029
7. Obenaus-Emler R., Illikainen M., Falah M. Geopolymers from mining tailings for more sustainable raw material supply // MATEC Web of Conferences. 2019. Vol. 274. № 05001. DOI: 10.1051/matecconf/201927405001
8. Paiva H., Yliniemi J., Illikainen M. Mine tailings geopolymers as a waste management solution for a more sustainable habitat // Sustainability. 2019. Vol. 11. Iss. 4. № 995. DOI: 10.3390/su11040995
9. Feng Rao, Qi Liu. Geopolymerization and its potential application in mine tailings consolidation: A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2015. Vol. 36. Iss. 6. P. 399-409. DOI: 10.1080/08827508.2015.1055625
10. Hartati, PrasetyokoD., SantosoM. etal. A review on synthesis of kaolin-based zeolite and the effect of impurities // Journal of the Chinese Chemical Society. 2020. Vol. 67. Iss. 6. P. 911-936. DOI: 10.1002/jccs.201900047
11. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А., Рахимов Р.З. Глина Кощаковского месторождения РТ как компонент гибридной добавки в композиционный портландцемент // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 4 (34). С. 259-263.
12. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Гайфуллин А.Р., Морозов В.П. Дегидратация глин различного минерального состава при прокаливании // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (38). С. 388-394.
13. Шишакина О.А., ПаламарчукА.А. Обзор направлений утилизации техногенных отходов в производстве строительных материалов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 4. С. 198-203.
14. Чукаева М.А., Матвеева В.А., Сверчков И.П. Комплексная переработка высокоуглеродистых золошлаковых отходов // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 97-104. DOI: 10.31897/PMI.2022.5
15. Арсентьев В.А., Мармандян В.З., Самуков А.Д., Кабиров А.М. Инновационные технологии утилизации отходов добычи и переработки нерудного сырья // Записки Горного института. 2012. Т. 198. С. 219-222.
16. Лаломов Д.А., Глазунов В.В. Оценка коэффициента фильтрации песчано-глинистых грунтов на основе совместной интерпретации данных методов сопротивления и георадиолокации // Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 3-12. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.3
17. Литвинова Т.Е., Сучков Д.В. Комплексный подход к утилизации техногенных отходов минерально-сырьевого комплекса // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6-1. С. 331-348. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_331
18. DanilovA.S., Matveeva V.A., KorelskiyD.S., HorttanainenM. Backfill of a Mined-Out Gold Ore Deposit with the Cemented Rubber-Cord and Waste Rock Paste: Environmental Changes in Aqueous Media // Journal of Ecological Engineering. 2021. Vol. 22. № 7. P. 190-203. DOI: 10.12911/22998993/138870
19. Klyuev S., Sevostyanov V., Sevostyanov M. et al. Improvement of technical means for recycling of technogenic waste to construction fiber // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 16. № e01071. DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01071
20. Zubkova O., Alexeev A., Polyanskiy A. et al. Complex Processing of Saponite Waste from a Diamond-Mining Enterprise // Applied Sciences. Vol. 11. Iss. 14. № 6615. DOI: 10.3390/app11146615
21. Кутепов Ю.И., Кутепова Н.А., Васильева А.Д., Мухина А. С. Инженерно-геологические и экологические проблемы при эксплуатации и рекультивации высоких отвалов на разрезах Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 8. С. 164-178. DOI: 10.25018/0236 1493 2021 8 0 164
22. Дубовиков О.А., Бричкин В.Н. Направления и перспективы использования низкосортного технологического топлива в производстве глинозема // Записки Горного института. 2016. Т. 220. С. 587-594.
23. Dubovikov O.A., Brichkin V.N., Ris A.D., Sundurov A.V. Thermochemical activation of hydrated aluminosilicates and its importance for alumina production // Non-ferrous Metals. 2018. № 2. P. 10-15. DOI: 10.17580/nfm.2018.02.02
24. Котова О.Б., Устюгов В.А., Шиенг Сан, Понарядов А.В. Получение муллита: фазовые трансформации каолинита, термодинамика процесса // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 129-135. DOI: 10.31897/PMI.2022.43
25. Erasmus E. The influence of thermal treatment on properties of kaolin // Hemijska industrija. 2016. Vol. 70. Iss. 5. P. 595-601. DOI: 10.2298/HEMIND150720066E
26. PashkevichМ.А., Petrova Т.А. Recyclability of Ore Beneficiation Wastes at the Lomonosov Deposit // Journal of Ecological Engineering. 2019. Vol. 20. Iss. 2. P. 27-33. DOI: 10.12911/22998993/94919
27. Kuznetsov V.S., Suprun I.K. Reduction of an Adverse Impact During Well Drilling by Means of Drilling Waste Usage // Journal of Ecological Engineering. 2017. Vol. 18. Iss. 2. P. 12-15. DOI: 10.12911/22998993/68211
28. Дашко Р.Э., Лохматиков Г.А. Верхнекотлинские глины Санкт-Петербургского региона как основание и среда уникальных сооружений: инженерно-геологический и геотехнический анализ // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 180-190. DOI: 10.31897/PMI.2022.13
29. Gerasimov A.M., Eremina O.V. Application Microwave Radiation for Directional Changes of Layered Silicates Properties // Eurasian Mining. 2021. № 1. P. 55-60. DOI: 10.17580/em.2021.01.11
30. ЗыряновМ.С., Ахметжанов А.М., Манушина А.С., Потапова Е.Н. Определение пуццолановой активности мета-каолина // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 7. С. 44-46.
31. Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Стоянов О.В. Глинистые пуццоланы. Часть 1. Обзор // Вестник Технологического университета. 2016. Т. 19. № 1. С. 5-13.
32. Salau M.A., Osemeke O.J. Effects of Temperature on the Pozzolanic Characteristics of Metakaolin-Concrete // Physical Science International Journal. 2015. Vol. 6. № 3. P. 131-143. DOI: 10.9734/psij/2015/13146
33. Juanrong Zheng, Lijie Guo, Zhenbo Zhao. Effect of calcined hard kaolin dosage on strength development of CPB of fine tailings with sulphide // Advances in Materials Science and Engineering. Vol. 2017. № 8631074. DOI: 10.1155/2017/8631074
34. Ferraz E., Slavka A., Walid H. et al. Pozzolanic activity of metakaolins by the French Standard of the modified Chapelle Test: A direct methodology // Acta Geodynamica et Geomaterialia. 2015. Vol. 12. № 3. P. 289-298. DOI: 10.13168/AGG.2015.0026
35. Zhao Cao, Yongdan Cao, Hongjuan Dong et al. Effect of calcination condition on the microstructure and pozzolanic activity of calcined coal gangue // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 146. P. 23-28. DOI: 10.1016/j.minpro.2015.11.008
36. Сивков С.П., Потапова Е.Н., Назаров Д.В., Захаров С.А. Гидратация и твердение цемента в присутствии метакао-лина // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2015. № 1. С. 80-89.
37. AmranM., FediukR., Klyuev S., Qader D.N. Sustainable development of basalt fiber-reinforced high-strength eco-friendly concrete with a modified composite binder // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17. № e01550. DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01550
38. QiaoX.C., Si P., Yu J.G. A Systematic Investigation into the Extraction of Aluminum from Coal Spoil through Kaolinite // Environmental Science & Technology. 2008. Vol. 42. Iss. 22. P. 8541-8546. DOI: 10.1021/es801798u
39. PashkevichM.A., Alekseenko A. V. Reutilization Prospects of Diamond Clay Tailings at the Lomonosov Mine, Northwestern Russia // Minerals. 2020. № 10. № 517. DOI: 10.3390/min10060517
40. НазаренкоМ.Ю., КондрашеваН.К., Салтыкова С.Н. Характеристика отходов сланцепереработки для их использования в качестве фильтрующих материалов // Вода и экология: проблемы и решения. 2018. Т. 23. № 1. С. 9-16. DOI: 10.23968/2305-3488.2018.23.1.9-16
41. Ivkin A.S., Vasiliev V. V., Salamatova E. V. et al. Adhesion of Bitumen to Minerals // Coke and Chemistry. 2022. Vol. 65. P. 24-32. DOI: 10.3103/S1068364X22010033
Авторы: А.М.Герасимов, канд. техн. наук, доцент, Gerasmov_AM@pers.spmi.ru, https://orcid.org/0000-0002-2197-6200 (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия), И.Д.Устинов, д-р хим. наук, главный научный сотрудник, https://orcid.org/0000-0003-3328-8621 (НПК «Механобр-техника» (АО), Санкт-Петербург, Россия), О.В.Зырянова, канд. техн. наук, доцент, https://orcid.org/0000-0001-7866-8543 (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
