Введение
Глава 1. Анализ состояния сырьевой базы, технологии обогащения и методов интенсификации процессов переработки кимберлитовых руд 16
1.1. Особенности формирования технологических свойств алмазоносных кимберлитов Западной Якутии 17
1.1.1. Горно-геологические условия залегания кимберлитовых трубок Западной Якутии 18
1.1.2. Анализ геологических условий преобразования основных минералов в кимберлитах Западной Якутии 33
1.1.3. Особенности минерального состава труднообогатимых кимберлитов Западной Якутии 36
1.2. Современные технологические схемы обогащения алмазосодержащих кимберлитов 40
1.3. Современные методы повышения эффективности процессов извлечения алмазов класса крупности -5 мм 50
1.4. Применение электрохимической технологии водоподготовки в процессах извлечения алмазов методами липкостной и пенной сепараций 55
1.4.1. Механизм модифицирования свойств технологических вод в процессе их электрохимической обработки 56
1.4.2. Опыт применения электрохимического кондиционирования водных систем для условий обогащения алмазосодержащего сырья -5 мм 60
1.5. Основные выводы, цель и задачи исследований 64
Глава 2. Методическое и приборное обеспечение исследований водных систем, кимберлитовых руд и поверхности алмазов 67
2.1. Методы и приборы для исследований жидкой фазы водных и водно-дисперсных систем 68
2.2. Рентгеноспектральные методы изучения состава и структуры исследуемых минеральных объектов 71
2.3. Термографические методы исследований минеральных объектов 73
2.4. Рентгенофлюоресцентные методы анализа 76
2.5. Комбинированные оптико-спектроскопические методы исследований 77
2.6. Методы ИК–спектроскопии 80
2.7. Метод спектроскопии комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия) 83
2.8. Методы растровой электронной микроскопии 84
2.9. Методы измерения гидрофобности поверхности и флотационных свойств алмазов 86
Выводы к главе 2 91
Глава 3. Исследование состава, свойств и закономерностей формирования минеральных образований на поверхности природных алмазов. Классификация минеральных образований 94
3.1. Исследование минерального состава проб труднообогатимых кимберлитовых руд и шламовых продуктов их переработки 95
3.1.1. Анализ распределения вторичных минералов и их ассоциаций по продуктам переработки труднообогатимых кимберлитовых руд различной степени изменнености 95
3.1.2. Анализ минерального состава интенсивно измененных кимберлитов трубки «Интернациональная» и образованных в процессах переработки шламовых классов 100
3.2. Исследование состава, строения и свойств минеральных образований на поверхности алмазов из продуктов переработки труднообогатимых кимберлитов 110
3.3. Систематизация и классификация минеральных образований на поверхности природных алмазов 132
3.3.1. Обоснование механизма и установление закономерностей формирования минеральных образований на поверхности природных алмазов 132
3.3.2. Модифицирование свойств поверхности алмазных кристаллов в условиях обогащения труднообогатимых измененных кимберлитовых руд 147
3.3.3. Классификация минеральных образований на поверхности природных алмазных кристаллов 150
Выводы по главе 3 154
Глава 4. Теоретическое и экспериментальное обоснование параметров электрохимически обработанных водных систем для активации поверхности природных алмазов 157
4.1. Исследования условий формирования, закрепления, растворения и предупреждения образования минеральных примесей на поверхности алмазных кристаллов 157
4.1.1. Термодинамическое моделирование процессов образования и растворения минеральных пленок на поверхности природных алмазов для условий их извлечения физико-химическими методами сепарации кимберлитовых руд 158
4.1.2. Исследование процессов образования и растворения минеральных осадков в минерализованных водных системах для условий жидкой фазы рудных пульп процессов переработки алмазосодержащих кимберлитов 165
4.2. Исследование процесса электролиза модельных минерализованных хлоридсодержащих водных систем 175
4.2.1. Анализ возможных окислительно-восстановительных реакций с изменением значений рН и ОВП жидкой фазы в условиях бездиафрагменной электрохимической обработки исследуемых водных систем 176
4.2.2. Анализ возможных образований газовых компонентов в продуктах бездиафрагменного электролиза исследуемых водных систем 181
4.2.3. Изменение концентраций ионных компонентов в конечных продуктах бездиафрагменного электролиза модельных хлоридсодержащих водных систем 185
4.3. Исследование процессов бездиафрагменного электролиза минерализованных водных систем технологических процессов сепарации кимберлитовых руд 194
4.4. Обоснование рациональных режимов, ионного состава и физико-химических свойств продуктов электролиза бездиафрагменной электрохимической обработки исследуемых минерализованных хлоридсодержащих водных систем 198
Выводы по главе 4 202
Глава 5. Экспериментальное обоснование применения продуктов электрохимической бездиафрагменной обработки минерализованных водных систем для модифицирования поверхности алмазов 205
5.1. Разработка аппаратурного комплекса для электрохимического кондиционирования минерализованных водных систем с целью последующего их использования в экспериментальных исследованиях по модифицированию поверхности природных алмазов 206
5.1.1. Характеристика лабораторного макета 206
5.1.2. Характеристика стендовой установки 209
5.2. Экспериментальные исследования процессов гидрофобизации поверхности алмазных кристаллов применением электрохимически обработанных водных систем 215
5.2.1. Изменение гидрофобных свойств алмазных кристаллов в зависимости от химического состава образований на их поверхности 216
5.2.2. Лабораторные исследования процесса гидрофобизации поверхности алмазных кристаллов с использованием метода измерения краевого угла смачивания 224
5.2.3. Лабораторные исследования процесса гидрофобизации поверхности алмазных кристаллов с использованием метода беспенной флотации 229
5.2.4. Стендовые исследования процесса гидрофобизации поверхности алмазных кристаллов пенной сепарацией с использованием продуктов бездиафрагменного электролиза минерализованных водных систем 233
5.2.5. Стендовые исследования процесса гидрофобизации поверхности алмазных кристаллов с использованием метода липкостной сепарации в условиях применения продуктов бездиафрагменного электролиза минерализованных водных систем 242
Выводы по главе 5 245
Глава 6. Разработка аппаратурного комплекса и промышленная апробация метода бездиарагменного электролиза минерализованных водных систем в процессах глубокой переработки труднообогатимых кимберлитовых руд 247
6.1. Обоснование эксплуатационных параметров электрохимических кондиционеров для бездиафрагменной обработки оборотной воды в технологических схемах физико-химических процессов сепарации кимберлитовых руд 248
6.1.1. Экспериментальное обоснование материала электродных блоков для условий обработки технологических минерализованных хлоридсодержащих водных систем 249
6.1.2. Экспериментальное обоснование режимов эксплуатации электродных блоков в условиях электролиза минерализованных водных систем процессов сепарации кимберлитовых руд 256
6.1.3. Основные эксплуатационные характеристики электрохимических кондиционеров для модифицирования свойств водных систем в условиях липкостной и пенной сепарации кимберлитовых руд 262
6.2. Промышленная апробация электрохимических кондиционеров ЭКВБ для модиицирования свойств минерализованных водных систем липкостной и пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов 268
6.3. Промышленная апробация технологии бездиафрагменного кондиционирования минерализованных оборотных вод в процессах глубокой переработки труднообогатимых кимберлитовых руд 280
6.3.1. Оценка технологической эффективности применения продуктов бездиафрагменной обработки оборотной воды в цикле липкостной сепарации алмазосодержащих кимберлитов 281
6.3.2. Оценка технологической эффективности применения продуктов бездиафрагменной обработки оборотной воды в цикле пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов 288
6.3.3. Оценка экономической эффективности реализации бездиафрагменного электрохимического метода кондиционирования минерализованных оборотных вод в процессах липкостной и пенной сепарации труднообогатимых кимберлитовых руд 298
Выводы по главе 6 303
Глава 7. Перспективы применения метода бездиарагменного электролиза минерализованных водных систем в схемах переработки хвостовых продуктов обогащения кимберлитовых руд и алмазосодержащих россыпных месторождений 305
7.1. Оценка возможности доизвлечения алмазов из отвальных хвостов обогатительной фабрики 305
7.1.1. Минералогические и гранулометрические исследования проб отвальных хвостов алмазоизвлекающей фабрики 306
7.1.2. Исследование гранулометрического и минералогического состава тяжелой фракции отвальных хвостов обогащения алмазосодержащего сырья 310
7.1.3. Исследование алмазных кристаллов, извлеченных из хвостовых продуктов переработки кимберлитовых руд 314
7.2. Исследование алмазных кристаллов, извлеченных из россыпных месторождений алмазосодержащего сырья 317
7.3. Экспериментальное обоснование эффективности применения электрохимически обработанных водных систем в технологии переработки хвостов обогащения кимберлитовых руд и алмазосодержащих россыпей 321
Выводы по главе 7 326
Заключение 328
Список литературы 331
Приложения 350
