АНАЛІЗ СУЧАСНИХ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ З ПРАКТИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ ПІДХОДІВ ДО ПОДРІБНЕННЯ МАГНЕТИТОВИХ КВАРЦИТІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-7-28Ключові слова:
магнетитові кварцити, подрібнення, валки високого тиску, магнітні властивості, наноструктурний підхід, вибухова підготовка руди, удосконалений канальний бойовик, рудопідготовкаАнотація
У статті проведено систематизований аналіз сучасних наукових досліджень у галузі подрібнення магнетитових кварцитів – одного з найбільш енергоємних процесів у циклі збагачення залізних руд. Роз- глянуто пʼять ключових напрямів: технологічний, мінералогічний, магнітомінералогічний, математично- модельний та екологічний. Встановлено, що застосування валків високого тиску (HPGR) у замкненому циклі з віброгрохотом забезпечує вищий ступінь розкриття рудних зерен при нижчих питомих витратах електроенергії порівняно з традиційним кульовим подрібненням. Показано, що тривале подрібнення супро- воджується деградацією магнітних властивостей магнетиту внаслідок порушення доменної структу- ри та часткового окиснення з утворенням маггеміту і гематиту. З позицій наноструктурного підходу обґрунтовано, що зазначена деградація є закономірним наслідком переходу мінеральних зерен у нанодіа- пазон (1–100 нм) при надмірному механічному диспергуванні. Введено в науковий обіг концепцію вибухової підготовки руди як наноструктурно орієнтованого методу попереднього диспергування – зокрема, метод удосконаленого канального бойовика (УКБ), захищений патентами України. Доведено, що підвищення інтенсивності вибухового імпульсу в 40 разів порівняно зі стандартним підриванням забезпечує попереднє мікротріщиноутворення по межах зростання зерен магнетиту і кварцу ще на стадії карʼєрних робіт, що дозволяє скоротити тривалість наступного млинового подрібнення, зберегти магнітні властивості руд- ного мінералу та зменшити екологічне навантаження на хвостосховища
Посилання
Стоялов В. В. Технологія рудопідготовки залізистих кварцитів Первомайського родовища із застосуванням валків високого тиску : дис. канд. техн. наук. Криворізький національний університет, 2024.URL: http://ds.knu.edu.ua/jspui/handle/123456789/6824
Li L., et al. Evaluating the performance of an industrial-scale high pressure grinding rolls (HPGR)-tower mill comminution circuit. Minerals Engineering. 2023. 183. 107592. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107973
Morrell S. Helping to reduce mining industry carbon emissions: A step-by-step guide to sizing and selection of energy efficient high pressure grinding rolls circuits. Minerals Engineering. 2022. 176. 107340. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107431
Caibin Wu, Junquan Lai et al. Energy saving and grinding circuit optimization in tungsten ore processing plant through high pressure grinding rolls and one stage grinding design: An industrial case study. Minerals Engineering. 2025. 224. 109228. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2025.109276
Armando F. d. V. Rodrigues, Homero Delboni Junior, Klaydison Silva. Transforming iron ore processing – Simplifying the comminution and replacing reverse flotation with magnetic and gravity separation. Minerals Engineering, 2023. 198. 108115. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108112
Ballantyne G. R., Powell M. S. Benchmarking comminution energy consumption for the processing of copper and gold ores. Minerals Engineering. 2014. 65. 109–114. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.05.017
Pedro A. Calderón Bedoya, Pablo M. Botta, María A. Fanovich. Influence of the milling materials on the mechanochemical synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. 2023. 938. 168527. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.168720
Carvalho R. M. S., et al. Synthesis of magnetite nanoparticles by high energy ball milling. Applied Surface Science. 2013. 275. 84–87. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.01.118
Jianbo Guo, Shuai Wang, Zhengbin Liu, Shuwei Wu, Wei Guan, Haoyan Zhang. Simulation and analysis of high-pressure grinding rolls performance based on DEM-PRM. Minerals Engineering. 2024. 218. 108963. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2024.109039
Campos T. M. B., et al. Modeling comminution of iron ore concentrates in industrial-scale HPGR. Powder
Technology. 2021. 383. 244–255. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.12.075
Luis Felipe dos Santos Lara, Gustavo Filemon Costa Lima, Laís Resende, Augusto Cesar da Silva Bezerra. Recent advances and perspectives of eco-efficient building materials from iron ore tailing: characterization, performance, and consumption. Journal of Cleaner Production. 2025. 499. 145091. https://
doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145488
Nielsen K., Malvik T. Grindability enhancement by blast-induced microcracks. Powder Technology. 1999. 105(1–3). 52–56. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(99)00117-5
Amir Khademian, Raheb Bagherpour (2017). Alteration of grindability of minerals due to applying different explosives in blasting operation. Minerals Engineering, 111, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.06.016
Губіна В. та ін. Мінеральні та фізико-хімічні зміни магнетитових кварцитів Валявкинського та Ново-
криворізького родовищ Кривбасу в процесах їх переробки. Вісник Київського національного універси-
тету імені Тараса Шевченка. Геологія. 2024. 1(104). 36-48. DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2713.104.05
Лавриненко О. М. та ін. Потенційний вплив продуктів диспергування магнетитових кварцитів на довкілля. Вісник НТУУ «КПІ». Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2022. № 3. 85–93. DOI: https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2022.265364
Верховцев В. Г., Покалюк В. В., Губіна В. Г. та ін. Зміни магнітних властивостей магнетитових кварцитів Інгулецького родовища Кривбасу в процесі збагачення. Геохімія техногенезу. № 7. 42-46. DOI:https://doi.org/10.32782/geotech2022.35.07
Антоненко Т., Снісар В., Овсієнко В. Окиснення мінеральної фази магнетиту в процесі механічного подрібнення. Scientific Collection «InterConf». 2024. № 188. С. 344–347. URL: https://archive.interconf. center/index.php/conferenceproceeding/article/view/5428
Білецький В. С., Олійник Т. А., Смирнов В. О., Скляр Л. В. Основи техніки та технології збагачення корисних копалин : навч. посіб. Київ : Ліра-К, 2020. 634 с.
Олійник Т. А., Невзоров В. В. Аналіз математичних моделей розділення матеріалу за крупністю з урахуванням властивостей обладнання, характеристик матеріалу та умов процесу грохочення. Геотехнічна механіка. 2024. Вип. 171. С. 47–58. DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2025-2(96)-259-272
Yadav T. P., Yadav R. M., Singh D. P. Mechanical Milling: a Top Down Approach for the Synthesis of Nanomaterials and Nanocomposites. Nanoscience and Nanotechnology. 2012. Vol. 2, No. 3. P. 22–48. DOI: https://doi.org/10.5923/j.nn.20120203.01
Joy J. та ін. Recent Developments on the Synthesis of Nanocomposite Materials via Ball Milling Approach for Energy Storage Applications. Applied Sciences. 2022. Vol. 12. P. 9312. DOI: https://doi.org/10.3390/app12189312
Zahid M. S., Alabdullah F. A., Bassyouni M. Sustainable Approaches to Nanomaterial Synthesis Using Mechanical Grinding Methods. International Journal of Industry and Sustainable Development. 2026. Vol. 7, No. 1. DOI: https://doi.org/10.21608/ijisd.2026.446142.1094
Гапоненко К. А., Бровко Д. А., Андрєєв Б. М., Кононенко В. В., Хворост В. В., Гапоненко Р. К., Олійник Т. А. Спосіб формування свердловинного заряду вибухової речовини. Патент на корисну модель №158695. МПК F42D 1/02, F42D 1/08, F42D 3/04, F42B 1/01, F42B 3/08, F42B 3/16, F42B 3/18. Номер заявки u 2024 04579. Дата подання заявки 23.09.2024. Дата опублікування 05.03.2025, Бюл.№10. 4 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
