Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, Россия

А. Е. Пелевин, проф., д-р техн. наук, доцент, a-pelevin@yandex.ru

Целью работы явилась оценка возможности получения высококачественных ильменитовых концентрата из отходов переработки минерального сырья. При исследованиях использованы экологически безопасные низкозатратные схемы обогащения без применения дополнительного измельчения. Схемы включали операциитонкого гидравлического грохочения, магнитного, гравитационного, электрического обогащения. При переработке лежалых хвостов Кусинской обогатительной фабрики получен ильменитовый концентрат с массовой долей TiO₂ равной 48,59 % при выходе 2,81 % и извлечении TiO₂ равном 36,03 %. Обогащение хвостов Качканарского ГОКа показало возможность получения высококачественного ильменитового концентрата с массовой долей 48,47–48,66 % TiO₂. При обогащении проб хвостов Красноуральской обогатительной фабрики получен низкокачественный концентрат с массовой долей 41,25 % TiO₂. Выходы ильменитовых концентратов составили 0,31–0,47 % TiO₂. Пониженный выход концентратов обусловлен низкой массовой долей ильменита в титаномагнетитовых рудах, перерабатываемых на Качканарском ГОКе и на Красноуральской обогатительной фабрике. Россыпные месторождения благородных металлов часто содержат ильменит. После извлечения благородных металлов из россыпных месторождений можно из отходов получать титансодержащий концентрат. Исследования показали техническую возможность извлечения титана из отходов обогащения ильменит-титаномагнетитовых, титаномагнетитовых руд и россыпных месторождений.

1. Садыхов Г. Б. Фундаментальные проблемы и перспективы использования титанового сырья в промышленности // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 3–4. С. 178–194.
2. Котова О. Б., Ожогина Е. Г., Понарядов А. В. Технологическая минералогия: развитие комплексной оценки титановых руд (на примере Пижемского месторождения) // Записки Горного института. 2022. Т.256. С. 632–641.
3. Макеев А. Б., Брянчанинова Н. И., Красоткина А. О. Уникальные титановые мес то рожде ния Тимана: проблемы генезиса и возраста // Записки Горного института. 2022. Т. 255. С. 275–289.
4. Кузин Е. Н., Мокрушин И. Г., Кручинина Н. Е. Исследование процесса термической обработки кварц-лейкоксенового концентрата // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 2. С. 30–42.
5. Xiayu Zheng, Li Du, Shuangjia Li, Zihang Jing, Dongfang Lu, Keyan Jia, Kadir Cadiere, Bingyao Peng, Yuhua Wang. A novel method for efficient recovery of ilmenite by high gradient magnetic separation coupling with magnetic fluid // Minerals Engineering. 2023. Vol. 202. 108279.
6. Liren Han, Zhiyong Cheng, Dongfang Lu. Separation analysis of new magnetic separator for pre-concentration of ilmenite particles // Minerals. 2022. Vol. 12, Iss. 7. 837.
7. Pan Yu, Zhan Ding, Yongchao Miao, Jiaqiao Yuan, Anmei Yu, Yanyu Tang, Shuming Wen, Shaojun Bai. Synergism mechanism of the combined NaOL-SDBS collector at solid-liquid interface and its response to flot ation separation of ilmenite from pyroxene // Surfaces and Interfaces. 2024. Vol. 51. 104760.
8. Булатов К. В., Газалеева Г. И., Мушкетов А. А., Сопина Н. А. Разработка технологии получения железного концентрата из медно-титаномагнетитовых руд Волковского месторождения // Обогащение руд. 2021. № 5. С. 27–32.
9. Газалеева Г. И., Шихов Н. В., Со пина Н. А., Мушкетов А. А. Современные тенденции переработки титансодержащих руд // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2015. № 12. С. 30–36.

10. Демидов И. В., Дмитриев С. В., Иванов К. С., Мезенин А. О. К развитию теории сухой магнитной и электростатической сепарации // Обогащение руд. 2018. № 6. С. 33–37.
11. Азбель Ю. И., Дмитриев С. В., Мезенин А. О., Бухаров М. И. Разработка технологической схемы получения товарного ильменитового продукта из чернового концентрата Буткинского ГОКа // Обогащение руд. 2015. № 1. С. 14–17.
12. Булатов К. В., Газалеева Г. И., Шихов Н. В., Назаренко Л. Н. Разработка схемы обогащения титан-циркониевых песков месторождения Шокаш, Северный Казахстан // Обогащение руд. 2023. № 6. С. 3–8.
13. Кузин Е. Н., Кр учи нина Н. Е., Галактионов С. С., Краснощеков А. Н. Нейтрализация сернокислых растворов при комплексной переработке диопсидсодержащих отходов обогащения // Обогащение руд. 2019. № 4. С. 38–43.
14. Пелевин А. Е. Корнилков С. В., Дмитриев А. Н., Багазеев В. К. Повышение качеств а магнетитовых концентратов при раздельном обогащении природных типов и разновидностей железных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11-1. С. 306–317.
15. Dmitriev A. N., Vitkina G. Yu., Petukhov R. V., Kornilkov S. V., Pelevin A. E., Fishman F. Ya., Sapozhnikova T. V. The Characteristic of Ores and Concentrates of the Open Society “EVRAZ KGOK” // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 834-836. pp. 364–369.
16. Yongchao Miao, Shuming Wen, Qicheng Feng, Shaojun Bai. Co-adsorption mechanism of NaOL/OHA mixed collectors and its contribution to surface hydrophobicity of micro-fine ilmenite: An experimental and molecular dynamics simulation study // Journal of Molecular Liquids. 2024. Vol. 411. 125689.
17. Jihua Zhai, Pan Chen, Hongbin Wang. Green flotation of ilmenite with bio-based sophorolipid: New insights into the effects of temperature on interfacial adsorption // Minerals Engineering. 2025. Vol. 234. 109742.
18. Jiaqiao Yuan, Xiang Gong, Hongyu Lu, Wei Jiang, Hao Lai, Shuming Wen, Shaojun Bai, Dandan Wu. Adsorption mechanism of a novel collector (2-ethylhexyl) phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester for selective flotation separation of ilmenite from titanaugite // Minerals Engineering. 2025. Vol. 228. 109340.
19. Dündar H. Investigating the benefits of replacing hydrocyclones with high-frequency fine screens in closed grinding circuit by simulation // Minerals Engineering. 2020. Vol. 148. 106212.
20. Shuaiping Shen, Zhitao Yuan, Jiongtian Liu, Qingyou Meng, Haiqing Hao. Pre-concentration of ultrafine ilmenite ore using a superconducting magnetic separator // Powder Technology. 2020. Vol. 360. pp. 1–9.
21. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем сепарации в переменном магнитном поле // Черные металлы. 2021. № 5. С. 4–9.
22. Kuskov V. B., Lvov V. V., Yushina T. I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. pp. 4–8.
23. Пелевин А. Е. Получение гематитового концентрата из гематитмагнетитовых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 3-1. С. 422–430.
24. Zhita Yuan, Xuan Zhao, Jiwei Lu, Hong Lv, Lixia Li. Innovative preconcentration technology for r ecovering ultrafine ilmenite using superconducting high gradient magnetic separator // International Journal of Mining Science and Technology. 2021. Vol. 31, Iss. 6. pp. 1043–1052.
25. Romeijn T., Behrens M., Paul G., Wei D. Experimental analysis of water and slurry flows in gravity-driven helical mineral // Powder Technology. 2022. Vol. 405. 117538.
26. Guichuan Ye, Qingxiang Liu, Liqiang Ma, Xianshu Dong. CFD-DEM investigation of fluid and particle motion behaviors in initial stage of spiral separation process at low solids concentration // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2023. Vol. 44. Iss. 7. pp. 475–480.
27. Yan X., Wang H., Peng Z., Hao J., Zhang G., Xie W., He Y. Triboelectric properties of ilmenite and quartz minerals and investigation of triboelectric separation of ilmenite ore // International Journal of Mining Science and Technology. 2018. Vol. 28, Iss. 2. pp. 223–230.
28. Chelgani S. C., Neisiani A. A. Electrostatic Separation // Dry Mineral Processing. Springer Cham, 2022. pp. 91–123.
29. Вайсберг Л. А., Кононов О. В., Устинов И. Д. Основы геометаллургии. – СПб: Русская коллекция, 2020. – 376 с.
30. Фоминых В. Г., Краева Ю. П., Ларина Н. В. Петрология и рудогенезис Качканарского массива. – Свердловск: Изд-во РИСО УНЦ АН СССР. 1987. – 180 с.
31. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем применения сепарации в повышенном магнитном поле // Чёрные металлы. 2022. № 1. С. 31–36.