Диссертация на соискание ученой степени доктора
геолого-минералогических наук. Москва, 2016. 429 с.
Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения.
Работа выполнена на кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки им. В. М. Крейтера инженерного факультета Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования Российского университета дружбы народов (РУДН)
Цель работы: Выявить условия фосфогенеза в начале эдиакарской эпохи фосфатонакопления. Доказать, что специфической особенностью его было формирование своеобразных конкреционно-слойковых афанитовых фосфоритов, месторождения которых следует рассматривать в качестве потенциально промышленного самостоятельного генетического типа. Предложить на уровне, подготовленном для практического использования, принципиально новые экологически безопасные, эффективные методы обогащения фосфоритов и утилизации отходов их переработки.
Научная новизна. Выделен самостоятельный потенциально-промышленный генетический тип месторождений - афанитовых фосфоритов. Разработана их модельная конструкция, на основе которой установлены факторы, контролирующие размещение месторождений по площади и разрезу и, следовательно, таким образом, получен инструмент для проведения средне- и крупномасштабных прогнозно-поисковых работ месторождений данного типа. Впервые обнаружено присутствие в древних фосфоритах фосфорорганических соединений. Выявлены процессы вторичных изменений фосфоритов, последовательность и масштабность их протекания; показано, что они являются важнейшими факторами, определяющими эффективность применения технологических способов и схем обогащения фосфоритов руд. Разработан до уровня практического использования новый экологически чистый и эффективный метод микробиологического обогащения фосфоритов, способный успешно решать задачи по очистке и извлечению фосфата из разных типов руд, концентратов и хвостов обогащения. Установлены процессы, контролирующие результаты микробиальной «атаки» минерального вещества фосфоритовых руд при их обогащении методами биогеотехнологии, что позволяет целенаправленно изменять технологические параметры режимов обогащения. Дано теоретическое обоснование процессов преобразования вещества фосфатных отходов при их утилизации методом прессования. Доказано, что под воздействием динамических нагрузок происходит неоднократная трансформация фосфатно-сульфатного вещества из кристаллического в аморфное состояние, сопровождающаяся атомарно – ионными перегруппировками в его структуре и изменением прочностных и других физических свойств материалов, получаемых из перерабатываемых отходов.
Практическая ценность и реализация работы. Впервые разработана и проведена геолого-технологическая типизация руд ОХФБ; отобраны их многотонажные пробы, по результатам изучения обогатимости которых составлялись временные и постоянные кондиции для подсчета запасов разведанных месторождений бассейна. Выявлены влияние вторичных изменений руд на эффективность методов обогащения. Установлены закономерности локализации фосфоритовых залежей, имеющие прикладное значение для поисковых и разведочных работ. Даны рекомендации по поискам фосфоритов в пределах ОХФБ и других районах Сибири (Боксон-Сархойский и Ильчирский синклинории, западный склон Анабарского щита, север Енисейского кряжа, Игарский район, Патомское нагорье, Иркутский амфитеатр). Материалы
диссертации вошли в «Исходные данные для ТЭО перспектив развития региона», учтены при доработке геологической карты м-ба 1:200 000 и объяснительной записке к ней, использовались в отчетах партий ПГО «Бурятгеология», а также в ряде заключений экспертных комиссий Министерства геологии бывшего СССР. Разработан до уровня практического применения новый экологически чистый и эффективный метод микробиологического обогащения фосфоритов, способный успешно решать задачи по очистке и извлечению фосфата из разных типов фосфоритных руд, концентратов и хвостов обогащения. Подтверждены широкие возможности метода прессования для утилизации фосфогипсовых отходов фосфатного производства.
Защищаемые положения.
Из эдиакарской эпохи фосфатонакопления выделяется начальный ее этап, когда единственный раз в истории Евразии сложились условия, при которых процессы диагенеза были самодостаточными для формирования промышленных скоплений конкреционно-слойковых афанитовых фосфоритов – уникальных природных образований, возникших при массовой фосфатизации осадков.
Месторождения афанитовых фосфоритов – это самостоятельный генетический тип промышленных скоплений руд, поскольку по важнейшим классификационным параметрам – генетическому, палеотектоническому, фациальному и геохимическому они принципиально отличаются от месторождений других фосфоритов.
Современные технологии обогащения фосфоритного сырья исчерпали свои возможности. Они не способны дать толчок к повышению рентабельности разрабатываемых и подготовленных к отработке месторождений. Принципиально новые перспективы открывают методы биогеотехнологии, которые позволяют эффективно и экологически безопасно извлекать минеральные компоненты из руд, концентратов и хвостов обогащения под воздействием микроорганизмов или продуктов их метаболизма.
Среди отходов фосфатных предприятий львиная доля приходится на техногенный фосфогипс, утилизацию грандиозных отвалов которого сдерживает отсутствие эффективных перерабатывающих технологий. Метод прессования фосфогипса, имитирующий динамометаморфический процесс низких ступеней, открывает широкие возможности по использованию получаемого искусственного гипсового камня, не уступающего по свойствам природным аналогам. От последних новообразованный гипс отличается структурно-вещественными параметрами, что также способствует успешному применению переработанного фосфогипса.
Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения.
Работа выполнена на кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки им. В. М. Крейтера инженерного факультета Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования Российского университета дружбы народов (РУДН)
Цель работы: Выявить условия фосфогенеза в начале эдиакарской эпохи фосфатонакопления. Доказать, что специфической особенностью его было формирование своеобразных конкреционно-слойковых афанитовых фосфоритов, месторождения которых следует рассматривать в качестве потенциально промышленного самостоятельного генетического типа. Предложить на уровне, подготовленном для практического использования, принципиально новые экологически безопасные, эффективные методы обогащения фосфоритов и утилизации отходов их переработки.
Научная новизна. Выделен самостоятельный потенциально-промышленный генетический тип месторождений - афанитовых фосфоритов. Разработана их модельная конструкция, на основе которой установлены факторы, контролирующие размещение месторождений по площади и разрезу и, следовательно, таким образом, получен инструмент для проведения средне- и крупномасштабных прогнозно-поисковых работ месторождений данного типа. Впервые обнаружено присутствие в древних фосфоритах фосфорорганических соединений. Выявлены процессы вторичных изменений фосфоритов, последовательность и масштабность их протекания; показано, что они являются важнейшими факторами, определяющими эффективность применения технологических способов и схем обогащения фосфоритов руд. Разработан до уровня практического использования новый экологически чистый и эффективный метод микробиологического обогащения фосфоритов, способный успешно решать задачи по очистке и извлечению фосфата из разных типов руд, концентратов и хвостов обогащения. Установлены процессы, контролирующие результаты микробиальной «атаки» минерального вещества фосфоритовых руд при их обогащении методами биогеотехнологии, что позволяет целенаправленно изменять технологические параметры режимов обогащения. Дано теоретическое обоснование процессов преобразования вещества фосфатных отходов при их утилизации методом прессования. Доказано, что под воздействием динамических нагрузок происходит неоднократная трансформация фосфатно-сульфатного вещества из кристаллического в аморфное состояние, сопровождающаяся атомарно – ионными перегруппировками в его структуре и изменением прочностных и других физических свойств материалов, получаемых из перерабатываемых отходов.
Практическая ценность и реализация работы. Впервые разработана и проведена геолого-технологическая типизация руд ОХФБ; отобраны их многотонажные пробы, по результатам изучения обогатимости которых составлялись временные и постоянные кондиции для подсчета запасов разведанных месторождений бассейна. Выявлены влияние вторичных изменений руд на эффективность методов обогащения. Установлены закономерности локализации фосфоритовых залежей, имеющие прикладное значение для поисковых и разведочных работ. Даны рекомендации по поискам фосфоритов в пределах ОХФБ и других районах Сибири (Боксон-Сархойский и Ильчирский синклинории, западный склон Анабарского щита, север Енисейского кряжа, Игарский район, Патомское нагорье, Иркутский амфитеатр). Материалы
диссертации вошли в «Исходные данные для ТЭО перспектив развития региона», учтены при доработке геологической карты м-ба 1:200 000 и объяснительной записке к ней, использовались в отчетах партий ПГО «Бурятгеология», а также в ряде заключений экспертных комиссий Министерства геологии бывшего СССР. Разработан до уровня практического применения новый экологически чистый и эффективный метод микробиологического обогащения фосфоритов, способный успешно решать задачи по очистке и извлечению фосфата из разных типов фосфоритных руд, концентратов и хвостов обогащения. Подтверждены широкие возможности метода прессования для утилизации фосфогипсовых отходов фосфатного производства.
Защищаемые положения.
Из эдиакарской эпохи фосфатонакопления выделяется начальный ее этап, когда единственный раз в истории Евразии сложились условия, при которых процессы диагенеза были самодостаточными для формирования промышленных скоплений конкреционно-слойковых афанитовых фосфоритов – уникальных природных образований, возникших при массовой фосфатизации осадков.
Месторождения афанитовых фосфоритов – это самостоятельный генетический тип промышленных скоплений руд, поскольку по важнейшим классификационным параметрам – генетическому, палеотектоническому, фациальному и геохимическому они принципиально отличаются от месторождений других фосфоритов.
Современные технологии обогащения фосфоритного сырья исчерпали свои возможности. Они не способны дать толчок к повышению рентабельности разрабатываемых и подготовленных к отработке месторождений. Принципиально новые перспективы открывают методы биогеотехнологии, которые позволяют эффективно и экологически безопасно извлекать минеральные компоненты из руд, концентратов и хвостов обогащения под воздействием микроорганизмов или продуктов их метаболизма.
Среди отходов фосфатных предприятий львиная доля приходится на техногенный фосфогипс, утилизацию грандиозных отвалов которого сдерживает отсутствие эффективных перерабатывающих технологий. Метод прессования фосфогипса, имитирующий динамометаморфический процесс низких ступеней, открывает широкие возможности по использованию получаемого искусственного гипсового камня, не уступающего по свойствам природным аналогам. От последних новообразованный гипс отличается структурно-вещественными параметрами, что также способствует успешному применению переработанного фосфогипса.