Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

применяют в крупных промышленных масштабах. На самом деле подобное сырье — источник полезных компонентов, которые ранее не использовали. Обогатительное производство из комплексных руд Ковдорского месторождения было нацелено на получение магнетитового, апатитового и бадделеитового концентратов. При этом в отходы производства попал форстерит, являющийся сырьем для огнеупоров и бетонов. Разработка технологий, в которых используется форстеритовый концентрат, полученный из отходов обогатительного производства, позволит повысить эффективность добычи вышеприведенных полезных ископаемых и уменьшить негативное воздействие лежалых отходов на окружающую среду. К неформованным материалам относятся бетонные смеси и готовые к применению массы, мертели, материалы для покрытий (в том числе торкрет-массы), некоторые виды волокнистых огнеупоров. Следует отметить, что перспективность научного направления исследований в области получения жаростойких материалов на основе серпентиновых пород была показана в работе [Orlov, Chernykh, 2016]. Авторы оценили влияние концентрации ортофосфорной кислоты на прочность, водо- и жаростойкость магнийфосфатных цементов из природных силикатов магния. Выявлены концентрации кислоты, обеспечивающие максимальные пределы прочности при изгибе и сжатии материалов, определен их фазовый состав при воздействии высоких температур. Магнийфосфатные цементы относят к экологически «чистым» связующим. Они хорошо зарекомендовали себя в технологии огнеупоров, придавая материалу прочность на этапе формирования. Другие необходимые свойства определяются заполнителем и реализуются в тепловых установках, при первичном нагревании. Цель работы — вовлечение форстеритового концентрата, полученного из отходов обогатительного производства Ковдорского ГОКа, в процесс изготовления магнийфосфатного огнеупорного и углеродсодержащего легкого бетонов. Материалы и методы Химический анализ форстеритового концентрата из отходов обогатительного производства, мас. %: MgO — 43-48; SiO 2 — 33-39; FeO — 4,4-5,3; Fe 2 Os — 0,8-5,9; CaO — 0,6-2,4; п.п.п. — 0,1-1,5. Форстерит Ковдорского железорудного месторождения, как правило, содержит от 3 до 8 молекулярных процентов Fe 2 SiO 4 . Гранулометрический состав форстеритового концентрата, мас. %: (> 0,2 мм) 1, (-0,2+0,16 мм) 7, (-0,16+0,1 мм) 48, (-0,1+0,063) 25, (-0,0630+0,05 мм) 5, (< 0,05 мм) 14. Химический состав форстеритового концентрата определяли следующими методами: SiO 2 определяли гравиметрически [ГОСТ 2642.3-2014, 2015]; MgO — по ГОСТ 2642.8-2017 [2017]; Fe 2 O 3 определяли по методике [ГОСТ 2642.5-2016, 2016]; оксид кальция — по методике [ГОСТ 2642.7-2017, 2017]. Классификацию зерен концентрата проводили по стандартной методике [ГОСТ 27707-2007, 2008]. Для получения связки использовали магний углекислый основной Mg5(CO3)4(OH)2'4H2O: 4MgCO3 Mg(OH)2 4 H 2 O + 10 H 3 PO 4 ^ 5[Mg(H2PO4)2-2H2O] + 4 CO 2 и ортофосфорную кислоту марки 12-3 ОП-4 (осч). К форстеритовому концентрату, полученному из отходов обогатительного производства Ковдорского ГОКа, для уменьшения влияния примесей и повышения огнеупорных свойств, необходимо добавлять оксид магния. В данной работе использованы отработанные магнезитовые огнеупоры (содержание MgO — до 90 %). На основании предварительного исследования было показано, что неформованные материалы обладают повышенными свойствами при использовании брикета из форстеритового концентрата. Форстеритовый концентрат измельчали в вибромельнице до фракции < 0,063 мм, отработанные магнезитовые кирпичи — в валковой дробилке до фракции 3-0,2 мм. Использован брикет следующих составов: • «1» — 60 % фракции < 0,2 мм и 15 % фракции < 0,063 мм форстерита и 25 % отработанных магнезитовых огнеупоров фракции 3-0,2 мм; Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 30-40. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 30-40. © Белогурова О. А., Саварина М. А., Шарай Т. В., 2022 31