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

представляют наполнители, полученные из природных минеральных концентратов [Патент 2197430; Технология..., 2004]. Изначально такие наполнители обладают высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, имеют композиционный состав, включающий типичные для наполнителей соединения, и их передел в готовый продукт может быть осуществлен по достаточно простой энергосберегающей технологии. В статье рассмотрены технологические аспекты получения наполнителей для строительных материалов из некондиционных титансодержащих отходов обогащения апатитонефелиновых руд, в частности, из так называемого чернового сфенового концентрата (ЧСК). Сфеновый концентрат получается из пенного продукта нефелиновой флотации. Однако помимо сфена в нем содержатся примеси апатита, нефелина, эгирина, а также полевые шпаты, для получения чистого сфенового концентрата требуется кислотная очистка. Основной операцией, которая выбрана авторами для изучения и дальнейшего ее применения при проведении запланированных исследований, является измельчение твердого материала и использование достигнутого эффекта для получения композиционного минерального продукта (далее наполнителя) различного назначения. Это обосновывается тем, что дисперсность применяемого в строительной индустрии продукта является главным показателем его технических и эксплуатационных свойств [Курлов, Гусев, 2007]. В случае если полученный наполнитель будет использоваться в строительных материалах, его дисперсность может изменяться в широких пределах, в зависимости от назначения, например, для введения в состав тротуарной плитки или в специальный покрывной материал для детских и спортивных площадок используется наполнитель с размером частиц от 20 до 200 мкм, в составе строительной краски или грунтовки — 2-10 мкм. При использовании наполнителя в процессах очистки жидких стоков и воды требуется продукт с высокой удельной поверхностью. Изучению процесса измельчения твердых материалов, в том числе минеральных концентратов, посвящено достаточно много работ [Калинкин, 2007; Гидроксид т и т а н а ., 2020; Morphological..., 2020]. В них в основном освещаются научные аспекты механохимической активации, имеющей место при интенсивном измельчении [Патент 2613509; Avvakumov et al., 2009]. При измельчении твердых тел происходит поглощение ими подводимой механической энергии и накопление ее в потенциальной форме. При измельчении под действием внешних сил материал сначала претерпевает объемное деформирование и только после этого при определенном механическом усилии он разрушается [Болдырев, 1983]. Практическая сторона вопроса, связанная с использованием эффекта тонкого измельчения в технологии получения новых видов минеральной продукции, обсуждается недостаточно полно. Задача настоящих исследований состояла в изучении влияния различных методов измельчения на морфологию частиц чернового сфенового концентрата, на их оптические и химические свойства с целью использования эффекта механоактивации в технологии получения материала для строительных нужд и экологии. Экспериментальная часть и обсуждение результатов При изучении изменения поверхностных свойств исходного и диспергированного в измельчителях различного типа (планетарные, шаровые и вибрационные мельницы) использовали ЧСК, содержащий, мас. %: 56-60 — минерала сфена (СаSiTiO5); 25-26 — эгирина (NaFe(Si 2 O 6 )); 10-12 — нефелина (KNa 3 (AlSiO 4 ) 4 ); 6-7 — апатита (Ca 10 (PO 4 ) 6 (F,OH) 2 ), предоставленный ОАО «Апатит» из старых запасов [Маслова, Герасимова, 2004]. Черновой сфеновый концентрат представлен на фото (рис. 1), размер частиц исходного концентрата — 1-1,5 мм. Основой технологии переработки ЧСК является метод тонкого измельчения (показатель твердости исходного материала примерно равен 6-6,5 по шкале Мооса) на различных мельницах (рис. 2). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 41-49. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 41-49. © Герасимова Л. Г., Щукина Е. С., Кузьмич Ю. В., Киселев Ю. Г., 2022 42