У дисертації, що є закінченою науково-дослідною роботою, вирішено актуальне науково-практичне завдання, що полягає в розробленні технології комплексного збагачення жовнових фосфоритових руд на основі вивчення структури води при змочуванні й закріпленні бульбашки на мінеральній поверхні, гідратації іонів, зміни поверхневої енергії, ентропії, термодинамічних властивостей поверхні мінералів при флотаційно – хімічному збагаченні сировини. Основні наукові та практичні результати роботи полягають у наступному. 1. На підставі аналізу сучасного стану, промислової практики збагачення, напрямів розвитку технологічних схем збагачення жовнових фосфоритових руд показано, що для тонкокристалічного і дисперсного вкраплення в пелітоморфній глинистій масі фосфатів доцільне застосування методів флотаційного і хімічного збагачення. 2. Вивчення речовинного складу руд Волинської і Донецької областей дозволило віднести руду ділянки «Вижевська» Волинської області, сидерит-кварц-глауконітовий пісковик Південно – Осиковського родовища до сировини з низьким карбонатним модулем – менше 1, а фосфоровміщуючий кварц-вапняковий пісковик Ново – Амвросіївської ділянки – з високим карбонатним модулем – 1,95. 3. При розробленні технології збагачення фосфоритових руд України вирішені такі теоретичні питання: – розраховані зміни величини енергії змочування Д Gзмоч: доломіту і кальциту 136,8та -122,9 кДжМмоль-1К-1, франколіту – 107,9 кДжМмоль-1К-1, що дозволило віднести мінерали магнію і кальцію до речовин з добре змочуваною поверхнею, а мінерал фосфору – до речовини з погано змочуваною поверхнею. Це зумовило необхідність активації поверхні франколіту за допомогою реагентів або термохімічними методами, для створення оптимальних умов селективного розділення мінералів при флотації; – вивчені зміни крайових кутів змочування в інтервалі температур від 1 до 60С на зразках з гідрофільною, гідрофобною поверхнею і на мінералах доломіту, кальциту і франколіту. При цьому встановлено, що в гідрофільних поверхнях спочатку більше впливає розпушування гідратного шару, а потім структурні зміни води. У разі гідрофобних поверхонь, навпаки, спочатку сильніше впливає розпушування структури в об'ємі рідини, а потім – гідратного шару. Це дозволило визначити умови проведення технологічного процесу; – виявлені закономірності дозволили запропонувати кінетичну модель флотації франколіту, що враховує енергетичний бар'єр каркаса води і енергію поверхневого натягу на межі розділу трьох фаз, які визначили оптимальний час флотації; – обґрунтовано, що для отримання кондиційних продуктів з руди з високим карбонатним модулем, необхідна термохімічна активація поверхні франколіту. 4. Встановлено параметри флотаційного і хімічного збагачення фосфоритів, які підвищують селективність і ефективність процесу: швидкість розкладення франколіту – 32М10 -2 г/л, доломіту – 7,5М10-2 г/л і кальциту – 73М10-2 г/л; зміна властивостей твердих фаз зі збільшенням тривалості взаємодії фосфатних руд з кислотами, час оброблення кислотою фосфатних концентратів і частоту обертання мішалки; фільтруючі властивості фосфоритів, дисперсність сировини і спосіб знемагнювання; кристалохімічні властивості знемагнюванних фосфоритів. 5. Вивчена поведінка фосфоритових продуктів при термічному обробленні, проведено термодинамічний аналіз і розраховано рівноважний склад концентратів у діапазоні температур 400-1700С, що дозволило визначити температуру переходу фосфору в газову фазу (1170-1240С) і умови утворення трикальційфосфату. 6. Результати лабораторних досліджень підтвердили теоретичні положення і дозволили визначити оптимальні умови флотації для руд з малим і високим карбонатним модулем. У результаті збагачення з руд з карбонатним модулем 0,09-0,53 отримані концентрати з масовою часткою Р2О5 від 21,6 до 24,5% при вилученні від 88,2 до 67,9%; з карбонатним модулем 1,95 - з масовою часткою Р2О5 від 11,2 до 14,0% при вилученні від 64,3 до 93,0 %. Виявлено негативний вплив низьких температур суспензії взимку при якому вилучення оксиду фосфору в концентрат не перевищувало 15,5 %, а якість концентратів не відповідала технічним умовам. 7. При розробленні технології комплексного збагачення малокарбонатних і висококарбонатних руд встановлено : – специфічне явище взаємного проростання глауконітових, карбонатних і фосфатних мінералів, дрібнодисперсне вкраплення фосфатів і вміст мінералів з близькими фізико-хімічними властивостями обгрунтовує застосування флотаційних методів збагачення. Високий вміст карбонатів у рудах робить неможливим отримання стандартних добрив, що визначає необхідність хімічного збагачення фосфоритових руд; – особливості активації поверхні мінералів, їх поведінка при різних температурних режимах впливають на вибір технологічних режимів хімічної переробки фосфорвміщуючих концентратів. При використанні термооброблення флотаційних концентратів, отриманих з руд, що мають невисокий карбонатний модуль, фосфор переходить у конденсовану фазу у вигляді трикальційфосфату, який рекомендується далі направляти на виробництво складних добрив. При термообробці руд з високим карбонатним модулем неможливо отримати концентрати з масовою часткою оксиду фосфору більше 30% без активації поверхні мінералів. Активація поверхні мінералів сірчаною кислотою дозволяє не тільки змінити властивості поверхні, а також підвищити швидкість фільтрування фосфоритів у 20-25 разів. Утворений при цьому гіпс рекомендовано використовувати в будівництві, а фосфоровміщуючі концентрати – для отримання суперфосфатів. При хімічному збагачення концентратів відбувається концентрування рідкоземельних елементів з 0,05 до 0,2%. 8. У напівпромислових умовах напрацьована партія концентратів, на яку отримано позитивний висновок Придніпровського хімзаводу про придатність для отримання фосфоритового борошна третього сорту, амофосу другого сорту і вилучення рідкоземельних елементів (ітербій і лантан). Отримані концентрати за вмістом РЗЄ кращі ніж аналоги, що надходять в Україну за показниками біобезпеки. 8. Отримано вихідні дані для проектування збагачувальної установки. Визначено, що строк окупності підприємства продуктивністю 200 тис т/рік вихідної сировини, при умові реалізації продукції за цінами світового ринку складає 5 років Основні положення і результати дисертації викладено в публікаціях:: 1. Олейник Т.А., Скляр Л.В., Дзюба О.И. Особенности обогащения желваковых фосфоритовых руд Украины // Сборник научных трудов Национального горного университета.- Днепропетровск: НТУ.– 2005.– № 23.- С. 242-246. 2. Олейник Т.А., Скляр Л.В., Дзюба О.И. Особенности обогащения желваковых фосфоритовых руд Украины и переработка фосфорсодержащих концентратов // Матеріали міжнародної конференції. – Днепропетровск: НТУ.– 2005. - том 3.- С.201-206. 3. Олійник Т.А., Скляр Л.В., Дзюба О.І., Татаринов Ф.Г. Особливості збагачення жовнових фосфоритових руд України та переробка фосфорвміщуючих концентратів // Новое в технологии, технике и переработке минерального сырья.- Кривой Рог.– 2005.- С. 93-103. 4. Олійник Т.А., Скляр Л.В. Перспективы развития сырьевой базы фосфора Украины // Вісник Криворізького технічного університету.– Кривий Ріг: КТУ.– 2006.– №11.-С.34-38. 5. Скляр Л.В. Особенности флотации фосфора из желваковых фосфоритовых руд // Разработка рудных месторождений: Науч.-техн. сб.– Кривий Ріг: КТУ.- Вып.90.– 2006.– С.96-100. 6. Олейник Т.А., Скляр Л.В., Влияние температуры на смачиваемость минералов желваковых фосфоритових руд // Вісник Криворізького технічного університету.– Кривий Ріг: КТУ.– 2006.– №14.– С.60-64. 7. Олейник Т.А., Дзюба О.И., Скляр Л.В. Термохимическая переработка фосфоритовых концентратов. // Новое в технологии, технике и переработке минерального сырья.- Кривой Рог.– 2006.- С.51-59.93-103. Особистий внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві: [1] – дослідження речовинного складу фосфорвміщуючих руд та розроблення технології отримання концентратів для виготовлення фосфоритового борошна і термічного перероблення фосфоритових концентратів; [2] – проведення оцінки отриманих фосфоритових концентратів для виділення добрив, виконання термодинамічного розрахунку фосфорвміщуючих систем; [3] – виконання теоретичних і експериментальних досліджень; [4]- виконання аналізу існуючих методів теоретичних досліджень; [5] – вивчені технологічні властивості жовнових фосфоритових руд; [6] – проведення досліджень по зміненню змочування поверхні мінералів жовнових фосфоритових руд водою в залежності від температури; [7] –проведення досліджень по термічній обробці флотаційних концентратів з жовнових руд Волинської області, Ново-Амвросіївської ділянки, Південно - Осиковського –родовища та встановлено закономірності процесу. | 