Механизмы лазерного воздействия на ультрадисперсные минеральные среды
Г.Г. Капустина1, Н.А. Леоненко2
1 ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»
2 Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное структурное подразделение ФГБУН «Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.621
Оригинальная статья
Аннотация: Разработка современных технологий комплексного извлечения ценных компонентов из труднообогатимых руд и техногенных месторождений возможна на базе новейших достижений фундаментальных наук, комбинировании физико-химических, обогатительных и металлургических процессов. В работе описаны результаты по воздействию лазерного излучения на минеральные образцы с ультрадисперсным «неизвлекаемым» золотом из иловых прудов-отстойников россыпных месторождений Дальнего Востока. Объектом исследований является воздействие источника непрерывного лазерного излучения на образцы минералов, объектов аллювиальных отложений, содержащих субметрические и наноразмерные формы золота, не извлекаемые традиционными гравитационными методами. Цель работы заключалась в исследовании процессов взаимодействия лазерного излучения с дисперсными минеральными средами, содержащими ультрадисперсное золото, и определение условий агломерации ультрадисперсного золота. Электронно- микроскопические изображения образцов получены с помощью микроскопа «LEO EVO 40HV» (Carl Zeiss, Германия), оснащённом энергодисперсионным анализатором «INCA-ENERGY». Предложена
модель, описывающая процессы на границе гетерогенных фаз. Анализ обнаруженного эффекта агломерирования золота позволил сформулировать технические решения, которые были отражены в патентах на изобретения.
Ключевые слова: лазерно-индуцированный, ультрадисперсный, коллоидно-ионное, золото, золотосодержащие минеральные продукты, структурное упорядочение, сканирующая электронная микроскопия.
- Капустина Галина Григорьевна – старший преподаватель, кафедры физики, ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»
- Леоненко Нина Александровна – к.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук – обособленное структурное подразделение ФГБУН «Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук»
Ссылка на статью:
Капустина, Г.Г. Механизмы лазерного воздействия на ультрадисперсные минеральные среды / Г.Г. Капустина, Н.А. Леоненко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 621-631. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.621.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Бунин, И.Ж. Изменение морфологии поверхности, микротвердости и физико-химических свойств природных минералов при воздействии диэлектрического барьерного разряда / И.Ж. Бунин, В.А. Чантурия, М.В. Рязанцева и др. // Известия российской академии наук. Серия физическая. – 2020. – Т. 84. – № 9. – С. 1355-1358. DOI: 10.31857/S0367676520090094.
2. Бахарев, С.А. Акустическая технология дополнительного извлечения металла, в том числе из песков техногенных россыпных месторождений / С.А. Бахарев // Горный информационно-аналитический бюллетень, МГГУ. – 2005. – № 9. – С. 333-338.
3. Курец, В.И. Электроимпульсная дезинтеграция материалов / В.И. Курец, А.Ф. Усов, В.А. Цукерман. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2002. – 324 c.
4. Петров, В.М. Новые применения радиоэлектроники: Разупрочнение горных пород мощным электромагнитным полем СВЧ / В.М. Петров // «ИНФОРМОСТ» – «Радиоэлектроника и Телекоммуникации». – 2002. – № 3 (21). – С. 49-55.
5. Усов, А.Ф. Научно-инновационный потенциал электроимпульсного способа дезинтеграции для переработки минерального сырья / А.Ф. Усов, В.А. Цукерман // Горный информационно-аналитический бюллетень, МГГУ. – 2007. – № 8. – С. 243-248.
6. Чантурия, В.А. Инновационные технологии переработки техногенного минерального сырья / В.А. Чантурия, В.Е. Вигдергауз // Горный журнал. – 2008. – № 6. – С. 71-74.
7. Чантурия, В.А. Модели процессов дезинтеграции и вскрытия минеральных сред при высокоимпульсных (pulsed power) воздействиях / В.А. Чантурия, И.Ж. Бунин, А.Т. Ковалев // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2005. – № 9. – С. 326-332.
8. Чантурия, В.А. О механизмах диссипации энергии мощных наносекундных импульсов в природных минералах-полупроводниках (магнитный пинч-эффект) / В.А. Чантурия, И.Ж. Бунин, А.Т. Ковалев // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 9. – С. 367-375.
9. Булгаков, Л.В. Синтез наноразмерных материалов при воздействии мощных потоков энергии на вещество / Л.В. Булгаков, Н.М. Булгакова, И.М. Бураков и др. – Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2009. – 462 с.
10. Антонов, А.С. Исследование фрактальных свойств наноразмерных пленок золота, серебра и меди: атомно-силовая и туннельная микроскопия / А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков, Д.В. Иванов и др. // Химическая физика и мезоскопия. – 2017. – Т. 19. – № 3. – С. 473-486.
11. Физические величины. Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергия. 1991. – 1232 c.
12. Самсонов, В.М. Комплексный подход к компьютерному моделированию плавления и кристаллизации нанокластеров золота / В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков, А.Г. Бембель и др. // Вестник Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. – 2013. – Т. 2. – № 4. – С. 448-451. DOI: 10.1134/S2304487X13040160.
13. Колосов, А.Ю. Моделирование процесса коалесценции наночастиц золота методом Монте-Карло / А.Ю. Колосов, Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2012. – Вып. 4. – С. 129-142.
14. Пат. 2255995 Российская Федерация, МПК C22B11/00, 1/00 Способ лазерного формообразования и обогащения благородными металлами минеральных ассоциаций / Шевкун Е.Б., Кузьменко А.П., Леоненко Н.А., Ятлукова Н.Г., Кузьменко Н.А.; заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук и Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Хабаровский государственный технический университет. – № 2003135458/02; заявл. 04.12.03; опубл. 10.07.05,
15. Пат. 2413779 Российская Федерация, МПК C22B11/02, B22F1/00 Способ извлечения дисперсного золота из золотосодержащего высокоглинистого минерального сырья / Леоненко Н.А., Кузьменко А.П., Силютин И.В., Рассказов И.Ю., Секисов Г.В., Гурман М.А., Капустина Г.Г., Швец Н.Л.; заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет. – № 2010113683/02; заявл. 07.04.2010; опубл. 10.03.11, Бюл № 7. – 8 с.