Повышение эффективности обезвоживания железорудного концентрата на основе реагентного модифицирования поверхности магнетита
Е.Д. Чылбак-оол1,2, Ю.В. Конюхов1, Е.С. Пермякова1, Б.Е. Горячев1, В.Г. Миненко3
1 Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация
2 ООО «Научно-технический центр «Бакор», г. Щербинка, Российская Федерация
3 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №2/ 2026 стр. 78-84
Резюме: Исследование направлено на решение проблемы снижения эффективности процесса фильтрации железорудных магнетитовых концентратов на керамических дисковых вакуум-фильтрах вследствие внедрения горно-обогатительными комбинатами дополнительной стадии обратной флотации для максимального снижения содержания SiO2 в камерном продукте, требующей проведения более тонкого измельчения и использования в качестве флотационных реагентов декстрина и аминов. Предложен способ реагентной модификации поверхности магнетита с целью повышения ее гидрофильности и создания условий для формирования агрегатов, не имеющих внутренних закрытых пор. Изучено влияние флотационных реагентов: крахмала (гидролизованного щелочью) в комбинации с 3-(изодецилокси)пропиламином и полимеров (реагент А – анионный полиэлектролит на основе акриламида и акрилата натрия; реагент К – катионный коагулянт на основе полидиаллилдиметиламмония хлорида) на смачиваемость и электроповерхностные свойства промышленного магнетитового концентрата (содержание Fe3O4 97+%) и аншлифов магнетита. На основании результатов измерений краевого угла смачивания, электродного и дзета-потенциала концентрата и аншлифов магнетита до и после обработки исследуемыми реагентами установлено, что оптимальные фильтрационные свойства концентрата достигаются не минимизацией отдельных параметров поверхности, а балансировкой всех трех характеристик через целенаправленный подбор реагентов. Установлено, что катионный полимер (реагент К) проявляет комбинированный механизм действия: нейтрализует отрицательный заряд (способствуя коагуляции) и одновременно гидрофилизирует поверхность, частично экранируя гидрофобные радикалы амина. Это делает его наиболее эффективным агентом при обезвоживании флотационных магнетитовых концентратов.
Ключевые слова: железорудный концентрат, магнетит, фильтрация магнетита, флокулянты, дзета-потенциал, электродный потенциал, угол смачивания, модифицирование поверхности, обратная катионная флотация, обезвоживание концентрата
Для цитирования: Чылбак-оол Е.Д., Конюхов Ю.В., Пермякова Е.С., Горячев Б.Е., Миненко В.Г. Повышение эффективности обезвоживания железорудного концентрата на основе реагентного модифицирования поверхности магнетита. Горная промышленность. 2026;(2):78–84. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-2-78-84
Информация о статье
Поступила в редакцию: 12.12.2025
Поступила после рецензирования: 24.02.2026
Принята к публикации: 25.02.2026
Информация об авторах
Чылбак-оол Евгений Джамильевич – аспирант, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; научный сотрудник, ООО «Научно-технический центр «Бакор» г. Москва, г. Щербинка, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0007-9915-4809; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Конюхов Юрий Владимирович – доктор технических наук, заведующий кафедрой обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-0219-4809; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Пермякова Елизавета Сергеевна – кандидат технических наук, ассистент кафедры общей и неорганической химии, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-2581-0803; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Горячев Борис Евгеньевич – доктор технических наук, профессор кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-5164-5920; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Миненко Владимир Геннадиевич – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории теории разделения минеральных компонентов, заместитель директора по научной работе отдела №4 проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-9117-4310; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Дмитракова У.В., Круглов А.В., Юшина Т.И., Чыблак-Оол Е.Д. Опыт применения различного фильтровального оборудования на отечественных предприятиях. Обогащение руд. 2021;(4):52–56. Режим доступа: https://www.rudmet.ru/journal/2039/article/34196/ (дата обращения: 28.11.2025).
2. Yao J., Ban X., Xie Y., Yin W., Wang Y., Xue F. Research advancement of efficient flotation separation technologies for magnesium-containing minerals. Green and Smart Mining Engineering. 2024;1(2):140–156. https://doi.org/10.1016/j.gsme.2024.05.003
3. Meng Q., Yang M., Zhang Z. Selective separation of magnetite and fayalite based on particle size effect: Flotation behavior and application of stepwise separation process. Separation and Purification Technology. 2025;355(Pt. A):129556. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129556
4. Сенченко А.Е., Куликов Ю.В., Захаров А.Г., Исмагилов Р.И. Разработка технологии дообогащения рядового железорудного концентрата для обогатительной фабрики. Горная промышленность. 2024;(5S):158–165. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-158-165
5. Волкова Г.А., Ануфриев В.Н. Интенсификация процесса коагуляции высокомолекулярными флокулянтами. Вестник Брестского государственного технического университета. Серия: Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. 2019;(2):43–47. Режим доступа: https://rep.bstu.by/handle/data/3718 (дата обращения: 28.11.2025).
6. Лавриненко А.А., Гольберг Г.Ю. Современное состояние и направления совершенствования процессов разделения суспензий продуктов обогащения углей с применением флокулянтов. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024;22(2):58–70. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-2-58-70
7. Ульрих Е.В., Баркова А.С. Использование флокулянтов для очистки сточных вод. Трансформация экосистем. 2023;6(1):168–187. https://doi.org/10.23859/estr-220525
8. Fan Q., Yuan S., Han R., Li Y., He J., Ning X. Desulfurization, desilication, and the separation and recovery of iron from bauxite: A review. Minerals Engineering. 2025;228:109315. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2025.109315
9. Arinaitwe E., Pawlik M. A role of flocculant chain flexibility in flocculation of fine quartz. Part I. Intrinsic viscosities of polyacrylamide-based flocculants. International Journal of Mineral Processing. 2013;124:50–57. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2013.01.006
10. Dubey A., Patra A.S., Sarkar A.N., Basu A., Tripathy S.K., Mukherjee A.K., Bhatnagar A. Synthesis of a copolymeric system and its flocculation performance for iron ore tailings. Minerals Engineering. 2021;165:106848. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.106848
11. Bednarek P.S., Kowalczuk P.B. Cellulose and its derivatives as a sustainable reagent in mineral flotation: mechanisms and applications. Separation and Purification Technology. 2025;378(Pt 2):134690. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.134690
12. Pal S., Patra A.S., Ghorai S., Sarkar A.K., Dasa R., Sarkar S. M Modified guar gum/SiO2: development and application of a novel hybrid nanocomposite as a flocculant for the treatment of wastewater. Environmental Science: Water Research & Technology. 2015;(1):84–95. https://doi.org/10.1039/C4EW00023D
13. Yu J., Wang D., Ge X., Yan M., Yang M. Flocculation of kaolin particles by two typical polyelectrolytes: A comparative study on the kinetics and floc structures. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2006;290(1-3):288–294. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.05.040
14. El-taweel R.M., Mohamed N., Alrefaey K.A., Husien Sh., Abdel-Aziz A.B., Salim A.I. et al. A review of coagulation explaining its definition, mechanism, coagulant types, and optimization models; RSM, and ANN. Current Research in Green and Sustainable Chemistry. 2023;6:100358. https://doi.org/10.1016/j.crgsc.2023.100358
15. Hjorth M., Jørgensen B.U. Polymer flocculation mechanism in animal slurry established by charge neutralization. Water Research. 2012;46(4):1045–1051. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.11.078
16. Illés E., Tombácz E. The role of variable surface charge and surface complexation in the adsorption of humic acid on magnetite. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2003;230(1-3):99–109. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2003.09.017
17. Konuk M., Sellschopp K., Vonbun-Feldbauer G.B., Meißner R.H. Modeling charge redistribution at magnetite interfaces in empirical force fields. The Journal of Physical Chemistry C. 2021;125(8):4794–4805. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c10338
18. Прохоров К.В., Чибисова М.А., Шривастава А. Структура тонкой пленки электрохимически активированной воды на поверхности пирита. Горная промышленность. 2025;(4S):63–67. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-63-67
