vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2019-2-273-279vguit-2263Research ArticleХимическая технологияFundamental and Applied chemistry, chemical technologyРазработка физико-химических основ технологии извлечения малозольного графита из высокоуглеродистых пород Цзямусы- Ханкайской провинцииDevelopment of physicochemical foundations of the technology of extraction of low-ash graphite from high-carbone rocks of the Jiamusi-Hankaiskaya provincehttps://orcid.org/0000-0001-7206-356XМолчановВ. П.MolchanovV. P.

к.г.-м.н, лаборатория нелинейной металлогении, пр-т 100-летия Владивостоку, 159, г. Владивосток, 690022, Россия

Cand. Sci. (Geol.- Min.), laboratory of non-linear metallogeny, 159, Prospekt 100- letiya Vladivostoka, Vladivostok, 690022, Russia

vpmol@mail.ruМедковМ. А.MedkovM. A.

д.х.н., профессор, лаборатория переработки минерального сырья, пр-т 100-летия Владивостоку, 159, г. Владивосток, 690022, Россия

Dr. Sci. (Chem.), professor, laboratory of mineral processing, 159, Prospekt 100- letiya Vladivostoka, Vladivostok, 690022, Russia

medkov@ich.dvo.ruДальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения РАНРоссияFar East Geological Institute of the far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут химии Дальневосточного отделения РАНRussian FederationInstitute of Chemistry of the far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation201923092019812273279Copyright © Молчанов В.П., Медков М.А., 20192019Молчанов В.П., Медков М.А.Molchanov V.P., Medkov M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2263

Многие наукоемкие технологии немыслимы без использования кристаллического графита. В Россию основная часть графита ввозится из-за рубежа. Значительные ресурсы кристаллического графита сосредоточены в рудах месторождений Цзямусы-Ханкайской провинции, протягивающейся в субмеридиональном направлении сопредельных территорий юга Дальнего Востока России и Северо-Востока Китая. На северном фланге этой провинции расположены объекты Дальнереченской группы (наиболее крупное из них – Филинское), в центре – месторождение Лесозаводской группы (Тамгинское, Тургеневское) Приморского края, на юге – графитоворудный гигант Люмао Машаньской группы провинции Хэйлунзян. Характерной особенностью графитовых руд этих объектов является обилие включений кварца, самородных металлов, интерметаллидов. На примере месторождений Лесозаводской группы исследованы возможности извлечений из них высокочистого графита. Установлено, что при обработке природного графитового концентрата гидродифторидом аммония имеет место взаимодействие основных элементов-примесей концентрата с NH4HF2 с образованием комплексных фтораммониевых солей и простых фторидов. Установлено, что в процессе фторирования с использованием 20%-ного избытка NH4HF2 воможно достижение полного фторирования присутствующих в графите примесей. Показано, что комплексные фтораммониевые соли и фториды щелочных металлов удаляются из профторированного концентрата выщелачиванием водой. Разработана принципиальная схема получения продуктов обогащения природного вещества с содержанием углерода до 99,5%. В результате проведенных экспериментов созданы основы для промышленного внедрения перспективной гидродифторидной технологии по очистке природного графита от примесей. Применение разработанной принципиальной схемы получения высокочистого графита открывает широкие перспективы для глубокой переработки графитовых руд месторождений Приморья.

The majority of high technologies which are indicators of the level of development of the industrial production in the advanced countries are inconceivable without graphite use. The bulk of graphite is imported into Russia from abroad. Enormous resources of crystal graphite are concentrated in ore deposits of the Jiamusi-Hankaiskaya province with submeridional strike towards the adjacent territories of the South of the Far East of Russia and the northeast of China. There are features of Dalnerechensk group (with Filinskoye being the largest of them), deposits of of Lesozavodsk group (Tamginskoye, Turgenevskoye) and graphite-ore giant of Liumao Mashan group of the Heilongjian province in the Northern, central and Southern sides of this province respectively. A characteristic feature of the graphite ores of these objects is the abundance of inclusions of quartz, native metals, intermetallic compounds. Using the deposits of the Lesozavodsk group as an example, the possibilities of extracting high-purity graphite from them were investigated. The results of the research of the conditions of the purification of the natural graphite with the usage of the processes of the hydrodifluoride technology are given. The interaction of the major impurity elements of the concentrate with NH4HF2 resulting in the formation of the complex fluorine ammonium salts and simple fluorides is established to occur during processing of the graphite concentrate with ammonium hydrodifluoride. Conducting the fluoridization with usage of 20 percents of surplus of NH4HF2 has been found to allow reaching the complete fluoridization of the impurity components which are present in the graphite. The complex fluorine ammonium salts and the fluorides of alkaline metals have appeared to be removed from fluoridated concentrate by means of the water leaching. As a result of the experiments, the foundations for the introduction of promising industrial hydrofluoride technology for the purification of natural graphite from impurities have been created. The application of the developed basic scheme for the production of high-purity graphite opens up wide prospects for the deep processing of graphite ores in the deposits of Primorye

Приморский крайвысокоуглеродистые породымалозольный графитгидродифторидная очисткаPrimoryehigh-carbon rockslow-ash graphitehydrodifluoride purificationРФФИReferencesМармер Э.Н. Углеграфитовые материалы. Москва: Металлургия, 1973. 136 с.Marmer E.N. Carbon and graphite materials. Moscow, Metallurgiya, 1973. 136 p. (in Russian).Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. Москва: Аспект-Пресс, 1997. 718 с.Fialkov A.S. Carbon, carbon-based intersalt compounds and composites. Moscow, Aspekt-Press, 1997. 718 p. (in Russian).Ханчук А.И., Молчанов В.П., Андросов Д В. Первые данные о проявлениях благороднометально-редкоземельной минерализации в графитоносных породах северной окраины Ханкайского террейна // Доклады Академии наук. 2018. Т. 482. № 6. С. 705–707. doi: 10.31857/ S0 9956520002955–3Khanchuk A.I., Molchanova V.P., Androsov D.V. First data on noble metal-rare earth mineralization in graphite-bearihg rocks of the northern margin of Khanka terrain. Reports of the Academy of Sciences. 2018. vol. 482. no. 6. pp. 705–707. doi: 10.31857/S09956520002955–3 (in Russian).Ханчук А.И., Плюснина Л.П., Руслан А В. и др. Природа графитизации и благородно-метальной минерализации северной части Ханкайского террейна, Приморье // Доклады Академии наук. 2013. Т. 55. № 4. С. 261–281. doi: 10.7868/ S0016777013040047Khanchuk A.I., Plusnina L.P., Ruslan A.V. et al. The nature of graphitization and noble metal mineralization of the northern part of the Khankaisk terrane, Primorye. Reports of the Academy of Sciences. 2013. vol. 55. no. 4. pp. 261–281. doi: 10.7868/S0016777013040047 (in Russian).Khanchuk A.I., Plusnina L.P., Berdnikov N.V. Noble metal and graphite formation in metamorphic rocks of the Khanka terrane, Far East Russia // Journal of Asian Earth Sciences. 2015. V. 99. P. 30–40. doi: 10.1016/j.jseaes.2014.12.001Khanchuk A.I., Plusnina L.P., Berdnikov N.V. Noble metal and graphite formation in metamorphic rocks of the Khanka terrane, Far East Russia. Journal of Asian Earth Sciences. 2015. vol. 99. pp. 30–40. doi: 10.1016/j.jseaes.2014.12.001Пат. № 2427531, RU, C01B 31/04. Способ получения графита высокой чистоты / Годунов И.А., Сорокина Н.Е., Селезнев А.Н., Ионов С.Г., Авдеев В.В. № 2010104532/05; Заявл. 10.02.2010; Опубл. 27.08.2011, Бюл. № 24.Godunov I.A., Sorokina N.E., Seleznev A.N., Ionov S.G., Avdeev V.V. Method of producing highly pure graphite. Patent RF, no. 2427531, 2011.Lu X.J., Forssberg E. Preparation of high-purity and low-sulphur graphite from Woxna fine graphite concentrate by alkali roasting // Minerals Engineering. 2002. V. 15. P. 755–757.Lu X.J., Forssberg E. Preparation of high-purity and low-sulphur graphite from Woxna fine graphite concentrate by alkali roasting. Minerals Engineering. 2002. vol. 15. pp. 755–757.Li Yu-feng, Zhu Shi-fu, An Yun. Selectivity heating effect of Microwave on purifying of natural graphite // Applied Mechanics and Materials. 2012. V. 174–177. P. 810–815.Li Yu-feng, Zhu Shi-fu, An Yun. Selectivity heating effect of Microwave on purifying of natural graphite. Applied Mechanics and Materials. 2012. vol. 174–177. pp. 810–815.Пат. № 2602124, RU, C01B 31/04. Способ очистки зольного графита / Эпов Д.Г., Крысенко Г.Ф., Медков М.А., Молчанов В.П., Ханчук А.И. № 2015135112/05; Заявл. 19.08.2015; Опубл. 10.11.2016, Бюл. № 31.Epov D.G., Krysenko G.F., Medkov M.A., Khanchuk A.I., Molchanov V.P. Method for purifying ash graphite. Patent RF, no. 2602124, 2016.Раков Э.Г. Фториды аммония: Итоги науки и техники. Неорганическая химия. Том 15. Москва: ВИНИТИ, 1988. 154 с.Rakov E.G. Ammonium fluorides: Results of science and technology. Inorganic chemistry. Vol. 15. Moscow, VINITI, 1988. 154 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.