RU2783746C1 - Method for non-traumatic extraction of raw materials of jewelry demantoid by selective chemical etching - Google Patents
Method for non-traumatic extraction of raw materials of jewelry demantoid by selective chemical etching Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783746C1 RU2783746C1 RU2021136366A RU2021136366A RU2783746C1 RU 2783746 C1 RU2783746 C1 RU 2783746C1 RU 2021136366 A RU2021136366 A RU 2021136366A RU 2021136366 A RU2021136366 A RU 2021136366A RU 2783746 C1 RU2783746 C1 RU 2783746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- demantoid
- washing
- extraction
- raw materials
- jewelry
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 230000000472 traumatic Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000003462 Veins Anatomy 0.000 description 5
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N Iron(II,III) oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 4
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 4
- CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;hydroxy(trioxido)silane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])([O-])[O-].O[Si]([O-])([O-])[O-] CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000011068 load Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052620 chrysotile Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical class F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L Iron(II) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 206010054107 Nodule Diseases 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910000204 garnet group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012243 magnesium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области горно-геологических технологий и заключается в способе обогащения пород, содержащих демантоид. Цель изобретения - извлечение сырья демантоида коренных месторождений посредством химического воздействия на горные породы, позволяющего бережно извлекать ювелирное кристаллосырье без нанесения механических повреждений и ухудшения его качества, наблюдаемого при использовании других известных методов извлечения кристаллосырья.The invention relates to the field of mining and geological technologies and consists in a method for enrichment of rocks containing demantoid. The purpose of the invention is the extraction of demantoid raw materials from primary deposits by means of chemical action on rocks, which makes it possible to carefully extract jewelry crystal raw materials without causing mechanical damage and deteriorating its quality, observed when using other known methods for extracting crystal raw materials.
Демантоид является редкой и наиболее востребованной ювелирной разновидностью минерала группы граната. Крупнейшие в мире разведанные месторождения ювелирного демантоида находятся в России на Урале. Месторождения демантоида относятся к двум геолого-промышленным типам - гидротермально-метасоматическому (коренному) и россыпному. Коренные месторождения связаны с серпентинизированными ультраосновными породами и серпентинитами и представлены зонами мелких минерализованных трещин, которые часто заполнены жильной массой, состоящей из хризотил-асбеста и метаксита с включениями демантоида. В минерализованных трещинах отмечаются также магнетит, арагонит, кальцит, водные силикаты магния и магнезит. В россыпях помимо демантоида встречаются хромит, магнетит и другие тяжелые минералы. Россыпные месторождения демантоида на сегодняшний момент в значительной степени отработаны. В то же время запасы коренного Полдневского месторождения демантоида были оценены в 200 кг демантоида-сырца. Современные методы обогащения демантоидсодержащих руд включают: извлечение рудосодержащей жильной массы, циклы дробления и грохочения для измельчения крупных кусков горной породы, которые в дальнейшем отправляются на ручной разбор и механическое извлечение отдельных зерен демантоида. Помимо низкой производительности и высокой стоимости данных операций, важнейшим недостатком применения процессов дробления и грохочения при обогащении кристаллосырья является формирование вторичных пороков - механических трещин, существенно снижающих сортность извлекаемых монокристаллов демантоида и в целом приводящих к снижению экономических показателей горнодобывающих предприятий. В соответствии с техническими требованиями ОСТ-41-92-74 с уменьшением размеров бездефектной области камня сортность сырья, а также его стоимость значительно снижается. Таким образом, отсутствие метода извлечения кристаллосырья демантоида, позволяющего максимально сохранить бездефектные блоки кристаллов, приводит в отдельных случаях к полной потере целесообразности эксплуатации месторождений коренного геолого-промышленного типа.Demantoid is a rare and most sought after gem variety of the garnet group mineral. The world's largest explored deposits of jewelry demantoid are located in Russia in the Urals. Demantoid deposits belong to two geological and industrial types - hydrothermal-metasomatic (primary) and alluvial. Primary deposits are associated with serpentinized ultramafic rocks and serpentinites and are represented by zones of small mineralized cracks, which are often filled with a vein mass consisting of chrysotile asbestos and metaxite with demantoid inclusions. Mineralized fractures also contain magnetite, aragonite, calcite, hydrous magnesium silicates, and magnesite. Chromite, magnetite and other heavy minerals are found in placers in addition to demantoid. Placer deposits of demantoid have been largely worked out to date. At the same time, the reserves of the primary Poldnevsky demantoid deposit were estimated at 200 kg of raw demantoid. Modern methods of beneficiation of demantoid-containing ores include: extraction of ore-bearing vein mass, crushing and screening cycles for crushing large pieces of rock, which are then sent for manual analysis and mechanical extraction of individual grains of demantoid. In addition to the low productivity and high cost of these operations, the most important disadvantage of using crushing and screening processes in the enrichment of crystalline raw materials is the formation of secondary defects - mechanical cracks, which significantly reduce the grade of extracted demantoid single crystals and generally lead to a decrease in the economic performance of mining enterprises. In accordance with the technical requirements of OST-41-92-74, with a decrease in the size of the defect-free area of the stone, the grade of raw materials, as well as its cost, is significantly reduced. Thus, the absence of a method for extracting demantoid crystals, which allows maximum preservation of defect-free blocks of crystals, in some cases leads to a complete loss of the expediency of exploiting deposits of a primary geological-industrial type.
Из существующего уровня техники известно устройство для обогащения песков с выделением демантоидов и драгоценных металлов (RU 2098189 С1, опубл. 10.12.1997). Описываемое устройство для обогащения песков состоит из 2-х ситного виброгрохота и отсадочной машины с двумя бункерами для концентрата различной крупности, дополнительной отсадочной машины, а также установки перечистки концентрата. Недостатком данного технического решения является то, что использование данного способа подходит для промывки демантоидсодержащих песков с выделением кристаллов демантоидов, однако для обогащения коренных месторождений данный способ не подходит ввиду крупности кусков горной породы, которая требует предварительного дробления и дезинтеграции.From the existing prior art, a device for enrichment of sands with the release of demantoids and precious metals is known (RU 2098189 C1, publ. 10.12.1997). The described device for sand enrichment consists of a 2-screen vibrating screen and a jigging machine with two bins for concentrate of various sizes, an additional jigging machine, and a concentrate refining unit. The disadvantage of this technical solution is that the use of this method is suitable for washing demantoid-containing sands with the release of demantoid crystals, however, this method is not suitable for enrichment of primary deposits due to the size of the rock pieces, which requires preliminary crushing and disintegration.
Известен способ дробления горных пород, осуществляемый путем помещения блока породы в нагружающее устройство (дробил купли пресс) и раздавливания путем механического деформирования с одноосным нагружением (SU 1741885 A1, опубл. 23.06.1992). Недостатком данного технического решения является то, что при его осуществлении в породе возникают растягивающие (раскалывающие) напряжения и динамические нагрузки, что приводит к нарушению целостности и снижению качества добываемых кристаллов, которые имеют низкую сопротивляемость указанных видам приложения нагрузки. Кроме того, в объеме разрушаемого материала, находящегося в условиях одноосного сжатия, возникает сильная неоднородность напряженно-деформированного состояния, в результате чего разрушение сопровождается образованием и развитием протяженных трещин отрыва, разделяющих блок на цельные куски, требующие дополнительного измельчения. Кристаллы, попадающие в зоны отрыва с высокой концентрацией растягивающих напряжений, также разрушаются.A known method of crushing rocks, carried out by placing a rock block in a loading device (crushed purchase press) and crushing by mechanical deformation with uniaxial loading (SU 1741885 A1, publ. 23.06.1992). The disadvantage of this technical solution is that when it is implemented in the rock, tensile (splitting) stresses and dynamic loads occur, which leads to a violation of the integrity and a decrease in the quality of the extracted crystals, which have low resistance to these types of load application. In addition, a strong inhomogeneity of the stress-strain state arises in the volume of the material to be destroyed under uniaxial compression conditions, as a result of which the destruction is accompanied by the formation and development of extended tear cracks that divide the block into whole pieces that require additional grinding. Crystals falling into separation zones with a high concentration of tensile stresses are also destroyed.
Также известен способ извлечения мелких кристаллов алмаза из кимберлитовой породы (RU 2057593 C1, опубл. 10.04.1996). Способ включает в себя измельчение кимберлитовой породы, ее циклическую обработку смесью равных объемов соляной, серной и плавиковой кислот, последующее выпаривание непрореагировавшей части кислот, промывку водой алмазо-кимберлитовой массы и ее сушку. Недостатком данного способа является то, что реагенты не подходят для извлечения демантоида из жильной массы, так как они агрессивно воздействуют на целевой продукт и приводят к повреждению поверхности кристаллов демантоида.Also known is a method for extracting small diamond crystals from kimberlite rocks (RU 2057593 C1, publ. 10.04.1996). The method includes grinding kimberlite rock, its cyclic processing with a mixture of equal volumes of hydrochloric, sulfuric and hydrofluoric acids, subsequent evaporation of the unreacted part of the acids, washing the diamond-kimberlite mass with water and drying it. The disadvantage of this method is that the reagents are not suitable for extracting demantoid from the vein mass, as they aggressively affect the target product and lead to damage to the surface of demantoid crystals.
Ближайшим аналогом предложенного способа извлечения кристаллосырья демантоида из вмещающей его горной породы можно считать «Способ травления сырья ювелирного берилла методом избирательного химического травления», описанный в RU 2661134 C1. Данный способ заключается в предварительном минералогическом исследовании образцов берилла, промывке в проточной воде, а также постадийной обработке штуфных проб берилла Н2О2 (конц. 35%) и травлении комбинированным травителем, состоящим из HNO3 (конц. 97,5%) и H2SO4 (конц. 92%). Однако предложенный метод извлечения не подходит для извлечения демантоида из содержащей его породы, так как берилл является устойчивым к воздействию концентрированных серной и азотной кислот, в то время как демантоид разрушается при длительном воздействии сильных минеральных кислот. В то же время серпентинит является химически стойким и может растворяться только в концентрированных соляной и серной кислотах.The closest analogue of the proposed method for extracting demantoid crystal raw material from its host rock can be considered the "Method of etching raw jewelry beryl by selective chemical etching", described in RU 2661134 C1. This method consists in a preliminary mineralogical study of beryl samples, washing in running water, as well as step-by-step processing of beryl hand samples with H 2 O 2 (conc. 35%) and etching with a combined etchant consisting of HNO 3 (conc. 97.5%) and H 2 SO 4 (conc. 92%). However, the proposed extraction method is not suitable for extracting demantoid from its containing rock, since beryl is resistant to concentrated sulfuric and nitric acids, while demantoid is destroyed by prolonged exposure to strong mineral acids. At the same time, serpentinite is chemically resistant and can only be dissolved in concentrated hydrochloric and sulfuric acids.
Предлагаемый способ извлечения кристаллосырья представляет собой поэтапное воздействие различных химических реагентов на демантоидсодержащую руду, в результате которого происходит ее растворение и дезинтеграция без взаимодействия реагентов с целевым продуктом - демантоидом. Таким образом, предлагаемый в патенте способ обогащения демантоида позволяет бережно, без нанесения «травм» в виде механических повреждений и трещин, характерных для других способов извлечения кристаллосырья, оказывая химическое воздействие только на вмещающие породы, извлекать его отдельные кристаллы и сростки. При этом выбранные реактивы для травления химически не взаимодействуют с демантоидом, действуя выборочно только на его минеральные ассоциаты.The proposed method for the extraction of raw crystals is a phased effect of various chemical reagents on the demantoid-containing ore, which results in its dissolution and disintegration without the interaction of the reagents with the target product - the demantoid. Thus, the method of demantoid enrichment proposed in the patent makes it possible to carefully, without causing “injuries” in the form of mechanical damage and cracks, which are characteristic of other methods of extracting crystalline raw materials, by exerting a chemical effect only on the host rocks, to extract its individual crystals and intergrowths. In this case, the selected etching reagents do not chemically interact with the demantoid, acting selectively only on its mineral associates.
Пример применения предлагаемого способа нетравматичного извлечения кристаллосырья демантоида из вмещающей его жильной массы:An example of the application of the proposed method of non-traumatic extraction of demantoid crystal raw material from the enclosing vein mass:
Для проведения эксперимента по предложенной схеме была взята проба демантоидсодержащей руды весом 2 кг, состоящая из асбестованного серпентинита с вкраплениями зерен демантоида, включений гидроксида железа, хризотил-асбеста, карбонатов, а также отдельные зерна демантоида от 3 до 9 мм в плотных «рубашках» из метаксита, сростки кристаллов, нодулы до 25 мм и их фрагменты. После промывки проточной водой для удаления загрязнений весь объем пробы был погружен в пластиковый контейнер и залит травителем - раствором HCl (конц. 36%, ХЧ). Спустя 20 минут травитель был слит, объем пробы промыт и залит раствором Н2О2 (конц. 20%, Ч) для дезинтеграции серпентинита. Спустя 2 суток в растворе наблюдалась густая кашеобразная масса, состоящая из обломков серпентинита, асбеста и продуктов их гидролиза, а также отдельные зерна демантоида, осажденные на дне. Далее объем пробы был промыт проточной водой, с помощью сита очищенные зерна демантоида, обладающие большей плотностью, чем продукты разложения жильной массы, осаждены на дне контейнера и извлечены; отдельные зерна были дочищены с применением щеток-крацовок, высушены и отправлены на дальнейшую обработку. Всего было извлечено 870 гр. демантоида-сырца, очищенного от вмещающей породы, с размерами отдельных кристаллов демантоида до 9-12 мм.To conduct the experiment according to the proposed scheme, a sample of demantoid-containing ore weighing 2 kg was taken, consisting of asbestos serpentinite interspersed with demantoid grains, inclusions of iron hydroxide, chrysotile asbestos, carbonates, as well as individual demantoid grains from 3 to 9 mm in dense “shirts” made of metaxite, intergrowths of crystals, nodules up to 25 mm and their fragments. After washing with running water to remove contaminants, the entire volume of the sample was immersed in a plastic container and filled with an etchant - HCl solution (conc. 36%, chemically pure). After 20 minutes, the etchant was drained, the sample volume was washed and filled with a solution of H 2 O 2 (conc. 20%, pure) to disintegrate the serpentinite. After 2 days, a thick mushy mass was observed in the solution, consisting of fragments of serpentinite, asbestos and their hydrolysis products, as well as individual demantoid grains deposited on the bottom. Further, the volume of the sample was washed with running water, using a sieve, the purified demantoid grains, which have a higher density than the decomposition products of the vein mass, were deposited on the bottom of the container and removed; individual grains were cleaned using brushes, dried and sent for further processing. A total of 870 gr. raw demantoid, purified from the host rock, with the size of individual demantoid crystals up to 9-12 mm.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2783746C1 true RU2783746C1 (en) | 2022-11-16 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098189C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-10 | Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Device for concentration of sands with separation of demantoids and precious metals |
| CN1403207A (en) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | 张大平 | Beryl dressing process |
| RU2738536C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-12-14 | Алексей Владимирович Власов | Method of thermal treatment of mineral and thermally treated mineral |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098189C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-10 | Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Device for concentration of sands with separation of demantoids and precious metals |
| CN1403207A (en) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | 张大平 | Beryl dressing process |
| RU2738536C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-12-14 | Алексей Владимирович Власов | Method of thermal treatment of mineral and thermally treated mineral |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2661134 C1, (11.07.2018. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3025458C (en) | Method for the extraction and recovery of vanadium | |
| CN103752401A (en) | Potash feldspar iron removal process | |
| US4726895A (en) | Process for concentration of gold and uranium magnetically | |
| Ajemba et al. | Process optimization of sulphuric acid leaching of alumina from Nteje clay using central composite rotatable design | |
| RU2783746C1 (en) | Method for non-traumatic extraction of raw materials of jewelry demantoid by selective chemical etching | |
| CN113083496A (en) | Method for enriching magnesium-containing minerals in asbestos tailings | |
| US1679857A (en) | Recovery of precious minerals | |
| CN104805311A (en) | Method for extracting rubidium from rubidium-containing feldspar and co-producing silicon fertilizer | |
| Sulistiyono et al. | Identification of Quartz Sand From the Hills of Gunung Walat at Sukabumi Regency for Raw Materials of Nano Silica Precipitate | |
| RU2393243C2 (en) | Method of processing mineral material | |
| Toktar et al. | Extraction of gold from low-sulfide gold-bearing ores by beneficiating method using a pressure generator for pulp microaeration | |
| RU2641527C1 (en) | Method for grinding mineral raw material | |
| RU2234603C2 (en) | Method and device for ore deposit mining in firm rock | |
| RU2179589C1 (en) | Method of processing copper-containing products | |
| RU2336950C1 (en) | Method of gold ore treatment | |
| RU2201289C2 (en) | Method of concentration of ores of rare-earth and noble metals | |
| RU2096504C1 (en) | Method of processing gold-containing ores | |
| RU2553706C2 (en) | Method of complex ores preparation for leaching | |
| RU2320420C1 (en) | Method of removing diamonds from ore | |
| RU2320421C1 (en) | Method of processing gold-containing ore | |
| Bibanaeva | Promising Methods for Red Mud Processing | |
| US5893463A (en) | Recovering precious metals and small precious stones from clay suspensions | |
| RU2313398C1 (en) | Method of processing of the gold-containing ores | |
| RU2233896C2 (en) | Method of extraction of gold | |
| RU2329869C1 (en) | Method of enrichment of natural resources |