Результаты комплексных исследований вещественного состава диатомитов Ирбитского месторождения

Abstract

Актуальность. Ирбитское месторождение диатомитов является одним из крупнейших в России и Зауралье, но на данный момент используется для производства товаров с низкой добавленной стоимостью. Несмотря на долгую историю промышленной эксплуатации, комплексные исследования вещественного состава диатомитов никогда не осуществлялись, проводилось изучение химических и минералогических свойств данных пород. Детальное изучение вещественного состава диатомитов позволит планировать их использование в новых высокотехнологичных отраслях промышленности. Цель работы: комплексные исследования вещественного состава диатомитов Ирбитского месторождения для определения перспектив расширения сферы их использования. Методы исследований: полевые исследования, рентгеноструктурный анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, инфракрасная спектроскопия, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, дифференциальный термический анализ, сканирующая электронная микроскопия, литолого-петрографический анализ. Результаты. Изучен вещественный состав диатомитов Ирбитского месторождения с применением современных инструментальных методик. Диатомит в основной массе сложен рентгеноаморфным опалом и a-кварцем с малым присутствием кристобалита и характеризуется высокой степенью однородности по химическому и минералогическому составу. Мелкие фракции преимущественно глинистые по составу, что позволяет планировать очистку породы за счет их удаления. Приуроченность наибольших содержаний металлов к фракциям менее 0,005 мм может приниматься во внимание при планировании технологических операций по обогащению породы. Наличие набухающих глинистых минералов определяет необходимость поддержания соотношения твердой фазы к жидкой в достаточно высоких пределах для обеспечения достаточной подвижности суспензии при перемешивании в процессе выщелачивания. Общее содержание основных микроэлементов не препятствует использованию диатомитов для производства фильтровальных материалов, наполнителей, катализаторов, а высокие содержания диоксида кремния позволяют рассматривать диатомит как перспективное сырье для огнеупоров, шлифовальных материалов, а также диатомовых концентратов высокой чистоты, сырья для химической, фармацевтической и стекольной промышленности.

Relevance of the discussed issue. Irbit diatomite deposit is one of the largest in the Russian Federation and in Trans-Urals region and it is currently used for production of low value-added goods. Despite the long history of industrial exploration, the comprehensive studies of the material composition of Irbit diatomites were never held, chemical and mineralogical features of these rocks were studied. Lack of information about the material composition of rocks does not allow planning their use in new high-tech industries. Detailed studies of diatomite material composition will allow planning their use in new high-tech industries. The main aim of the research is the comprehensive study of the material composition Irbit diatomite deposits in order to determine the prospects of expanding the scope of their use. The methods used in the research: field studies, X-ray diffraction, X-ray fluorescence analysis, infrared spectroscopy, and inductively coupled plasma mass spectrometry, differential thermal analysis, scanning electron microscopy, lithological and petrographic analysis. The results. The author has studied material composition of Irbit diatomite deposit using modern instrumental techniques. Generally, diatomite consists of silicon dioxide with signs of its partial crystallization into cristobalite and a-quartz with a small presence of cristobalite and it is characterized by a high degree of homogeneity of chemical and mineralogical composition. Fine fractions mostly consist of clay that allows planning rock cleaning due to their removal. The association of the largest metal content to less than 0,005 mm fractions can be taken into account when planning rock enrichment. The occurrence of swelling clay minerals defines the necessity to maintain the solid-liquid phase ratio within rather high range to ensure sufficient mobility of the slurry under agitation when leaching. The total content of essential microelements does not affect the use of diatomites for producing filter materials, fillers, catalysts etc. High silica content allows us to consider diatomite as a promising raw material for refractories, abrasives, as well as diatoms of high purity concentrates, raw materials for chemical, pharmaceutical and glass industry.