geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2019-3-31-42geology-410Research ArticleМИНЕРАЛОГИЯ, ПЕТРОГРАФИЯ, ЛИТОЛОГИЯMINERALOGY, PETROGRAPHY, LITHOLOGYОценка качества магнитных концентратов титановых руд Пижемского месторождения с позиции технологической минералогииAssessment of the quality of the magnetic concentrates of the titanium ores at Pizhemsky deposit from the point of view of the technological mineralogyЛютоевВ. П.LyutoevV. P.

54, Первомайская ул., Сыктывкар 167982.

54, Pervomajskaja St., Syktyvkar 167982.

vlutoev@geo.komisc.ruМакеевА. Б.MakeyevA. B.

35, Старомонетный пер., Москва 119017.

35, Staromonetny lane, Moscow 119017.

abmakeev@igem.ruИнститут геологии Коми НЦ УрО РАН (им. Академика Н.П. Юшкина)РоссияInstitute of Geology of the Komi Science Center of the Ural Branch RAS (IG KOMI SC UB RAS)Russian FederationИнститут геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАНРоссияInstitute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS (IGEM RAS)Russian Federation201927062019033141Copyright © Лютоев В.П., Макеев А.Б., 20192019Лютоев В.П., Макеев А.Б.Lyutoev V.P., Makeyev A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/410

Исследованы четыре магнитные фракции из мелких классов (0,05—0,125 мм) концентратов представительной технологической пробы, выделенные из пижемских титаноносных песчаников средней толщи малоручейской свиты: общая проба (Т-2) и три частные (Т-1 а, Ь, с), полученные из неё методом гравитационного разделения в тяжелой жидкости) в три плотностных интервала (3,3—3,5; 3,5—3,7; 3,7—3,9 г/см3). Показано, что магнитная фракция мелких продуктивных классов состоит в основном из псевдорутила, ильменита, сидерита и граната. С помощью нормативного пересчёта данных химических анализов, а также методов Мёссбауэровской спектроскопии, инфракрасного (ИК) поглощения и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), достоверно установлен фазовый состав железо-титановых фаз. Рассчитано соотношение псевдорутила, ильменита, сидерита и сопутствующих редких и редкоземельных минералов — монацита-куларита и циркона, накапливающихся в соответствующих гравитационных классах. Рекомендуется применение операций доводки концентратов (извлечение циркона и монацита) до операции обескремнивания, а также их очистки от сидерита.

Four magnetic fractions of small classes concentrates (0,05—0,125 mm) of a representative technological sample have been separated from titanium-bearing medium thickness sandstones of Malorucheysky unit (Pizhemsky titanium deposit). They have been studied: general sample (T-2) and three partial (T-l a, b, c) ones obtained by gravitational separation in heavy liquid in three density intervals (3,3—3,5; 3,5—3,7; 3,7—3,9 g/cm3). It has been demonstrated that the magnetic fraction of the small productive classes consists mainly of pseudorutil, ilmenite, siderite (ironstone) and garnet. The phase composition of iron-titanium phases has been reliably established by the means of normative recalculation of chemical analysis data, as well as methods of Mossbauer spectroscopy, infrared (IR) absorption and electron paramagnetic resonance (EPR). The ratio of the pseudorutile, ilmenite, siderite and associated rare earth minerals monazite-kularite and zircon accumulated in the respective gravity classes, has been computed . It has been recommended to use the methods of recovery of the concentrates (extraction of zircon and monazite) before the operation of desilication, as well as their purification from siderite.

Пижемское титановое месторождениегравитационные концентратыМёссбауэ-ровская спектроскопияинфракрасное (ИК) поглощениеэлектронный парамагнитный резонанс (ЭПР)рентгеноструктурный фазовый анализPizhemsky titanium depositgravity concentratesMossbauer spectroscopyinfrared (IR) absorptionelectron paramagnetic resonance (EPR)x-ray phase analysisReferencesВласова М.В., Каказей Н.Г., Калиниченко AM., Литовченко А.С. Радиоспектроскопические свойства неорганических материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1987. 719 с.Vlasova M.V., Kakazei N.G., Kalinichenko AM., Litovchenko AS. Radiospektmskopicheskie svoistva neorganicheskih materialov. Spravochnik. [Radiospectroscopic properties of inorganic materials. Handbook]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1987, 719 p. (In Russian).Лютоев В.П., Макеев А.Б., Лысюк А.Ю. Исследование возможности определения минерального состава титано-магнетитовых руд по данным спектроскопии // Обогащение руд. 2017. № 5. С. 28-36.Lyutoev V.P., Makeev A.B., Lysyuk AYu. Issledovanie vozmozhnosti opredeleniya mineral'nogo sostava titanomag netitovykh rud po dannym spektroskopii [Exploring a possibility to determine titanium magnetite ores mineral composition by spectroscopy data]. Obogashchenie rud [Mineral Processing Journal], 2017, no. 5, pp. 28-36. DOI: 10.17580/or.2017.05.05. (In Russian)Лютоев В.П., Гонгальский Б.И., МакеевА.Б., Лысюк А.Ю., Магазина Л.О., Таскаев В.И. Титаномагнетитовые руды: минеральный состав и мёссбауэровская спектроскопия // Минералогия. 2017. № 2. С. 43—65.Lyutoev V.P., Gongal'skii B.I., Makeev A.B., Lysyuk A.Yu., Magazina L.O., Taskaev V.I. Titanomagnetitoyye rady: mine-ral'nyi sostav i messbauerovskaya spektroskopiya [Titanomag-netite ores: mineral composition and Mossbauer spectroscopy]. Mineralogiya [Mineralogy], 2017, no. 2, pp. 43—65. (In Russian)Макеев А.Б. Типоморфные особенности минералов титановых руд Пижемского месторождения // Минералогия. 2016. № 1. С. 24-49.Makeev A.B. Tipomorfnye osobennosti mineralov titanovykh rud Pizhemskogo mestorozhdeniya [Typomorphic features of minerals of ti ores from the Pizhemskoe deposit]. Mineralogiya [Mineralogy], 2016, no. 1, pp. 24—49. (In Russian)Макеев АБ., Лебедев В.А, Брянчанинова Н.И. Магматиты Среднего Тимана. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2008. 348 с.Makeev A.B., Lebedev V.A., Bryanchaninova N.I. Magmatity Srednego Timana [Magmatites of Middle Timan]. Ekaterinburg: Izd-vo UrO RAN [Publishing House of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences], 2008, 348 p. (In Russian)Макеев АБ., Лютоев В.П. Спектроскопия в технологической минералогии. Минеральный состав концентратов титановых руд Пижемского месторождения (Средний Тиман) // Обогащение руд. 2015. № 5. С. 33-41.Makeev A.B., Lyutoev V.P. Spektroskopiya v tekhnologicheskoi mineralogii. Mineral'nyi sostav kontsentratov titanovykh rud Pizhemskogo mestorozhdeniya (Srednii Timan) [Spectroscopy in process mineralogy. The Pizhemskoye deposit titanium ores concentrates mineral composition]. Obogashchenie rud [Mineral Processing Journal], 2015, no. 5, pp. 33-41, DOI: 10.17580/ or.2015.05.06. (In Russian)Симакова Ю.С., Лютоев В.П., Лысюк АЮ. Кристаллохимические особенности глауконита Карийского месторождения, (Южный Урал) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2019. № 3(291). С. 41-50. DOI: 10.19110/ 2221-1381-2019-03-41-50.Simakova Yu.S., Lyutoev V.P., Lysiuk A.Yu. Kristallokhi-micheskie osobennosti glaukonita Karinskogo mestrozhdeniia, (Yuzhnyi Ural) [Crystal-chemical features of glauconite from Karinskoe deposit (South Urals)]. Vestnik IG Komi SC UB RAS, 2019, no. 3 (291), pp. 41-50, DOI: 10.19110/2221-1381-2019-03-41-50. (In Russian)De Grave E., Van Alboom A Evaluation of ferrous and ferric Mossbauer fractions // Phys. Chem. Minerals. 1991. V. 18. P. 337-342.De Grave E., Van Alboom A. Evaluation of ferrous and ferric Mossbauer fractions. Physics and Chemistry of Minerals, 1991, vol. 18, pp. 337-342.Eeckhout S.G., De Grave E. Evaluation of ferrous and ferric Mossbauer fractions. Part II. Phys. Chem. Minerals. 2003. V. 30. P. 142-146.Eeckhout S.G., De Grave E. Evaluation of ferrous and ferric Mossbauer fractions. Part II. Physics and Chemistry of Minerals, 2003, vol. 30, pp. 142-146.Grey I.E., Re id AF. The structure of pseudorutile and its role in natural alternation of ilmenite // Amer. Miner. 1975. V. 60. P. 898-906.Grey I.E., Reid A.F. The structure of pseudorutile and its role in natural alternation of ilmenite. American Mineralogist, 1975, vol. 60, pp. 898-906.Grey I.E., Watts J.A., Bayliss P. Mineralogical nomenclature: pseudorutile revalidated and neotipe given // Mineralogical Magazine. 1994. V. 58. P. 597-600.Grey I.E., Watts J.A., Bayliss P. Mineralogical nomenclature: pseudorutile revalidated and neotipe given. Mineralogical Magazine, 1994, vol. 58, pp. 597-600.Guo W.Q., Malus S., Ryan D.H., Altounian Z. Crystal structure and cation distributions in the Fe^Os — Fe2TiOs solid solution series // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 6337-6346.Guo W.Q., Malus S., Ryan D.H., Altounian Z. Crystal structure and cation distributions in the FeltyDs — Fe2Ti05 solid solution series. Journal of Physics: Condensed Matter, 1999, vol. 11, pp. 6337-6346.Horn M., Schwerdtfeger C.F. EPR of substitutional and charge compensated Fe3+ in anatase (ТЮ2) // J. Phys. Chem. SoUds. 1971. V. 32. P. 2529-2538.Horn M., Schwerdtfeger C.F. EPR of substitutional and charge compensated Fe3+ in anatase (ТЮ2). Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1971, vol. 32, pp. 2529-2538.Lichtenberger G.J., Addison J.R F-and X-band spectroscopy of Fe"+ in rutile // Phys. Rev. 1969. V. 184. No 2. P. 381-382.Lichtenberger G.J., Addison J.R F-and X-band spectroscopy of Fe3+ in rutile. Physical Review, 1969, vol. 184, no. 2, pp. 381-382.Lyutoev V.P., Makeev A.B., Lysyuk AYu. Application of Mossbauer, ESR, and FTIR spectroscopy for mineralogical and technological research of titanium ores / In: Votyakov S., Kiseleva D., Grokhovsky V., Shchapova Y. (eds) Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2020. P. 121-127. DOI https://doi.org/10.1007/978-3-030-00925-0_19 (в печати).Lyutoev V.P., Makeev A.B., Lysyuk A.Yu. Application of Mossbauer, ESR, and FTIR spectroscopy for mineralogical and technological research of titanium ores. In Votyakov S., Kiseleva D., Grokhovsky V., Shchapova Y (eds) Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation). Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2020, pp. 121—127. DOI https://doi.org/10.1007/978-3-030-00925-0_19.McConchieD.M.,WardJ.B.,McCannV.H, Lewis D.W. A Mossbauer investigation of glauconite and its geological significance // Clays and Clay Minerals. 1979. V.27. No 5. P. 339-348.McConchie D.M., Ward J.B., McCann V.H., Lewis D.W. A Mossbauer investigation of glauconite and its geological significance. Clays and Clay Minerals, 1979, vol. 27, no. 5, pp. 339-348.Saensunon В., Stewart G.A, Pax R. A combined 57Fe-M6ssbauer and X-ray diffraction study of the ilmenite reduction process in a commercial rotary kiln // Int. J. Miner. Process. 2008. V. 86. P. 26-32.Saensunon В., Stewart G.A., Pax R. A combined 57Fe-M6ss-bauer and X-ray diffraction study of the ilmenite reduction process in a commercial rotary kiln. International Journal of Mineral Processing, 2008, vol. 86, pp. 26-32.Stoll S., Schweiger A EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR / J. Magn. Reson. 2006, V. 178(1), P. 42-55.Stoll S., Schweiger A. EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR. Journal of Magnetic Resonance, 2006, vol. 178(1), pp. 42-55.Vandenberghe R.E., De Grave E. Application of Mossbauer Spectroscopy in Earth Sciences // Mossbauer Spectroscopy. Tutorial Book (Ed. by Yutaka Yoshida and Guido Langouche). Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. P. 91-186.Vandenberghe RE., De Grave E. Application of Mossbauer Spectroscopy in Earth Sciences. In Yutaka Yoshida and Guido Langouche (eds) Mossbauer Spectroscopy. Tutorial Book. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013, pp. 91-186. DOI: 10.1007/978-3-642-32220-4.

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