Отходы переработки аподоломитового нефрита и направление их использования

Отходы переработки аподоломитового нефрита и направление их использования

Автор: Кислов Е.В., Худякова Л.И., Николаев А.Г.

Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii

Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика

Статья в выпуске: 3 т.8, 2023 года.

Бесплатный доступ

Камнесамоцветное сырье пользуется повышенным спросом, что приводит к возрастающему объему перерабатываемой горной массы. Обогащение исходного сырья, изготовление камнерезных и ювелирных изделий сопровождаются образованием большого количества отходов. Представленное исследование направлено на изучение вещественного состава и физико-механических свойств твердых отходов переработки аподоломитового нефрита Витимского региона. Образование отходов в значительном количестве приводит к затратам на перевозку, хранение и охрану, ухудшает экологическую обстановку. Месторождения аподоломитового нефрита находятся в Витимском регионе России. Наибольшее их количество сосредоточено на Северо-Западе, Северо-Востоке и Юге Китая, в меньшей мере - в Южной Корее, Австралии, Италии и Польше. В работе использованы отходы переработки наиболее продуктивного российского месторождения аподоломитового нефрита - Кавоктинского. Проведено визуальное и петрографическое изучение нефрита, скарна и амфиболита твердых отходов. Изучен макро- и микрохимический состав нефрита различного цвета, выполнен рентгенофазовый анализ. Определены декоративные свойства. Получен радиационно-гигиенический сертификат. Отходы имеют марки по дробимости 1200, по истираемости - И1, по морозостойкости - F400. Проведенные исследования показали, что в их составе не содержатся зерна слабых пород, а также глина, пылевидные и глинистые частицы. Твердые отходы переработки нефрита Витимского региона имеют высокое качество, соответствуют требованиям ГОСТ 8267-93, за исключением повышенного содержания фрагментов лещадных (уплощенных) и повышенного размера. Они могут использоваться в производстве обычного, декоративного и мозаичного бетонов, декоративных плит, внутренней отделки помещений, бань и саун, для изготовления сувенирной продукции. Использование в качестве сырья для каменного литья и пролонгированного удобрения требует дополнительного рассмотрения. Все это позволит не только решить проблему утилизации отходов, но и улучшить экономические показатели добычи минерального сырья.

Еще

Нефрит, обогащение, отходы переработки, витимский регион, минеральный состав, химический состав, декоративные свойства, физико-механические свойства, утилизация

Короткий адрес: https://sciup.org/140301763

IDR: 140301763   |   DOI: 10.17073/2500-0632-2023-01-75

Список литературы Отходы переработки аподоломитового нефрита и направление их использования

  • Emmanuel A. Y., Jerry C. S., Dzigbodi D. A. Review of environmental and health impacts of mining in Ghana. Journal of Health and Pollution. 2018;8(17):43-52. https://doi.org/10.5696/2156-9614-8.17.43
  • Jain M. K., Das A. Impact of mine waste leachates on aquatic environment: A review. Current Pollution Reports. 2017;3(1):31-37. https://doi.org/10.1007/s40726-017-0050-z
  • Wellen C., Shatilla N. J., Carey S. K. The influence of mining on hydrology and solute transport in the Elk Valley, British Columbia, Canada. Environmental Research Letters. 2018;13(7):074012. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaca9d
  • Strzałkowski P. Characteristics of waste generated in dimension stone processing. Energies. 2021;14(21):7232. https://doi.org/10.3390/en14217232
  • Medina G., Sáez del Bosque I. F., Frías M., et al. Mineralogical study of granite waste in a pozzolan/Ca(OH)2 system: Influence of the activation process. Applied Clay Science. 2017;135:362-371. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.10.018
  • Prošek Z., Nezerka V., Tesárek P. Enhancing cementitious pastes with waste marble sludge. Construction and Building Materials. 2020;255:119372. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119372
  • Wang T., Yang W., Zhang J. Experimental studies on mechanical properties and microscopic mechanism of marble waste powder cement cementitious materials. Crystals. 2022;12(6):868. https://doi.org/10.3390/cryst12060868
  • Ahmed A., Abbas S., Abbass W., et al. Potential of waste marble sludge for repressing alkali-silica reaction in concrete with reactive aggregates. Materials. 2022;15(11):3962. https://doi.org/10.3390/ma15113962
  • Moreira P. I., de Oliveira Dias J., de Castro Xavier G., et al. Ornamental stone processing waste incorporated in the production of mortars: Technological influence and environmental performance analysis. Sustainability. 2022;14(10):5904. https://doi.org/10.3390/su14105904
  • Gadioli M. C. B., Ponciano V. M., Bessa B. H. R., et al. Characterization of ornamental stones wastes for use in ceramic materials. Materials Science Forum. 2019;958:129-134. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.958.129
  • Xavier G. C., Azevedo A. R. G., Alexandre J., et al. Determination of useful life of red ceramic parts incorporated with ornamental stone waste. Journal of Materials in Civil Engineering. 2019;31(2). https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002590
  • Munir M. J., Kazmi S. M. S., Wu Y.-F., et al. Thermally efficient fired clay bricks incorporating waste marble sludge: An industrial-scale study. Journal of Cleaner Production. 2018;174:1122-1135. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.060
  • Ahmad S., Shah M. U. H., Ullah A., at el. Sustainable use of marble waste in industrial production of fired clay bricks and its employment for treatment of flue gases. ACS Omega. 2021;6:22559−22569. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02279
  • Soltan A. M., Taman Z., El-Kaliouby B. Recycling of ornamental stones hazardous wastes. Natural Resources. 2011;2(4):244−249. https://doi.org/10.4236/nr.2011.24031
  • Abdelkader H. A. M., Ahmed A. S. A., Hussein M. M. A., et al. An experimental study on geotechnical properties and micro-structure of expansive soil stabilized with waste granite dust. Sustainability. 2022;14(10):6218. https://doi.org/10.3390/su14106218
  • Ibrahim H. H., Alshkane Y. M., Mawlood Y. I., at el. Improving the geotechnical properties of high expansive clay using limestone powder. Innovative Infrastructure Solutions. 2020;5(3):112. https://doi.org/10.1007/s41062-020-00366-z
  • Carvalho E. A. S., Vilela N. F., Monteiro S. N., et al. Novel artificial ornamental stone developed with quarry waste in epoxy composite. Materials Research. 2018;21(1):e20171104. https://doi.org/10.1590/19805373-MR-2017-1104
  • Silva F. S., Ribeiro C. E. G., Rodriguez R. J. S. Physical and mechanical characterization of artificial stone with marble calcite waste and epoxy resin. Materials Research. 2018;21(1). https://doi.org/10.1590/1980-5373MR-2016-0377
  • Худякова Л. И., Кислов Е. В., Палеев П. Л., Малышев А. В. Комплексное использование некондиционного нефрита. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020;331(8):68−76. https://doi.org/10.18799/24131830/2020/8/2769
  • Khudyakova L. I., Kislov E. V., Paleev P. L., Kotova I. Yu. Nephrite-bearing mining waste as a promising mineral additive in the production of new cement types. Minerals. 2020;10(5):394. https://doi.org/10.3390/min10050394
  • Liu Y., Zhang R., Zhang Zh., et al. Mineral inclusions and SHRIMP U-Pb dating of zircons from the Alamas nephrite and granodiorite: Implications for the genesis of a magnesian skarn deposit. Lithos. 2015;212-215:128-144. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.11.002
  • Zhang X., Shi G., Zhang X., Gao G. Formation of the nephrite deposit with five mineral assemblage zones in the Central Western Kunlun Mountains, China. Journal of Petrology. 2022;63(11):egac117. https://doi.org/10.1093/petrology/egac117
  • Nangeelil K., Dimpfl P., Mamtimin M., et al. Preliminary study on forgery identification of Hetian Jade with Instrumental Neutron Activation Analysis. Applied Radiation and Isotopes. 2023;191:110535. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110535
  • Liu Y., Deng J., Shi G. H., et al. Chemical Zone of Nephrite in Alamas, Xinjiang, China. Resource Geology. 2010;60(3):249-259. https://doi.org/10.1111/j.1751-3928.2010.00135.x
  • Liu Y., Deng J., Shi G., et al. Geochemistry and petrology of nephrite from Alamas, Xinjiang, NW China. Journal of Asian Earth Sciences. 2011;42(3):440-451. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2011.05.012
  • Jing Y., Liu Y. Genesis and mineralogical studies of zircons in the Alamas, Yurungkash and Karakash Rivers nephrite deposits, Western Kunlun, Xinjiang, China. Ore Geology Reviews. 2022;149:105087. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105087
  • Liu Y., Deng J., Shi G., Sun X., Yang L. Geochemistry and petrogenesis of placer nephrite from Hetian, Xinjiang, Northwest China. Ore Geology Reviews. 2011;41(1):122-132. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2011.07.004
  • Liu Y., Zhang R.-Q., Maituohuti A., et al. SHRIMP U-Pb zircon ages, mineral compositions and geochemistry of placer nephrite in the Yurungkash and Karakash River deposits, West Kunlun, Xinjiang, northwest China: Implication for a Magnesium Skarn. Ore Geology Reviews. 2016;72(1):699-727. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.08.023
  • Jiang Y., Shi G., Xu L., Li X. Mineralogy and geochemistry of nephrite jade from Yinggelike deposit, Altyn Tagh (Xinjiang, NW China). Minerals. 2020;10(5):418. https://doi.org/10.3390/min10050418
  • Liang H., Shi G., Yuan Y., et al. Polysynthetic twinning of diopsides in the Niewang and Tatliksu nephrite deposits, Xinjiang, China. Minerals. 2022;12(12):1575. https://doi.org/10.3390/min12121575
  • Gao K., Shi G., Wang M. et al. The Tashisayi nephrite deposit from South Altyn Tagh, Xinjiang, northwest China. Geoscience Frontiers. 2019;10(4):1597-1612. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.10.008
  • Liu X., Gil G., Liu Y. Timing of formation and cause of coloration of brown nephrite from the Tiantai Deposit, South Altyn Tagh, northwestern China. Ore Geology Reviews. 2021;131:103972. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103972
  • Yu H. Y., Wang R. C., Guo J. C., et al. Color-inducing elements and mechanisms in nephrites from Golmud, Qinghai, NW China: Insights from spectroscopic and compositional analyses. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 2016;111(5):313-325. https://doi.org/10.2465/jmps.151103
  • Yu H. Y., Wang R. C., Guo J. C., et al. Study of the minerogenetic mechanism and origin of Qinghai nephrite from Golmud, Qinghai, Northwest China. Science China Earth Sciences. 2016;59:1597-1609. https://doi.org/10.1007/s11430-015-0231-8
  • Gao S., Bai F., Heide G. Mineralogy, geochemistry and petrogenesis of nephrite from Tieli, China. Ore Geology Reviews. 2019;107:155-171. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.02.016
  • Xu H., Bai F. Origin of the subduction-related Tieli nephrite deposit in Northeast China: Constraints from halogens, trace elements, and Sr isotopes in apatite group minerals. Ore Geology Reviews. 2022;142:104702. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.10470
  • Xu H., Bai F., Jiang D. Geochemical characteristics and composition changes of tremolite at various stages in the mineralization process of nephrite from Tieli, Heilongjiang, Northeastern China. Arabian Journal of Geosciences. 2021;14:204. https://doi.org/10.1007/s12517-021-06578-6
  • Bai F., Li G., Lei J., Sun J. Mineralogy, geochemistry, and petrogenesis of nephrite from Panshi, Jilin, Northeast China. Ore Geology Reviews. 2019;115:103171. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.103171
  • Zhang C., Yu X., Jiang T. Mineral association and graphite inclusions in nephrite jade from Liaoning, northeast China: Implications for metamorphic conditions and ore genesis. Geoscience Frontiers. 2019;10(2):425-437. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.02.009
  • Zheng F., Liu Y., Zhang H.-Q. The petrogeochemistry and zircon U-Pb age of nephrite placer deposit in Xiuyan, Liaoning. Rock and Mineral Analysis. 2019;38(4):438-448. (In Chinese). https://doi.org/10.15898/j.cnki.l1-2131/td.201807310089
  • Li P., Liao Z., Zhou Zh., Wu Q. Evidences from infrared and Raman spectra: Xiaomeiling is one reasonable provenance of nephrite materials used in Liangzhu Culture. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2021;261:120012. https://doi.org/10.1016/j.saa.2021.120012
  • Li P., Liao Z., Zhou Zh. The residual geological information in Liangzhu jades: Implications for their provenance. Proceedings of the Geologists’ Association. 2022;133(3):256-268. https://doi.org/10.1016/j.pgeola.2022.04.003
  • Chen D., Yang Y., Qiao B., et al. Integrated interpretation of pXRF data on ancient nephrite artifacts excavated from Tomb No. 1 in Yuehe Town, Henan Province, China. Heritage Science. 2022;10:1. https://doi.org/10.1186/s40494-021-00642-w
  • Ling X.-X., Schmädicke E., Li Q.-L., et al. Age determination of nephrite by in-situ SIMS U-Pb dating syngenetic titanite: A case study of the nephrite deposit from Luanchuan, Henan, China. Lithos. 2015;220-223:289-299. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2015.02.019
  • Bai B., Du J., Li J., Jiang B. Mineralogy, geochemistry, and petrogenesis of green nephrite from Dahua, Guangxi, Southern China. Ore Geology Reviews. 2020;118:103362. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103362
  • Yin Z., Jiang C., Santosh M., et al. Nephrite jade from Guangxi province, China. Gems and Gemology. 2014;50(3):228-235. https://doi.org/10.5741/GEMS.50.3.228
  • Zhong Q., Liao Z., Qi L., Zhou Zh. Black nephrite jade from Guangxi, Southern China. Gems and Gemology. 2019;55(2):198-215. https://doi.org/10.5741/GEMS.55.2.198
  • Wang W., Liao Z., Zhou Z., et al. Gemmological and mineralogical characteristics of nephrite from Longxi, Sichuang Province. Journal of Gems & Gemmology. 2022;24(1):20-27. (In Chinese). https://doi.org/10.15964/j.cnki.027jgg.2022.01.003
  • Wang L., Lin J. H., Ye T. P., et al. Discussing the coloration mechanism of Luodian Jade from Guizhou. Open Access Library Journal. 2020;7:e6364. https://doi.org/10.4236/oalib.1106364
  • Feng Y., He X., Jing Y. A new model for the formation of nephrite deposits: A case study of the Chuncheon nephrite deposit, South Korea. Ore Geology Reviews. 2022;141:104655. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104655
  • Yui T.-F., Kwon S.-T. Origin of a dolomite-related jade deposit at Chuncheon, Korea. Economic Geology. 2002;97(3):593-601. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.97.3.593
  • Nichol D. Two contrasting nephrite jade types. The Journal of Gemmology. 2000;27(4):193-200.
  • Tan T. L., Ng N. N., Lim N. C. Studies on nephrite and jadeite jades by Fourier transform infarred (FTIR) and Raman spectroscopic techniques. Cosmos. 2013;9(1):47-56. https://doi.org/10.1142/S0219607713500031
  • Adamo I., Bocchio R. Nephrite jade from Val Malenco, Italy: Review and Update. Gems and Gemology. 2013;49(2):98-106. https://doi.org/10.5741/GEMS.49.2.98
  • Korybska-Sadło I., Gil G., Gunia P., et al. Raman and FTIR spectra of nephrites from the Złoty Stok and Jordanów Śląski (the Sudetes and Fore-Sudetic Block, SW Poland). Journal of Molecular Structure. 2018;1166:40-47. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.04.020
  • Gil G., Barnes J. D., Boschi C. Nephrite from Złoty stok (Sudetes, SW Poland): petrological, geochemical, and isotopic evidence for a dolomite-related origin. The Canadian Mineralogist. 2015;53:533-556. https://doi.org/10.3749/canmin.1500018
  • Gil G., Bagiński B., Gunia P., et al. Comparative Fe and Sr isotope study of nephrite deposits hosted in dolomitic marbles and serpentinites from the Sudetes, SW Poland: Implications for Fe-As-Au-bearing skarn formation and post-obduction evolution of the oceanic lithosphere. Ore Geology Reviews. 2020;118:103335. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103335
  • Платонов А. Н., Таран М. Н., Балицкий В. С. Природа окраски самоцветов. М.: Недра; 1984. 196 с.
  • Свиридов Д. Т., Свиридова Р. К., Смирнов Ю. Ф. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. М.: Наука, 1976. 266 с.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp