Научно-технический прогресс в обогащении полезных ископаемых

  Проблемами  обогащения полезных ископаемых И.Н.Плаксин  заинтересовался еще при решении  теоретических и практических задач в области гидрометаллургии. Уже тогда он ясно увидел технологическую близость этих двух процессов и высокую эффективность в ряде случаев их совместного применения для обеспечения достаточно высокого извлечения и комплексного использования минерального сырья.

  Однако  до Великой Отечественной войны  ученый не проводил специальных исследований, посвященных изучению собственно обогатительных проблем. Начало было положено в 1943 г., когда И.Н.Плаксин стал научным  руководителем крупного научно-исследовательского института по обогащению полезных ископаемых Механобра, эвакуированного из Ленинграда в Свердловск. Число работ, которые выполняет ученый в области обогащения, резко увеличивается.

  В 1946 г. И.Н.Плаксин избирается членом-корреспондентом АН СССР и быстро становится признанным и наиболее авторитетным ученым в области обогащения полезных ископаемых. Созданный им в Институте горного дела АН СССР отдел обогащения полезных ископаемых охватывает по тематике работ все наиболее важные направления обогатительной науки и техники. В отделе выросли такие известные ученые как проф. Р.Ш.Шафеев, Л.П.Старчик, Ю.Б.Рубинштейн, Г.Д.Краснов, академик В.А.Чантурия. Исследованиям в области обогащения полезных ископаемых И.Н.Плаксин посвятил 25 лет своей жизни. За это время он внес в эту область поистине огромный вклад.

  В 40-50-е годы основным направлением исследований И.Н.Плаксина явилось изучение взаимодействия кислорода с сульфидами, а затем  и несульфидными минералами и  влияние этого взаимодействия на последующую флотацию минералов.

  И.Н.Плаксин  был первым из ученых, кто указал на принципиально важное положение  о том, что характер связи в  кристаллической решетке влияет на условия образования поверхностных  соединений при окислении минерала.

  В 1949 г. в ДАН СССР И.Н.Плаксин публикует работу "О причинах возникновения естественной гидрофобности сульфидных минералов в условиях флотации", в которой был сделан первый шаг на пути к объяснению причин так называемой естественной флотации минералов. Обобщенные исследования, проведенные в этом направлении, ученый изложил в докладе "Роль реагентов и газов во флотационных взаимодействиях", доложенным на II Международном конгрессе по поверхностной активности в Лондоне в 1956 г.

  Эффективность проведенных И.Н.Плаксиным работ объясняется глубокими знаниями в области фундаментальных наук и тем, что он умело привлекал методы исследований из различных областей к разрабатываемым проблемам обогащения полезных ископаемых. Этот подход стал характерным для всей Плаксинской школы.

  Разработку  или выбор метода ученый никогда  не рассматривал как самоцель, он всегда стремился предугадать какие  результаты и решение каких задач  может обеспечить тот или иной метод. И.Н.Плаксин и сам был  создателем многих новых прогрессивных  методов исследования. Это особенно хорошо видно на примере использования методов меченых атомов (радиометрии и микроавторадиографии), инфракрасной спектроскопии и электрофизических методов. Данные методы оказались наиболее результативными при изучении взаимодействия минералов с реагентами в процессах флотации. И.Н.Плаксин с сотрудниками разработали несколько разновидностей микроавторадиографии.

  Характерной чертой творчества Игоря Николаевича  было стремление впитать все новое  и прогрессивное и внедрить в  свои работы. Особенно наглядно эта черта прослеживается на примере развития ядерно-физических методов исследования вещественного состава. Следует учесть, что им в соавторстве, главным образом, с его учеником доктором технических наук Л.П.Старчиком опубликовано по этим вопросам более 100 работ. В них полно и четко изложены основы более чем 20 разработанных им с сотрудниками методов ядерно-физического контроля.

  Известный специалист в области радиометрического  обогащения полезных ископаемых профессор  В.А.Мокроусов в своих воспоминаниях об И.Н.Плаксине отмечал: "Из всех замечательных черт Игоря Николаевича на меня особенно большое впечатление производило исключительно развитое у него чувство нового. Игорь Николаевич был первым, кто в полной мере оценил, большие возможности использования в процессах рудоподготовки полезных ископаемых различных видов излучения. И это было в то время, когда большинство специалистов не видели здесь больших перспектив".

  Чувство нового помогало И.Н.Плаксину обосновывать и ставить крупные научные задачи, сочетающиеся с государственным подходом к их решению. Так, идея комплексного использования минерального сырья, привлекающая Игоря Николаевича еще в ранний период его творчества получила дальнейшее развитие. Он выпустил две монографии (в соавторстве), целиком посвященные данной проблеме, сыгравшие важную роль в ее решении: "Комплексное использование свинцово-цинкового сырья" (1963 г.); "Комплексное использование молибденовых руд" (1965 г.). По этой крупной проблеме Игорь Николаевич часто выступал. 3 июня 1966 г. ученый опубликовал в "Правде" статью "Комплексно использовать руды", вызвавшую многочисленные отклики.

  Обобщенный  анализ научных трудов И.Н.Плаксина в области обогащения полезных ископаемых, позволяет сделать вывод об огромном вкладе, который внес этот ученый в развитие ее научно-технических основ. Комплекс фундаментальных исследований проведенных И.Н.Плаксиным и созданной им школой с использованием ряда новых прецизионных методик, дал возможность впервые перейти от качественного описания механизма флотации к количественному. Всестороннее изучение процесса взаимодействия реагентов с сульфидными минералами, базирующееся на последних достижениях кристаллохимии и кристаллофизики, физикохимии и физики полупроводников, позволило открыть ряд принципиально новых положений в механизме сорбции ксантогената на сульфидных минералах и, как следствие, разработать и внедрить новые технологии при обогащении полиметаллических руд. Возникли новые направления повышения контрастности свойств минералов. Неоценима его заслуга в разработке теории и создании ряда комбинированных методов обогащения - флотоотсадки, флотогравитации на столах. За создание и внедрение последнего И.Н.Плаксин в 1952 г. был удостоен Государственной премии СССР.

  Труды И.Н.Плаксина в области гидрометаллургии и обогащения полезных ископаемых получили всемирную известность. Однако есть и другая область знаний, в которую он внес большой вклад. Это - история науки и техники: ученый выполнил свыше 30 оригинальных работ в этой области. Среди них можно назвать "Зарождение основ благородных металлов" (1948 г.); "История развития пробирного анализа. К 250-летию учреждения пробирного надзора в России" (1950 г.); "О трудах Георгия Агриколы в области обогащения руд, металлургии и пробирного анализа" (1955 г.).

  Большой заслугой Игоря Николаевича была организация при АН СССР Научного совета по физико-химическим проблемам  обогащения полезных ископаемых, в  состав которого вошли все ведущие  ученые в области обогащения полезных ископаемых и крупные деятели  промышленности. Под руководством И.Н. Плаксина Научный совет проделал большую работу по координации научных исследований по приоритетным направлениям в области обогащения полезных ископаемых и до настоящего времени - высокоавторитетный общественный орган обогатительной науки, содействующий высокому уровню развития обогащения полезных ископаемых в России.

  Признание высокого научного авторитета И.Н. Плаксина за рубежом подтверждается многочисленными  приглашениями, которые он получал  для выступлений с лекциями в  Колумбийском, Лондонском университетах, институтах Китая, Италии, США, Канады и других стран; его лекции, прочитанные им в 1957, 1958, 1965, 1966 гг., способствовали укреплению позиций советской науки за рубежом и пропаганде ее наиболее крупных достижений.

  Советское Правительство высоко оценило заслуги  Игоря Николаевича перед наукой и Родиной и наградило его  орденом Ленина, орденом Трудового  Красного Знамени и медалями. И.Н.Плаксин  дважды удостоен Государственной премии СССР. Кроме того, И.Н. Плаксин был  награжден значками «Отличник цветной металлургии» и «Отличник металлургической промышленности» (1940, 1950 гг.), знаком Шахтерская слава I степени (1958 г.) и II степени (1962 г.).

  Глава советской научной школы в  области первичной переработки  минерального сырья И.Н. Плаксин внес наибольший вклад в развитие теории процесса флотации. Комплекс фундаментальных исследований, проведенный членом-корреспондентом АН СССР И.Н. Плаксиным и его школой с использованием ряда новых прецизионных методов, дал возможность впервые перейти от качественного описания механизма флотации сульфидов к количественному. Всестороннее изучение процесса взаимодействия сульфгидрильных реагентов с минералами, базирующееся на последних достижениях кристаллохимии и кристаллофизики, физикохимии, квантовой химии и физики полупроводников, применение прогрессивных математических и экспериментальных методов исследования процесса флотации на макро- и микро уровне - от термодинамического анализа ионно-молекулярного состава жидкой фазы до использования меченых атомов, микроавторадиографических, электрохимических и электрофизических методик исследования поверхностных физико-химических и флотационных свойств сульфидов, позволило ряд принципиально новых положений в механизме сорбции ксантогената на сульфидах.

  Впервые была обоснована стадиальность процесса сорбции кислорода, изучены ее кинетические особенности, выявлены ряд электрохимической  активности сульфидов и ее роль в  неоднородности закрепления собирателя на минералах, количество и формы  закрепления ксантогената в зависимости от типа проводимости и соотношения концентрации носителей электронного и дырочного типа. Последующие наши и зарубежные исследования подтвердили данную закономерность для всех минералов, обладающих полупроводниковыми свойствами.

  Выводы  И.Н. Плаксина и его школы о  механизме взаимодействия сульфгидрильных  собирателей с сульфидами, послужили  основой для обоснования новых  приоритетных направлений в области  фундаментальных исследований процесса флотации и разработки прогрессивных  методов интенсификации и разделения минеральных компонентов.

  Начиная с 70-х годов школой И.Н.Плаксина были проведены комплексные исследования по изучению фазового состава сульфидов, кинетики протекания электрохимических  реакций, сорбционных и флотационных свойств минералов в процессе электрохимической поляризации минеральных суспензий, что позволило вскрыть механизм адсорбционно-десорбционных процессов, протекающих на сульфидах, и научно обосновать режимы электрохимической обработки пульп для различных видов минерального сырья, обеспечивающих повышение контрастности технологических свойств минералов. Реализация новой технологии на ряде горно-обогатительных комбинатов позволила повысить производительность процесса в 1,2 — 1,3 раза, извлечение металлов и качество концентратов на 2% - 5%.

  Теоретически  обоснована и экспериментально подтверждена эффективность электрохимического метода водоподготовки за счет регулирования  ионно-молекулярного состава, физико-химических и окислительно-восстановительных  свойств жидкой фазы. Экологически безопасный метод апробирован при флотационном обогащении полиметаллических, шеелитовых, апатит-фосфоритовых руд и реализован на предприятиях АК «АЛРОСА» при обогащении алмазосодержащих кимберлитов.

  Научно  и экспериментально подтверждена высокая эффективность энергетических методов воздействия на минеральные комплексы (энергия ускоренных электронов, мощные электромагнитные импульсы), позволяющих направленно регулировать соотношение концентрации носителей электрического заряда, создание дополнительных дефектов, микротрещин и каналов пробоя в кристаллической структуре минералов, сорбционные и технологические свойства минералов, что позволяет не только снизить расход электроэнергии на процессы дезинтеграции и вскрытия минеральных комплексов, но и повысить технологические показатели извлечения ценных компонентов из руд.

  Таким образом, на основе теоретических и  экспериментальных исследований выполненных  членом-корреспондентом АН СССР И.Н. Плаксиным и его школой, была создана  стройная, единая теория процесса флотации, которая послужила фундаментом принципиально новых направлений, как в теории, так и технологии флотационного процесса.

  [3] 
 
 
 
 
 
 
 

  Заключение

  В работе рассмотрены основные труды в области развития обогащения полезных ископаемых в XV-XX вв, а так же основы обогатительных методов, применяемы в настоящее время, исследован вклад И.Н.Плаксина в становление науки обогащения.

  Имя Игоря Николаевича Плаксина по праву  занимает одно из самых почетных мест в истории развития не только отечественной, но и мировой науки и техники.

       Игорь Николаевич Плаксин - один  из основоположников современной  теории гидрометаллургии благородных  металлов и обогащения полезных  ископаемых. Его деятельность очень  многогранна. Она плодотворно  развивалась в научном, инженерном, педагогическом и общественном направлениях, при этом результаты исследований внедрялись на предприятиях и приносили технический и экономический эффект.

  Важнейшие исследования провел И.Н. Плаксин в  области теории и технологии флотационного  обогащения руд и углей, имеющего очень большое промышленное значение. Десятки миллионов тонн руд цветных и редких металлов, горнохимического сырья и углей перерабатываются этим способом.

  И.Н. Плаксин не ограничивался исследованиями только в области флотации и гидрометаллургии. Им проведен ряд весьма существенных работ по теории гравитационных и других методов обогащения полезных ископаемых. Его перу принадлежит более тридцати работ по истории металлургии и обогащения полезных ископаемых.

  В мировой истории горного дела И.Н. Плаксин значится как «обогатитель номер один».

  Ежегодно  проводятся «Плаксинские чтения», посвященные  состоянию горной науки и техники. 
 
 
 
 
 

  Список  литературы

1. Возникновение и развитие гравитационных методов обогащения полезных ископаемых/ Г.В.Глембоцкая - М.: Наука, 1991. - 256 с.
2. Производство цветных металлов. Н.И. Уткин. — М.: "Интермет Инжиниринг". 2000. — 442 с.
3. В.А.Чантурия, Т.В. Глембоцкая. Творческий портрет ученого (к 100-летию со дня рождения члена-корреспондента И.Н.Плаксина) //  Вестник ОГГГГН РАН, № 4(14) 2000  // http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/4-2000/plaksin-100.htm#begin