zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1754Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSТехнологические свойства кварца из техногенных отвалов слюдоносных пегматитов северной Карелии (Россия)TECHNOLOGICAL FEATURES OF QUARTZ FROM MUSCOVITE PEGMATITE MINNING WASTES OF NORTH KARELIA (RUSSIA)СветоваЕ. Н.SvetovaE. N.

Петрозаводск

Petrozavodsk

enkotova@rambler.ruБубноваТ. П.BubnovaT. P.

Петрозаводск

Petrozavodsk

ПикулевВ. Б.PikulevV. B.

Петрозаводск

Petrozavodsk

ЛогиноваС. В.LoginovaS. V.

Петрозаводск

Petrozavodsk

Институт геологии ФИЦ “Карельский научный центр РАН”Institute of Geology, Federal Research Center “Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”Петрозаводский государственный университетPetrozavodsk State University2025070220259215158Copyright © Светова Е.Н., Бубнова Т.П., Пикулев В.Б., Логинова С.В., 20252025Светова Е.Н., Бубнова Т.П., Пикулев В.Б., Логинова С.В.Svetova E.N., Bubnova T.P., Pikulev V.B., Loginova S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1754

Методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, ИК-спектроскопии, оптической и сканирующей электронной микроскопии изучен кварц из техногенных отвалов пегматитовых месторождений северной Карелии (Россия) с целью выявления его основных технологических особенностей, определяющих возможность использования в качестве сырья для получения высокочистых кварцевых концентратов. Установлено, что минеральные примеси в кварце представлены полевыми шпатами, мусковитом, кальцитом, окислами железа и боросиликатными фазами, что подтверждается микроэлементным составом кварца с доминированием Al, Ca, K, Na. Показано, что наряду с молекулярной водой, входящей в состав газово-жидких включений, кварц содержит ОН-комплексы, связанные со структурными примесями Al, Li и B. В результате обогащения несортированного кварца, включающего в себя электромагнитную сепарацию, СВЧ-обработку и кислотное травление, получен кварцевый концентрат с общим содержанием примесей 160 ppm. Получение высокочистого кварцевого концентрата с содержанием примесей <50 ppm на кварцевой крупке размером 0.5—0.1 мм затруднительно, что связано с присутствием трудноудаляемых при обогащении минеральных примесей микронных размеров, газово-жидких включений и структурных примесей. 

Quartz from pegmatite mining wastes in northern Karelia (Russia) were studied using inductivelycoupled plasma atomic emission spectroscopy, IR-spectroscopy, optical and scanning electron microscopy. The study is aimed to reveal the main technological characteristics of quartz that determine the possibility of its utilization as a promising raw material for the high-purity quartz concentrate production. It is shown that mineral inclusions in quartz are mainly represented by feldspars, muscovite, calcite, iron oxides, borosilicates, which is confirmed by the trace element composition of quartz dominated with Al, Ca, K, Na. Along with molecular water, which is part of fluid inclusions, quartz contains OH-complexes associated with structural impurities of Al, Li and B. As a result of unsorted quartz processing, including electromagnetic separation, microwave exposure and chemical leaching, a quartz concentrate with a total impurity content of 160 ppm was obtained. High-purity quartz concentrate production with total impurity content of <50 ppm on quartz grit with the fineness of 0.5–0.1 mm turned out to be difficult, due to the presence of hard-to-remove micron-sized mineral inclusions and structural impurities. 

техногенные отвалыпегматитовый кварцмикроскопияИК-спектроскопияатомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмойкачество кварцаwastespegmatite quartzmicroscopyIR-spectroscopyICP-АESquartz qualityРабота выполнена при финансовой поддержке из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания Института геологии ФИЦ “Карельский научный центр РАН”.ReferencesВ. П. Михайлов, В. Н. Аминов. Минерально-сырьевая база Республики Карелии, кн. 2, Петрозаводск, Карелия (2006) 87—102В. П. Михайлов, В. Н. Аминов. Минерально-сырьевая база Республики Карелии, кн. 2, Петрозаводск, Карелия (2006) 87—102Е. Е. Каменева, Л. С. Скамницкая. Обогащение минерального сырья Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2003) 170—172, 182—189Е. Е. Каменева, Л. С. Скамницкая. Обогащение минерального сырья Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2003) 170—172, 182—189Т. П. Бубнова, Л. С. Скамницкая, В. П. Ильина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 58—74Т. П. Бубнова, Л. С. Скамницкая, В. П. Ильина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 58—74О. В. Мясникова, Т. П. Бубнова. Обогащение руд, № 5 (2021) 28—34О. В. Мясникова, Т. П. Бубнова. Обогащение руд, № 5 (2021) 28—34Л. В.Кузьмин. Изв. УГГУ, вып. 3(71) (2023) 94—99Л. В.Кузьмин. Изв. УГГУ, вып. 3(71) (2023) 94—99Л. С. Скамницкая, Т. П. Бубнова, В. Т. Дубинчук, Л. Т. Раков. Сб. статей IX семинара по технологической минералогии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2015) 90—99Л. С. Скамницкая, Т. П. Бубнова, В. Т. Дубинчук, Л. Т. Раков. Сб. статей IX семинара по технологической минералогии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2015) 90—99М. В. Штенберг. Литосфера, № 3 (2014) 102—111М. В. Штенберг. Литосфера, № 3 (2014) 102—111Е. Н. Светова, В. Б. Пикулев, С. В. Логинова. Журн. прикл. спектр., 89, № 5 (2022) 638—645 [E. N. Svetova, V. B. Pikulev, S. V. Loginova. J. Appl. Spectr., 89, N 5 (2022) 849—955]Е. Н. Светова, В. Б. Пикулев, С. В. Логинова. Журн. прикл. спектр., 89, № 5 (2022) 638—645 [E. N. Svetova, V. B. Pikulev, S. V. Loginova. J. Appl. Spectr., 89, N 5 (2022) 849—955]Э. Ф. Емлин, Г. А. Синкевич, В. И. Якшин. Жильный кварц Урала в науке и технике, Свердловск, Сред.-Урал. кн. изд-во (1988) 186Э. Ф. Емлин, Г. А. Синкевич, В. И. Якшин. Жильный кварц Урала в науке и технике, Свердловск, Сред.-Урал. кн. изд-во (1988) 186Е. П. Мельников. Геология, генезис и промышленные типы месторождений кварца, Москва, Недра (1988)Е. П. Мельников. Геология, генезис и промышленные типы месторождений кварца, Москва, Недра (1988)N. G. Stenina. Bull. Geosciences, 79, N 4 (2004) 251—268N. G. Stenina. Bull. Geosciences, 79, N 4 (2004) 251—268R. Stalder. Eur. J. Mineral., 33 (2021) 145—163R. Stalder. Eur. J. Mineral., 33 (2021) 145—163В. А. Крейсберг, В. П. Ракчеев, Н. М. Серых, Л. А. Борисов. Разведка и охрана недр, № 10 (2007) 12—18В. А. Крейсберг, В. П. Ракчеев, Н. М. Серых, Л. А. Борисов. Разведка и охрана недр, № 10 (2007) 12—18A. Kats. Philips Res. Rep., 17 (1962) 201—279A. Kats. Philips Res. Rep., 17 (1962) 201—279R. D. Aines, G. R. Rossman. J. Geophys. Res., 89, N B6 (1984) 4059—4071R. D. Aines, G. R. Rossman. J. Geophys. Res., 89, N B6 (1984) 4059—4071A. Muller, M. Koch-Muller. Miner. Mag., 73, N 4 (2009) 569—583A. Muller, M. Koch-Muller. Miner. Mag., 73, N 4 (2009) 569—583M. C. Jollands, M. Blanchard, E. Balan. Eur. J. Mineral., 32 (2020) 311—323M. C. Jollands, M. Blanchard, E. Balan. Eur. J. Mineral., 32 (2020) 311—323M. A. Baron, R. Stalder, J. Konzett, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 42 (2015) 53—62M. A. Baron, R. Stalder, J. Konzett, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 42 (2015) 53—62Y. Ito, S. Nakashima. Chem. Geol., 189 (2002) 1—18Y. Ito, S. Nakashima. Chem. Geol., 189 (2002) 1—18М. В. Штенберг, В. Н. Быков. Записки рос. минералог. общества, № 3 (2009) 139—144М. В. Штенберг, В. Н. Быков. Записки рос. минералог. общества, № 3 (2009) 139—144J. Götze, W. Schrön, R. Möckel, K. Heide. Geochemistry, 72 (2012) 283—286J. Götze, W. Schrön, R. Möckel, K. Heide. Geochemistry, 72 (2012) 283—286Л. С. Скамницкая, Е. Н. Светова, С. А. Светов. Обогащение руд, № 2 (2014) 36—42Л. С. Скамницкая, Е. Н. Светова, С. А. Светов. Обогащение руд, № 2 (2014) 36—42Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, Т. П. Бубнова. Обогащение руд, № 3 (2020) 25—30Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, Т. П. Бубнова. Обогащение руд, № 3 (2020) 25—30Е. Н. Светова, Т. П. Бубнова, O. В. Букчина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 110—116Е. Н. Светова, Т. П. Бубнова, O. В. Букчина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 110—116Р. Ш. Насыров. Обогащение руд, № 2 (2009) 26—27Р. Ш. Насыров. Обогащение руд, № 2 (2009) 26—27A. J. Buttress, J. M. Rodriguez, A. Ure, R. S. Ferrari, C. Dodds, S. W. Kingman. Minerals Eng., 131 (2019) 407—419, doi: 10.1016/j.mineng.2018.11.025A. J. Buttress, J. M. Rodriguez, A. Ure, R. S. Ferrari, C. Dodds, S. W. Kingman. Minerals Eng., 131 (2019) 407—419, doi: 10.1016/j.mineng.2018.11.025Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, В. Б. Пикулев, О. В. Букчина. Записки рос. минералог. общества, № 6 (2021) 113—132, doi: 10.31857/S0869605521060083Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, В. Б. Пикулев, О. В. Букчина. Записки рос. минералог. общества, № 6 (2021) 113—132, doi: 10.31857/S0869605521060083Quartz: Deposits, Mineralogy and Analytics. Springer Geology, Eds. J. Götze, R. Möckel, HeidelbergNew York-Dordrecht-London (2012) 71, doi: 10.1007/978-3-642-22161-3_4Quartz: Deposits, Mineralogy and Analytics. Springer Geology, Eds. J. Götze, R. Möckel, HeidelbergNew York-Dordrecht-London (2012) 71, doi: 10.1007/978-3-642-22161-3_4

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