Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

+В. Б. Кусков, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых (ОПИ), канд. техн. наук, эл. почта: kuskov_vb@pers.spmi.ru
Е. С. Ильин, аспирант кафедры ОПИ
Н. В. Николаева, доцент кафедры ОПИ, канд. техн. наук

При добыче и переработке полезных ископаемых образуется значительное количество мелкозернистых материалов, которые трудно или невозможно использовать в дальнейшем. Для решения этой проблемы применяют процесс окускования, заключающийся в переработке мелкозернистых частиц в более крупные агрегаты для дальнейшей обработки. Для окускования многих видов материалов можно использовать процесс брикетирования, который обычно используют для таких полезных ископаемых, как угли и торфы. Также этот метод окускования применяют для различных металл- и углеродсодержащих отходов и других материалов. Существенным достоинством метода является его универсальность. Для брикетирования достаточно широко применяют валковые пресса, однако эти устройства имеют некоторые недостатки. В качестве альтернативы предложены экструдерные пресса, которые в некоторых случаях могут быть более эффективными. Описаны разработанные и созданные лабораторные экструдерные пресса различных конструкций. Представлены данные о влиянии параметров фильер и брикетируемой шихты на основные физико-механические свойства полученных брикетов. Приведены данные экспериментов с использованием мелассы в качестве связующего. На основе полученных результатов спроектирован опытно-промышленный экструдер.

1. Кусков В. Б., Ильин Е. С. Влияние углов конусности фильер, количества связующего и его вида на прочностные характеристики экструзионных брикетов // Черные металлы. 2025. № 1. С. 4–9.
2. Литвиненко В. С., Петров Е. И., Василевская Д. В., Яковенко А. В. и др. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 95–111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100
3. Юрак В. В., Душин А. В., Мочалова Л. А. Против устойчивого развития: сценарии будущего // Записки Горного института. 2020. Т. 242. С. 242–247. DOI: 10.31897//PMI.2020.2.242
4. Недосекин А. О., Рейшахрит Е. И., Козловский А. Н. Стратегический подход к оценке экономической устойчивости объектов минерально-сырьевого комплекса России // Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 354–360. DOI: 10.31897/PMI.2019.3.354
5. Александрова Т. Н. Комплексная и глубокая переработка минерального сырья природного и техногенного происхождения: состояние и перспективы // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 503–504.
6. Елишевич А. Т. Брикетирование полезных ископаемых. — М. : Недра, 1989. — 300 с.
7. Серафимова Л. И., Кузнецов В. А. Обзор технологии брикетирования вторичных железосодержащих материалов // Проблемы горного дела: Сборник научных трудов II Международного Форума студентов, аспирантов и молодых ученых-горняков, посвященного 100-летию ДонНТУ. Донецкий национальный технический университет; Институт горного дела и геологии, г. Донецк, 2021. С. 304–308.
8. Aleksandrova T. N., Kuznetsov V. V., Prokhorova E. O. Investigation of interfacial characteristics as a key aspect of the justification of the reagent regime for coal flotation // Minerals. 2025. Vol. 15. 76. DOI: 10.3390/min15010076
9. Афанасова А. В., Абурова В. А. Укрупнение низкоразмерных благородных металлов из углеродистых материалов с применением микроволновой обработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024. № 1. С. 20–35. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_1_0_20
10. Хрусталев Б. М., Пехота А. Н., Нгуен Нга Тху, Ву Фап Минь. Твердое топливо на основе отходов малоиспользуемых горючих энергоресурсов // Наука и техника. 2021. Т. 20. № 1. С. 58–65. DOI: 10.21122/2227-1031-2021-20-1-58-65
11. Пехота А. Н. Исследование энергетических характеристик многокомпонентного твердого топлива с использованием некондиционных горючих коммунальных и производственных отходов // Наука и техника. 2022. Т. 21. № 2. С. 164–174.
12. Пехота А. Н., Хрусталев Б. М., Голубев В. П., Нгуен Тху Нга и др. Разработка технологических вариантов использования различных отходов в качестве альтернативных источников энергии на основе многокомпонентных составов твердого топлива // Известия вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 2024. № 6. С. 501–515. DOI: 10.21122/1029-7448-2024-67-6-501-515
13. Пехота А. Н., Филатов С. А. Исследование термоаналитическими методами энергетических свойств брикетированного многокомпонентного топлива // Известия вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 2022. № 2. С. 143–155. DOI: 10.21122/1029-7448-2022-65-2-143-155
14. Ким С. В., Богоявленская О. А., Кударинов С. Х., Орлов А. С. и др. Перспективы получения брикетированного бездымного топлива из углей открытой добычи месторождений Казахстана // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 9. С. 147–158. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-147-158
15. Fernández-González D., Ruiz-Bustinza Í., Mochón J., González-Gasca C. et al. Iron ore sintering: Process // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2017. Vol. 38, Iss. 4. P. 215–227.
16. Лыткина Л. И., Шенцова Е. С., Курчаева Е. Е., Торшина А. А. Подготовка стебельного растительного сырья при производстве брикетированных кормовых смесей // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 2. С. 142–146. DOI: 10.20914/2310-1202-2022-2-142-146
17. Халифа А. А., Бажин В. Ю., Устинова Я. В., Шалаби М. Э. Х. Исследование восстановления оксида железа из окатышей красного шлама коксом // Обогащение руд. 2021. № 4. С. 46–51.
18. Ровин С. Л., Шейнерт В. А., Григорьев С. В., Телешова Е. В. Исследование и переработка пыли дробеочистки // Литье и металлургия. 2022. № 2. С. 34–39. DOI: 10.21122/1683‑6065‑2022‑2‑34‑39
19. Урбанович Н. И., Корнеев С. В., Волосатиков В. И., Комаров Д. О. Анализ состава и технологий переработки дисперсных железосодержащих отходов // Литье и металлургия. 2021. № 4. С. 66–69.
20. Кабдешұлы Б. Б., Жунусов А. К. Связующие вещества для брикетирования металлургических отходов // Endless Light in Science. 2024. № 1. С. 201–205.
21. Артемов А. В. и др. Исследование влияния гидролизного лигнина на биостойкость пластиков без связующих веществ на основе древесины березы // Системы. Методы. Технологии. 2023. № 2. С. 165–171.
22. Павловец В. М. Повышение реакционной способности железосодержащего окускованного сырья // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2018. № 41. С. 62–72.
23. Негматов С. С., Киямова Д. Ш., Холмурадова Д. К. Исследование влияния связующего на эксплуатационные характеристики угольных брикетов // Universum: технические науки. 2022. № 1-3 (94). С. 15–17.
24. Приходько И. А., Бандурин М. А., Вербицкий А. Ю. Влияние выбранных материалов и технологических параметров биомассы на брикетированную смесь // International Agricultural Journal. 2021. Т. 64. № 4. С. 58–69. DOI: 10.24411/2588-0209-2021-10343
25. Севостьянов М. В. Теория и практика брикетирования полидисперсных материалов и отходов производства в пресс-валковых агрегатах // Машиностроение и машиноведение. 2020. № 9. С. 89–93. DOI: 10.34031/2071-7318-2020-5-9-89-96
26. Зильберглейт М. А. Производители валковых прессов для гранулирования (брикетирования). Обзор по Западной Европе // Горная механика и машиностроение. 2020. № 2. С. 57–63.
27. Корнеев С. В., Урбанович Н. И., Розенберг Е. В. Особенности оборудования для брикетирования пылевидных материалов в металлургии // Металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов. — Минск : БНТУ, 2021. Вып. 42. С. 86–95.
28. Бижанов А. М., Подгородецкий Г. С. О движении брикетируемой массы в экструдере. Точные решения. Сообщение 1 // Известия вузов. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 1. С. 7–12.
29. Бижанов А. М., Загайнов С. А. Испытания брикетов на механическую прочность // Металлург. 2021. № 3. С. 11–18.
30. Бижанов А. М. Математическое моделирование процесса экструзионного окускования // Металлург. 2023. № 9. С. 91–97.
31. Курочкин А. А., Зимняков В. М. Теоретическое обоснование конструктивно технологической схемы модернизированного термовакуумного экструдера // Нива Поволжья. 2021. № 2. С. 128–134. DOI: 10.36461/NP.2021.59.2.005
32. Курочкин A. A., Фролов Д. И. Моделирование транспортных процессов внутри ствола термовакуумного экструдера // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2023. № 3 (63). С. 207–214. DOI: 10.18286/1816-4501-2023-3-207-214
33. Григорьев Е. В., Капелюшин Ю. Е. Изготовление, сушка и механические испытания брэксов из пыли электродугового сталеплавильного производства // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 4. С. 334–339.
34. Кусков В. Б., Ильин Е. С. Изучение процесса окускования различных видов сырья экструзионным методом // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6–1. С. 279–289.
35. Курочкин А. А., Фролов Д. И. Влияние размерных характеристик матрицы экструдера на свойства получаемого экструдата // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 1. С. 28–37. DOI: 10.55471/19973225_2022_7_1_28

36. Михайлов А. В., Федоров А. С. Анализ параметров мундштука шнекового пресса для 3d-экструзии торфяных кусков трубчатого типа // Записки горного института. 2021. Т. 249. С. 351–365. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.4

37. ГОСТ 12730.3- 2020. Бетоны. Метод определения водопоглощения. — Введ. 01.09.2021.
38. Kuskov V. B., Iliin E. S. Using of thermal cycling to improve the strength properties of steel // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 27. P. 60–65.