IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

На территории Российской Федерации находится огромное количество месторождений руд цветных металлов. Их активная разработка в пределах горного комплекса ведет к образованию шламо- и шлакохранилищ, отстойников и строительству очистных сооружений. По причине нерентабельности месторождений, многие из них не разрабатываются. Однако отходы былого производства остаются на поверхности.

Большое количество отвалов создавалось с технологическими нарушениями, в результате чего они стали угрозой для окружающей среды. По сей день гигантские терриконы с большим количеством опасных для природы и человека веществ находятся под открытым небом (таблица 1). Решением является рекультивация отвалов руд цветных металлов.

В наши дни данная проблема актуальна и стоит весьма остро. В зависимости от географических и геологических условий залегания руд, способа добычи и формирования отвалов требуется выбирать метод рекультивации того или иного отвала.

Один из методов рекультивации базируется на основе того, что некоторые технологии приводят не просто к созданию отвалов «пустых» вскрышных пород или отходов обогащения, но к формированию техногенных месторождений. Последние могут при наступлении кризисных ситуаций с природными запасами стать источниками ценных видов сырья (таблица 2) [1]. При данных условиях рекультивация отвалов происходит по принципу извлечения полезных элементов из терриконов с помощью различных химических реакций и дополнительной очистке шахтных и подотвальных вод (рис. 1).

Таблица 1. Состав вмещающих пород на Левихинском месторождении

№ п/п	Наименование	Содержание вещества, %
1	SiO2	51,48
2	TiO2	0,8
3	Al2O3	16,6
4	FeO	3,54
5	Fe2O3	5,69
6	MnO	0,13
7	CaO	8,48
8	MgO	5,24
9	K2O	0,94
10	Na2O	3,11

Подотвальные воды и воды горных выработок направляются в специальный пруд, а затем на сорбцию. В результате данный раствор подвергают десорбции различными реагентами с последующим извлечением товарной продукции. После извлечения металлов в воду добавляют реагенты для выщелачивания. В дальнейшем этот раствор используют для выщелачивания отвала. Воды и растворы после выщелачивания собирают в пруд-накопитель, затем происходит извлечение металлов, регенерация вод или орошение. Образовавшийся в результате использования данной технологии избыток воды очищают до ПДК, направляя на дополнительную нейтрализацию гашеной известью, после чего сбрасывают в водные объекты.

 

Рис. 1. Схема химической рекультивации отвалов руд

 

Таблица 2. Минимальное содержание металлов в породе, при котором возможно их

рентабельное извлечение из отвалов руд и пород при химической рекультивации

Наименование класса руд и пород	Минимальное содержание, %
	Cu	Zn		Mo
Медно-цинковые метаколлоидные	0.07	0.09	-	-
Медно-цинковые, залегающие в породах кислого состава	0.03	0.07	-	-
Медные, залегающие в породах кислого состава	0,04	-	-	-
Свинцово-цинковые	0.07	0.14	0.12	0.01
Молибденовые окисленные	0.09	0.12	-	-
Медные, залегающие в глинистых породах	0.11	-	-	-
Медно-цинковые, залегающие вы основных породах	0.06	0.1	-	-
Медные, залегающие в основных и карбонатных породах	0.18	-	-	-
Свинцово-цинковые, залегающие в основных и карбонатных породах	0.08	0.17	0.15	-
Молибденовые сульфидные	0.12	0.2	-	0.02

Иные методы относятся к биологической рекультивации отвалов. Два метода, которые будут рассмотрены ниже основаны на мелиорации отвалов и деградирующих земель. Разница заключается в технологии образования почвенного слоя.

Первый способ рекультивации заключается в создании плодородного почвенного слоя на поверхности отвала с дальнейшим его засаждением различными видами растительности. Используя данный способ, существует два пути разработки почв. Первый достигается путем внесения повышенных доз кислых минеральных удобрений на поверхность отвала, с дальнейшим засеиванием территорий разнотравием, бобовых культур и облепихи, как почвоулучшающей культуры [1]. Второй же заключается в предварительном покрытии поверхности отвала плодородными породами с дальнейшим их освоением. Как правило, на сегодняшний день большинство горных предприятий имеют план рекультивации отвалов согласно ГОСТ 17.5.1.01-83. Целью данного плана является рациональное использование земель и их подготовка для последующего целевого использования в народном хозяйстве [2]. Как правило, в данном случае используется почвенный слой, который снимают перед началом добычи на объекте, и нетоксичные горные породы. Все это складируется и в дальнейшем обрабатывается для создание потенциального плодородного слоя.

Иной метод биологической рекультивации называется капсульно-сапропельным. Сапропель - это многовековые донные отложения пресноводных водоёмов, которые сформировались из отмершей водной растительности, остатков живых организмов, планктона, также частиц почвенного перегноя, содержащий большое количество органических веществ, гумуса [3]. В результате использования сапропелевого рекультиванта достигается образование почв с полным набором всех необходимых для растений веществ. При использовании сапропеля происходит сорбция тяжелых металлов и их удаление с помощью специального почвообразователя, который может впитывать тяжелые металлы, удерживать в себе воду, семена различных растений.

В основе данной технологии лежит использование сапропеля с близлежащих территорий для снижения денежных затрат или доставка оного с других месторождений с подробным анализом и расчетом всех необходимых добавок, таким образом происходит адаптация к любому климату географическому расположению объекта.

Подводя итог, можно сказать, что на сегодняшний день существуют эффективные способы рекультивации отвалов руд цветных металлов для всех типов выработок, в зависимости от геологического строения месторождения, его расположения, от этапа функционирования горного предприятия, степени подготовленности к рекультивации отвалов и деградирующих земель.

Список литературы.

1. Рыбаков Ю. С. Применение геотехнологических методов для защиты водных объектов от загрязнения стоком с техногенных образований / Рыбаков Ю. С. / «Неделя горняка - 99» / 1999. С. 60-62.

2. ГОСТ 17.5.1.01-83 Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения (введен Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13.12.83 N 5854).

3. [Электронный ресурс] / http//www.wikipedia.org.

4. Макаров А.Б. Главные типы техногенно-минеральных месторождений Урала/ Екатеринбург: изд-во УГГУ. — 2006. — 208 с.

5. Рыбникова Л. С., Фельдман А. С., Рыбников П. А. Геологические и экономические аспекту защиты гидросферы в районах ликвидируемых рудников Урала / Рыбникова Л. С. И др. / 2009./ С. 316-329.

Код для цитирования: Скопировать