Перспективы увеличения минеральной базы цветной металлургии

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2021-1-61-68
А.В. Титова1, В.И. Голик2
1 Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
2 Северо-Кавказский государственный технологический университет, г. Владикавказ, Российская Федерация

Горная Промышленность №1 / 2021 стр. 61-68

Читать на русскоя языке Резюме: Актуальность исследований по модернизации технологий добычи металлов объясняется снижением уровня обеспеченности минеральными ресурсами из-за несоответствия традиционных технологий разработки условиям рынка. Традиционные технологии переработки руд характеризуются накоплением хвостов переработки. Не развивается безотходная утилизация отходов первичной переработки, которые нередко используют без извлечения из них металлов до норм санитарных требований. Острые кризисные экологические проблемы усугубляются в первую очередь отсутствием рычагов централизованного учета и регулирования накопившихся отходов. Целью исследования является разработка новых технологий с оптимизацией по критерию полноты использования некондиционного сырья в виде отходов первичной переработки руд. Эффективность технологий с выщелачиванием доказывается комплексным методом, включающим в себя эксперименты и расчеты с сопоставлением показателей вариантов переработки по критерию извлечения металлов методом Венкена-Бокса и интерпретацией результатов в форме логарифмической или полиномиальной интерполяции. Получены количественные значения и выполнены графики зависимости извлечения металла от участвующих факторов, которые позволяют характеризовать процессы выщелачивания в дезинтеграторе полиметаллов и железистых кварцитов. Доказано, что при механохимической обработке извлечение металлов превышает извлечение при переработке отходов традиционными технологиями (до 45%) с обеспечением безопасного по санитарным требованиям уровня. Определено, что активация в дезинтеграторе в процессе выщелачивания металлов повышает прочность бетонных смесей на основе вторичных хвостов, как в качестве заполнителя, так и в качестве вяжущего. Сделан вывод, что активация процессов выщелачивания в дезинтеграторе обеспечивает извлечение из хвостов обогащения от 50 до 80% недоступных для традиционной технологии металлов. Освоение техногенных месторождений инновационными технологиями с выщелачиванием металлов является реальным шагом по пути расширения минерально-сырьевой базы металлургии и улучшения экологической обстановки в горнодобывающих регионах. В отличие от родственных по тематике и целевому назначению технологий рассматриваемая технология позволяет осуществить безотходную переработку руд без образования новых хвостов.

Ключевые слова: минерально-сырьевая база, отходы обогащения, руда, выщелачивание, дезинтегратор, механохимическая обработка, извлечение металлов, прочность бетона, безотходная переработка

Для цитирования: Титова А.В., Голик В.И. Перспективы увеличения минеральной базы цветной металлургии. Горная промышленность. 2021;(1):61–68. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-1-61-68.


Информация о статье

Поступила в редакцию: 12.01.2021

Поступила после рецензирования: 19.01.2021

Принята к публикации: 08.02.2021


Информация об авторе

Титова Ася Владимировна – доктор технических наук, заместитель директора по развитию, Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Голик Владимир Иванович – доктор технических наук, профессор кафедры горного дела, Северо-Кавказский государственный технологический университет, г. Владикавказ, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Список литературы

1.Малышев Ю.Н., Ряховский В.М., Банников В.Ф., Ряховская С.К. Минералого-геохимические исследования – действенный инструмент совершенствования технологии переработки техногенных отходов. Горный журнал. 2016;(1):73–76. DOI: 10.17580/gzh.2016.01.15.

2. Малышев Ю.Н., Титова А.В. Твердые отходы горной промышленности – как основа формирования дополнительной минерально-сырьевой базы стратегического сырья РФ. Маркшейдерия и недропользование. 2014;(1):23–32.

3. Голик В.И., Полухин О.Н., Петин А.Н., Комащенко В.И. Экологические проблемы разработки рудных месторождений КМА. Горный журнал. 2013;(4):91–94. Режим доступа: https://www.rudmet.ru/journal/1165/article/19742/

4. Титова А.В., Наумов Г.Б. Экологические проблемы современности. Горная промышленность. 2018;(2):75–78. DOI: 10.30686/1609-9192-2018-2-138-75-78.

5. Рыльникова М.В., Емельяненко Е.А., Ангелова Е.И. Эффективность действия технического лигносульфоната при выщелачивании старогодних отходов переработки медно-колчеданных руд. Вестник Магнитогорского государственного технического университета. 2013;(2):19–21.

6. Комащенко В.И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015;(4):23–30.

7. Гавришев С.Е., Корнилов С.Н., Пыталев И.А., Гапонова И.В. Повышение экономической эффективности горнодобывающих предприятий за счет вовлечения в эксплуатацию техногенных георесурсов. Горный журнал. 2017;(12):46–51. DOI: 10.17580/gzh.2017.12.09.

8. Секисов А.Г., Шевченко Ю.С., Лавров А.Ю. Взрывоинъекционная подготовка руд к выщелачиванию. В: Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: труды Всероссийской конференции с участием иностранных ученых, г. Новосибирск, 9–12 октября 2012 г. Новосибирск; 2012. Т. 1. С. 283–287.

9. Lyashenko V.I., Dudchenko A.H., Rakhmanov R.A. Scientific and methodological support and technical maintenance for drilling and blasting preparation of rock ores for underground block leaching. Explosion Technology. 2020;(127/84):102–134.

10. Tayebi-Khorami M., Edraki M., Corder G., Golev A. Re-Thinking Mining waste through an integrative approach led by circular economy aspirations. Minerals. 2019;9:1–13. DOI: 10.3390/min9050286.

11. Клюев Р.В., Босиков И.И., Майер А. В., Гаврина О.А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-технической системы. Устойчивое развитие горных территорий. 2020;(2):283–290

12. Голик В.И., Комащенко В.И. Отходы обогащения железистых кварцитов как сырье для доизвлечения металлов и использования в качестве закладочных смесей. Горный журнал. 2017;(3):43–47. DOI: 10.17580/GZH.2017.03.08.

13. Бабкин В.В., Успенский Д.Д. Новая стратегия. Химия-2030. Высокие переделы сырья. Кластеризация. Химизация индустрии РФ. М.: Лика; 2015. 222 с.

14. Burdzieva O.G., Zaalishvili V.B., Beriev O.G., Kanukov A.S., Maisuradze M.V. Mining impact on environment on the North Ossetian territory. International Journal of GEOMATE. 2016;10(1):1693–1697. DOI: 10.21660/2016.19.5327.

15. Espinoza R.D., Rojo J. Towards sustainable mining (Part I): Valuing investment opportunities in the mining sector. Resources Policy. 2017;52:7–18. DOI: 10.1016/j.resourpol.2017.01.011.

16. Vrancken C., Longhurst P.J., Wagland S.T. Critical review of real-time methods for solid waste characterisation: Informing material recovery and fuel production. Waste Management. 2017;61:40–57. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.01.019.

17. Cardu M., Seccatore J., Vaudagna A., Rezende A., Galvão F., Bettencourt J. S., Tomi de G. Evidences of the influence of the detonation sequence in rock fragmentation by blasting. Part I. REM: Revista Escola de Minas. 2015;68(3):337–342. DOI: 10.1590/0370-44672014680218.