Основой промышленного комплекса большинства стран бывшего СССР

УДК 622.272/.275
Кетов Сергей Борисович
Научный руководитель: к.т.н., доцент Ермолович Елена Ахмедовна
«НПП Нео-Тех», г. Харьков
К ВОПРОСУ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
Основой промышленного комплекса большинства стран бывшего
СССР являются добывающе-перерабатывающие отрасли и производства:
горнодобывающая,
металлургическая,
топливно-энергетическая
и
химическая. Данные отрасли являются ключевыми источниками
образования и накопления твердых промышленных отходов. К ним
относятся: вскрышные и вмещающие породы, некондиционные и
забалансовые руды, хвосты и шламы обогащения, шлаки доменного,
сталеплавильного и ферросплавного производств, золы и золошлаковые
отходы ТЭС, фосфогипс.
Накапливаясь на поверхности Земли, или в пределах открытых
горных работ отходы образуют так называемые техногенные минеральные
объекты (ТМО) - скопления минеральных образований обладающих
сложным минералогическим составом и структурой (строением),
сформированными под воздействием ряда факторов:
- природных, обусловленных составом и свойствами первичного,
необработанного сырья;
- техногенных (технологических), обусловленных способом
переработки сырья;
- гипергенных, возникающих в отходах производства за время
хранения [1].
Являясь отходами в технологической цепи существующих
производств, материалы ТМО
содержат промышленно значимые
минералы, но в концентрации, недостаточной для их использования (при
современном уровне развития технологий). Кроме того, в них находятся
различные полезные элементы, которые могут быть потенциальным
сырьем для различных отраслей индустрии.
В последние десятилетия повсеместно возник интерес к материалам,
накопленным на ТМО. Это связано с целым рядом экономических
проблем: постоянным ростом стоимости сырья извлекаемого из недр,
истощением запасов полезных ископаемых, уменьшением темпов добычи
и отсутствием необходимых капиталовложений для разработки новых
месторождений. В сложившейся ситуации ТМО рассматриваются
недропользователями как альтернативные источники минеральных
ресурсов. Если техногенное образование содержит минеральное сырье по
количеству и качеству пригодное для эффективного использования в сфере
материального производства в настоящее время, то после его
положительной технико-экономической оценки в результате специальных
геологоразведочных работ и апробации запасов сырья оно может быть
переведено в категорию техногенного месторождения (ТМ) [1,2].
Не менее масштабны и экологические проблемы: исключение из
хозяйственного оборота больших площадей земель, занятых отходами
производства, уничтожение или снижение качества земель из-за пылевых
заносов с отвалов и хвостохранилищ, загрязнение окружающей среды
(почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха) тяжёлыми
металлам и солями в концентрациях, нередко превышающих допустимые
нормы.
На первый взгляд, переработка ТМ не должна вызывать больших
затруднений: отходы расположены на земной поверхности, в
промышленно развитых районах, объем потенциального минерального
сырья весьма значителен, а сам материал преимущественно раздроблен.
Однако до настоящего времени, масштабы использования вторичного
минерального сырья относительно не велики. Связано это с целым рядом
технологических и экономических трудностей, причина возникновения
которых – резкое отличие техногенных месторождений от природных
месторождений полезных ископаемых.
Прежде всего, отличается структура и вещественный состав
горнопромышленных отходов и природной руды. Для отходов характерны:
нарушенная текстура и измененная в процессе переработки структура
материала, низкое содержание и интенсивная вкрапленность рудных
минералов, значительно большее, в сравнении с природными рудами,
количество минеральных форм, высокая степень измельчения. Кроме того,
при длительном хранении техногенные отложения подвергаются
климатическому воздействию и выветриванию. Они интенсивно
окисляются, выщелачиваются и разрушаются, что приводит к
дополнительному изменению минералогического и вещественного состава
отходов, выносу элементов и образованию ореолов рассеяния вокруг
объектов.
Весьма значительны отличия в геологической структуре ТМ и
природных месторождений. Например, распределение рудных минералов в
отходах обогащения железистых кварцитов, образовавшихся в результате
использования мокрой магнитной сепарации, больше соответствует
россыпным месторождениям, с характерным для них естественным
фракционированием и созданием довольно четких и пространственных зон
повышенных концентраций. В то же время, значительное количество
прочных сростков рудных минералов и кварца в железорудных хвостах, не
раскрытых на всех стадиях дробления и измельчения, отличает последние
и от россыпных месторождений.
Вышеозначенные
особенности
техногенных
месторождений
определяют сложность переработки отходов, затрудняют использование
оборудования действующих обогатительных комбинатов,
делают
экономически нецелесообразным применение существующих технологий
обогащения, поскольку степень извлечения в концентрат промышленно
значимых минералов будет низкой, а количество вновь образуемых
отходов будет значительным.
Помимо нехватки технических средств и экономически оправданных
технологий поиск эффективных способов разработки техногенных
месторождений
осложняет
ведомственный,
отраслевой
подход,
сохранившийся со времен советской плановой системы управления [3].
Подход, при котором приоритетными являются технологические и
экономические проблемы отдельной отрасли: расширение минеральносырьевой базы предприятий, на которых отрабатываемые запасы
истощаются, повышение эффективности работы горно-обогатительных
комбинатов, уменьшение затрат на хранение лежалых отходов и
строительство новых сооружений, для складирования текущих отходов.
Признавая важность и необходимость решения данных задач, следует
отметить, что при этом искусственно ограничивается круг исследований и
поиск возможных вариантов полной утилизации горнопромышленных
отходов.
По нашему мнению, приоритетной целью освоения техногенных
месторождений является решение экологических проблем, ликвидация
горнопромышленных отходов как источников загрязнения окружающей
среды путем полной утилизации, с последующей рекультивацией
занимаемых ими земель. Таким образом, техногенные минеральные
образования, вне зависимости от качества содержащегося минерального
сырья, в первую очередь следует оценивать как источники повышенной
экологической опасности и лишь затем как объекты экономически
выгодного освоения.
Данный подход, условно именуемый экологическим, предполагает
комплексную и безотходную переработку минерального сырья ТМ, без его
разделения на ценные (полезные) компоненты, вредные примеси и отходы,
максимальное извлечение рудных минералов и производство товарной
продукции из нерудного сырья. При экологическом подходе, каждый
компонент минерального сырья ТМ является значимым, требующим
отдельного изучения и выбора оптимального варианта его использования.
При этом крайне важными являются разработка нового экологически
безопасного оборудования и создание безотходных, экологически чистых
технологий, которые, с одной стороны, обеспечивают полноту и
комплексность освоения техногенных месторождений, с другой стороны,
осуществляют минимальную нагрузку на окружающую природную среду.
Литература:
1. Мормиль С.И., Сальников В.Л., Амосов Л.А., Хасанова Г.Г., Семячков А.И., Зобнин
Б.Б., Бурмистренко А.В. Техногенные месторождения Среднего Урала и оценка их
воздействия на окружающую среду / Под ред. Ю.А. Боровкова. – Екатеринбург: НИА–
Природа, ДПР по Уральскому региону, АООТ «ВНИИЗАРУБЕЖГЕОЛОГИЯ»,
Геологическое предприятие «Девон», 2002. – 206 с.
2. Макаров А.Б. Техногенные месторождения минерального сырья // СОЖ. – 2000. –
Т.6, №8. – С. 76 – 80.
3. Ларичкин Ф.Д. Терминологические проблемы комплексного использования
минерального сырья // Цветная металлургия. – 2004. – №12 – С. 11 –18.