TECHNOGENIC MINERAL FORMATIONS BASHKIR TRANS-URALS AND THEIR ECOLOGICAL ROLE KUTLIAKHMETOV AZAT

Abstract


This work presents the results of laboratory and field studies technogenic mineral formations mining enterprises of the Southern Urals. The study of man-caused mineral formations, due to the need as the scientific basis for their studies and future used technogenic mineral raw materials, and the possibility of expanding the mineral resource base regions using technogenic mineral raw materials in a variety of ways, and the solution of many problems associated with the tense ecological situation in industrial regions, that defines the study of their impact on the environment.

Горнодобывающая промышленность сосредоточена на востоке и юго-востоке республики. Башкирское Зауралье протянулось узкой полосой вдоль восточной границы Республики Башкортостан и сливается за ее пределами с Западно-Си- бирской равниной. Основными орогидрографическими элементами Зауралья являются хребты Урал-Тау, Крыкты, Ирендык, долины рек Урал, Миасс, Большой и Малый Кизил, Таналык и Сакмара [2].На данной территории находятся Учалинский, Абзелиловский, Баймакский, Хайбуллинский административные районы Республики Башкортостан. Терри- тория занимает 11,2% площади территории Республики и составляет более 15 тыс. кв. км [2].Для этой территории характерны горные и степные ландшафты, богатый рас- тительный и животный мир, здесь находятся археологические, геологические и природные памятники.19Вестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2016, № 3В настоящее время в Башкирском Зауралье работают крупные горно-обога- тительные комбинаты по переработке медно-цинковых колчеданных руд: Уча- линский, Сибайский, Бурибайский, «Башмедь». Кроме медно-цинковых место- рождений, большое значение для экономики республики имеет золоторудная отрасль. Промышленная разработка месторождений золота в Башкирском Заура- лье осуществляется около 200 лет. С начала XIX в. разрабатывались многочислен- ные россыпи золота по рекам Миасс, Уй, Урал и их притокам. Кроме добычи самородного золота, перерабатывались окисленные золотоносные руды метода- ми амальгамации, циано-иловой технологией, в настоящее время - методами кучного и подземного выщелачивания. Этим способом добычу золота осущест- вляет Башкирская золотодобывающая компания, «Башмедь» и Екатеринбургская промышленная группа.Деятельность указанных предприятий на протяжении многих десятилетий оказывает негативное воздействие на все компоненты окружающей природной среды. Кроме того, оставшиеся еще с 1930-1940-х гг. породные отвалы, карьеры, хвостохранилища, эфельные отвалы бегунных фабрик более 250 отработанных золотых месторождений (Куль-Юрт-Тау, Муртыкты, Миндякский, Семеновской золотоизвлекательной фабрики и других давно закрытых объектов) остаются ис- точниками загрязнения окружающей среды. В результате длительного техноген- ного воздействия на природные компоненты в горнорудных районах Башкир- ского Зауралья сложилась весьма неблагоприятная экологическая обстановка.Основными причинами этого являются: отсутствие природоохранных требо- ваний к деятельности горнорудных предприятий в предыдущие годы и ее недо- статочности на современном этапе; ошибки, которые были допущены и допуска- ются сейчас при разработке месторождений; отсутствуют экономически оправ- данные методы очистки шахтных и подотвальных вод, переработки некондиционных руд и породных отвалов; кроме того, решение предприятиями вопросов по охране окружающей среды практически всегда стоит на последнем месте.Экологические вопросы должны решаться параллельно с глубокими преоб- разованиями в экономике - внедрением современных инновационных техно- логий, модернизацией существующих производств. В связи с этим на уполномо- ченные государственные природоохранные органы возлагается большая ответ- ственность, от них требуется профессиональный подход к решению задач по защите среды обитания, здоровья, а иногда и жизни людей. В большинстве слу- чаев такие проблемы могут быть решены при совместных усилиях природоохран- ных служб, промышленных предприятий, науки и образования с активной под- держкой со стороны государственной власти.В результате масштабной горнорудной деятельности в Башкирском Зауралье на данном этапе накопилось более 2 млрд т твердых отходов. В связи с этим при- нятию решения об освоении того или иного месторождения, кроме требований экономической целесообразности, должна предшествовать проработка проблем его комплексного освоения на принципиально новых технологических решени- ях, максимально уменьшающих неблагоприятные экологические последствия20Кутлиахметов А.Н., Дьяконов В.В. Техногенно-минеральные образования Башкирского Зауралья...процесса добычи и переработки минерального сырья и хранения техногенно- минеральных образований.Появление нового научного направления, связанного с изучением техноген- но-минеральных (техногенных) месторождений, обусловлено необходимостью как научного обоснования их исследований и последующего использования тех- ногенно-минерального сырья, так и целым рядом факторов, важнейшими из ко- торых являются возможность расширения минерально-сырьевой базы регионов при использовании техногенно-минерального сырья в различных направлениях и решение многих проблем, связанных с напряженной экологической ситуацией в промышленных регионах, что определяет изучение их влияния на окружающую среду [3].Техногенно-минеральные образования предприятий цветной металлургии яв- ляются наиболее привлекательными для первоочередного освоения с различных позиций: их разработка может быть экономически целесообразна, ее следствием является уменьшение или ликвидация интенсивного загрязнения окружающей природной среды. Для многих техногенно-минеральных образований существу- ют рациональные технологические схемы переработки [3]. Традиционно техно- генно-минеральные месторождения, связанные с добычей медных руд, форми- руются в виде отвалов пород вскрыши, вмещающих пород и некондиционных руд, а также хвостохранилищами.В Башкортостане таким сырьем являются отвалы пород вскрыши месторож- дений и забалансовых руд составляющие более 2 млрд т, гидроотвалы обогати- тельных фабрик в количестве 140 млн т, техногенные воды в объеме 9 млн м3 в год. В этих техногенно-минеральных образованиях содержится свыше 1,5 млн т меди, 2 млн т цинка, 400 т золота, 2000 т серебра и значительное количество дру- гих ценных металлов и компонентов [1; 4].Свод сведений о ресурсах техногенно-минеральных образований Башкирско- го Зауралья приведен в табл. 1 [4].Характеристика видов, объемов отходов и запасы ценных компонентов по состоянию на 01.01.2014Таблица 1ПредприятиеТип переработанного сырья, использованные технологииТипы и масса отходовЦенные компо- ненты, оценка ресурсного потенциалаУчалинский ГОКокисленные золотосодер- жащие руды, цианированиеотвал вскрыши, 17 млн тзолото, 12 тколчеданные руды, флота- циясульфидизованные породы в отвале вскрыши,50 млн тмедь, 250 тыс. т; цинк 500 тыс. т; золото 20 тхвосты флотации, 98 млн тзолото 100 т; медь 365 тыс. т; цинк 600 тыс. тЗАО НПФ БЗКокисленные золотосодер- жащие руды, кучное слабо- цианидное выщелачиваниекеки выщелачивания, 1,5 млн тнет данныхминерализованные породы в отвале вскрыши,100 тыс. тзолото, 100 кг21Вестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2016, № 3Окончание табл. 1ПредприятиеТип переработанного сырья, использованные технологииТипы и масса отходовЦенные компо- ненты, оценка ресурсного потенциалаМиндякская обогатительная фабрикасульфидные руды, флота- цияминерализованные породы в отвале вскрыши, 5 млн тзолото, 2,5 тхвосты флотации, 5,5 млн тзолото, 3 тСибайский ГОКколчеданные руды, флота- цияминерализованные породы в отвале вскрыши, 150 млн тмедь, 600 тыс. т; золото, 60 тхвосты флотации, 40 млн тмедь, 120 тыс. т; золото, 40 тБурибайский ГОКокисленные золотосодер- жащие руды, амальгамацияхвосты обогащения, нет данныхнет данныхколчеданные руды, флота- цияотвал вскрыши Бурибайского м-ния, 3,0 млн тмедь 21 тыс. тхвосты флотации, 9 млн тмедь 32,4 тыс. т; золото 7,2 т;серебро 60 тРудник Балта-Тауокисленные золотосодер- жащие рудыотвал вскрыши, 2,8 млн тзолото, 2 тСеменовская ЗИФокисленные золотосодер- жащие руды, цианированиехвосты фабрики, 3,0 млн тзолото 3,2 т;серебро 43,2 тРудник Куль-Юрт- Тауокисленные золотосодер- жащие руды, цианированиекеки выщелачивания, 100 тыс. тзолото, 90 кгколчеданные рудысклад бедной руды, 0,5 тыс. тсера 150 тыс. тотвал вскрыши, 3 млн тпирофиллитовые руды, 1,0 млн тТубинская ЗИФокисленные золотосодер- жащие руды, амальгама- ция, цианированиехвосты фабрики, 1,3 млн тзолото, 0,7 тНаибольшие концентрации драгоценных металлов сосредоточены в хвосто- хранилищах флотационных фабрик по обогащению золотосодержащих медно- колчеданных руд. Это обусловлено тем, что значительная часть исходного коли- чества этих металлов в руде была сосредоточена в пирите, не находящем сбыта и сбрасываемом в гидроотвалы. В частности, на Сибайском месторождении в то- варный концентрат извлекается лишь 10-20% золота, 25-30% серебра, незна- чительная часть селена, теллура, висмута, галлия, германия, остальное количество уходит в хвосты [5].В качестве иллюстрации данного положения приведем характеристику веще- ственного состава и ресурсного потенциала хвостохранилища Учалинского ГОК, введенного в эксплуатацию в 1968 г. Хвосты обогащения руд с месторождений Учалинского, им. XIX партсъезда, Молодежного, Узельгинского складируются в хвостохранилище, состоящем из двух отсеков общим объемом более 30 млн м3 и площадью 113 га. Кроме технологической пульпы, оно принимает шахтные, по- дотвальные, сточные воды промышленной площадки, а также служит для отстоя и создания водооборота технологической воды. Мощность уложенных хвостов 17-28 м. Химический состав и содержание полезных компонентов хвостов обо- гащения по данным УГОК приведены в табл. 2 [5].22Кутлиахметов А.Н., Дьяконов В.В. Техногенно-минеральные образования Башкирского Зауралья...Таблица 2Химический состав хвостов обогащения Учалинской обогатительной фабрикиКомпонентЕд. изм.СодержаниеКомпонентЕд. изм.СодержаниеSiO2%18,5-20,0Свинец%0,09-0,12Al2O3%4,5-6,0Марганец%0,03-0,05TiO2%0,15-0,3Кобальт%0,005-0,008CaO%0,9-1,3Никель%0,005-0,007MgO%0,3-0,5Хром%0,006-0,01K2O%0,12-0,15Золотог/т1,28-2,0Na2O%0,5-0,7Сереброг/т15-20BaSO4%1,25Платинаг/т0,05Железо%25-30Кадмийг/т29-40Медь%0,2-0,4Селенг/т40-50Цинк%0,61-0,95Теллург/т52-60Сера%32,25-35,0Индийг/т4-6Мышьяк%0,1-0,2Стронцийг/т30-35Кроме того, учтены также складированные в хвостохранилище попутные ред- кие компоненты: кадмия - 372 т (6,54 г/т), селена - 2941 т (50,84 г/т), теллура - 3221 т (55,69 г/т), индий - 215,4 т (3,72 г/т).Ежегодно объем таких отходов Учалинского ГОКа пополняется на 4-5 млн т, создавая острейшую экологическую и производственную проблему их безопас- ного хранения.В настоящее время накопленные объемы хвостов на данном объекте оцени- ваются в 103 млн т, золота - более 100 т, что превращает данное хвостохранили- ще в крупномасштабное техногенно-минеральное месторождение золота.До 1991 года пиритный концентрат Башкирского медно-серного комбината и Учалинского горно-обогатительного комбината шел на экспорт в Австрию, Ита- лию и ФРГ, где он перерабатывался пиро- и гидрометаллургическими способами [5] с извлечением всего спектра металлов и производством серной кислоты. Затем в Европе под давлением экологов такое производство было свернуто.В России из-за высокой капиталоемкости такого передела до сих пор не было попыток утилизировать пиритные концентраты, которые в последние 20 лет про- сто сбрасываются в хвостохранилище. Однако с учетом весьма высокой стоимо- сти предстоящих мероприятий по наращиванию существующего объема и гидро- изоляции хвостохранилищ Учалинского и Сибайского горно-обогатительных комбинатов, было бы целесообразно решать эту проблему иным путем - разра- боткой новых технологий переработки пирита и превращением накопленных отходов в товарные продукты.

A N Kutliahmetov

Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla

October Revolution str., 3A, k. 1, Ufa, Republica Bashkortostan, 450000

V V Diakonov

Peoples’ Friendship University of Russia

Miklukho-Maklaya str., 6, Moscow, Russia, 117198

Views

Abstract - 61

PDF (Russian) - 292


Copyright (c) 2016 Кутлиахметов А.Н., Дьяконов В.В.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.