ТЕХНОГЕННО-МИНЕРАЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ БАШКИРСКОГО ЗАУРАЛЬЯ И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

Полный текст

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.

Об авторах

Азат Н Кутлиахметов

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы

ул. Октябрьской Революции, 3А, к. 1, Уфа, Республика Башкортостан, 450000

Виктор Васильевич Дьяконов

Российский университет дружбы народов

ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, Россия, 117198

Список литературы