Техногенные минеральные образования (ТМО) — скопления минеральных веществ на поверхности Земли или в горных выработках, образовавшиеся в результате отделения их от природного массива и складирования в виде отходов горного, обогатительного и металлургического производств.
Постоянное увеличение объемов образующихся в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности различных видов отходов и складирования их в хранилищах и опыт использования таких объектов в промышленности позволяет рассматривать их как источники для получения вторичного сырья и строительных материалов.
Цель нашей работы — рассмотреть возможность комплексного использования ТМО в районах размещения горнопромышленных отходов посредством анализа и обобщения литературных данных.
Для определения возможности использования техногенных источников в качестве вторичных минеральных ресурсов необходимо проведение комплекса работ по их изучению и эколого-экономической оценке
В Забайкалье 10 лет назад начаты работы в направлении использования техногенных массивов, не только как источников загрязнения окружающей среды, но и как дополнительной, потенциально эффективной базы в районах с развитой производственной и социальной инфраструктурой. Посредством паспортизации отходов и составления «Кадастра…». При привлечении инвесторов представляется возможным для реализации комплексный эколого-экономический подход к решению масштабной и сложной проблемы поэтапного сокращения громадных объемов техногенных скоплений на территориях бывших и действующих горнопромышленных производств Забайкальского края [11]. В первую очередь следует оценить эколого-экономический эффект от разработки техногенных месторождений, который может быть получен за счет ликвидации техногенных отходов, образующихся от добычи и переработки минерального сырья, а также за счет отказа от подготовленных к разработке рудных месторождений, не затронутых горнодобычными работами. С учетом больших затрат на содержание хвостохранилищ, а также на рекультивацию земель, особенно на природоохранных территориях, ресурсных налогов, штрафов за сверхнормативные выбросы и сбросы вредных веществ, такой эффект будет весьма существенен. Исследователями [10] рассмотрены закономерности распределения цветных и редких металлов, содержащихся в угольных месторождениях Кузбасса и золо-шлаковых отходах углей, накапливаемых на территории энергетических предприятий Кемеровской области. Обоснованы критерии и разработана поэтапная методика геолого-экономической и экономической (стоимостной) оценки металлов в углях и золах углей.
Рис. 1. Схема формирования и использования горнопромышленных отходов [3]
Нейтрализация вредного воздействия техногенных отходов на окружающую среду связана с их возможным использованием в качестве вторичного сырья. Исследователями [7]предлагается комплекс технологических инноваций для извлечения цветных и благородных металлов, фосфора, циркония и других компонентов, получения продукции для стройиндустрии и материалов экологического назначения в перспективах промышленного использования горно-промышленных отходов.
Реализация мероприятий по дальнейшему использованию гидроотвальных площадей позволяет сократить изъятие новых земель для нужд промышленности и строительства. Применение средств гидромеханизации для пылеподавления и рекультивации гидроотвалов и хвостохранилищ обеспечивает предотвращение загрязнения воздушного бассейна, уменьшение затрат на горнотехническую рекультивацию, сокращение сроков восстановления намывных территорий, вовлечение в сферу сельскохозяйственного и лесохозяйственного использования дополнительных по отношению к первоначальным земельным отводам площадей [2]. Разработаны эластомерные композиционные материалы на основе промышленных каучуков с применением нового минерального наполнителя на основе золотходов. Проводятся исследования золоотходов от сжигания водоугольного топлива в качестве компонента бетона [4]. Проведенные исследования [12] показали, что физико-химические свойства золошлаковых отходов и низкая удельная активность в них свидетельствует о возможности использования данного отхода в производстве стройматериалов.
В Свердловской области реализована Программа «Переработка техногенных образований на 2004–2010 годы». Полученные практические результаты могут служить примером успешного воплощения в практику идей эффективного использования техногенных ресурсов [1].
Разработка техногенных минеральных месторождений предприятий цветной металлургии приводит к уменьшению или ликвидации интенсивного загрязнения природной среды. Изучив отвальные гранулированные шлаки медно-никелевого производства комбината «Печенганикель», авторы [5] показали потенциальную экологическую опасность шлакоотвалов и возможность применения гидрометаллургических методов для доизвлечения ценных компонентов из них. Наиболее широко шлаки используют как сырье для производства стройматериалов и идут на вторичный передел. Множество технологий применения шлаков находятся в стадии развития, поэтому практика использования металлургических шлаков имеет большие перспективы. [8].
Многие исследователи предлагают использовать пустые породы и хвосты обогащения в качестве закладочного материала для заполнения выработанного пространства при подземной разработке месторождений.
Коллективом авторов [6 представлены разработки Горного института по формированию техногенных месторождений с оптимальными параметрами, прогнозированию и управлению физико-химическими свойствами складируемого сырья в процессе хранения, по разработке технологий комплексного извлечения полезных компонентов, утилизации минерального сырья в промышленности, а также сохранению техногенных месторождений для последующего использования.
На сегодняшний день [13] имеются положительные примеры реализации проектов использования техногенных минеральных объектов в Уральском горно-металлургическом комбинате по разработанным с ИПКОН РАН и МГТУ инновационным технологиям переработки хвостов обогащения, шлаков, техногенных маталлсодержащих вод. Это подтверждает, что разнообразные подходы позволяют обеспечить вовлечение в эффективную эксплуатацию ранее не используемые ресурсы.
В ближайшем будущем техногенные отходы переработки полиметаллических сульфидных руд могут стать существенным элементом минерально-сырьевой базы металлов платиновой группы [9].
Таким образом, оценка техногенных минеральных объектов как источников вторичного сырья является важной научной и практической задачей. Правильное применение полученных знаний послужит укреплению экономической базы предприятий и страны в целом.
Литература:
1. Астафьева О. В., Дерягина С. Е., Медведев А. Н. Отходы предприятий горнодобывающего комплекса Урала — перспективный источник минеральных ресурсов — 2011 № 1 — С. 40–43.
2. Егорова И. В., Астапова В. А. Геоэкологические аспекты рекультивации гидроотвалов и хвостохранилищ горных предприятий // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. — 2013. № 3. — С.216–223.
3. Краснов О. С., Салихов В. А. Основные этапы оценки экономической эффективности разработки техногенных месторождений // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ Вып.№ 1. Том 3. 2013 [Электронный ресурс] http://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-etapy-otsenki-ekonomicheskoy-effektivnosti-razrabotki-tehnogennyh-mestorozhdeniy
4. Крашенинников О. Н., Белогурова Т. П., Мальцев Л. И. Исследование золоотходов от сжигания водоугольного топлива в качестве компонента бетонов // Экология промышленного производства — 2013. Вып. 3. С.49–57.
5. Макаров Д. В., Потапов Д. С., Потапов С. С., Светлов А. В. исследование экологической опасности и потенциальной возможности извлечения полезных компонентов из гранулированных шлаков комбината «Печенганикель» ОАО «Кольская ГМК» // Экология промышленного производства — 2013. Вып. 2. С.54–58.
6. Мельников Н. Н., Ганза Н. А., Митрофанова Г. В., Петров А. А. Сохранение и освоение техногенных месторождений Кольского горно-промышленного комплекса для расширения минерально-сырьевой базы региона // Горный журнал — 2010 № 9 — С.88–92.
7. Михайлов Б. К., Киперман Ю. А., Комаров М. А. Техногенные горно-промышленные отходы в воспроизводстве минерально-сырьевой базы и улучшении экологической обстановки // Геоэкология. — 2012. №. — С.66–72.
8. Недодаева Л. Л., Майдуков Г. Л. Эколого-экономические проблемы угольной промышленности: метан и другие отходы основного производства угольных шахт Донбасса, как объект маркетинга // Инженерная геология — 2007. № 3. — С. 27–47.
9. Петров Г. В., Бодуэн А. Я., Баркан М. Ш., Мардарь И. И. Извлечение благородных металлов из техногенных отходов отечественного горно-металлургического комплекса // Экология и промышленность России — 2013 № 7 — С.46–48.
10. Салихов В. А. Геолого-экономическая и экономическая (стоимостная) оценка цветных и редких металлов, содержащихся в углях и золо-шлаковых отходах углей // Вестник Томского государственного университета. Экономика. 2014. № 1 (25) [Электронный ресурс] http://cyberleninka.ru/article/n/geologo-ekonomicheskaya-i-ekonomicheskaya-stoimostnaya-otsenka-tsvetnyh-i-redkih-metallov-soderzhaschihsya-v-uglyah-i-zolo-shlakovyh
11. Харитонов Ю. Ф. О вовлечении отходов горнорудного производства Забайкальского края в хозяйственный оборот // Горный журнал. — 2011. № 11. — С.70–73.
12. Черенцова А. А., Дербенцева А. М., Майорова Л. П., Матвеенко Т. И. Золошлаковые отходы как источник вторичного сырья // Экология и промышленность России — 2013 № 4 — С.28–33.
13. Шадрунова И. В., Волкова Н. А., Мастюгин С. А., Горлова О. Е. Технологические, экономические и экологические аспекты переработки техногенного сырья // Экология и промышленность России — 2013 № 8 — С. 16–21.
