Оценка эффективности гидрогеологической и окружающей среды при подземном блочном выщелачивании металлов из руд
https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-5-17
Аннотация
Одним из самых проблемных мест подземного блочного выщелачивания (ПБВ) металлов из руд является возможность загрязнения водной и воздушной среды в зоне их влияния. Поэтому доказательство возможности минимизации последствий ПБВ металлов из руд путем управления технологическими процессами в рамках реализации природо- и ресурсосберегающих технологий актуально. Цель исследования – обоснование эффективности подземной разработки рудных месторождений традиционными и комбинированными технологиями с выщелачиванием металлов из скальных некондиционных и забалансовых руд. Это обеспечит повышение сырьевой базы добычи металлов из забалансовых руд и улучшит охрану недр, гидрогеологической и окружающей среды. Отличительной особенностью ПБВ (подземного участка по выщелачиванию металлов из замагазинированных руд) является то, что выщелачивающие растворы подают из сорбционной колонны, размещенной в горных выработках горизонта орошения в непосредственной близости от эксплуатационного блока. Выдачу продуктивных растворов в виде смолы осуществляют из сорбционной колонны, размещенной в горных выработках горизонта орошения, в вагонетках на дневную поверхность и далее в цистернах на гидрометаллургический завод. Исследованию подвергается пока еще редкий опыт обоснования эффективности и экологической безопасности ПБВ металлов из забалансовых и некондиционных скальных руд в установках, смонтированных в горных выработках, на основании мониторинга и оценки охраны недр, гидрогеологической и окружающей среды. Выявлено усредненное значение концентрации урана по горизонтам: 210 м – 3,6 мг/л; 225 м – 3,58 мг/л; 280 м – 0,91 мг/л. При этом загрязнения подземных шахтных вод не обнаружено. Уровень аэрозолей серной кислоты и продуктов распада радона не превышал значений предельно-допустимой концентрации. Рекомендовано охрану гидрогеологической среды производить заиливанием глинистым раствором днища камеры по сбору продуктивных растворов, сооружать полуактивные водопроницаемые химически активные барьеры. Указанная технология ПБВ внедрена при отработке опытного блока 5–86 и рекомендована для блоков 5–84–86 и 5–88–90 Мичуринского месторождения ГП «ВостГОК», Украина, а также при разработке рудных месторождений Российской Федерации, Республики Казахстан.
Ключевые слова
рудные месторождения,
подземное блочное выщелачивание,
установки,
горные выработки,
мониторинг,
гидрогеологическая и окружающая среда,
эффективность
При поддержке: Авторы выражают благодарность Ю. Н. Тархину, Н.А. Худошиной, Л.А. Ляшенко, А. Х. Дудченку, А.А. Ткаченко (ГП «УкрНИПИИпромтехнологии»), В. Н. Пухальскому, П. М. Куче, А. В. Копаневу, В. В. Синчуку, В.А. Меркулову (ГП «Восточный ГОК») и другим специалистам этих предприятий за содействие во внедрении полученных научных и практических результатов исследований.
Об авторах
В. И. Ляшенко
Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологии
Украина
Украина
Василий Иванович Ляшенко – кандидат технических наук, ст. науч. сотрудник
Scopus ID 8915855500
г. Желтые Воды
В. И. Голик
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (ГТУ); Московский политехнический университет
Россия
Россия
Владимир Иванович Голик – доктор технических наук, профессор кафедры «Горное дело», Северо-Кавказский горно-металлургический институт
Scopus ID 6602135324
г. Владикавказ
Р. В. Клюев
Московский политехнический университет
Россия
Россия
Роман Владимирович Клюев – доктор технических наук, профессор кафедры «Техника низких температур им. П. Л. Капицы»
Scopus ID 57194206632
г. Москва
Список литературы
1. Мосинец В. Н., Лобанов Д. П., Тедеев М. Н. и др. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. Монография. Под общ. ред. В. Н. Мосинца. М.: Недра; 1987. 304 с.
2. Чернов А. П. (ред.). Добыча и переработка урановых руд в Украине. Киев: АДЕФ–Украина; 2001. 238 с.
3. Ляшенко В. И., Голик В. И., Козырев Е. Н. Комбинированные технологии добычи полезных ископаемых с подземным выщелачиванием. Горный журнал. 2008;(12):37–40.
4. Дзапаров В. Х. Угроза безопасности жизнедеятельности региона РСО-Алания. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2009;(3):75–76. URL: http://vestnik.magtu.ru/content/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%D0%9C%D0%93%D0%A2%D0%A3%20%D0%B7%D0%B0%202009%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4,%20%D0%9D%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%80%203.pdf
5. Аренс В. Ж., Бабичев Н. И., Башкатов А. Д. и др. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. 2-е изд. М.: Горная книга; 2011. 295 с.
6. Ляшенко В. И., Кислый П.А., Дятчин В. З. Радиометрическая предконцентрация урановых руд. Обогащение руд. 2015;(1):3–9.
7. Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Голик В. И. Развитие природоохранных и ресурсосберегающих технологий подземной добычи руд в энергонарушенных массивах. Горные науки и технологии. 2020;5(2):104–118. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118
8. Ghorbani Y., Franzidis J.-P., Petersen J. Heap leaching technology – current state, innovations, and future directions: a review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016;37(2):73–119. https://doi.org/10.1080/08827508.2015.1115990
9. Oxley A., Smith M. E., Caceres O. Why heap leach nickel laterites. Minerals Engeneering. 2016;88:53–60. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.09.018
10. 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. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.01.019
11. Li J., Li D., Xu Z., Liao C., Liu Y., Zhong B. Selective leaching of valuable metals from laterite nickel ore with ammonium chloridehydrochloric acid solution. Journal of Cleaner Production. 2018;179:24–30. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.085
12. Габараев О. З., Дмитрак Ю. В., Дребенштедт К., Савелков В. И. Закономерности взаимодействия разрушенных геоматериалов и рудовмещающего массива при отработке подработанных вкрапленных руд. Устойчивое развитие горных территорий. 2017;9(4):406–413. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2017-9-4-406-413
13. Комащенко В. И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015;(4):23–30. URL: https://tidings.tsu.tula.ru/tidings/pdf/web/file/tsu_izv_earth_science_2015_04.pdf
14. Burdzieva O. G., Zaalishvili V. B., Beriev O. G., Kanukov A. S., Maysuradze M.V. Mining impact on environment on the North Ossetian territory. International Journal of GEOMATE. 2016;10(1):1693–1697. URL: https://geomatejournal.com/geomate/article/view/2012/1888
15. Карамушка В. П., Камнев Е. Н., Кузин Р. З. Рекультивация объектов добычи и переработки урановых руд. М.: Издательство «Горная книга»; 2014. 183 с.
16. Kachurin N., Kоmashchenko V., Morkun V. Environmental monitoring atmosphere of mining territories. Metallurgical and Mining Industry. 2015;(6):595–597. URL: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/MMI-6/083-Nikolai-Kachurin.pdf
17. Святецкий В. С., Солодов И. Н. Стратегия технологического развития уранодобывающей отрасли России. Горный журнал. 2015;(7):68–77. https://doi.org/10.17580/gzh.2015.07.10
18. Каплунов Д. Р., Юков В. А., Лавенков В. С. Сопоставление блокового и скважинного выщелачивания для подземной добычи медных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(3):7–14. URL: https://giab-online.ru/files/Data/2017/3/7_14_3_2017.pdf
19. Морозов А.А., Яковлев М. В. Вовлечение в переработку забалансовых урановых руд, образовавшихся при освоении месторождений Стрельцовского рудного поля. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016;(12):174–181. URL: https://giab-online.ru/files/Data/2016/12/174_181_12_2016.pdf
20. Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Методологические аспекты проектирования системы управления минерально-сырьевыми потоками в полном цикле комплексного освоения рудных месторождений. Рациональное освоение недр. 2016;(3):36–41.
21. Chen T., Lei C., Yan B., Xiao X. Metal recovery from the copper sulfide tailing with leaching and fractional precipitation technology. Hydrometallurgy. 2014;147–148:178–182. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2014.05.018
22. Ghorbani Y., Franzidis J.-P., Petersen J. Heap leaching technology – Current state, innovations, and future directions: a review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016;37(2):73–119. https://doi.org/10.1080/08827508.2015.1115990
23. Копбаева М. П., Панова Е. Н., Принзин Н. А., Карманов Е. М. Оптимизация технологии пероксидного осаждения урана. Горный журнал. 2016;(5):90–94. https://doi.org/10.17580/gzh.2016.05.13
24. Солодов И. Н., Камнев Е. Н. (ред.). Геотехнология урана (российский опыт). М.: КДУ; 2017. 576 с.
25. Святецкий В. С., Полонянкина С. В., Ермаков А. Г. Уранодобывающая отрасль России: состояние и перспективы развития. Разведка и охрана недр. 2017;(11):22–26.
26. Машковцев Г.А., Мигута А. К., Щеточкин В. Н. Сырьевая база урана. Проблемы развития и освоения. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2017;(3):67–78.
27. Балихин А. В. Минерально-сырьевая база урана: современное состояние и перспективы развития. Обзор. Комплексное использование минерального сырья. 2019;(1):36–50. https://doi.org/10.31643/2019/6445.05
28. Sinclair L., Thompson J. In situ leaching of copper: Challenges and future prospects. Hydrometallurgy. 2015;157:306–324. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.08.022
29. Aben E., Markenbayev Zh., Khairullaev N., et al. Study of change in the leaching solution activity after treatment with a cavitator. Mining of Mineral Deposits. 2019;13(4):114–120. https://doi.org/10.33271/mining13.04.114
30. Malanchuk Z., Korniienko V., Malanchuk Ye., et al. Modeling the formation of high metal concentration zones in man-made deposits. Mining of Mineral Deposits. 2018;12(2):76–84. https://doi.org/10.15407/mining12.02.076
31. Stupnik M., Kalinichenko O., Kalinichenko V., et al. Choice and substantiation of stable crown shapes in deep-level iron ore mining. Mining of Mineral Deposits. 2018;12(4):56–62. https://doi.org/10.15407/mining12.04.056
32. Овсейчук В. А., Зозуля А. М. Совершенствование процесса блочного подземного выщелачивания в условиях Стрельцовского рудного поля. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(3–1):26–33. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_31_0_26
33. Kovalchuk I., Tobilko V., Kholodko Yu., Zahorodniuk N., Kornilovych B. Purification of mineralized waters from U(VI) compounds using bentonite/iron oxide composites. Technology audit and production reserves. 2020;3(3):12–18. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.205146
34. Антонинова Н. Ю., Собенин А. В., Шубина Л.А. Оценка возможности использования промышленных отходов при формировании геохимических барьеров. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(12):78–88. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-12-0-78-88
35. Камнев Е. Н., Карамушка В. П., Селезнев А. В. и др. Экологические проблемы и их решение при закрытии урановых производств (на примере России, СНГ и Германии). Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(5):26–39. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-5-0-26-39
36. Подрезов Д. Р. Задачи совершенствования управления и повышения эффективности функционирования технологических блоков рудника подземного скважинного выщелачивания урана. Горные науки и технологии. 2020;5(2):131–153. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-131-153
Рецензия
Для цитирования:
Ляшенко В.И., Голик В.И., Клюев Р.В. Оценка эффективности гидрогеологической и окружающей среды при подземном блочном выщелачивании металлов из руд. Горные науки и технологии. 2022;7(1):5-17. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-5-17
For citation:
Lyashenko V.I., Golik V.I., Klyuev R.V. Evaluation of the efficiency and environmental impact (on subsoil and groundwater) of underground block leaching (UBL) of metals from ores. Mining Science and Technology (Russia). 2022;7(1):5-17. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-5-17
Просмотров:
786
Послать статью по эл. почте 