CC BY
89
© И.И. Ковлсков, A.A. Дмитриев, 2012
УДК 622.88:504
И.И. Ковлеков, А.А. Дмитриев
АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТОВ ЛЕБЕДИНСКОЙ ЗИФ
Исследованы лежалые хвосты Лебединской золотоизвлекательной фабрики для оценки степени опасности содержащихся вредных химических элементов. Приведены результаты лабораторных анализов химического состава проб с лона хвосто-хранилища. Проведена оценка опасных концентраций химических веществ по отраслевой методике. Установлен соответствующий класс опасности отходов, складированных в секции хвостохранилища.
Ключевые слова: горное дело, хвостохранилище, отходы, фабрика, золото, вредные химические элементы, охрана окружающей среды.
Лебединская золотоизвлека-тельная фабрика (ЗИФ) гор-но-обогати-тельного комбината «Ал-данзолото» прекратила свою работу в 1993 году в связи с исчерпанием запасов руды доступных месторождений лебединского типа и нерентабельностью переработки привозной руды месторождений Куранахского рудного поля. Во время эксплуатации фабрики применялись различные технологические схемы обогащения, включающие в разные периоды процессы амальгамации, флотации и цианирования.
После прекращения деятельности фабрики ликвидация хвостохранили-ща Лебединской ЗИФ не была произведена. Хвостохранилище, расположенное рядом с рабочим поселком, представляет собой секционно складированные намывным способом материалы переработки золотоносных кварц-сульфидных руд. Соответственно отвальные хвосты являются измельченными продуктами обогащения, состоящими преимущественно из рудных минералов. Поскольку эти минералы содержат в себе ряд вредных и опасных химических элементов,
а хвосты находятся в открытом доступе без ограждения, необходимы анализ химического состава складированного материала и оценка степени ее опасности для последующего установления и предотвращения вредного воздействия токсичных отходов на среду обитания и здоровье человека.
Лебединская ЗИФ начала функционировать с 1933 г. Как амальга-мационно-бегунная фабрика и прошла все стадии советского технологического развития. В 1952 г. Фабрика была реконструирована на фабрику законченного цикла обработки под переработку местных руд гравитационно-флотационным способом обогащения. Проектная производительность фабрики составляла 500 т руды в сутки.
С 1965 г. Был освоен гидрометаллургический метод, включающий цианистый процесс переработки руд Ку-ранахского месторождения. Проектная производительность фабрики после реконструкции составила 1200 т/сут. Фабрика стала перерабатывать руды по полному иловому процессу, включающему цианирование всей массы измельченной руды, фильтра-
цию пульпы и промывку кека на рамных фильтрах, осаждение золота из цианистых растворов на цинковую пыль с получением цинковых осадков. Золотосодержащие осадки затем направлялись для извлечения в аффинажный завод. В последующие годы (1973—1987 гг.) фабрика продолжала работать по схеме полного илового процесса. С 1967 г. На фабрике была пущена опытно-промышленная ионообменная установка производительностью 150 т/сут, которая работала до полной остановки фабрики.
Всего за период с 1952-1987 гг. на Лебединской ЗИФ переработано 12,4 млн. т руды. Среднее содержание золота в руде за этот период составило- 5,7 г/т. Коэффициент извлечения золота составил 83,1 % при содержании золота в хвостах до 0,96 г/т. За период с 1987 г. По 1993 г. Объем переработанной руды составил 3,2 млн. т руды.
Вещественный состав хвостов обусловлен составом и качеством руд, поступавших на переработку. Золотоносные руды Лебединского типа представлены золотосодержащими окисленными кварц-сульфидными рудами. Руды в основном окисленные кварц-лимонитового состава, иногда с реликтами незамещенных минералов: пирита, халькопирита, галенита и др.
Химический состав хвостов предопределен составом рудообразую-щих минералов, которые представлены сульфидами (пирит, галенит, халькопирит), гидроокислами железа (лимонит, гематит, гетит) и др. Химический состав складированного материала в хвостохранилище Лебединской ЗИФ по результатам лабораторных анализов приведен в табл. 1. Полуколичественным спектральным анализом установлены содержа-
ния в хвостах: ванадия, хрома, циркония, бериллия до 0,001-0,003 %, висмута — до 0,01 %.
Лля определения химического состава и оценки опасности было произведено опробование хвостов III секции старого хвостохранилища между разведочными буровыми линиями 75-79. Опробование производилось в пикетах через 10 метров по линии перпендикулярно ограждающей дамбе. Отбор проб осуществлялся на глубине 0,5 м. Отобранный материал представлял собой глинистую связанную массу желто-охристого цвета. Химический состав усредненной пробы хвостов по результатам спектрального анализа навесок приведен в таблице 2. Результаты анализа показывают о нахождении в составе хвостов свинца, цинка, мышьяка, меди, сурьмы и других тяжелых металлов.
Анализ и оценка опасности отдельных химических элементов производились согласно методике СП 2.1.7.1386-03 «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления». По регламенту методики показатель опасности компонента отхода K рассчитывается как отношение концентрации компонента отхода Cj (мг/кг) и коэффициента степени опасности компонента W.
K = Cj / W (1)
lg Wi = 1,2 (Xj — 1), (2)
где Xj — усредненный параметр опасности компонента отхода.
Результаты оценки по методике результатов химического анализа свидетельствуют, что по степени превышения предельно допустимой концентрации (ПЛК) рассмотренные химические элементы можно ранжировать в следующем порядке: Сг(11,7раз), As(10,0), Sb (4,4), Cu(3,8), Со(3,0), Zn(2,3). Ранжирование элементов по
Таблица 1
Химический состав лежалых хвостов
Компоненты РегОз СаО Собш. ^обш. К2О ^гО РЬ
Массовая доля, % 26,95 11,12 4,15 2,37 1,76 0,26 0,23
Компоненты ао2 МдО М2О3 Ре5 2п БЬ Со
Массовая доля, % 23,2 7,97 3,52 1,97 0,07 0,02 0,002
Компоненты Бсульф ТЮ2 Си Лб N1
Массовая доля, % 1,6 0,17 0,16 0,03 0,002
Таблица 2
Результаты спектрального анализа проб
№ Химический элемент Массовая доля, (У*10"3) %
Наименование Обозначение
1 Титан т 200,0
2 Марганец Мп 100,0
3 Фосфор Р 70,0
4 Медь Си 50,0
5 Цинк гп 50,0
6 Свинец РЬ 30,0
7 Ванадий V 20,0
8 Мышьяк АБ 10,0
9 Хром Сг 7,0
10 Литий и 5,0
11 Никель М 3,0
12 Иттрий У 3,0
13 Вольфрам № 3,0
14 Бор В 2,0
15 Молибден Мо 2,0
16 Сурьма БЬ 2,0
17 Кобальт Со 1,5
18 Галлий ва 1,5
19 Ниобий МЬ 1,0
20 Таллий Т1 0,5
21 Олово Бп 0,3
22 Висмут В\ 0,2
23 Серебро Ад 0,19
24 Германий ве 0,15
Таблица 3
Ранжирование компонентов хвостов по показателю опасности К
№ Наименование К С / ПДКп
1 РЬ 57,2 2,3
2 V 21,9 1,3
3 БЬ 20,0 4,4
4 АБ 19,1 10,0
5 гп 18,2 2,3
6 Сг 13,3 11,7
7 Си 10,4 3,8
8 Со 5,0 3,0
9 М 0,6 0,4
Сумма 165,7
степени опасности в убывающем порядке приведено в табл. 3. С учетом всех показателей наиболее опасными являются свинец, ванадий, сурьма, мышьяк, цинк, хром и др. Если принять во внимание фактор канцеро-генности отдельных элементов, то порядок степени опасности следующий: мышьяк, хром, свинец, никель, ванадий и т.д.
По суммарному показателю опасности пробы хвостов относятся к III классу опасности. Однако полученный расчетный показатель можно с определенностью отнести только к хвостам III секции, где складирована основная масса накоплений хвосто-
хранилища. Для установления более достоверной оценки класса опасности лежалых хвостов Лебединской ЗИФ необходимо провести более детальные и комплексные исследования состава хвостов на всех секциях хвосто-хранилища.
Таким образом, лежалые хвосты обогащения, накопленные в хвосто-хранилище Лебединской золотоизвле-кательной фабрики, представляют собой опасные отходы, включающие вредные и токсичные химические элементы (мышьяк, свинец, сурьма, медь, ванадий и др.). По степени опасности их следует отнести к 3 классу опасно-ста — «умеренно опасные», гттез
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Ковлеков Иван Иванович — доктор технических наук, профессор, kovlekov@mail.ru, Дмитриев Андрей Андреевич — горный инженер, старший преподаватель, daa.1972@mail.ru,
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова.
А
- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
ИНВЕСТИЦИОННЫЙ АСПЕКТ В УСЛОВИЯХ ВСТУПЛЕНИЯ СТРАНЫ В ВТО (ОПЫТ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ)
(№ 924/11-12 от 03.09.12, 05 с.)
Шамкеев С.А. — аспирант, e-mail: shamkeev@mail.ru,
Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова.
THE INVESTMENT ASPECT IN THE CONDITIONS OF JOINING TO WTO (KYRGYZ REPUBLICS EXPERIENCE)
Shamkeev S.A.
