CC BY
22
В.А.ЕРМОЛОВ
Геолого-экологическая диагностика минерального сырья при управлении качеством добываемых руд
Концепция экологизации геологического обеспечения управления качеством минерального сырья при использовании малоотходных технологий должна формироваться исходя из специфики горно-обогатительного производства, обусловленной специальными технологическими функциями. Поэтому концепция экологической безопасности, принимающая во внимание только показатели предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ, должна согласовываться с экологическим риском. При этом важное значение имеет сведение к минимуму воздействия проектируемого или эксплуатируемого объекта на экосистему с оценкой антропогенной нагрузки на природно-территориальный комплекс.
Принципиально новым подходом к геоэкологической регламентации является введение в сферу нормирования, в качестве объекта изучения месторождения, влияние качественного состава добываемой руды, подвергающейся технологической переработке, на окружающую среду.
Так, например, загрязняющее воздействие сульфидных руд на атмосферу проявляется в выделении сернистых соединений при металлургической плавке концентратов серосодержащих руд цветных металлов, т.е. разработка месторождений сульфидных руд и подобных им соединений связана с экологическим риском, обусловленным, прежде всего, химическим составом рудных минералов.
В соответствии с таким подходом под показателем экологического риска минерала следует понимать отношение содержания вредных элементов к сумме элементов, входящих в состав рудного минерала:
П
п
Ме —
эр
- С,ч 2 С
/ = 1
где
Сэв — содержание в минерале экологически вредного элемента, %;
С
м
содержание 1-го эле-
мента (условно экологически чистого), входящего в состав рудного минерала, %.
Результаты расчетов показывают, что среди сульфидных минералов меди наибольшим экологическим риском обладают халькопирит 0,53, кубанит 0,53, ковелин 0,50, наименьшим — халькозин 0,25, борнит 0,34. В полиметаллических свинцовоцинковых рудах наибольший экологический риск характерен для сфалерита 0,49, а наименьший — для галенита 0,15, джем-сонита 0,25, буланжерита 0,23.
Необходимо отметить, что показатель экологического риска может быть использован и для оценки экологически вредных примесей сульфидных руд. Так например, в рудах цветных металлов часто присутствуют мышьяк-содержащие минералы—арсенопирит 0,85, теннатит 0,25, которые при плавке концентратов создают в отходящих газах соединения в виде АвгОз, загрязняющие окружающую среду.
Ф
Дальнейшая диагностика экологических особенностей минерального сырья связана с анализом парагенети-ческих ассоциаций минералов руд месторождений различных типов и оценкой экологической нагрузки типомор-фных парагенетических ассоциаций минералов на окружающую среду при соответствующем способе переработки
РУД-
Оценка показателя экологической нагрузки типоморфной ассоциации минералов соответствующего природного типа руд производится по формуле:
п п
1=1 1=1
где Эма — показатель экологической нагрузки типоморфной парагенетической ассоциации минералов природного типа руд; а,— содержание ьго минерала в типоморфной ассоциации, %;
П,пМе1 — показатель экологиче-
эр
ского риска ьго минерала, входящего в состав типоморфной ассоциации минералов.
Анализ показателей экологической нагрузки типоморфных парагенетических ассоциаций минералов показывает, что наибольшая экологическая нагрузка (при Эма>0>5) характерна для ассоциаций минералов медно-никелевых, скарновых медных, кварц-сульфидных медных, медноколчеданных, свинцовоцинковых колчеданных и стратиформных полиметаллических месторождений. Наименьшая (при ЭМа<5) экологическая нагрузка отмечается для типоморфных ассоциаций минералов месторождений медистых песчаников и сланцев и скарновых месторождений полиметаллических руд.
Таким образом, особенностью первого этапа геоэкологической диагностики минерального сырья является изучение вещественного состава руд и минералов, а именно: изучение состава главных и сопутствующих минералов, а также примесных химических элементов; изучение кристаллохимических модификаций минералов, вторичных изменений руд и минералов, а также физико-химических свойств минералов и характера срастаний минералов.
Результатом изучения является выделение типоморфных ассоциаций минералов, баланс распределения химических элементов по минералам, оценка показателей экологического риска минералов и
оценка экологической нагрузки типоморфной парагенетической ассоциации минералов, представляющей собой, чаще всего, определенный природный тип руд.
Второй этап геоэкологической диагностики минерального сырья связан с исследованием вещественного состава рудопо-токов, сформированных в процессе добычи и рудоподготовки. Исследования технологических свойств руд выполняются на лабораторных и полупромышленных пробах, детально изучаются гранулометрические характеристики модификаций минералов по рудопотокам, концентратам и отвальным хвостам, оценивается влияние вторичных минералов на показатели обогащения.
Результатом технологических исследований являются «модельные» (или закономерные) технологические комбинации минералов (МТКМ). Типоморфный анализ позволяет сформировать группы «модельных» технологических комбинаций минералов, присущих рудопотоку рудника. По анализу и распределению МТКМ, т.е. свободных зерен и сростков рудных минералов в продуктах обогащения производится технологическая типизация руд, сорта руд по геохимическим критериям и структурному облику картируются в недрах. Выполняется количественная оценка влияния факторов вещественного состава на показатели обогащения (выход, качество и извлечение каждого компонента), в том числе и экологически вредных компонентов. По распределению экологически вредных кристаллохимических модификаций минералов в продуктах обогащения выполняется экологическая типизация
РУД-
Третий этап геоэкологической диагностики минерального сырья обусловлен необходимостью решения проблем переработки руд в связи с экологической обстановкой и др.проблемами совершенствова сортов руд при управлении качеством руд в процессах добычи, обогащения и металлургической переработки.
ния и рационализации технологии переработки. Важнейшими задачами данного этапа являются анализ показателей обогащения сортов руд, поиск оптимальных условий работы технологии по установленным зависимостям и факторам вещественного состава, установление оптимальных параметров «шихты» эколого-технологических
На основании изложенного подхода в настоящее время выполнена геолого-эко-логическая типизация и картирование мед-
но-никелевых руд Талнаханского рудного узла, что позволило вывести часть малоникелистых пирротинов до основных процессов обогащения и металлургической переработки и тем самым уменьшить выбросы серы в атмосферу без дополнительных затрат, связанных с техническими решениями по утилизации серы.
© В.А.Ермолов
|р кшт, £ытщт<ны£ тшт&іьсмжм московском тсуюсДрсмяттяю ттот ммя&кшп$тА
Цена в 1Ш) (оплата в рублях по курсу ММВБ на день оплаты)
МОНОГРА ФИ И: JI.A.Пучков
Л. А.Пучков Л.А.Бахвалов
Л.А.Пучков Н. О.Каледина
О. В. Михеев и др
В. И.Постников
О.В.Михеев и др.
В.Г.Лурий и др.
В.Г.Лурий и др.
В. Г. Ильюшенко
Аэродинамика подземных выработанных пространств. -267 с.
VA
Динамика метана в выработанных пространствах шахт - 313 с.
Совершенствование технологии отработки угольных пластов Кузбасса, осложненных геологическими нарушениями. -104 с.
VA
Повышение стабильности функционирования комплексно-механизированных очистных забоев шахт Мосбасса. - 100 с.
УЛ
Новые технологические решения по вскрытию, подготовке и отработке угольных месторождений Кузбасса. -147 с.
ш
Концепция и примеры синтеза технологий добычи и переработки угля. - 73 с.
Новый способ окускования шламов направленными скважинами, пробуренными с поверхности. -111 с.
VA
Повышение стабильности работы угольных шахт (объединений) Донбасса в условиях рыночных отношений. - 217 с.
3,4
Методы и алгоритмы автоматического управления 3,4 проветриванием шахт. - 399 с.
VA
3,4
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
1,0
