ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ РУДНИЧНЫХ ВОД МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Орехова Наталья Николаевна; Стефунько Мария Сергеевна; Гулиева Айтана Шахиновна

Journal of Siberian Federal Uni-versity. Engineering & Technologies. 2012. No. 5. pp. 520530.

8. The use of ash and ash and slag waste in construction / N. I. Vatin, D. V. Petrosov, A. I. Kalachev, P. Lakhtinen // Magazine of Civil Engineering. 2011. No. 4. pp. 16-21.

9.GOST 3476-2019. Interstate standard. Blast furnace and electrothermophosphoric granular slags for the production of cements. Instead of GOST 3476-74; introduction. 202006-01. Moscow: Mezhgos. The Council for Standardization, Metrology and Certification. Moscow: Standartin-form, 2019-8.

10. Adeeva L. N., Borbat V. F. Ash of CHPP-promising raw materials for industry // Bulletin of Omsk University. 2009. No. 2. pp. 141-151.

11. Shpirt M. Ya., Artemyev V. B., Silyutin S. A. The use of solid waste from coal mining and processing. Moscow: Publishing house "Mining" LLC "Kimmeriysky center", 2013. 432 p.

УДК 622.793

DOI: 10.46689/2218-5194-2021-3-1-156-169

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ РУДНИЧНЫХ ВОД МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Н.Н. Орехова, М.С. Стефунько, А.Ш. Гулиева

Дана классификация различных категорий рудничных вод. Изучено использование магнийсодержащих природных материалов в качестве реагентов и сорбентов для очистки рудничных вод медноколчеданных месторождений. Рассмотрены способы получения модифицированного сорбента для очистки вод на основе брусита и других магнийсодержащих минералов.

Ключевые слова: магнийсодержащие материалы, рудничные воды, очистка вод, методы нейтрализации.

Одним из обязательных мероприятий по снижению техногенной нагрузки на окружающую среду при комбинированной технологии разработки медноколчеданных месторождений является очистка рудничных и подотвальных вод перед сбросом в водные объекты. В целом горной промышленностью России ежегодно сбрасываются 345,1 млн м загрязненных сточных вод. Существующие технологии основаны в большинстве случаев на гидролитической очистке. В качестве основного реагента применяется оксид или гидроксид кальция (известь), которые по нейтрализующей способности и эффективности очистки от некоторых тяжелых металлов уступают оксиду и гидроксиду магния [1, 2]. Источником оксида и гидроксида магния могут быть различные магнийсодержащие породы и минералы [2].

Целью данной работы являются изучение и анализ перспектив применения для очистки рудничных вод медноколчеданных месторождений магнийсодержащих материалов природного происхождения.

Рудничные воды в научной литературе относят к сточным или при-родно-техногенным водам горной промышленности. Выделяют следующие геохимические типы таких вод [3]:

1-й тип - кислые кислородные с высокими значениями окислительно-восстановительного потенциала. В таких водах в аномально высоких концентрациях присутствуют Cu, Zn, Fe, Мп, V, Ni и Со;

2-й тип - щелочные с низкими положительными значениями окислительно-восстановительного потенциала. Наибольшие концентрации в этих водах имеются по V, Cu, Mn и Cr;

3-й тип - околонейтральные бескислородные с низкими положительными значениями окислительно-восстановительного потенциала. Для большинства этих стоков характерны высокие содержания Мп, V;

4-й тип - околонейтральные и щелочные сульфидные с отрицательными значениями окислительно-восстановительного потенциала. В таких водах фиксируется эпизодическое увеличение концентраций в воде С^ Mn, Zn.

Из всего многообразия сточных вод, образующихся на горных предприятиях, в настоящий момент очистке с применением химической нейтрализации и осаждения тяжелых металлов подвергаются в основном шахтные и подотвальные воды [1], которые относятся к 1-му типу. В микрокомпонентном составе вод присутствуют тяжелые металлы, количество которых изменяется в соответствии с изменением водопритока. Наиболее опасными для окружающей среды во всем мире считаются кислые шахтные дренажные воды - acid mine drainage (AMD) [2, 3]. Рудничные воды медноколчеданных месторождений относятся в большинстве своем к первому типу, в том числе подотвальные и шахтные воды являются AMD.

К магнийсодержащим природным минералам следует отнести магнезит, доломит, брусит и периклаз.

Важную роль в выборе реагента для очистки рудничных вод имеет механизм очистки от тяжелых металлов. Процессы, протекающие при растворении магнийсодержащих материалов и последующей очистке вод от тяжелых металлов продуктами гидролиза, могут быть описаны совокупностью следующих реакций (рис. 1).

Механизм удаления металлов из воды при использовании гидрок-сида магния связан с образованием гироксидов, произведение растворимости которых [8] теоретически не позволяет получить концентрации ионов тяжелых металлов над осадком меньше ПДК рыбхозназначений (табл. 1).

Поэтому снижение концентраций металлов ниже ПДК рыбхоз-назначения в случае магнийсодержащих материалов объясняется механиз-

мом очистки, совмещающем осаждение ионов в растворе с адсорбцией на минеральной поверхности.

ПР

М<Н

ГТР 1-10^

доломит

СаМ§(СОз)2 [СаСО} + М^СОэ + принеси

воды

СОз + Са-+ — |СаСО*

д нем ц на. и ня

2 КГ + | М£(ОНЬ

ДКССОЦН1ЦКЯ

бруешп

Мя(ОН): П М^ + ЮН

п? Конечный продукт 5_5-10-и гидролиза

Са2+ + М82+ + 2 СОз2-\

+ примеси МдСО^ + 2Н+-* Mg2+ + Н^СО*

2

«а.™™ н,о ТСО,

МдСО? + НЮ ~ (МцОНГ + НСОз" (1-я ступень)

^ТР

Мй(ОН)++ШО — Мя(ОН)2 + (2-я ступень) 2Меп" - пЛ^(ОН)2 = 2Ме(ОН}ц + МеО - М§(()11Ь = Ме(ОН)2 + MgO, где Ме - ион металла (Си, ¿п, РЬ, Сс1)

Рис. 1. Схема процессов, протекающих при очистке воды от растворимых примесей тяжелых металлов с применением магнийсодержащих минералов

Условия осаждения металлов в виде гидроксидов

Таблица 1

Значения pH

Остаточная

Вид катиона Начала осаждения (при начальной концентрации осаждаемого иона 0,01 М) Полного осаждения (остаточная концентрация менее 10-5 М) Начала растворения Полного растворения концентрация иона металла, наблюдаемая на практике при pH 8,5-9,0 ПДК р/х мг/л

Fе(OH)з 2,3 4,1 14,0 - 0,3.0,5 0,1

Ге(ОИ)2 7,5 9,7 13,5 - 0,3.1,0 0,1

Сг(ОН)з 4,9 6,8 12,0 15,0 0,1.0,05 0,07

2и(ОИ)2 6,4 8,0 10,5 12-13 0,1.0,05 0,01

Со(ОН)2 6,6...7,6 9,2 14,1 - - 0,01

№(ОН)2 7,7 9,5.10,0 - - 0,25.0,75 0,01

Сё(ОН)2 8,2 9,7.10,5 - - 15 0,005

Мп(ОН)2 8,8 10,4 14,0 - 1,8.2,0 0,01

Си(ОН)2 5,5 8,0-.. .10,0 - - 0,1.0,15 0,001

Наиболее полные исследования по очистке рудничных вод, преимущественно кислых дренажных, были проведены с применением химически чистого оксида или гидроксида магния. Исследование эффективности очистки вод проводят в сравнении с карбонатом кальция [29 - 30], известью [26 - 29] и гидроксидом натрия [26]. В этих работах представлены результаты лабораторного эксперимента по очистке реальных подотваль-ных вод, шахтных вод, жидкой фазы хвостов обогащения и модельных растворов AMD.

Во всех работах отмечено, что время достижения одного и того же значения рН для оксида магния больше, чем для других нейтрализующих реагентов. При этом эффективность очистки от тяжелых металлов, прогнозируемая при связывании ионов металлов в нерастворимые или малорастворимые гидроксидные соединения, выше, чем при использовании извести для большинства металлов, и выше теоретической. Данные стендовых полупромышленных испытаний в целом согласуются с лабораторными.

Ниже представлена сводная таблица (табл. 2) результатов очистки рудничных вод по данным статей [26 - 30].

Таблица 2

Результаты очистки рудничных вод от тяжелых металлов

Доза реагента, г/л Доза гидроксида (оксида) магния, источник информации ПДК р/х

2,2 [31] 1,5 [32] 3,527[33] 1,48 [34] 0,25[13] **

Показатель до После * Э,% до После Э,% до После Э,% до После Э,% до После Э,%

рН 3,52 9,5 8,5 2,5 9,2 2,3 9,6 3,4 8,3 6,5-8,5

Время достижения, мин 240 20 60

Си, мг/л 128 0,1 99,92 7,63 0,30 96,07 6,60 0,80 87,88 0,05 0,00 100 0,001

гп, мг/л 12 0,02 99,83 13,28 0,05 99,62 8,80 0,10 98,86 7,60 0,00 100,00 1,12 0,00 100 0,01

СГ, мг/л 0,53 0,00 99,43 0,20 0,20 0 0,07

N1, мг/л 180 0,2 99,89 10,47 0,05 99,52 19,76 0,00 100,00 14,70 0,10 99,32 0,03 0,00 100 0,01

Со, мг/л 18 0,1 99,44 5,10 0,80 84,31 3,40 1,10 67,65 0,00 0,00 0,01

Ре (III), мг/л 457,0 0 11,20 97,55 100,00 0,00 100 0,1

РЬ, мг/л 6,90 0,90 86,96 5,20 1,70 67,31 0,51 0,33 35,29 0,06

Окончание табл. 2

ЛБ, мг/л 6,53 0,05 99,23 0,01

Мп, мг/л 64,02 8,02 87,47 67,80 0,20 99,71 0,01

Л1, мг/л 23,70 1,40 36,20 1,30 96,41 20,00 1,00 95 0,04

Сё, мг/л 0,26 0,00 98,46 0,005

* В статье [26] не приводится конкретного значения остаточных концентраций, а указывается, что концентрации цинка, кобальта и никеля были снижены до менее 1 мг/л, при рН 6,5 - 7,0, 7-7,5 и 7,5 - 8.0.

* * Приложение к приказу Министерства сельского хозяйства РФ от 13 декабря 2016 г. №552.

Остаточные концентрации по большинству ионов металлов соответствуют нормативным показателям стран, в которых проводился эксперимент (Малайзия, США).

Использование химически чистого оксида магния для целей обезвреживания рудничных вод является дорогостоящим. Перспективы разработки эффективной технологии очистки вод гидроксидом магния связаны с применением природных магнийсодержащих минералов, исследования которых в последнее время ведутся достаточно активно.

Доломит - это часто встречающийся минерал из класса безводных карбонатов. Формула минерала доломита выглядит как CaMg(CO 3)2. Содержание магния в породе достигает 20... 22 %. Хотя химический состав разновидностей доломита в зависимости от региона меняется, примерный состав может быть описан как СаО - 30,4 %; СО2 - 47,9 %; MgO - 21,7 %. В состав минерала могут также входить железо, марганец, цинк, кобальт.

Использование доломита нативного [7,8] и модифицированного [68] для очистки сточных вод лучше всего описывает модель Фрейндлиха при сорбции цинка и никеля доломитом, тогда как модель Ленгмюра лучше всего описывает их сорбцию на термически обработанном доломите. Модифицируют доломит термически [6, 8, 9], обработкой раствором соли двухвалентного марганца или последовательно растворами двухвалентного марганца и перманганата калия [6] и с применением гуматов [7]. Во всех работах показано, что термическая обработка доломита приводит к увеличению его сорбционной способности. В исследованиях также говорится о том, что с увеличением времени перемешивания степень поглощения ионов цинка растет и достигает до 71 %, ионов железа до - 64 %, а динамические емкости и удельные поверхности доломита, модифицированного гумусом, в 10 раз больше, чем у чистого доломита, что показано на примере отвалов доломита Мадаевского месторождения [7].

Брусит - природный минерал класса гидроокислов, Mg(OH)2 со-

2+

держит 69 % MgO и 31 % Н20. Возможны примеси Fe (ферробрусит),

Мп2+(манганобрусит), 7п2+. Структура сложная. Цвет белый, зеленоватый. Твердость 2,5. Плотность 2400 кг/м . Сырье для получения магния и его соединений. В зоне гипергенеза легко изменяется и переходит в гидромагнезит, реже - в бруньятеллит и девейлит.

Очистку воды от ионов металлов осуществляют путем сорбции на брусите либо фильтруя воду через слой сорбента, либо добавляя сорбент брусит в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка [10].

Изучение природного брусита [11 - 15] и термически модифицированного брусита [11, 12, 16, 17] показывает его эффективность для извлечения ионов тяжелых металлов и удаления аммония из сточных вод. По результатам ряда исследований [11, 12, 16, 17] термически обработанный брусит позволяет значительно увеличить его сорбционную способность по отношению к металлам, трудно извлекаемым из водных ресурсов, а также к соединениям мышьяка. К примеру, в одном из металлургических предприятий использование брусита для сорбции сточных вод сернокислотного цеха (СКЦ) позволило очистить сток до санитарных норм от мышьяка (ПДК Лб 0,01 мг/л) и некоторых сопутствующих загрязнителей [12]. Технологическая схема сорбционной очистки сточных вод от мышьяка на брусите показана на рис. 2.

Подачл п&чнаП

pH-lJ-IJ

2JL

торна ■iotaiH

С*<ЩОС

Ii.

)DLH!Uim!KI

Ü.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Попаял сточкой 1 Jl 1

N.■.11-!

j С**плк

Ндгим тарное

6ф

L&mj 7

Ha ушною«

Рис. 2. Принципиальные технологические схемы сорбционной очистки сточных вод от мышьяка на брусите и псиломелане в динамических (а) и статических (б) условиях: 1 - усреднитель; 2 - дозатор брусита; 3 - камера нейтрализации; 4 - отделение осадка; 5 - сорбционный фильтр, загруженный бруситом или фильтр окислитель, загруженный псиломеланом; 6 - дозатор брусита или псиломелана; 7 - резервуар с перемешивающим устройством [12]

Магнезит - минерал, природный карбонат магния, имеет теоретический состав 47,62 % MgO и 52,38 % СО2. Обычно содержит изоморфные

а

б

примеси Fe, Ca и Mn, при увеличении их количества переходит в другие карбонаты, характерен изоморфный ряд: магнезит MgCO3 - брейнерит (Mg, Fe)m з - сидерит FeCOs [18].

Работ по очистке рудничных вод магнезитом в базах данных практически нет. Наиболее обширное южноафриканское исследование [19] показало эффективность магнезита для нейтрализации и удаления металлов из стоков AMD и других металлосодержащих промышленных стоков. Недостатком данной технологии является то, что большая часть редких и щелочноземельных металлов остается в растворе, что означает необходимость последующей обработки вод, таких как ионный обмен или обратный осмос для доочистки вод.

Периклаз - основной минерал оксида магния. Чаще встречается в виде круглых зерен, неправильной формы. Получают периклаз путем высокотемпературного метаморфоза горных известковых пород. Периклаз может быть в виде волокнистого или чешуйчатого бурсита, серпентина, который образуется в случае выветривания.

В работе [21] проведенные сравнительные испытания показали, что в отношении фильтрации твердых частиц оксид магния превосходит кварцевый песок и превосходит известь в отношении осаждения тяжелых металлов.

В кислотном дренаже шахт довольно стандартной практикой является нейтрализовать до pH 7,0 и аэрировать, чтобы удалить железо. Этого недостаточно для удаления более растворимых тяжелых металлов. В известной работе [22] изучалась возможность удаления металлов из шахтного притока с нейтральным pH, содержащего от 1 до 6 мг/л растворенных Cd, Cu, Mn, Ni и Zn, путем фильтрации через гранулированный слой MgO (периклаза) при расходах, типичных для быстрой фильтрации через песок

(0,3 см/с).

Концентрацию большинства металлов в фильтрате удалось поддерживать ниже 0,1 мг/л для объема воды, равного 160 объемам загрузки и более. Работа проводилась на трехколонной фильтрующей установке, заполненной гранулированным периклазом диаметром 1,09 мм в виде фильтрующего материала. Сточная вода содержала 0,8 мг/л Cu, 3,2 мг/л Cd и 3,6 мг/л Zn при pH 6,9. За 15 минут фильтрования в фильтрате содержание металлов снижалось до уровня менее <0,1 мг/л. Устойчивая очистка наблюдалась в течение 5 часов для большинства ионов, кроме кадмия. За время работы pH фильтрата снизился с 9,29 до 8,94.

Сделан вывод о том, что концентрация металла в потоке для эффективной очистки не может быть слишком высокой, а pH отработанного потока слишком низким. В противном случае реакционная способность обожженного MgO будет недостаточной для очистки сточных вод или произойдет чрезмерное растворение MgO. Показано, что с участием гранулированной засыпки MgO в фильтр удаление тяжелых металлов может осу-

ществляться без дополнительного добавления извести или флокулянта. В фильтре MgO легко очищается, очистке не мешает наличие взвешенных веществ, как это происходит с ионообменными колонками. Тонкая настройка процедуры в колонне может улучшить удаление и извлечение тяжелых металлов.

Таким образом, в результате анализа исследовательских работ применение магнийсодержащих материалов природного происхождения при комбинированной геотехнологии для обезвреживания рудничных вод мед-ноколчеданных месторождений можно считать перспективным, что обусловлено следующим.

1. В опубликованных в последнее время исследованиях в России и за рубежом несколько чаще, чем двадцать лет назад, встречаются результаты лабораторного эксперимента, разработки и предложения, в основе которых лежит применение магнийсодержащих минералов в технологиях очистки рудничных кислых вод.

2. Исследовательские работы, связанные с изучением закономерностей, эффективности и возможности очистки рудничных вод с применением магнийсодержащих природных, модифицированных природных и искусственных материалов, периодически проводятся в России, Китае, США, ЮАР. Всеми исследователями отмечается более высокая степень очистки вод от тяжелых металлов гидроксидом магния, чем известью.

3. В работах показано, что:

- магнийсодержащие минералы в воде частично подвергаются гидратации, образуя ассоциацию сложных молекул, содержащих в своем составе наряду с MgO также и Mg(OH). Основным механизмом очистки является образование малорастворимых гидроксидов металлов. Работают также механизмы адсорбции, соосаждения, сокристаллизации примесей с продуктами гидратации и гидролиза магнийсодержащих минералов;

- все природные материалы, имеющие в своем составе карбонат, оксид или гидроксид магния, эффективно нейтрализуют кислые воды и связывают тяжелые металлы;

- установлена высокая эффективность очистки вод в динамическом и в статическом режимах магнийсодержащими сорбентами от основных загрязнителей рудничных вод медноколчеданных месторождений железа, селена, кадмия, цинка, никеля, марганца, свинца, меди, ионов соединений кремния, аммония, фторидов

4. Расход магнийсодержащих материалов оценивается несколькими килограммами на кубометр рудничной воды. Например, расход брусита в исследованиях не превышал 7 кг/м3, использовался нативный и термически модифицированный брусит.

5. Наиболее высокие показатели очистки получены при использовании термически модифицированного брусита (переклаза), нативного пе-риклаза и химически полученного оксида магния.

6. Причиной ограничения применения оксида в промышленных масштабах в настоящее время называется только его более высокая стоимость, чем стоимость извести, однако рост платы за загрязнения может потребовать применение гидроксида магния как более эффективного, чем известь, осадителя тяжелых металлов.

Список литературы

1. Орехова Н.Н. Рациональное использование водных ресурсов. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 105 с.

2. Шадрунова И.В., Орехова Н.Н. Извлечение цветных металлов из гидроминеральных ресурсов: теория и практика. М.: Изд-во ИПКОН РАН, 2009. 215 с.

3. Семячков А. И. Техногенная трансформация окружающей среды горно-металлургических комплексов: автореф. дис. ...д-ра геол.-минер. наук. Екатеринбург, 2003. 43 с.

4. Адаптация технологий сухой переработки горнопромышленных отходов / М.С. Стефунько [и др.]. Екатеринбург: ООО «Издательские решения», 2018. 50 с.

5. Милушкин В. М. Физико-химические процессы в кипящем слое доломита под действием ультразвука и разработка установки для доочист-ки питьевой воды: дис. ... канд. техн. наук. Томск, 2009. 156 с.

6. Исследование влияния способов модификации природного доломита на деманганацию воды / А.В. Мамченко, Н.Н. Кий, Л.Г. Чернова, И.В. Мисочка // Химия и технология воды. 2008. Т. 30(4). С. 347 - 357.

7. Исследование адсорбционных свойств природных сорбентов для очистки сточных вод / Латыпова Ф.М., Арасланова Л.Х., Лукманов И.И., Гараньков И.Н. // Сб. науч. тр. II Международной науч.-практич. конф. «Булатовские чтения». 2018. С. 155.

8. Performance of thermally activated dolomite for the treatment of Ni and Zn in contaminated neutral drainage / I. L. Calugaru [etc.] // Journal of hazardous materials. 2016. V. 310. С. 48 - 55.

9. Immobilization of lead and zinc leached from mining residual materials in Kabwe, Zambia: Possibility of Chemical Immobilization by Dolomite, Calcined Dolomite, and Magnesium Oxide / P. Tangviroon [etc.] // Minerals, 2020. V. 10(9). P. 763.

10. Способ очистки воды: пат. 2108297 РФ. №96117220/25; заявл. 27.08.96; опубл. 10.04.98. 5 с.

11. Пушкарева Г.И., Коваленко К.А. Очистка природных и техногенных вод от мышьяка // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 9. С. 294 - 298.

12. Коваленко К.А. Природные минералы в решении экологических проблем горно-перерабатывающих предприятий // Горный информа-

ционно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 10. С. 348 - 368.

13. Bologo V., Maree J. P., Carlsson F. Application of magnesium hydroxide and barium hydroxide for the removal of metals and sulphate from mine water // Water SA, 2012. V. 38(1). P. 23 - 28.

14. Removal of ammonium from rare-earth wastewater using natural brucite as a magnesium source of struvite precipitation / H. M. Huang, X.M. Xiao, L.P. Yang, B. Yan // Water science and technology. 2011. V. 63(3). P. 468 - 474.

15. Эффективность молотого брусита аквамаг в процессах очистки воды / А.Н. Белевцев [и др.] // Металлург. 2007. № 6. С. 295 - 297.

16. Пушкарева Г. И. Влияние температурной обработки брусита на его сорбционные свойства // ФТПРПИ. 2000. № 6. С. 90 - 93.

17. Tallman D. N., Pahlman J. E., Khalafalla S. E. Reclaiming heavy metals from wastewater using magnesium oxide: US Department of the Interior, Bureau of Mines, 1986. Report of Investigations 9023. 13 p.

18. Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Магнезит и брусит: Распоряжение МПР России от 5.07.2007 №37-р / ФГУ ГКЗ. М., 2007. 32 с.

19. Masindi V. Remediation of acid mine drainage using magnesite and its bentonite clay composite: PhD diss. University of Venda, 2015. 210 p.

20. Schiller J. E., Khalafalla S. E. Magnesium oxide for improved heavy metals removal // Trans. Soc. Min. Eng. AIME; (United States). 1984. P. 276.

21. Schiller J. E., Tallman D. N., Khalafalla S. E. Mineral processing water treatment using magnesium oxide // Environmental progress. 1984. V. 3 (2). P. 136 - 141.

22. Tallman D. N., Pahlman J. E., Khalafalla S. E. Reclaiming heavy metals from wastewater using magnesium oxide Reclaiming heavy metals from wastewater using magnesium oxide // Bureau of Mines Report of Investigations. 1986. 18 p.

23. Superior removal of selenite by periclase during transformation to brucite under high-pH conditions / K. Fukushi [etc.] // Journal of hazardous materials. 2019. V. 371. P. 370 - 380.

24. Venkateswarlu P., D.N. Rao. Investigations on the removal of fluoride from water: factors governing the adsorptions of fluoride by magnesium oxide // Indian Journal of Medical Research. 1954. V. 42(1). P. 135 - 140.

25. Magnesium incorporated bentonite clay for defluoridation of drinking water / D. Thakre [etc.] // Journal of Hazardous Materials. 2010. V. 180. P. 122 - 130.

26. Magnesium oxide impregnated polyurethane to remove high levels of manganese cations from water / H. Choi, N.C. Woo, M. Jang, F. Cannon // Separation and Purification Technology. 2014. V. 136. P. 184 - 189.

27. Hexamethylenetetramine-assisted hydrothermal synthesis of porous magnesium oxide for high-efficiency removal of phosphate in aqueous solution / S. Ahmed, Y. Guo, R. Huang, D.Q. Li // Journal of environmental chemical engineering. 2017. V. 5(5). P. 184 - 189.

28. Synthesis of a unique nanostructured magnesium oxide coated magnetite cluster composite and its application for the removal of selected heavy metals / R. Nagarajah [etc.] // Separation and Purification Technology. 2017. V. 174. P. 290 - 300.

29. Madzokere T. C., Karthigeyan A. Heavy metal ion effluent discharge containment using magnesium oxide (MgO) nanoparticles // Materials Today: Proceedings. 2017. V. 4(1). P. 9 - 18.

30. Квятковский В.М., Живилова Л.М., Баулина А.И. Руководящие указания по магнезиальному обескремниванию воды. Составлено Водным отделением ВТИ.

31. Magnesium hydroxide as a treatment for acid mine drainage in Northern Minnesota / P. Eger, G. Melchert, D. Antonson, J. Wagner // Proceedings America Society of Mining and Reclamation. 1993. P. 204 - 217.

32. Sulaiman A., Othman A., Ibrahim I. The use of magnesium oxide in acid mine drainage treatment // Materials Today: Proceedings. 2018. V. 5 (10). P.21566 - 21573.

33. Integrated acid mine drainage treatment using Mg(OH)2 or Mg(HCO3)2 and Ca(OH)2: Implications for separate removal of metals and sulphate / V. Akinwekomi, K. Kefeni, P. Maree, T. Msagati // International Journal of Mineral Processing. 2016. V. 155. P. 83 - 90.

34. Bologo V., Maree J. P., Zvinowanda C. M. Treatment of acid mine drainage using magnesium hydroxide // Proceedings of the International Mine Water Conference. Pretoria, South Africa. 2009. P. 19 - 23.

Орехова Наталья Николаевна, д-р техн. наук, проф., вед. науч. сотрудник, n [email protected]. Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В.Мельникова Российской академии наук,

Стефунько Мария Сергеевна, канд. техн. наук, науч. сотрудник, maria-stefunkoayandex. ru. Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В.Мельникова Российской академии наук,

Гулиева Айтана Шахиновна, асп., [email protected]. Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В.Мельникова Российской академии наук

REVIEW OF THEORY AND PRACTICE OF APPLICATION OF MAGNESIUM-CONTAINING MATERIALS TO REDUCE THE TECHNOGENIC LOAD

ON THE ENVIRONMENT

N.N. Orekhova, M.S. Stefunko, A.Sh. Gulieva

A classification of various categories of mine waters is given. The use of natural magnesium-containing materials as reagents and sorbents for purification of mine waters of copper pyrite deposits has been studied. Methods for obtaining a modified sorbent for water purification based on brucite and other magnesium-containing minerals are considered.

Key words: magnesium-containing materials, mine waters, water treatment, neutralization methods.

Orekhova Natalya Nikolaevna, doctor of technical sciences, professor., led. scientific employee, [email protected], Moscow, Institute for the Problems of Comprehensive Development of Subsoil. Academician N. V. Melnikov of the Russian Academy of Sciences,

Stefunko Maria Sergeevna, candidate of technical sciences, scientific employee, maria-stefunko@yandex. ru, Moscow, Institute for the Problems of Integrated Development of Subsoil named after Academician N. V. Melnikov of the Russian Academy of Sciences,

Gulieva Aytana Shakhinovna, postgraduate, aytana27@,mail. ru, Moscow, Institute of Problems of Integrated Development of Subsoil named after Academician N. V. Melnikov of the Russian Academy of Sciences

Reference

1. Orekhova N. N. Rational use of water resources. Magnitogorsk: MSTU, 2004. 105

P-

2. Shadrunova I. V., Orekhova N. N. Extraction of non-ferrous metals from hy-dromineral resources: theory and practice. Moscow: IPKON RAS Publishing House, 2009. 215 P.

3. Semyachkov A. I. Technogenic transformation of the environment of mining and metallurgical complexes: abstract. dis. ... Dr. geol.- miner. nauk. Yekaterinburg, 2003. 43 p.

4. Adaptation of technologies for dry processing of mining waste / M. S. Stefunko [et al.] // Yekaterinburg: Publishing Solutions LLC, 2018. 50 p.

5. Milushkin V. M. Physico-chemical processes in the fluidized bed of dolomite under the influence of ultrasound and the development of an installation for post-treatment of drinking water: diss. ... candidate of Technical Sciences. Tomsk, 2009. 156 p.

6. Investigation of the influence of methods of modification of natural dolomite on water demanganation / A.V. Mamchenko, N. N. Kiy, L. G. Chernova, I. V. Misochka // Chemistry and technology of water. 2008. Vol. 30(4). pp. 347-357.

7. Investigation of the adsorption properties of natural sorbents for wastewater treatment / Latypova F. M., Araslanova L. H., Lukmanov I. I., Garankov I. N. // Sb. nauch. tr. II International scientific and practical conference. "Bulatov readings". 2018. p. 155.

8. Performance of thermally activated dolomite for the treatment of Ni and Zn in contaminated neutral drainage / I. L. Calugaru [etc.] // Journal of hazardous materials. 2016. V. 310. pp. 48-55.

9. Immobilization of lead and zinc leached from mining residual materials in Kabwe, Zambia: Possibility of Chemical Immobilization by Dolomite, Calcined Dolomite, and Magnesium Oxide / P. Tangviroon [etc.] // Minerals, 2020. V. 10(9). P. 763.

10. Water purification method: Pat. 2108297 of the Russian Federation. No. 96117220/25; Appl. 27.08.96; publ. 10.04.98. 5 s.

11. Pushkareva G. I., Kovalenko K. A. Purification of natural and technological waters from arsenic / / Mining information and analytical bulle-shadow. 2012. No. 9. pp. 294298.

12. Kovalenko K. A. Natural minerals in solving environmental problems of mining and processing enterprises // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2015. No. 10. pp. 348-368.

13. Bologo V., Maree J. P., Carlsson F. Application of magnesium hydroxide and barium hydroxide for the removal of metals and sulfate from mine water // Water SA, 2012. V. 38(1). P. 23-28.

14. Removal of ammonium from rare-earth wastewater using natural brucite as a magnesium source of struvite precipitation / H. M. Huang, X.M. Xiao, L.P. Yang, B. Yan // Water science and technology. 2011. V. 63(3). P. 468 - 474.

15. The effectiveness of ground brucite aquamag in water treatment processes / A. N. Belevtsev [et al.] // Metallurgist. 2007. No. 6. Pp. 295 - 297.

16. Pushkarev G. I. the Influence of heat treatment of brucite on its sorption properties, J. min. 2000. No. 6. pp. 90-93.

17. Tallman D. N., Pahlman J. E., Khalafalla S. E. Reclaiming heavy metals from wastewater using magnesium oxide: US Department of the Interior, Bureau of Mines, 1986. Report of Investigations 9023. 13 p.

18. Methodological recommendations on the application of the Classification of reserves of deposits and forecast resources of solid minerals. Magnesite and brusite: Order of the MPR of Russia No. 37-r of 5.07.2007 // FSU GKZ. M., 2007. 32 p.

19. Masindi V. Remediation of acid mine drainage using magnesite and its benton-ite clay composite: PhD diss. University of Venda, 2015. 210 p.