CC BY
50
9. Никитин А. И., Казанцева Л. К. Теплоизоляционные материалы и изделия на основе трепелов Потанинского месторождения // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 34-36.
10. Формирование источника порообразующего газа при увлажнении природных алюмосиликатов раствором NaOH / Л. К. Казанцева и др. // Стекло и керамика. 2012. № 10. С. 37-42.
11. Кетов А. А. Получение строительных материалов из гидратированных полисиликатов // Строительные материалы. 2012. № 11. С. 22-24.
12. Формирование пористой структуры силикатных теплоизоляционных материалов / С. Н. Леонович и др. // Строительные материалы. 2012. № 4. С. 84-86.
13. Лотов В. А. Контроль процесса формирования структуры пористых материалов // Строительные материалы. 2000. № 9. С. 26-28.
14. Суворова О. В., Мотина А. В., Манакова Н. К. Теплоизоляционные материалы из кремнеземсодержащего сырья // Вестник МГТУ. 2015. Т. 18, № 1. С. 149-155.
15. Бобкова Н. М. Физическая химия силикатов и тугоплавких соединений: учебник для спец. «Хим. технология вяжущих материалов», «Хим. технология керамики и огнеупоров», «Хим. технология стекла и ситаллов». Мн.: Высш. шк., 1984. 256 с.
Сведения об авторах
Манакова Надежда Кимовна
кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, n.manakova@ksc.ru Сенета Антонина Андреевна
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, г. Апатиты, Россия Manakova Nadezhda Kimovna
PhD (Engineering), Researcher, Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, n.manakova@ksc.ru Seneta Antonina Andreevna
Apatity Branch of Murmansk State Technical University, Apatity, Russia
DOI: 10.37614/2307-5252.2020.3.4.024 УДК 66
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ КОЛЬСКОГО НЕФЕЛИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
А. В. Морозков, А. М. Норов
Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. профессора Я. В. Самойлова, Череповец, Россия
Аннотация
Рассмотрены существующие и выбраны наиболее перспективные для промышленной реализации способы переработки кольского нефелинового концентрата с получением гидроксида алюминия и глинозёма в качестве товарного продукта. Ключевые слова:
нефелиновый концентрат, щелочная переработка, кислотная переработка.
PROMISING METHODS OF PROCESSING THE KOLA NEPHELINE CONCENTRATE IN THE CURRENT SITUATION
A. V. Morozkov, A. M. Norov
Y. Samoilov Research Institute of Fertilizers and Insectofungicides, Cherepovets, Russia Abstract
The paper gives an overview of existing methods for processing the Kola nepheline concentrate into aluminum hydroxide and alumina as the end products. We selected the most promising methods of the Kola nepheline concentrate processing for a possible practical application of them in future. Keywords:
nepheline concentrate, alkaline processing, acid processing.
Мировое потребление соединений алюминия, таких как глинозём и гидроксид алюминия, возрастает с каждым годом. Основным промышленным сырьём для производства данных продуктов являются бокситы, которые перерабатываются способом Байера. В Российской Федерации наблюдается дефицит алюминиевого сырья, обусловленный отсутствием крупных месторождений высококачественных бокситов. Данные обстоятельства приводят к тому, что кольский нефелиновый концентрат (КНК) становится наиболее значимым алюминийсодержащим сырьём в европейской части России, ввиду относительно высокого содержания АЬОз (28,5 ± 0,5 % мас.), а также отсутствия необходимости строительства нового комплекса по его добыче и обогащению.
В настоящее время приблизительно 1 млн т КНК в год перерабатывается способом мокрого спекания с известняком с получением гидроксида алюминия, глинозёма, соды, поташа, сульфата калия, галлия и цемента в качестве товарных продуктов. Мокрый способ спекания нефелинового концентрата был предложен инженером И. Л. Талмудом в 1934 г. К 1954 г. была полностью решена проблема комплексной переработки нефелинов на Волховском алюминиевом заводе: алюминиевая промышленность превратилась из отрасли, потребляющей содопродукты, в производящую, а освоение производства поташа дало возможность не только отказаться от его импорта для производства хрусталя и других отраслей промышленности, но и экспортировать его за границу [1].
Данный способ переработки имеет существенные преимущества, такие как: комплексная переработка нефелинового концентрата, высокое качество получаемых продуктов, практически безотходная технология. Однако способ спекания имеет и существенные недостатки: большие материальные потоки, высокие требования к химическому составу известняка, необходимость расположения комплекса по переработке в непосредственной близости с месторождением известняка, высокие затраты энергии, высокие капиталовложения, высокий выброс углекислого газа, окупаемость производства достигается только с одновременной переработкой белитового шлама в портландцемент, спрос на который ограничен.
В современных условиях к новым производствам предъявляются всё более высокие требования по энергоэффективности, экологичности, особое внимание уделяется снижению антропогенной эмиссии углекислого газа. Исходя из данных тенденций можно предположить, что строительство новых предприятий по переработке нефелинового концентрата мокрым способом спекания с известняком не перспективно. В связи с этим нужно обратить внимание на другие способы переработки, которые будут удовлетворять современным требованиям.
С момента открытия в 1921 г. экспедицией под руководством А. Е. Ферсмана апатит-нефелиновых руд Кольского полуострова прорабатывалось множество способов переработки нефелинового концентрата с получением гидроксида алюминия и глинозёма, которые условно можно поделить на две группы (рис.).
Способы переработки нефелинового концентрата
Помимо применяемого в промышленности мокрого способа спекания разработаны полусухой и сухой способы спекания с известняком. Они предполагают изменение стадии приготовления шихты, а также замену длинной вращающейся трубчатой печи на короткую с системой циклонных теплообменников. Данные изменения позволяют значительно увеличить производительность вращающейся печи, сократить материальные потоки и затраты энергии. Благодаря снижению
количества испаряемой влаги указанные способы позволяют значительно снизить потребление топлива и, соответственно, выбросы углекислого газа. Однако для них, как и для мокрого спекания, окупаемость производства будет достигаться только при переработке белитового шлама в товарный продукт, например в портландцемент. В настоящее время, ввиду снижения спроса на цемент, существующие предприятия по его производству работают на нагрузке порядка 60 % от номинальной. Остальные недостатки мокрого способа спекания будут сохраняться и для рассмотренных новых способов спекания.
Гидрохимические способы переработки разработаны В. Д. Пономарёвым, В. С. Сажиным и Л. П. Ни [2-5]. По данным способам предлагается производить автоклавную обработку нефелинового концентрата концентрированным раствором извести. Оксид кремния, содержащийся в нефелиновом концентрате, образует нерастворимые соединения с оксидом кальция и выводится в виде шлама монокальциевого или двухкальциевого силикатов. Раствор после отделения шлама перерабатывается с получением глинозёма и содопродуктов. По разработанным решениям была предложена практически безвыпарная технологическая схема переработки высококремнистых алюминиевых руд с получением шлама в виде двухкальциевого силиката. Данная технология позволяет снизить расход технологического топлива и, как следствие, уменьшить выбросы углекислого газа. Однако она также сохраняет основной минус способов спекания — образование двухкальциевого силиката, который требуется перерабатывать в портландцемент. К другим недостаткам технологии следует отнести необходимость проведения дополнительных опытно-промышленных испытаний для решения ряда вопросов, таких как отработка показателей фильтруемости пульты после автоклавного разложения, подбор типа оборудования и материалов, стойких к щелочной коррозии в условиях высоких концентраций и температур.
Кислотные способы переработки позволяют отделить оксид кремния и нерастворимый остаток на стадии разложения нефелинового концентрата, что исключает необходимость связывания оксида кремния каким-либо соединением кальция.
Исследования по сернистокислотной переработке нефелинового концентрата были начаты многими учёными в 1930-е гг., но не показали результатов, достаточных для разработки технологической схемы. Дальнейшие исследования были выполнены под руководством З. П. Розенкопа в Научно-исследовательском институте по удобрениям и инсектофунгицидам [6, 7]. Результатом исследования стали циклическая и нециклическая схемы переработки нефелинового концентрата сернистым газом, однако опытно-заводские испытания на металлургическом комбинате «Североникель» показали, что разработанный метод коагуляции себя не оправдал, соответственно, решения вопроса отделения кремнезёма от алюминийсодержащих растворов не было найдено [8]. Кольским филиалом АН СССР в 1960-х гг. выполнены работы по улучшению сернистокислотного способа, разработанного под руководством З. П. Розенкопа. Применение катионных мембран при очистке растворов от кремнезёма показало высокие результаты степени очистки, однако высокие энергетические затраты и отсутствие промышленного оборудования электродиализа не позволяет осуществить данную технологию в промышленных масштабах.
Азотокислотный способ переработки нефелинового концентрата разрабатывался в Кольском филиале АН СССР Б. Н. Мелентьевым. Нефелин предлагалось разлагать азотной кислотой в автоклаве с дальнейшим отделением нерастворимого остатка и оксида кремния. Далее растворы обрабатывались аммиаком с получением чернового гидроксида алюминия и раствора селитр. Черновой гидроксид алюминия перерабатывался на металлургический глинозём по упрощённой схеме Байера, а растворы селитр упаривались с получением смешанного удобрения из аммиачной, натриевой и калиевой селитр. Для промышленной реализации данный способ имеет существенные недостатки, так как не обеспечивает регенерацию азотной кислоты, что требует размещение комплекса по переработке нефелинового концентрата в непосредственной близости с производствами аммиака и азотной кислоты. Также данный способ потребляет большое количество дорогостоящего аммиака с получением малоценного смешанного удобрения.
Большой объём работ по азотокислотной переработке выполнен В. А. Матвеевым в Кольском филиале АН СССР, результатом которых стала технологическая схема, по которой предлагается разложение нефелинового концентрата или хвостов апатитовой флотации в азотной кислоте с концентрацией 35 % при температуре 85 °С. После отделения оксида кремния и нерастворимого остатка раствор упаривается до состояния плава и направляется на спекание в плазмохимические реакторы. Полученный спёк алюминатов натрия и калия направляется на переработку по стандартной щелочной схеме с получением гидроксида алюминия, соды и поташа. Нитрозный газ направляется на
регенерацию азотной кислоты [9]. Данный способ исключает необходимость размещения комплекса по переработке нефелинового концентрата в непосредственной близости с производством аммиака и азотной кислоты. Применение плазмохимических реакторов позволяет существенно снизить металлоёмкость и размеры передела спекания, а также получать дополнительное количество азотной кислоты за счёт связывания атмосферного азота. Однако данная технология требует дополнительной отработки на опытно-промышленной установке высокой мощности. Комплекс по переработке нефелина должен будет находиться вблизи дешёвого источника электроэнергии, а также для выделения содопродуктов понадобится надёжный источник углекислого газа, получение которого в данной технологии не предусмотрено.
Солянокислотный способ переработки нефелинового концентрата не имеет перспектив для реализации в современных условиях, ввиду образования большого количества растворов малоценных хлоридов натрия и калия.
Изучение сернокислотной переработки КНК проводилось под руководством А. И. Лайнера и Ю. А. Лайнера в Московском институте стали и сплавов совместно с Институтом металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН. Результатом стали два способа по которым нефелиновый концентрат разлагался 75-80 мас. % серной кислотой в шнековом реакторе или скоростном турбинном смесителе с дальнейшим дозреванием полученного продукта на складе или в суперфосфатной камере. По первому способу продукт разложения нефелинового концентрата подвергался выщелачиванию с последующим отделением оксида кремния и нерастворимого остатка. Полученный раствор упаривался в барабанных грануляторах-сушилках, сухой остаток смешивался с коксиком и спекался при температуре 1200-1250 °С. Полученный спек перерабатывался известными щелочными методами с получением гидроксида алюминия и содопродуктов, из отходящих газов производилась регенерация серной кислоты. По второму способу из раствора выщелачивания отделяют алюмокалиевые квасцы и обжигают в кипящем слое. Отходящие газы направляют на регенерацию кислоты, а спек подвергают выщелачиванию с дальнейшим отделением, сушкой и прокалкой глинозёма. Оставшийся раствор упаривают досуха с получением товарного сульфата калия. Данные способы имеют существенные недостатки для промышленного применения, самым существенным из которых является высокое потребление энергии на упаривание воды.
Большой объём работ по сернокислотной переработке нефелинового концентрата выполнен специалистами ИХТРЭМС ФИЦ КНЦ РАН В. А. Матвеевым, Д. В. Майоровым, Ю. О. Веляевым, В. И. Захаровым. По разработанному способу нефелиновый концентрат разлагается 35-40 %-й серной кислотой при температуре 85-100 °С с дальнейшим отделением оксида кремния и нерастворимого остатка. Из полученного раствора выделяют квасцы, которые перекристаллизовывают для очистки от соединений железа. Очищенные квасцы обрабатывают газообразным аммиаком, продукт аммонизации выщелачивают водой с дальнейшим отделением гидратного остатка в виде гидратированного оксида алюминия, который подвергают старению в аммиачной воде с образованием псевдобемита. Также гидратный остаток возможно обработать раствором карбоната или гидрокарбоната аммония при температуре 105-125 °С в течении 6-30 ч с получением хорошо откристаллизованного карбоната алюминия и аммония, при прокалке которого получается у-оксид алюминия, применяемый в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей [8, 10]. Раствор после выщелачивания упаривают с получением смешанного NKS-удобрения. Данный способ имеет значительно меньшие энергозатраты, а применение твёрдофазного гидролиза квасцов позволяет получать продукты с большей стоимостью. Из недостатков данного способа можно выделить образование маточных растворов, содержащих в основном сульфат натрия.
Нефелиновый концентрат может легко разлагаться не только в минеральных кислотах, но и в растворах кислых солей. В. С. Римкевич, А. А. Пушкин, О. В. Чурушова в Институте геологии и природопользования ДВО РАН проводили исследования по переработке нефелинового концентрата выщелачиванием в водных растворах гидродифторида и фторида аммония. По данной технологии нефелиновый концентрат разлагается в 25 %-м водном растворе NH4HF2 или NH4F. Максимальное извлечение гексафторсиликата аммония достигается при температуре 100 °С и времени выдержки 6 ч. Полученный раствор направляется на выделение аморфного кремнезёма и регенерацию NH4HF2. Шламовый остаток выщелачивается водой с переходом в раствор (NH4)зAlF6. Далее полученный раствор гексафторалюмината аммония с концентрацией 0,5-3 мас. % взаимодействует с аммиачной водой (25 мас. % NHз) при температурах 20-80 °С до образования осадка гидроксида алюминия, который прокаливают с получением глинозёма. Раствор после отделения гидроксида алюминия направляют на регенерацию NH4HF2. Оставшийся шлам перерабатывают с получением пигмента
Бе2Оз и концентрата фторидов кальция и магния. Фториды натрия и калия на разных этапах выделяются из реакционной массы. Получаемый аморфный кремнезём соответствует высококачественным сортам белой сажи и аэросила, а получаемый глинозём содержит 99,8 мас. % АЬОз и соответствует маркам Г0 и Г1 [11]. Преимуществами данного способа является высокое качество получаемых продуктов, а также возможность переработки фторсодержащих газов в товарные продукты. Недостатки — большое количество технологических стадий, безвозвратное расходование большой части КЩНр2, сложность коррозионной защиты аппаратов в агрессивной среде гидрофторида аммония и фтористых газов.
Р. А. Хамизов, Л. П. Морошкина, Н. С. Власовских и С. Х. Хамизов разработали способ переработки нефелинового концентрата с использованием раствора гидросульфата аммония на стадии разложения. Данный способ является усовершенствованием способа М. Бюхнера, который был запатентован в 1922 г. По предложенному способу нефелин разлагается в 40 мас. % растворе гидросульфата аммония с добавлением серной кислоты в количестве 1-5 мас. %. От полученной пульпы отделяют кремнезём и нерастворимый остаток. Промывные воды очищают от железа осаждением и объединяют с раствором квасцов с последующим восстановлением оставшегося железа до двухвалентного состояния. Далее раствор охлаждают для кристаллизации алюмоаммонийных квасцов, которые отделяют, растворяют в конденсате и аммонизириуют. Полученный гидроксид алюминия промывают и прокаливают с получением глинозема. Кислый маточный раствор после отделения квасцов пропускают через колонну с сильноосновным анионитом в сульфатной форме для отделения оставшейся серной кислоты, которую направляют на разложение. Очищенный от кислоты раствор объединяют с раствором после отделения гидроксида алюминия и перерабатывают с получением сульфатов калия, натрия и аммония, сульфат аммония направляют на регенерацию гидросульфата аммония способом прокаливания [12]. Главным преимуществом данного способа является возможность создания замкнутого цикла производства. Также описанный способ имеет небольшие материальные потоки и позволяет применять стандартные средства защиты аппаратов от коррозии ввиду низкой агрессивности среды. К недостаткам данного способа можно отнести необходимость усовершенствования способа очистки растворов от соединений железа, а также необходимость упарки значительного количества воды для обеспечения регенерации гидросульфата аммония.
Выводы
В современных условиях применение щелочных способов переработки нефелинового концентрата при строительстве новых производств не имеет перспектив. Применение кислотных способов переработки позволяет снизить материальные потоки, затраты энергии и выбросы углекислого газа.
Из рассмотренных способов для промышленной реализации наиболее перспективны сернокислотный способ, разработанный В. А. Матвеевым, Д. В. Майоровым, Ю. О. Веляевым и В. И. Захаровым, и способ с применением гидросульфата аммония, разработанный Р. А. Хамизовым, Л. П. Морошкиной, Н. С. Власовских и С. Х. Хамизовым. Сернокислотный способ привлекателен в первую очередь благодаря низкой стоимости серной кислоты, простотой аппаратурного оформления и наличия огромного опыта по коррозионной защите аппаратов в сернокислотных растворах. Также он позволяет получать более дорогие товарные продукты, такие как псевдобемит и у-оксид алюминия, что положительно скажется на окупаемости производства. Однако для более эффективного применения данного способа требуется дополнительная проработка вопроса переработки маточных растворов, оптимизации водного баланса и очистки растворов от соединений железа.
Переработка нефелинового концентрата при помощи раствора гидросульфата аммония интересна тем, что имеет замкнутый цикл по воде, аммиаку и гидросульфату аммония, а добавляемая серная кислота в размере 1-5 мас. % расходуется на связывание щелочных металлов, которые выводятся из процесса в виде сульфатов. Также данный способ имеет простое аппаратурное оформление и стандартные способы защиты от коррозии. Как и для сернокислотного способа, для увеличения эффективности применения требуется дополнительная проработка вопроса очистки растворов от соединений железа.
Литература
1. Арлюк Б. И., Лайнер Ю. А., Пивнев А. И. Комплексная переработка щелочного алюмосиликатного сырья. М.: Металлургия,1994. 381 с.
2. Пономарев В. Д., Сажин В. С. Гидрохимический щелочной способ переработки нефелиновых пород // Цветные металлы. 1957. № 12. С. 45-51.
3. Пономарев В. Д., Сажин В. С. Выщелачивание глинозема из нефелинов щелочными растворами в присутствии извести // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1958. № 2. С. 93-100.
4. Сажин В. С. Новые гидрохимические способы получения глинозема. Киев: Наукова думка, 1979. 180 с.
5. Пономарев В. Д., Сажин В. С., Ни Л. П. Гидрохимический щелочной способ переработки алюмосиликатов. М.: Металлургия, 1984. 105 с.
6. А. с. 65934 СССР, МПК6 C 01 F 7/28, C 01 D 5/14. Способ получения окиси алюминия и солей калия и натрия / Розенкноп З. П. № 306999; заявл. 28.05.1941; опубл. 1946.
7. Розенкноп З. П., Василенко Н. А., Чернобаева М. М. Комплексная переработка нефелина сернистым газом на глинозем, соли и концентрированный сернистый ангидрид. М.: НИУИФ, 1960. 60 с.
8. Сернокислотные способы комплексной переработки нефелинового сырья / В.А. Матвеев и др. Апатиты: КНЦ РАН, 2017. 155 с.
9. Матвеев В. А. Физико-химические и технологические основы повышения эффективности комплексной переработки нефелинсодержащего сырья кислотными методами: автореф. дис. ... д-ра тех. наук. Апатиты, 2009. 43 с.
10. Пат. Рос. Федерация. Способ переработки алюминиевых квасцов / Матвеев В. А., Майоров Д. В., Коровин В. Н. № 2677204. 2019, Бюл. № 2.
11. Римкевич В. С., Пушкин А. А., Чурушова О. В. Комплексная переработка нефелиновых концентратов гидрохимическим методом // Горный информационно-аналитический бюллютень. 2016. № 8. С. 346-359.
12. Пат. Рос. Федерация. Способ переработки глинозёмсодержащего сырья и способ вскрытия глинозёмсодержащего сырья при его переработке / Хамизов Р. А., Морошкина Л. П., Власовских Н. С., Хамизов С. Х. № 2574247. 2014, Бюл. № 4.
Сведения об авторах Морозков Алексей Владимирович
младший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. профессора Я. В. Самойлова, г. Череповец, Россия, AMorozkov@phosagro.ru Норов Андрей Михайлович
кандидат технических наук, Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. профессора Я. В. Самойлова, г. Череповец, Россия, ANorov@phosagro.ru
Morozkov Alexey Vladimirovich
Junior Researcher, Y. Samoilov Research Institute of Fertilizers and Insectofungicides, Cherepovets, Russia, AMorozkov@phosagro. ru Norov Andrey Mikhaylovich
PhD (Engineering), Y. Samoilov Research Institute of Fertilizers and Insectofungicides, Cherepovets, Russia, ANorov@phosagro. ru
DOI: 10.37614/2307-5252.2020.3.4.025 УДК 632.122.2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ ГИДРОБОТАНИЧЕСКИХ ПЛОЩАДОК С КОМПОНЕНТАМИ АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ВЫБРОСОВ
И. А. Мосендз12, И. П. Кременецкая1, С. В. Дрогобужская1
1 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия
2Лаборатория природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия
Аннотация
Представлены результаты оценки процессов накопления металлов фильтрующими модулями на основе горнопромышленных отходов. В качестве материала, способного сорбировать тяжелые металлы, поступающие с атмосферными осадками, использован зернистый сунгулитовый продукт (продукт обогащения вермикулит-сунгулитовых отходов открытой добычи флогопита). Установлено, что зернистый сунгулитовый продукт обладает хорошей поглотительной способностью по отношению к тяжелым металлам, отмечается высокое содержание кальция, магния и кремния в продукте. Ключевые слова:
серпентины, горнопромышленные отходы, тяжелые металлы, медь, никель, промышленная зона, ремедиация.
EXPERIMENTAL MODELING OF THE INTERACTION BETWEEN MATERIALS OF PLANT-ADSORPTIVE PLOTS AND ATMOSPHERIC EMISSION COMPONENTS
I. A. Mosendz12, I. P. Kremenetskaya1, S. V. Drogobuzhskaya1
1Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC "Kola Science Centre RAS", Apatity, Russia
2Laboratory of Nature-Inspired Technologies and Environmental Safety of the Arctic, Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
Abstract
The article presents evaluation results of metal accumulation processes by filtering containers based on mining waste. Serpentine-reached grainy material (an enrichment product of phlogopite mining waste) was used for sorbing heavy metals from atmospheric precipitation. It has been established that the serpentine-reached grainy material is characterized by useful sorption features with respect to heavy metals and high content of calcium, magnesium and silicon. Keywords:
serpentine, mining waste, heavy metals, copper, nickel, industrial zone, remediation.
Важным направлением реализации государственной политики в области научных исследований и научного обеспечения деятельности в Арктике становится разработка комплекса мероприятий, целью которых является улучшение качества окружающей природной среды [1]. В связи с тем что имеющиеся на сегодняшний день способы устранения накопленного экологического ущерба, обусловленного образованием техногенно загрязненных территорий, являются неприемлемыми для зоны Арктики, актуальной научной задачей становится разработка технологических методов для снижения негативного воздействия металлургического производства на окружающую среду. Одним из способов аккумуляции токсичных компонентов является создание гидроботанических площадок из сорбционно-активных материалов [2]. Для исследования свойств таких площадок необходимо разработать метод экспериментального моделирования взаимодействия материалов площадок с компонентами загрязненной атмосферы. Для снижения интенсивности миграции токсичных компонентов в системе почва — вода предложен способ реабилитации техногенного грунта с применением минеральных субстратов [3, 4]. Для оценки процессов накопления металлов компонентами рекультивационного слоя (мелиорантом и растениями) в 2017 г. был заложен специальный эксперимент с применением фильтрующих модулей. В качестве материалов, способных сорбировать тяжелые металлы, использованы продукты обогащения вермикулит-сунгулитовых отходов добычи флогопита (г. Ковдор, Мурманская область), а именно зернистый сунгулитовый продукт [5].
Сорбционные модули были изготовлены из фильтрующего геотекстильного материала в виде цилиндров диаметром 10 см и высотой 20 см. Внутренняя часть модулей сделана из
