CC BY
94
УДК 622'17
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШАХТАМИНСКОЕ
COMPOSITION AND STRUCTURE OF STALE TAILINGS DEPOSIT ORES
OF SHAKHTAMA
Д.В. Манзырев,
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск geoxxi@bk. ru
D. Manzyrev,
Institute of Petroleum Geology and Geophysics named after A.A. Trofimuk, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk
А.Ю. Лавров,
Забайкальский государственный университет, г. Чита lavrov [email protected]
A. Lavrov.
Transbaikal State University, Chita
Приводятся результаты исследований влияния гипергенных преобразований вещественного состава лежалых хвостов обогащения на их структуру и формы нахождения полезных компонентов на примере хвостохранилища обогатительной фабрики Шахтаминского молибденового рудника. Для изучения вещественного состава и геохимических процессов по разрезу хвостохранилища отобраны пробы нарушенного сложения из керна буровых скважин глубиной 18...21 м. Аналитические работы включали силикатный анализ, фазовый анализ на содержание серы, определение форм железа и молибдена, элементного состава техногенного сырья. Проведены лабораторные исследования гранулометрического и агрегатного составов пипеточным методом, а также плотности частиц и гигроскопической влажности. Выделены различные классы крупности техногенного сырья методом отмучивания.
Определен химический состав техногенного сырья по разрезу хвостохранилища и отдельным классам крупности. Анализ химического состава и форм нахождения железа и серы позволил установить интенсивность окисления железа, серы и выноса щелочноземельных металлов по разрезу хвостохранилища. Выявлена связь между накоплением продуктов гипергенеза, нерастворимых при нормальном значении Ph ^е(ОН)3, Л1(ОН)3), и образованием водоустойчивых агрегатов. Показано, что водоустойчивые агрегаты становятся важным фактором гипергенеза, так как формирование относительно крупных межагрегатных пор изменяет условия массообмена, способствуя мобилизации металлов, а тонкодисперсная составляющая агрегатов сорбирует рудные элементы из поровых растворов. Указанные особенности структурообразова-ния и перераспределения полезных компонентов в лежалых хвостах обогащения шламируемых руд следует учитывать при разработке технологических схем их вторичной переработки
Ключевые слова: Шахтаминское молибденовое месторождение, хвосты обогащения руд, вещественный состав, полезные компоненты, структура, гранулометрический состав, водоустойчивые агрегаты, окисление сульфидных минералов, нерастворимые продукты гипергенеза, вторичная переработка техногенного сырья
The results of the studies of the effect of supergene transformation of the material composition of stale tailings on the structure and form of useful components extraction are given on the example of tailing concentrator Shakhta-ma molybdenum mine. To study the material composition and geochemical processes in the section of the tailings, the samples of disturbed addition of core drill holes at the depth of 18 ... 21 m. were collected. The analytical work included a silicate analysis, phase analysis on the sulfur content, definition of forms of iron and molybdenum, elemental composition of man-made materials. The laboratory studies of the aggregate size distribution and composition by pipette and the particle density and moisture absorbent were hold. Different size classes of man-made materials by elutriation were distinguished.
The chemical composition of man-made materials in the section of the tailings and individual size classes was determined. The analysis of chemical composition and the location of iron and sulfur allowed the authors to establish the intensity of the oxidation of iron, sulfur, and removal of alkaline earth metals in the section of the tailings. A bond between the accumulations of supergene products, insoluble in the normal value of Ph (Fe (OH)3, Al (OH)3),
and the formation of water-resistant aggregates were found. It is shown that the waterproof units are an important factor of hypergenesis since the formation of relatively large inter-aggregate pores changes the conditions of mass transfer, contributing to the mobilization of metals, and the fine component units absorb ore elements of pore solutions. These features of the structure formation and redistribution of useful components in stale tailings of shlamire ores should be considered in the development of technological schemes of recycling
Key words: Shakhtama molybdenum deposit, ore tailings, material composition, useful components, structure, granulo-metric composition, water-resistant aggregates, oxidation of sulfide minerals, insoluble products of hypergenesis, techno-genic raw recycling
Работа выполнена при поддержке РФФИ и Правительства Забайкальского края, проект № 14-05-98014 р сибирь а
В Забайкальском крае сосредоточены значительные объемы горно-технологических отходов, которые в будущем, несомненно, укрепят минерально-сырьевую базу региона и привлекут новых инвесторов, заинтересованных в освоении объектов недропользования с относительно небольшими запасами. Однако, в отличие от рудных, в техногенных месторождениях интенсивно протекают процессы преобразования вещественного состава, что обусловливает снижение качества минерального сырья и создает экологическую нагрузку на окружающую среду [9; 12]. Особенно ярко это проявлено для сульфид-содержащих отходов обогащения руд [2; 5; 8; 11]. Поэтому изучение значимых для экономики края техногенных объектов минерального сырья на предмет извлечения тяжелых, редких и благородных металлов является делом нужным и своевременным.
Объектом нашего исследования является хвостохранилище обогатительной фабрики Шахтаминского рудоуправления, расположенного в Шелопугинском районе Забайкальского края, п. Вершино-Шахта-минский. Рудоуправление занималось добычей и обогащением руд Шахтаминского молибденового месторождения. Добыча молибдена велась подземным способом. Обогащение руды осуществлялось флотационным методом на обогатительной фабрике производительностью 500 т руды в сутки. Годовой выпуск молибденового концентрата составлял около 300 т, который постав-
лялся на Скопинский металлургический завод. Предприятие проработало более 50 лет, в течение 1941—1993 гг. [10].
Хвосты обогащения уложены в два хвостохранилища. Хвостохранилище № 1 полностью затоплено и используется местным населением в качестве рекреационной зоны. Поэтому для выполнения работ выбрано хвостохранилище № 2, которое занимает площадь 16 га и имеет мощность разреза до 20 м.
Целью настоящего исследования являлось установление влияния гипергенных преобразований вещественного состава лежалых хвостов обогащения на их структуру и формы нахождения полезных компонентов.
Рассматриваемый объект в геологическом плане слабо изучен, на что обращали внимание составители кадастра скоплений отходов горнорудных предприятий Читинской области Ю.Ф. Харитонов и В.Г. Васильев. В последующие годы были проведены отдельные работы технологической направленности ООО ЗабНИИ и Читинским филиалом ИГД СО РАН. Последним для извлечения молибдена и благородных металлов предложено использовать комбинацию кучного, кюветного и скважинного методов выщелачивания [6].
Водные потоки рассеяния месторождения Шахтама изучались сотрудниками ИПРЭК СО РАН. Ими показано, что присутствие карбонатов в составе минералов рудных жил способствует нейтрализации кислотных растворов, сульфатные натриевые
воды хвостохранилища равновесны с Са- и Минеральный состав руд детально изу-
^-моитмориллонитом, кальцитом и альби- чен [4]. Основные минералы руд приведе-том, близки к равновесию с гипсом [7]. ны в табл. 1.
Таблица 1
Минеральный состав руд месторождения Шахтаминское
Минеральный состав
Рудные минералы Нерудные минералы
Главные: пирит, молибденит, галенит, сфалерит, халькопирит Второстепенные: шеелит, вольфрамит, тетрадимит, зелигманнит, висмутин, гематит Редкие: висмут, станин, алтаит, касситерит, айкинит, антимонит Минералы зоны окисления: церуссит, ферримолибдит, повеллит, лимонит Главные: кальцит, кварц Второстепенные: доломит, анкерит, сидерит, турмалин, серицит, хлориты
Естественно, что извлечение молибденита из руд методом флотации значительно снижает общее содержание сульфидных минералов в хвостах обогащения, а следовательно, и кислотопродуцирующий потенциал техногенной системы. Содержание жильных и породообразующих минералов, наоборот, увеличивается. Однако вопросы геохимии и минералогии хвостохрани-лища, гипергенных преобразований его вещественного состава и структуры до настоящего времени не являлись предметом самостоятельного исследования.
Методика исследований. Для изучения вещественного состава и геохимических процессов по разрезу хвостохранилища были отобраны пробы нарушенного сложения из керна буровых скважин глубиной 18...21 м. Расположение скважин приведено на рисунке.
При выборе интервалов опробования исходили из соображений, что они должны быть приурочены к слоям с различной степенью окисления сульфидов. Поэтому пробы отобраны из слоя сезонного промерзания-оттаивания и слоя нулевых амплитуд годовых колебаний температуры (9.10 м). Причем в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания опробована зона аэрации (0.1 м) и зона полного водонасыщения (1.2 м). Также опробован слой, непосредственно подстилающий
слой сезонного промерзания-оттаивания (3.4 м). Таким образом, выбранная схема опробования позволяет изучить разрез от глубоко залегающих, практически неизмененных слоев (9.10 м), до поверхности, где накапливаются продукты гипергенеза и происходит современное минералообразо-вание.
Схема опробования хвостохранилища № 2 Шахтаминского рудника
Аналитические работы по определению содержаний химических элементов выполнялись в лабораторно-исследовательском центре по изучению минерального сырья (ОАО «ЛИЦИМС», г. Чита). Породообразующие элементы в форме оксидов определялись фотометрическим, титриметрическим и гравиметрическим методами. Фазовый анализ на содержание серы выполнялся гравиметрическим методом. Формы железа и молибдена определяли фотометрическим методом. Элементный состав определяли эмиссионным спектральным анализом.
При обработке результатов анализов рассчитывали средние значения элементов, стандартное отклонение, средневзвешенные значения и относительные содержания элементов, петрохимические модули.
Для оценки содержания и размера агрегатов пылеватых и глинистых частиц по разрезу хвостохранилища проведены лабораторные исследования гранулометрического (зернового) и агрегатного составов пипеточным методом (ГОСТ 12536-79), по дисперсной и агрегатной схемам подготовки проб к анализу. При дисперсной подготовке предусматривается полное разрушение агрегатов различного размера путем химической или термической обработки. По агрегатной схеме разрушаются лишь неводостойкие агрегаты при замачивании в течение суток.
Для выполнения пипеточного анализа необходимо знать плотность частиц (твердой фазы) дисперсного техногенного сырья и гигроскопическую влажность, которые определялись соответственно пикнометри-ческим методом по ГОСТ 5180-84 и методом высушивания до постоянной массы по
ГОСТ 5180-84. Данные показатели имеют и самостоятельное значение для нашего исследования, так как плотность минералов зоны окисления меньше плотности их сульфидных аналогов. Например, плотность галенита составляет 7,5 г/см3, а у продуктов его окисления — церуссита и англезита, равна 6,5 и 6,3 г/см3 соответственно. Поэтому плотность частиц дисперсного техногенного сырья в зоне окисления хвостохранилища должна снижаться. Величина гигроскопической влажности определяется удельной поверхностью частиц, которая, в свою очередь, зависит от размера частиц, а также их минерального состава.
Для выявления продуктивных классов крупности техногенного сырья, перераспределения полезных компонентов под воздействием гипергенеза выделяли классы различной крупности методом отмучивания. Учитывая, что крупность дробления на обогатительной фабрике составляла —0,074 мм, выделяли классы +0,1 мм, 0,1...0,01 мм и —0,01 мм. В классе +0,1 мм накапливаются нераскрытые сростки минералов, в классе 0,1.0,01 мм концентрируются основные рудные минералы, а класс —0,01 мм представлен тонкими шламовыми частицами, образующимися в результате переизмельчения в процессе рудоподготовки. При необходимости выделяли дополнительно классы крупности 0,1.0,05, 0,05.0,01, 0,01.0,005 и -0,005 мм.
Обсуждение полученных результатов. Анализ химического состава техногенного сырья по разрезу хвостохранилища показывает интенсивное окисление железа, серы и вынос щелочноземельных металлов - магния и кальция (табл. 2).
Таблица 2
Химической состав техногенного сырья по разрезу хвостохранилища
№ п/п Элемент Интервал разреза, м
0...1 1.2 3.4 9.10
1 Э02 63,98 61,54 62,38 60,38
2 тю2 0,60 0,60 0,57 0,48
3 Афз 15,75 17,28 15,03 13,59
Окончание табл.2
№ п/п Элемент Интервал разреза, м
0...1 1.2 3.4 9.10
4 ^203ок 3,87 3,87 3,11 2,39
5 FeO 0,79 1,15 1,54 1,94
6 МпО 0,06 0,27 0,18 0,12
7 МдО 1,67 1,75 2,3 3,18
8 СаО 1,1 1,1 2,54 4,3
9 N^0 2,24 2,11 2,07 1,42
10 К20 5,55 5,48 5,04 4,50
11 Р205 0,20 0,19 0,17 0,12
12 ппп 3,78 4,53 4,59 6,63
13 е 99,59 99,87 99,52 99,05
14 Sб общ 0,42 0,36 0,34 0,68
15 S сульфид 0,2 0,28 0,25 0,61
16 Сульфат 0,22 0,08 0,09 0,07
Для железа это наглядно демонстрирует закисный модуль ^еО/Ре2О3), который изменяется от 0,81, на интервале 9.10 м, до 0,2 в приповерхностном слое. Аналогично поведение серы. На интервале разреза 9.10 м, сера сульфидная составляет 90 % от общего содержания серы, у подошвы слоя сезонного промерзания-оттаивания, около 75 %, а в приповерхностном слое уже преобладает сера сульфатная. Оксиды кальция и магния имеют максимальные значения содержаний на интервале разреза 9.10 м. По мере уменьшения глубины отбора проб, содержания оксидов последовательно снижаются. В приповерхностном слое содержание MgO меньше в 2 раза, а СаО — в 4 раза, по сравнению с их максимальными значениями (табл. 2).
Химический состав техногенного сырья по классам крупности дает полезную информацию для приповерхностного слоя (интервал 0.1 м), где накапливаются различные продукты гипергенеза. Последние
в процессе отмучивания концентрируются в тонком классе. Например, глинозем и окись железа (табл. 3).
Минералы, неустойчивые в поверхностных условиях, лучше сохраняются в крупных сростках. Например, плагиоклазы, сульфиды, кальцит. Это находит выражение в накоплении кремнезема, закиси железа и оксидов щелочных металлов в классе +0,1 мм (табл. 3).
Кроме того, средневзвешенные значения содержаний оксидов магния, кальция и натрия меньше контрольных значений на 47, 52 и 41 % соответственно (табл. 3). В качестве контрольных приняты значения указанных оксидов для интервала разреза 0.1 м по табл. 2. Уменьшение содержания MgO, СаО и ^2О обусловлено переходом в раствор водорастворимых форм щелочноземельных металлов и натрия из выветре-лого техногенного сырья в процессе отму-чивания.
Таблица 3
Химической состав техногенного сырья по классам крупности
№ п/п Элемент Интервал разреза 0...1 м Интервал разреза 9.10 м
класс крупности, мм средневзвешенное значение по трем классам класс крупности, мм средневзвешенное значение по трем классам
+0,1 0,1.0,01 -0,01 +0,1 0,1.0,01 -0,01
1 SiO2 67 65,5 59 64,73 60 63,5 57 61,38
2 тю2 0,41 0,46 0,39 0,45 0,46 0,46 0,44 0,45
3 А1203 14,9 16,2 20,4 16,68 14,1 12,5 17,4 14,09
4 ^зок 1,96 3,01 4,91 3,2 2,17 1,99 2,35 2,11
5 FeO 0,75 0,68 0,61 0,68 2,48 1,87 1,8 1,86
6 МпО 0,07 0,05 0,06 0,05 0,12 0,13 0,11 0,13
7 МдО 0,89 0,87 0,99 0,89 2,87 2,77 2,8 2,78
8 СаО 0,87 0,54 0,31 0,53 4,21 3,98 3,35 3,78
9 N^0 2,55 1,32 0,72 1,32 1,38 1,4 1,32 1,37
10 ко 5,59 5,21 5,37 5,26 4,46 4,45 4,22 4,38
11 Р205 0,09 0,15 0,13 0,14 0,12 0,13 0,1 0,12
12 ппп 2,67 3,87 6,33 4,12 7,03 5,61 8,2 6,46
13 е 97,75 97,86 99,22 98,03 99,4 98,8 99,1 98,9
14 ^общ 2,79 3,76 5,59 3,94 4,92 4,06 4,35 4,16
В целом поведение щелочных, щелочноземельных металлов существенно различается. Кальций выносится по всему разрезу хвостохранилища, переходит в раствор при отмучивании, его содержание в пробе зависит от крупности частиц. Магний выносится по всему разрезу хвостохранилища, переходит в раствор при отмучивании, но его содержание в пробе не зависит от крупности частиц. Последнее может быть обусловлено существенно меньшей растворимостью доломита, по сравнению с кальцитом. Натрий не выносится из хвостохранилища, но переходит в раствор при отмучивании и его содержание в пробе зависит от крупности частиц. Такое поведение натрия связано с тем, что его мобилизация происходит в результате гидролиза плагиоклазов в приповерхностном слое. Калий не выносится из хвостохранилища, не переходит в раствор при отмучивании, его содержание в пробе не зависит от крупности частиц. Следовательно, калиевые полевые шпаты являются
устойчивыми к выветриванию минералами в рассматриваемой техногенной системе.
Химический состав техногенного сырья по классам крупности для интервала 9.10 м представлен в табл. 3. Сравнительный анализ данных табл. 2 и 3 показал, что на этой глубине гипергенные процессы практически не выражены.
Гипергенные преобразования вещественного состава влияют на физические свойства техногенного сырья. Для оценки этого влияния нами выполнены лабораторные исследования плотности частиц, гигроскопической влажности и дисперсности по разрезу хвостохранилища. Плотность частиц увеличивается по разрезу от 2,69 г/см3 на интервале 0.1 м до 2,77 г/см3 на интервале 9.10 м. Это явление обусловлено меньшей плотностью новообразованных гипергенных минералов.
Максимальное значение гигроскопической влажности наблюдается на интервале 1.2 м, что объясняется высокой дисперс-
ностью сырья на указанном интервале. По данным гранулометрического анализа, содержание частиц —0,005 мм составляет 35,2 %, что на 10 % выше, чем в выше- и нижележащих интервалах рассматриваемого разреза. Высокая дисперсность сырья на интервале 1.2 м может быть связана с воздействием грунтовых вод, уровень которых колеблется в пределах данного в интервале разреза.
Согласно результатам гранулометрического анализа, содержание частиц -0,01 мм варьирует по разрезу хвостохранилища в интервале 34,5.53,6 %, из которых 61.68 % частиц имеют размер —0,005 мм. Однако в целом по разрезу, за исключением интервала 1.2 м, преобладает класс крупности 0,1.0,01 мм. Частиц +0,1 мм содержится незначительное количество, как правило, менее 1 %. Только в приповерхностном слое, предположительно в результате попадания в хвостохранилище постороннего материала, содержание повышается до 3,3 %.
Анализ агрегатного состава показывает уменьшение содержания частиц в классе —0,01 мм и рост в других, особенно в классе 0,1.0,01 мм (табл. 4). Это связано с образованием водоустойчивых агрегатов размером +0,01 мм, сложенных частицами или микроагрегатами размером —0,01 мм, или полуагрегатов, основу которых составляют частицы тонкого песка или крупной пыли, покрытые пленками частиц глинистого размера или мелкой пыли. Количество частиц —0,01 мм, участвующих в строении таких агрегатов, приведено в табл. 4. Данный показатель для интервалов разреза 1.2, 3.4
Влияние гипергенного преобразования вещественного состава на процессы структурообразования в исследуемой техногенной капиллярно-пористой системе рассмотрим путем сравнения результатов гранулометрического и агрегатного анализов. Причем для сопоставления экспериментальных данных по составу и строению будем использовать одинаковые классы крупности (табл. 4).
и 9.10 м зависит от содержания частиц —0,01 мм, а в приповерхностном слое, где 100 % частиц —0,01 мм участвуют в строении водоустойчивых агрегатов, основную роль играют уже другие факторы.
По нашему мнению, определяющим процессом для структурообразования на интервале разреза 0.1 м, является накопление в нем продуктов гипергенеза, нерастворимых при нормальном значении Р^ гидрооксидов железа ^е(ОН)3) и алюминия (А1(ОН)3). Их накопление обусловлено отделением продуктов гидролиза от кремнезема и окислением сульфидных минералов (табл. 3). Процессы обезвоживания в засушливые периоды и сезонное промерзание приводят к кристаллизации выпавших осадков. В результате образуются цементационные контакты между частицами и формируются водоустойчивые агрегаты.
Для установления влияния гипергене-за на распределение полезных компонентов по классам крупности был выполнен анализ проб с интервалов разреза 0.1 м и 9.10 м. Причем рассмотрены элементы, образующие собственные рудные минералы, а также серебро.
Таблица 4
Дисперсность (гранулометрический/агрегатный составы) хвостов флотации
Интервал разреза, м Классы крупности, мм Количество частиц -0,01, участвующих в строении водоустоичивых агрегатов размером +0,01, %
+0,1 0,1.0,01 -0,01
0.1 3,3/6,3 54,4/93,7 42,3/0 100
1.2 0,9/7,0 45,5/66,5 53,6/26,5 50,6
3.4 0,6/1,1 64,9/73,5 34,5/25,4 26,4
9.10 0,2/5,8 60,3/70,7 39,5/23,5 40,5
По результатам эмиссионного спектрального анализа, тяжелые и редкие металлы, а также сопутствующие элементы концентрируются в классе 0,1.0,01 мм, что предусмотрено технологией обогащения (табл. 5). Если содержание элементов в данном классе принять за единицу, то на интервале разреза 9.10 м относительное содержание элементов в классе +0,1 мм меньше, чем в классе 0,1.0,01 мм в сред-
нем на 11 %, а в классе —0,01 — снижается в 3 раза. Иная ситуация наблюдается на интервале разреза 0.1 м, где техногенное сырье находится под интенсивным воздействием гипергенных процессов. Здесь относительное содержание элементов в классе +0,1 мм меньше, чем в классе 0,1.0,01 мм, в среднем на 31 %, а в классе —0,01 — только на 16 % (табл. 6).
Таблица 5
Содержание рудных элементов в материале хвостохранилища, г/т
№ п/п Интервал разреза, м Класс крупности, мм РЬ Zn Sn W Мо Си As Ад Bi Sb
1 +0,1 1400 380 18 85 >300 195 100 8,9 23 33
2 0.1 0,1.0,01 1920 720 22 160 >300 289 130 15,5 29 43
3 -0,01 1200 740 15 66 >300 289 170 9,2 28 40
Средневзвеш. 1791 701 21 143 - 283 133 14 28 42
4 +0,1 855 230 8 159 >300 344 120 4,9 33 163
5 9.10 0,1.0,01 992 270 8 225 150 397 110 6,3 30 220
6 -0,01 185 150 3 38 97 135 50 1 13 47
Средневзвеш. 733 231 6 164 - 313 91 4,6 25 164
Примечание. Содержание молибдена, определенное фотометрическим методом, на интервале разреза 0.1 м составляет 800 г/т, а на интервале 9.10 м — 300 г/т
Таблица 6
Относительное содержание элементов по классам крупности
№ п/п Интервал разреза, м Класс крупности, мм РЬ Zn Sn W Си As Ад Bi Sb Среднее
1 +0,1 0,73 0,53 0,82 0,53 0,67 0,77 0,57 0,79 0,77 0,69
2 0.1 0,1.0,01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
3 -0,01 0,62 1,03 0,68 0,41 1 1,31 0,59 0,97 0,93 0,84
4 +0,1 0,86 0,85 1 0,71 0,87 1,09 0,78 1,1 0,74 0,89
5 9.10 0,1.0,01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
6 -0,01 0,19 0,56 0,38 0,17 0,34 0,45 0,16 0,43 0,21 0,32
Изменение относительного содержания рудных элементов в классах крупности +0,1 и —0,01 на интервале 0.1 м, по сравнению с интервалом 9.10 м, сви-
детельствует о перераспределении рудных элементов в приповерхностном слое под воздействием гипергенных факторов (табл. 7).
Таблица 7
Перераспределение элементов по классам крупности при гипергенезе
Класс крупности, мм РЬ Zn Sn Си As Ад Bi Sb Среднее
+0,1 -0,13 -0,32 -0,18 -0,18 -0,2 -0,32 -0,21 -0,31 0,03 -0,20
-0,01 0,43 0,47 0,3 0,24 0,66 0,86 0,43 0,54 0,72 0,52
Из табл. 7 видно, что среднее относительное содержание элементов в классе +0,1 мм уменьшилось на 20 %, а в классе —0,01 мм увеличилось на 52 %. Выше среднего выросло относительное содержание меди, висмута и сурьмы, но особенно мышьяка.
Таким образом, очевидно, что в приповерхностном слое рудные элементы под воздействием гипергенеза извлекаются в раствор из песчаных частиц и крупной пыли, но не выносятся, а сорбируются тонкодисперсными продуктами гипергенеза, которые концентрируются в классе крупности —0,01 мм (табл. 3). Аналогичный вывод о сорбции тяжелых и редких металлов гипергенными новообразованиями сделан Л.П. Чечель в результате гидрогеохимических исследований дренажных стоков хвостохранилища [7].
Выводы
1. Вещественный состав хвостохра-нилища испытывает существенные гипергенные преобразования, особенно в слое сезонного промерзания. Ведущими гипергенными процессами являются окисление сульфидных минералов, гидролиз алюмосиликатов и растворение карбонатных пород. Последнее повышает значение водородного показателя поровых растворов, что оказывает значимое влияние на процессы структурообразования и вынос рудных элементов.
2. Накопление нерастворившихся продуктов гипергенеза способствует форми-
Список литературы_
рованию в зоне аэрации водоустойчивых агрегатов размером более 10 мкм. При этом основную роль играют гидроокислы железа и алюминия, в меньшей степени — гипс.
3. В процессе обезвоживания и промерзания происходит обособление агрегатов и формирование относительно крупных межагрегатных пор, что качественно изменяет условия массообмена в рассматриваемой капиллярно-пористой системе. При инфильтрационном просачивании атмосферных осадков из сростков и крупных зерен рудных минералов в поровые растворы извлекаются основные полезные компоненты, которые сорбируются тонкодисперсной составляющей водоустойчивых агрегатов.
Таким образом, гипергенные преобразования вещественного состава материала хвостохранилища приводят к накоплению нерастворимых продуктов гипергенеза, что обусловливает образование водоустойчивых агрегатов. Данные элементы структуры становятся важным фактором гиперге-неза, так как формирование относительно крупных межагрегатных пор изменяет условия массообмена, способствуя мобилизации металлов, а тонкодисперсная составляющая водоустойчивых агрегатов сорбирует рудные элементы из поровых растворов. Указанные особенности структурообразо-вания и перераспределения полезных компонентов в лежалых хвостах обогащения шламируемых руд следует учитывать при разработке технологических схем их вторичной переработки.
1. Замана Л.В., Чечель Л.П. Гидрогеохимические особенности зоны техногенеза полиметаллических месторождений Юго-Восточного Забайкалья // Успехи современного естествознания. 2015. № 1-1. С. 33—38.
2. Макаров А.Б., Талалай А.Г. Техногенно-минеральные месторождения и их экологическая роль / / ЛИТОСФЕРА. 2012. № 1. С. 172-176.
3. Меретуков М.А., Рудаков В.В., Злобин М.Н. Геотехнологические исследования для извлечения золота из минерального и техногенного сырья. М.: Горная книга, 2011. 438 с.
4. Месторождения Забайкалья; под ред. Н.П. Лаверова. М.: Геоинформмарк, 1995. Т. I. Кн. I. 192 с.
5. Птицын А.Б. [и др.]. Подвижность химических элементов в водных и наземныгх экосистемах / / Вестник ЗабГУ. 2014. № 08 (111). С. 23-32.
6. Секисов А.Г. [и др.]. Геотехнологии освоения Шахтаминского хвостохранилища // Золотодобыша-ющая промышленность. 2013. № 3 (57).
7. Чечель Л.П. Равновесие в системе вода-порода в водных потоках рассеяния молибденового месторождения Шахтама (Восточное Забайкалье) // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообразование: мат-лы III Всерос. симпозиума с междунар. участием и IX Всероссийских чтений памяти академика А.Е. Ферсмана, 2010. С. 116-120.
8. Юргенсон Г.А. Геоэтические и геоэкологические проблемы геотехногенеза в исторических горнопромышленных провинциях на примере Забайкалья // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообразование: труды IV Всерос. симпозиума с междунар. участием и X Всероссийских чтений памяти акад. А.Е. Ферсмана. Чита: Поиск, 2012. С. 94-96.
9. Юргенсон Г.А. Проблема геоэкологических последствий разработки рудных месторождений // Проблемы геологической и минерагенической корреляции в сопредельный районах России, Китая и Монголии: труды IX междунар. симпозиума. Чита: Экспресс-издательство, 2011. С. 85-92.
10. Энциклопедия Забайкалья. Читинская область. В 4-х томах. Т. 4: С - Я. Новосибирск, 2006. 526 с.
11. Stockmann M. [and others ]. Geochemical study of different-aged mining dump materials in the Freiberg mining district, Germany. 2013. Environmental Earth Sciences. Vol. 68. Issue 4. Pp. 1153-1168.
12. Franks D.M. [and others]. Sustainable Development Principles for the Disposal of Mining and Mineral Processing Wastes. Resources Policy. 2011. Vol. 36. No. 2. Pp. 114-122.
List of literature_
1. Zamana L.V., Chechel L.P. Uspehi sovremennogo estestvoznaniya (Advances in current natural sciences), 2015, no. 1-1, pp. 33-38.
2. Makarov A.B., Talalay A.G. Litosfera (Litho-sphere), 2012, no. 1, pp. 172-176.
3. Meretukov M.A., Rudakov V.V., Zlobin M.N. Geotehnologicheskie issledovaniya dlya izvlecheniya zolota iz mineralnogo i tehnogennogo syriya [Geotechnological studies for the extraction of gold from mineral and technogenic raw materials]. Moscow: Mining Book, 2011. 438 p.
4. Mestorozhdeniya Zabaikaliya [Transbaikal deposits]; ed. N.P. Laverov [Mestorozhdeniya Zabaikaliya]. Moscow, Geoinformmark, 1995. Vol. 1. Book 1. 192 p.
5. Ptitsyn A.B. [and others]. Vestn. Zab. Gos. Univ. (Transbaikal State University Journal ), 2014, no. 08 (111), pp. 23-32.
6. Sekisov A.G. [and others]. Zolotodobyvayushhaya promyshlenn (Gold mining industry), 2013, no. 3(57).
7. Chechel L.P. Mineralogiya igeohimiya landshafta gornorudnyh territoriy. Sovremennoe mineraloobra-zovanie (Mineralogy and geochemistry of landscape mining areas. Modern mineralization): materials of the III All-Russian symposium with international participation and the IX all readings in memory of Academician A.E. Fersman. 2010. Pp. 116-120.
8. Yurgenson G.A. Trudy 4-go Vserossiyskogo simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem i 10-go Vser-ossiyskih chteniy pamyati akad. A.E. Fersmana (Proceedings of IV All-Russian symposium with international participation, and the X All-Russian readings in the memory of Academician A.E. Fersman). Chita: Poisk, 2012. Pp. 94-96.
9. Yurgenson G.A. Trudy IXmezhdunarodnogo simpoziuma (Proceedings of the IX International Symposium). Chita: Express Publishing, 2011. Pp. 85-92.
10. Entsiklopediya Zabaikaliya. Chitinskaya oblast [Encyclopedia of Transbaikalie. Chita region]. Vol. 4. Novosibirsk, 2006. 526 p.
11. Stockmann M. [and others]. Environmental Earth Sciences (Environmental Earth Sciences). 2013. Vol. 68. Issue 4. Pp. 1153-1168.
12. Franks D.M. [and others]. Resources Policy (Resources Policy), 2011, vol. 36, no. 2, pp. 114-122.
Коротко об авторах_
Манзырев Дмитрий Владимирович, канд. геол.-минерал. наук, ст. науч. сотрудник, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск, Россия. Область научных интересов: технологическая минералогия [email protected]
Лавров Александр Юрьевич, канд. техн. наук, декан факультета экономики и управления, Забайкальский государственный университет, Читинский филиал Института горного дела СО РАН, г. Чита, Россия. Область научных интересов: обогащение полезных ископаемых lavrov [email protected]
Briefly about the authors_
Dmitry Manzyrev, candidate of geological-mineralogical sciences, senior researcher, Institute of Petroleum Geology and Geophysics named after A.A. Trofimuk, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia Sphere of scientific interests: technological mineralogy
Alexander Lavrov, candidate of technical sciences, professor, dean of the faculty of Economics and Management, Transbaikal State University, Chita, Branch of the Mining Institute of the SB RAS, Chita, Russia. Sphere of scientific interests: enrichment of minerals
Образец цитирования_
Манзырев Д.В., Лавров А.Ю. Вещественный состав и строение лежалых хвостов обогащения руд месторождения Шахтаминское // Вестн. Заб. гос. ун-та. 2016. Т. 22. № 1. С. 17-27.
