Введение к работе
За последние десятилетия произошло значительное истощение запасов богатых руд, особенно в промышленно развитых районах. Так, например, по прогнозам среднее содержание меди в добываемых рудах и перерабатываемых по традиционным технологиям уменьшится к началу третьего тысячелетия как минимум до 0.5%. Данное обстоятельство естественно приводит к значительному удорожанию производства цветных металлов, несмотря на усовершенствование существующих технологических процессов добычи» и переработки руды. Отсюда - необходимость поиска и внедрения новых способов производства цветных металлов из нетрадиционных источников сырья: К таким источникамї в первую очередь следует отнести- окисленные; бедные сульфидные и богатые труднообогатимые руды цветных металлов как разрабатываемых, так и разведываемых месторождений.
Некондиционные руды накапливаются в отвалах, а в недрах месторождений остаются в качестве горных потерь, как богатые, так и бедные руды в виде целиков, отдельных рудных тел и т.д., которые в. соответствии с горнотехническими условиями эксплуатации месторождений- или из-за низких содержаний полезных компонентов не отрабатывались.
Указанное сырье исчисляется многими миллиардами тонн, содержит десятки миллионов тонн цветных, редких и благородных металлов и может быть полезно использовано.
Имеется и другой аспект данной проблемы. Отвалы забалансовых и некондиционных руд, отвалы минерализованных горных пород, а также «отработанные» месторождения являются долговременным источником загрязнения окружающей среды за счет самопроизвольного выщелачивания изних меди, цинка, свинца, молибдена, мышьяка и других металлов. Так, например, в отвалах Гайского горно-обогатительного комбината содержится более 300 тысяч тонн меди и более 250 тысяч тонн цинка.
Если учесть, что с растворами, вытекающими из-под отвалов, выносится ежегодно до 160 т меди и 120 т цинка, то продолжительность такого естественного выщелачивания составит более 2000 лет.
Рудники, отработанные подземным или открытым способом, также являются экологически опасными объектами. К таким объектам, например, можно отнести на Урале отработанный Блявинский рудник, на котором попытки прекращения откачки медьсодержащих рудничных вод и их последующей нейтрализации привели к поднятию уровня воды в карьере и поступлению ее по тектоническим нарушениям в водоемы. Мокрая консервация многочисленных подобных отработанных рудников неминуемо приводит к тем же последствиям.
Таким образом, существующие отвалы минерализованных пород и оставшиеся в недрах руды следует рассматривать не только, а в»ряде случаев даже не столько как источники добычи металлов, а, прежде всего как объекты экологически опасные. Наиболее рациональный по нашему мнению способ избавить от пагубного влияния таких объектов на окружающую среду - это интенсифицировать естественный процесс выщелачивания путем организации кучного и подземного выщелачивания (KB и ПВ).
Только после «обеднения» отвалов и подземных горных потерь принудительным выщелачиванием можно рекомендовать рекультивацию отвалов или использование горной породы в качестве строительных материалов и консервацию рудников. Таким образом, выщелачивание призвано решить одновременно две задачи: расширить сырьевую базу производства металлов и строительных материалов и улучшить экологию данных районов [135,237].
И, наконец, третий аспект данной проблемы. В ведении предприятий и геологоразведочных организаций имеется сотни разведанных месторождений, которые не обрабатываются по различным причинам: повышенная окисленность рудных минералов, низкое содержание полезных компонентов, сложные горно-технические условия, маломощность месторождений и т.д. Такие месторождения, как правило, экономически нецелесообразно разрабатывать традиционными способами.
По тем же причинам тысячи месторождений и рудопроявлений оставлены на стадии поисковых геологоразведочных работ. Значительная часть перечисленных рудоносных объектов представляет практический интерес для- разработки их геотехнологией, т. к. критерии пригодности вышеуказанных объектов для эксплуатации KB и ПВ принципиально иные, нежели для разработки их традиционными способами.
Тем не1 менее, до последнего времени геологоразведочные организации- разведывали месторождения- цветных металлов- без- учета применения геотехнологического метода для их разработки. Такое положение, в частности, приводило к тому, что эксплуатируемые месторождения отрабатывали не полностью. Фактические потери богатых балансовых руд в ряде случае в составляли 25-50%, не говоря уже о бедных и некондиционных рудах, непригодных для традиционных способов обогащения.
Приоткрытом способе разработки все забалансовые руды и оруде-нелые породы, попадающие в контур карьера, складировали и до сих пор складируют часто совместно с пустой породой, иногда - отдельно, но повсеместно - на неподготовленное основание. Применение кучного выщелачивания для таких руд часто экономически невыгодно, т.к. требуется сортировка и перевалка горнорудной массы на специально подготовленные гидроизолирующие площадки.
В связи со сказанным, требуется существенно пересмотреть подход к разведке и эксплуатации месторождений цветных металлов, руководствуясь при- этом, критериями, определяющими пригодность месторождений как к совместной с традиционной, таю и исключительно-к геотехнологической отработке.
В- качестве иллюстрации можно привести два различных примера. На Волковском месторождении на Урале 600 тысяч тонн меди сосредоточено в бедных забалансовых рудах и только 150 тысяч тонн меди - в богатых рудах, подлежащих переработке по схеме: обогащение - плавка. Указанное обстоятельство является экономическим препятствием для интенсивной и массовой разработки данного месторождения. Другим примером может служить Актогайское месторождение в Казахстане, в котором на стадии геологоразведочных работ установлено только в бедных окисленных рудах более 300 тысяч тонн меди.
Разработка технологии KB для данных руд, сделанная нами совместно с ИМиО Казахстана, позволила геологам утвердить запасы месторождения, пригодные для эксплуатации с учетом бедных окисленных руд.
В мире в широких масштабах успешно производят медь способами кучного (KB) и подземного выщелачивания (ПВ), которые являются одним из направлений геотехнологического метода переработки минерального сырья. Освоена в промышленных масштабах подземная выплавка серы [1]. Значительную часть урана также производят с применением геотехнологии [15, 241]. Все активнее внедряются способы KB и ПВ при эксплуатации золотых месторождений [16].
Имеются исследования по геотехнологии свинцово-цинковых руд [242, 243, 244]. Внедрение геотехнологии цветных металлов, в частности меди и цинка, в России сдерживалось рядом причин:
1 . слабо изучены физико-химические основы выщелачивания цветных металлов из медно-цинковых руд и извлечения меди и цинка из растворов выщелачивания;
2. не оптимизированы режимы выщелачивания цветных металлов из различного типа медных и медно-цинковых руд;
3. не найдены эффективные и малозатратные способы выщелачивания меди из высококарбонатных бедных руд; 4. не решены вопросы комплексного использования сырья при осуществлении KB и ПВ медных и медно-цинковых руд;
5. отсутствовали эффективные способы извлечения цинка из сложных медно-цинковых растворов;
6. не разработаны конструкции высокопроизводительных аппаратов, позволяющих механизировать и усовершенствовать способ цементации меди из растворов;
7. не предложено дешевого и технически приемлемого способа осуществления замкнутого водооборота технологических растворов без вывода их из схемы для очистки от примесей;
8. не разработаны критерии оценки возможности выщелачивания старо-годних отвалов на месте их складирования на неподготовленном основании;
9. не определены наиболее дешевые и надежные способы подготовки растворонепроницаемых оснований для складирования отвалов перед кучным выщелачиванием;
10. нет исчерпывающих научно-обоснованных рекомендаций по рудоподго товке перед KB (по способам складирования отвалов, по сортировке и оптимизации гранулометрического состава различного типа руд и т. д.);
11. не определены критерии пригодности руд и месторождений для геотехнологии и как следствие - не сделана систематизация (паспортизация) текущего сырья как разрабатываемых, так и разведанных месторождений цветных металлов с позиций применения KB и ПВ для переработки этого сырья.
В. представленной работе сделана попытка в определенной мере решить указанные задачи, и в качестве постановки вопроса сделано предложение о корректировке геологоразведочных работ с учетом1 возможного применения геотехнологии к разведуемым месторождениям.
