Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Проблемы хранения отходов горного производства, цели, задачи и методы исследований
1.1. Отходы производства и окружающая среда. 8
1.2. Анализ влияния хвостохранилищ на экологию региона . 18
1.3.Анализ теории и практики консервации хвостохранилищ 23
1.4. Методика исследований. 35
ГЛАВА 2. Исследование традиционных способов консервации хвостохранилищ ... 38
2.1. Методика исследований 38
2.2. Исследование состава хвостов обогащения. 40
2.3. Исследование традиционных способов закрепления хвостов 47
2.4. Исследование комбинированных способов закрепления хвостов 62
Выводы по главе 2. 67
ГЛАВА 3. Исследование новых способов консервации хвостохранилищ . 68
3.1.Методические основы новой технологии 68
3.2. Моделирование процесса закрепления карбонатами . 73
3.3.Моделирование процесса закрепления продуктами выщелачивания.. 81
3.4.Исследование экологических аспектов закрепления массивов. 88
Выводы по главе 3 97
ГЛАВА 4. Природоохранные технологии управления массивом хвостохранилищ 98
4.1.Технологии консервации хвостохранилищ 98
4.2. Эколого-экономическая модель управления хвостохранилищем ... 105
4.3. Методика выбора способа управления хвостохранилищем 109
4.4. Эколого-экономическая эффективность управления 117
Выводы по главе4 127
Литература 130
- Анализ влияния хвостохранилищ на экологию региона
- Исследование традиционных способов закрепления хвостов
- Моделирование процесса закрепления карбонатами
- Эколого-экономическая модель управления хвостохранилищем
Введение к работе
Актуальность работы. Сохранение экосистем окружающей природной среды от разрушительного влияния промышленных технологий является важнейшей проблемой современности. Одним из путей снижения техногенной нагрузки является управление состоянием природных ландшафтов в окрестностях хранилищ промышленных отходов. Разработка таких природоохранных технологий нуждается в оценке совокупности экологических, экономических и технологических факторов, которые проявляются нередко в течение неопределенно долгого времени. Оптимизация отношений элементов системы «окружающая среда - отходы» позволяет радикально снизить техногенную нагрузку на экосистемы региона с достижением экологического и экономического эффектов, поэтому является актуальной научной задачей.
Цель работы. Снижение техногенной нагрузки на экосистемы окружающей среды; путем обоснования экологачески корректных технологий управления состоянием хранилищ отходов.
Идея работы. Минимизация влияния токсичных отходов на окружающую среду при комбинировании технологий их утилизации с технологиями хранения.
Методы исследований. Обобщение и системный анализ опыта санации природно-промышленных ландшафтов, теоретические и аналитические исследования, физическое моделирование процессов, лабораторный эксперимент, обработка данных исследований с применением методов математической статистики и анализ результатов, технико-экономические расчеты эко-лого-экономической эффективности.
Научные положения, представляемые к защите: 1. Влияние отходов добычи и переработки минералов на окружающую среду природно-промышленных ландшафтов следует оценивать с учетом миграции вредных ингредиентов из массивов хранилищ минеральных отходов.
2. Радикальная защита - экосистем окружающей среды обеспечивается при управляемом выщелачивании опасных ингредиентов из минеральных отходов с одновременным закреплением их массивов.
3. Выбор технологий управления состоянием хранилищ хвостов по экологическому критерию производится решением модели, целевой функцией которой является максимум прибыли, а переменными - соотношение ущерба от хранения отходов и компенсационных затрат на его предотвращение с учетом окупаемости затрат за счет товарной продукции из утилизируемых хвостов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
- представительностью информации о состоянии природной окружающей среды в регионах добычи и переработки минералов в регионах Северного Кавказа, России, СНГ и Зарубежья;
- применением методов математической статистики при обработке экспериментальных данных, результатов технико-экономического анализа и математического моделирования;
- опытом» промышленного производства с использованием рекомендуемых технологий утилизации на технологически развитых предприятиях.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые для Северо-Кавказского региона разработаны научно-методические основы и критерии снижения опасности природно-промышленным ландшафтам от содержания хранилищ отходов, в том числе:
- в развитие существующих представлений предложена концепция эколого-экономического управления состоянием окружающей среды, отличающаяся возможностью снижения негативного влияния отходов в результате их утилизации и локализации;
- разработана модель экологической оценки влияния интенсивного промышленного производства на экосистемы горного региона, отличающаяся ком плексным учетом аспектов взаимодействия природных и техногенных факторов воздействия отходов на окружающую среду;
- сформулирована модель эколого-экономической оценки технологий управления состоянием хранилищ отходов, отличающаяся учетом возможности вовлечения их в переработку при необходимости;
- разработан механизм эко лого-экономического управления состоянием окружающей среды посредством • утилизации отходов и предложена методика оценки эффективности его функционирования.
Практическое значение работы:
- методика оценки эффективности утилизации отходов позволяет определить целесообразность технологий управления состоянием хвостохранилищ с уменьшением их негативного влияния на экосистему;
- нетрадиционные для региона методы и технологии утилизации отходов с извлечением полезных компонентов f из отходов позволяют компенсировать затраты на санацию природно-промышленных ландшафтов..
Реализация работы.-. Исследования проводились в рамках комплексной; программы «Экологически: чистое горное производство», а также программ "Горы Осетии", "Недра Осетии". Их результаты приняты для проектирования . новых технологий в РСО - Алания и КБР: На основе предложенных методик решен ряд задач по оптимизации пользования ландшафтами. Рекомендации по переработке отходов приняты для использования на; рудниках Са-донского СЦК. Материалы исследований используются в учебном процессе горных вузов; а также при дипломном и курсовом проектировании в Северо-Кавказском горнометаллургическом институте.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научных семинарах кафедр «Обогащение», «Технология; разработки месторождений», «Экология» (СКГТУ, 2000, 2002 г.г.), кафедры «Подземная: разработка месторождений» (ЮРГТУ, Новочеркасск, 2004 г.), лаборатории «Геотехнология» (СКГТУ; 2002г.), технических советах Тырныаузского ВМК (г. Тырныауз, 2003 г.) и Садонского СЦК (п. Мизур, 2004 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 статьях и разделах двух монографий.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 107 наименований. Работа изложена на 139 с. машинописного текста, включает 25 рисунков и 42 таблицы.
Анализ влияния хвостохранилищ на экологию региона
В процессе обогащения руд на Мизурской фабрике образуются хвосты, которые в виде пульпы удаляются с помощью гидротранспорта и укладываются в специальные хранилища.
Последние занимают земли по берегам реки Ардон и имеют высоту до 15 м и более метров. Хвосты представляют собой измельченную горную массу по гранулометрическому составу близкую к мелкозернистым пылеватым пескам. В сухом состоянии эти пески легко раздуваются ветром, образуя облака пыли, создавая крайне неблагоприятные условия для экосистем. Естественное уплотнение и упрочнение горной массы с течением времени происходит слабыми темпами, травяной покров на ее поверхности развивается медленно, а песчаные бури угнетают растительность окрестностей. Разносу горной массы и образованию песчаных бурь способствуют дующие в течение 2-3 дней ветры, скорости которых достигают 25-28 м/с [56];
В; связи с. этим возникает необходимость искусственного закрепления поверхностного слоя хвостохранилища дляїустранения выдувания и развевав ния горной массы и ликвидации песчаных бурь.
Масса, образующаяся в результате переделов руды, представляет- собой материал не идентичный природным песчаным грунтам; поскольку, кроме зерен раздробленною горной породы, содержит реагенты, и новообразования солей: При і испытаниях: образцов хвостов, закрепленных тем или иным способом, устанавливают степень их сопротивления развеванию.
Хвосты обогащения и металлургии - сырье с низким содержанием полезных компонентов и высоким содержанием примесей, избыточно измельченное, окисленное и труднообогатимое. Академик В.А. Чантурия отмечает, что техногенное месторождение - хвостохранилище — необходимо формировать при соблюдении условий минимального гидрогеологического взаимодействия с окружающими геологическими структурами. По истечении срока эксплуатации должны быть приняты меры к его рекультивации и возвращению земли в пользование [89]. На 1 т производимого металла в среднем приходится. 8 т металлургических шлаков, 100 т хвостов обогащения идо 5 тыс. тонн вскрышных пород. Техногенные образования представляют собой не только экологическую опасность, но и содержат значительные количества недоизвлеченных металлов. В настоящее время объем накопленных пород в цветной металлургии приближается к 15 млрд. тонн [95].
Только отходов обогащения, представленных песками и шламами, накоплено 4 млрд. тонн [66]. Техногенное минеральное сырье не может эффективно перерабатываться с помощью традиционных технологий из-за существенного изменения физических и физико-химических свойств составляющих компонентов вследствие окисления, выщелачивания и вторичного осаждения при длительном хранении.
Применение традиционных пирометаллургических процессов производства тяжелых цветных металлов вызывает экологические проблемы; Не смотря, на значительные:усилия, сохраняются их недостатки: не комплексное использование сырья, большой расход энергоресурсов и огнеупоров, большой объем отходящих газов.
В настоящее время научные и; технологические исследования по; вовлечению в переработку бедного окисленного сырья техногенных месторождений, сырья с измененными физико-химическими свойствами связаны с созданием новых нетрадиционных технологий с использованием комбинации обогатительных и гидрометаллургических приемов.
При переработке лежалых хвостов обогащения основные трудности связаны с окислением рудных минералов и значительной долей тонкодисперсных частиц шламов. Высокое содержание тонких фракций в хвостах, необходимость измельчения для раскрытия сростков вызывают существенные трудности при последующем обогащении ввиду низкой эффективности флотационного метода для разделения тонких частиц. В результате глубокого окисления сульфидных минералов их поверхность в щелочной среде покрывается гидрофильными гидроксидами металлов, а единственное гидрофобное вещество, которое может образоваться в процессе окисления - элементная сера, окисляется до сульфидных ионов и переходит в раствор [97].
Выщелачивание токсичных элементов из хвостов продолжается 100-150 лет, окисление пирита с генерацией свободной серной кислоты, стимулирующей выщелачивание - 200 лет [67]. Окисление сульфидных минералов в лежалых хвостах происходит в тонком слое от 5 до 80 мм, далее на поверхности присутствуют адсорбированные продукты окисления - гидроксиды металлов и осажденные коллоидные частицы гидроксидов металлов, образующие слой толщиной 1-5 мкм и тонкие минеральные частицы микронных размеров.
Анализ влияния хвостохранилищ на экологию региона В хранилищах Садонского СЦК (Унальское- и Фиагдонское) складируются хвосты, содержащие, процент: цинка - 0,08, свинца - 0,16, серы - 2, кремнезема - 64 и др. минералы. Площадь .Унальского хвостохранилища составляет 61га, количество песков - 2593 тыс. тонш Площадь Фиагдонско-го хвостохранилища составляет 56 га, количество отходов - 2313 тыс. тонн. Отвалы Садонского СЦК объемом 230 тыс. м3 активно участвуют в развитии оползней, оврагов и размывов субальпийских лугов и горных; почв и грунтов. Хвостохранилища обогатительных фабрик занимают пойменные земли и представляют угрозу окружающей среде, т.к. в технологии обогащения применяются цианиды и свободная кремнекислота [23]. Тонко размолотая в процессе обогащения руд кварцевая составляющая загрязняет атмосферу. Хвостохранилища в настоящее время не могут быть оперативно утилизированы при новых годовых поступлениях порядка 0,5 млн. тонн (табл. .1.1).
Исследование традиционных способов закрепления хвостов
Главной ..особенностью новой стратегии является перераспределение химических компонентов в массиве отвала до образования веществ с изолирующими свойствами [18].
Технологии управления состоянием вторичных минеральных ресурсов используют процессы миграции и концентрации веществ и изменения его состава. Новые технологии преследуют цель не получение новых компонентов, а только перераспределение имеющихся в массиве или преобразование исходных свойств и форм минерального сырья [19].
В будущем абсолютное количество полезных компонентов будет сосредоточено не в месторождениях полезных ископаемых, а в недоступных для современных технологий переработки местах хранения отходов. Это предопределило необходимость разработки пионерных технологий сохранения вторичных минеральных ресурсов для технологий будущего.
Масштабы техногенной консервации хвостов зависят от многих факторов, наиболее существенными из которых являются: -вещественный состав и физико-механические характеристики хвостов; -гранулометрический состав хвостов; .-состав агентов используемых для перераспределения элементов;: -формы миграции и концентрации элементов;; -состав, свойства и гидродинамические характеристики водных потоков. Целенаправленное управление свойствами хвостов в массиве хранилища — это геохимический процесс, включающий отделение с помощью агентов одного или нескольких элементов от массива, миграцию минеральных растворов и осаждение компонентов под действием геохимических барьеров. Процесс консервации хвостов базируется на естественном или природном выщелачивании вяжущих компонентов, целенаправленной миграции растворов и осаждении этих компонентов в пределах отвала, что обеспечивает его консервацию. Наиболее эффективным для закрепления элементов хвостохранилища является использование материалов, образующихся в горном производстве, например, отходы карбонатных минералов и маточные растворы процесса выщелачивания. Важным положением стратегии является направленное осаждение изолирующего агента. Такой подход обеспечит сохранность ранее сформированных техногенных минеральных объектов [19]. При реализации новых технологий необходимо учитывать то, что наиболее важную роль в консервации отвалов играет форма геохимических соединений. Существенным элементом управления служат геохимические барьеры - зоны с резко различающимися геохимическими свойствами. Кроме резкого изменения интенсивности миграции потока отвальных вод гидродинамический барьер характеризуется также изменением их рН и Eh. Максимальная , концентрация минеральных растворов и. наибольшая . плотность изоляции создается в местах расположения минералов-реагентов. Успех консервации, хвостов зависит от объема направленных на ; гидродинамический: барьер; вод и. активности барьера. Накопленные в хвостохранилище геоматериалы характеризуются фильтрационной - .. неоднородностью, приводящей К- возникновению естественных. -гидродинамических барьеров: Для консервации отвалов, кроме гидродинамического, целесообразно использовать физико-химические барьеры. Смешение кислых и щелочных вод существенно изменяет рН среды и вызывает осаждение меди и металлов: пироксиды меди осаждаются при рН = 5,0-5,5, а цинка — при рН = 6,5-7,0. Слои цинкового техногенного геля обнаружены в массивах Мизурской и Фиагдонской РОФ [1]. Технологии предусматривают образование в массиве хвостохранилища техногенных геохимических барьеров, например, использованием определенных веществ или их растворов или путем смешения растворов, предварительно пропускаемых через зоны с различными свойствами. Например, при наличии контрастно различающихся по составу пород — сульфидов и карбонатов, кислых и основных гнейсов и сланцев, пирит- содержащих сланцев и т.д. Если кислые минерализованные рудничные воды проникают сквозь карбонатные породы или напрямую смешиваются со щелочными водами, то минералы из них осаждаются на заданных участках отвала. Подобные процессы распространены повсеместно, но находятся на различных стадиях. Их развитие обуславливают: -высокое содержание сульфидов, сульфаты которых растворимы в воде; -наличие карбонатов, создающих барьеры и осаждающих минералы; -высокая проницаемость хвостов; -наличие воды, достаточное для выщелачивания и переноса минералов; -повышенная влажность воздуха и тепло в массиве хвостохранилищ. .Минерально-сырьевой комплекс, - хвостохранилище является активным, загрязнителем, биосферы; Подход, в природопользовании , основанный на возможностях естественного: рассеивания минеральных отходов не предполагает их ассимиляцию, и включение в планетарный биогеохимический круговорот элементов....; .
Формы нахождения большинства химических элементов предопределяют возможность их перераспределения в окружающем пространстве, а также величину включения этих элементов в биологические циклы живого вещества. Массы минералов, мигрирующих с водным потоком, образуются различными миграционными формами [4]. Формы нахождения элементов определяются их характеристиками и геохимическими свойствами среды. Поэтому при перераспределении минералов их миграции и концентрации на геохимических барьерах трансформируются и их формы. Например, содержание меди в водных потоках в непосредственной близи от Удоканского месторождения изменяются от 80 % (Си2+) до 0,5 % (CuS04). На расстоянии 300-600: мот этого месторождения содержание Си резко (до 25 %) уменьшается, с одновременным ростом, концентраций комплексов CuOH5+, Си(ОН)2 и СиСОз0. Такое поведение соединений меди объясняется изменением значения рН и Eh водных растворов [65,66].
При первоначальном загрязнении прилегающей к месторождению территории гидроксидом меди, это исходное соединение с течением времени последовательно проходит несколько форм нахождения: водо-растворимую, обменную, карбонатную, органическую, аморфную и силикатную. Силикатная форма имеет меньшее распространение (6 %), а остальное -водо- растворимая и обменная формы.
При консервации хвостохранилищ цемент в качестве основного вяжущего., компонента может быть заменен .продуктом.,, выщелачивания карбонатов. В составе цементного сырья содержится 75-82 % карбонатных компонентов и 18-25 % глинистых. Роль карбонатов могут играть доменные гранулированные шлаки, шлаки, золы уноса сланцев и углей при сжигании их:в топках электростанций, а также осадочные и вулканические породы.
.Из карбонатных пород для закрепленияг хвостохранилищ пригодны: известняк, мел; известняк-ракушечник, известковый туф; из карбонатно-глинистых - мергелистый известняк, мергель, из глинистых,. — глины, суглинки, глинистый сланец, лесс, лессовидные суглинки.
Карбонатное цементное сырье содержит (%): оксида кальция не менее 43.5; оксида магния не более 2.95; предельное содержание оксида магния в известковом и глинистом компонентах определяется, исходя из условия содержания оксида магния в клинкере не более 5.
Моделирование процесса закрепления карбонатами
Отходы обогатительных фабрик, содержащие токсичный компонент — цинк, относятся к четвертому классу опасности и подлежат хранению в хвостохрани-лище в соответствии со СН и П 2.01.28-85. Нарушенные отвалами земли согласно ГОСТ 17.5.1.02-85 относятся к группе земель природоохранного и санитарно-гигиенического направления рекультивации. Требования к рекультивации земель при санитарно-гигиеническом направлении нормированы ГОСТ 17.5.3.04-83 сводится к захоронению хвостов и организации устойчивого к атмосферным воздействиям рельефа. Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения работ должны представлять собой организованный и устойчивый ландшафт [32]."
Так, в районе Фиагдонского хранилища поверхность ровная, с равномерным; уклоном от гребня дамбы к водоприемному колодцу, равным 3,3 % и не требует планировочных работ. Низовой борт удерживающейгдамбы террасирован и также, не требует планировки: Атмосферные осадки стекают по поверхности: хвостохра-нилища в пониженное место, откуда по открытому лотку; в штольню и по тоннелю сбрасываются в р. Ханикомдон. Хвосты изолируют уплотненным слоем местного грунта толщиной 0,5 м с добавлением 10% растительного грунта в верхний слой толщиной 0,2 м.
В местах скопления атмосферных осадков (отметки ниже 1205,1 м) в изолирующий слой грунта добавляется водоупорный слой уплотненной глины или суглинка толщиной 0,10-0,15 м с сохранением общей толщины изолирующего слоя в 0,5 м.
Фиагдонское хвостохранилище, как высоко сульфидное, отнесено к токсичным. Для него обязательна изоляция грунтом с исключением выщелачивания и выноса продуктов загрязнения окружающей природной среды. Необходимо герметизация изолированной поверхности хвостохранилища.
При озеленении рекомендуются многолетние травы: донник белый и желтый, житняк ширококолосный, клевер красный, пырей, тимофеевка луговая, эспарцет песчаный. Причем, клевер красный, овсянницу луговую, тимофеевку луговую перспективно использовать в посевах на грунтах с кислой средой. К солевыносливым растениям относятся пырей ползучий и житняк.
Способ глинизации. Наиболее совершенная технология введения глинистого грунта в стадии завершения намыва хвостохранилища - подача непосредственно в пульпопровод, по которому транспортируется масса. Способ обеспечивает надежное перемешивание массы и глинистого грунта и создает лучшие условия для диспергации последнего. Поскольку транспортировка-пульпы по пульпопроводу; происходит под напором, для введения в него глинистого грунта требуется установка, создающая противодавление. Обломочный/материал глинистого грунта ускоряет износ пульпопровода. Сосредоточенные скопления.глинистого грунта в,районах горных работ ограничены, неизбежна подвозка грунта к загрузочному устройству, что снижает эффективность способа.
Глинистый грунт в виде суспензии, подается в поверхностный слойхвосто-хранилища по пульпопроводу. Способ обеспечивает диспергацию глинистого грунта, гидратирование глинистых частиц и активное взаимодействие грунта с горной массой. Его применение требует отсева грубо- обломочных частиц, строительства установки -смесителя, насосной станции и пульпопровода.
Более простым способом является транспортировка глины в состоянии естественной влажности и смешивание с поверхностным слоем хвостов путем боронования с увлажнением и укаткой. При этом способе не достигается такая степень гидратации глинистых частиц, при использовании глинистой суспензии.
Количество глины, вводимой в песок для создания максимальной плотности и прочности, должно быть достаточно для получение оптимальной смеси. Для зон нормального и недостаточного увлажнения (Северный Кавказ) оптимальный состав: частиц от 2,00 до 0,25 мм - 45- 60%, от 0,25 до 0,05 мм - 10-20%, от 0,05 до 0,002 мм - 15-35%, менее 0,002 мм - 6-12%.
В расчеты по плотности вносят поправку на вяжущую способность. Получение оптимальной смеси путем смешивания глинистых грунтов с хвостами возможно не всегда, т.к. грунты содержат глинистых частиц меньше, чем это требуется. Например, глинистая фракция кварца с небольшим содержанием гидрослюд и каолинита обладает слабыми вяжущими свойствами.
При завершения намыва хвостохранилища его поверхность покрывается слоем суглинка толщиной в 15-20 см. Транспортировка глинистого грунта осуществляется автомобилями, транспортерами или водой. Глина перемешивается с верхним слоем хвостов, поверхность планируется, производится увлажнение,- засев трав, боронование и укатка.
Бентонит, представляющий собой жирную глину, в составе которой, преобладают монтмориллонит и бейделит, дбавляют в горную массу в количестве. 5%, что обеспечивает сопротивление:разрыву образцов в воздушно-сухом .состоянии более 4 кг/см и после размокания и высушивания - более 2 кг/см . При увлажнении слой размокает, но развевание устраняется.
Способ цементации. По гранулометрическому составу в качестве компонентов наиболее пригодны средние и тяжелые супеси, легкие суглинки. Технические правила не рекомендуют укреплять песчаные грунты цементами без суглинков или глины. Прочному закреплению способствует карбонат кальция. Оптимальное значение РН около 8-9, что характеризует среду как щелочную. Сульфатные соли кальция при малом содержании не оказывают существенного влияния на процесс. Карбонатные соли натрия способствуют цементации. Организация работ требует отсева грубо - обломочных частиц, строительства смесительной установки, насосной станции и пульпопровода и почти не отличается от организации работы растворо- бетонной строительной установки.
Способ силикатизации. На 1 м3 хвостов расходуется 150-200 дм3 жидкого стекла и такое же количество раствора хлорида кальция. Метод силикатизации основан на введении в грунт силиката натрия, имеющего состав Na20 n Si02. Свойства силиката натрия определяются его модулем, представляющим отношение числа молекул кремнекислота к числу молекул оксида натрия. Величина модуля изменяется от 1 до 5. Чем выше модуль, тем прочнее закреплен грунт.
Силикат натрия выпускается или в твердом виде в форме кусков, или в виде раствора -жидкое стекло. Гидратированный силикат натрия сохраняет твердость, но содержит 15-30% воды. Жидкое стекло представляет собой вязкую густую массу с содержанием силиката натрия 30-40%, имеет меньший модуль, чем силикат-глыба. Силикат-раствор смешивается- с водой в любых соотношениях. Вязкость уменьшается при уменьшении концентрации и повышении температуры. Добавление в раствор щелочи вызывает уменьшение вязкости, поваренной соли-увеличение.
Способ битумизации. Битумы подогревают и вводят в грунт путем разлива жидкого битума на поверхности с последующей.рассыпкой на ней гравия. Хвосты изолируют или путем пропитки минерального слоя; нал необходимую толщину, или путем смешивания битума с грунтом механизмами..
Эколого-экономическая модель управления хвостохранилищем
Эколого-экономическая эффективность управления Выполненными исследованиями установлено, что в распоряжении промышленных предприятий два варианта обращения с хвостами (табл. 4.1): -традиционная технология или упрочнение поверхности части или всего массива с предотвращением физического выноса минеральных частиц за пределы хранилища и нанесением окружающей среде ущерба химическим выносом загрязнителей в среду;
-природоохранная ил переработка хвостов с утилизацией продуктов в хозяйстве и гарантированной безопасностью экосистем окружающей природной среды.
Общий недостаток технологий первого класса - невозможность предотвращения главной опасности для окружающей среды - химической трансгрессии металлов, поэтому они не могут быть рекомендованы для.токсичных, отходов каковыми являются практически все металлосодержащие хвосты.
Несмотря на-некоторые различия в технологических приемах варианты первого класса в экологическом и экономическом аспектах практически одинаковы. Вариант связывания всего массива существенно ослабляет химическое воздействие на окружающую среду, связывая между собойчастицы минералов, но создает проблему в случае расконсервации хранилища и вовлечения хвостов в производство в качестве сырья.
Это все чаще случается по мере исчерпания запасов богатых руд и повышения технологического потенциала предприятий. В этом случае вещества, используемые в качестве закрепляющих агентов, могут существенно осложнять или даже делать невозможной вторичную переработку. Так, по данным В.А. Шестако-ва наличие 1% цемента в руде на 1% уменьшает извлечение из руд цветных металлов. Экологически корректным является вариант с выщелачиванием металлов из хвостов. Независимо от степени утилизации вторичных хвостов, опасность для окружающей среды радикально уменьшается. Однако, этот вариант большинству предприятий пока недоступен из-за отсутствия технологии извлечения металлов и высокой стоимости организации перерабатывающего производства. Извлечение металлов из хвостов выгодно при условии:
У с- ущерб окружающей среде в денежном выражении; 3 п- затраты на переработку хвостов. В большинстве случаев такая возможность появляется при развитом основном производстве. Известны предприятия, где переработка хвостов обогащения является основной деятельностью, например, по переработке урановых хвостов в г. Степногорск (Северный Казахстан), по переработке силикальцитов в г. Актюбинске, по переработке золотосодержащих отходов в регионах Востока, Казахстана, Средней Азии и Урала. Экологическая эффективность содержания хвостохранилищ в условиях рыночной экономики становится функцией экономической эффективности, поэтому при расчете эффекта используется модель, комплексно увязывающая все процессы, происходящие в пределах отвалов, как совокупность явлений от момента отделения минералов от массива до \ реализации его в товаре, включая вынос растворов за пределы хвостохранилища в экосистемы окружающей среды. Хвостохранилище опасно для окружающей среды как поставщик химических реагентов в биосферу. При оценке влияния хвостохранилищ на окружающую среду, преимущественно учитываются физические аспекты: занятость земли под хвостохранилища и количество уносимых ветром и осадками частиц. Фактически ущерб гораздо больше, если:учесть ущербу наносимый спустя долгое время впоследствии. Например, природное выщелачивание металлов из рекультивированных хранилищ загрязняет среду в той же степени, что и до закрепления массива хвостов. Опасность окружающей среде возрастает за счет проявления в хранилищах неизученных и непрогнозируемых факторов (воздействие на человека, флору и фауну, интенсификация природных процессов и т.д.), что оценить пока невозможно. При ликвидации предприятия хвостов с рекультивацией опасность химической деградации увеличивается тем, что доступ к хвостам прекращается и они перестают контролироваться службами предприятий. Не в полной мере оцениваемый отрицательный;: эффект влияния хвостохранилищ, возможно, превосходит ценность добываемых полезных ископаемых, учитывая срок существования рудников 20-40 лет, а существования хвостохрани-лищ - столетия.. Например, ликвидация; последствий.влияния урановой составляющей серебряных руд в Центральной Европе потребовала больше затрат, чем стоимость добытого серебра. Эффективность управления хвостохранилищамш может быть представлена суммой прибыли при условии устранения опасности. Чем корректнее технология, тем меньше затраты на охрану окружающей среды. Поскольку нет возможности оценить действительный ущерб Человеку, флоре и фауне; следует технологически исключить возможность нанесения этого ущерба, т.е. не консервировать, а утилизировать хвосты.
