Оценка степени негативного воздействия отходов обогащения руд на гидросеть на основе компьютерного моделирования

Авторы: Кемкин И. В., Кемкина Р. А.

Интенсивное освоение недр на протяжении десятилетий привело к образованию на поверхности земли гигантских объемов отходов горнорудного производства. Складированные отвалы вскрышных пород, некондиционных руд и отходы обогащения руд представляют экологическую угрозу для окружающей среды. В результате разнообразных гипергенных процессов невостребованная часть минерального сырья разрушается и формирует высокоминерализованные поровые растворы, которые в виде дренажных вод выносят в окружающую среду широкий спектр химических элементов, в том числе и токсичных. По данным компьютерного моделирования процессов физико-химической трансформации отходов обогащения руд скарново-полиметаллических месторождений Дальнегорского района (Приморский край) на основе термодинамических расчетов поведения природных химических соединений в условиях гипергенеза определен качественный и количественный состав минерализованных поровых растворов, формирующих дренажные воды, поступающие в местную гидросеть. Доминирующими в этих растворах являются ионные и комплексные формы таких элементов, как As, Pb, Zn, Cd, Se, Sb, Bi, Cu и др., концентрации которых в десятки и сотни раз превышают предельно допустимые нормы. Использование метода компьютерного моделирования гипергенной трансформации отходов обогащения руд позволяет более оперативно осуществлять качественную и количественную оценку вероятного экологического загрязнения района размещения хвостохранилищ и грамотно разрабатывать комплекс действенных природоохранных мероприятий для снижения степени негативного воздействия на природную среду.

 

Ключевые слова: Отходы обогащения, гипергенез, деструкция минералов, минерализованные растворы, токсичные элементы, экологический риск.
Как процитировать:

Кемкин И. В., Кемкина Р. А. Оценка степени негативного воздействия отходов обогащения руд на гидросеть на основе компьютерного моделирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 11. – С. 94–105. DOI: 10.25018/02361493-2019-11-0-94-105.

 

Благодарности:
Номер: 11
Год: 2019
Номера страниц: 94-105
ISBN: 0236-1493
UDK: 553.44 + 502/504
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-11-0-94-105
Дата поступления: 11.03.2019
Дата получения рецензии: 09.10.2019
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.10.2019
Информация об авторах:

Кемкин Игорь Владимирович1 — д-р геол.-минерал. наук, профессор;
зав. лабораторией, Дальневосточный геологический институт ДВО РАН,
е-mail: kemkin@fegi.ru,
Кемкина Раиса Анатольевна1 — канд. геол.-минерал. наук, доцент,
1 Инженерная школа, Дальневосточный федеральный университет.

Контактное лицо:

Кемкина Р.А., e-mail: kemkin@fegi.ru.

Список литературы:

1. Ласкорин Б. Н., Барский Л. А., Персии В. З. Безотходная технология минерального сырья. Системный анализ. — М.: Недра, 1984. — 320 с.
2. Боженов П. И. Комплексное использование минерального сырья и экология. — М.: Изд-во АСВ, 1994. — 264 с.
3. Чантурия В. А., Чаплыгин Н. Н., Вигдергауз В. Е. Стратегия сокращения, вторичного использования и переработки отходов горнопромышленного производства в исследованиях Российской академии наук // Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья. — СПб.: Изд-во Роза мира, 2005. — С. 230—235.
4. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Инновационные технологии переработки техногенного минерального сырья // Горный журнал. — 2008. — № 6. — С. 71—74.
5. Трубецкой К. Н., Чантурия В. А., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. — М.: Наука, 2010. — 437 с.
6. Абрамов А. А. Пути развития теории обогатительных процессов и создания инновационных технологий комплексного использования сырья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2012. — № 1. — С. 165—178.
7. Твердов А. А., Жура А. В., Соколова М. А. Проблемы комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов и освоения техногенных месторождений // Рациональное освоение недр. — 2013. — № 5. — C. 16—20.
8. Трубецкой К. М., Уманец В. Н., Никитин М. Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия // Горный журнал. — 1989. — № 2. — С. 6—9.
9. Макаров А. Б. Техногенные месторождения минерального сырья // Соросовский образовательный журнал. — 2000. — Т. 6. — № 8. — С. 76—80.
10. Комаров М. А., Алискеров В. А., Кусевич В. И., Заверткин В. Л. Горно-промышленные отходы — дополнительный источник минерального сырья // Минеральные ресурсы России: экономика и управление. — 2007. — № 4. — С. 3—9.
11. Богатиков О. А., Бортников Н. С., Докучаев А. Я., Гурбанов А. Г., Карамурзов Б. С. Техногенные месторождения полезных ископаемых: основные аспекты на современном этапе
(на примере Тырныаузского месторождения) // Доклады академии наук. — 2014. — Т. 456. — № 2. — С. 213—218.
12. Давыдова С. Л. О токсичности ионов металлов // Химия. — 1991. — № 3. — С. 48—57.
13. Сахарова М. С., Китаенко А. Э., Рябов А. Н. Формы нахождения и особенности накопления экологически потенциально вредных элементов на месторождениях золото-серебряной формации Северо-Востока России // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 1994. — № 2. — С. 55—62.
14. Карпов И. К., Киселев А. И., Летников Ф. А. Моделирование природного минералообразования на ЭВМ. — М.: Недра, 1976. — 255 с.
15. Карпов И. К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. — Новосибирск: Наука, 1981. — С. 372—383.
16. Матвеев Л. А. Экспериментальное и теоретическое обоснование механизма взаимодействия воды с породой при выветривании / Кора выветривания и гипергенное рудообразование. — М.: Наука, 1977. — С. 123—132.
17. Кашик С. А., Карпов И. К. Основные проблемы физико-химической теории необратимых процессов минералообразования в коре выветривания / Кора выветривания и гипергенное рудообразование. — М.: Наука, 1977. — С. 87—99.
18. Казьмин Л. А. Расчет химических равновесий и уточнение термодинамических констант методом минимизации свободной энергии в системе H2S-H20 / Физико-химия эндогенных процессов. — Новосибирск: Наука, 1979. — С. 190—209.
19. Хорн Р. Морская химия. — М.: Мир, 1972. — 398 с.
20. Robie R. A., Hemingway B. S. Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.1, K and 1 Bar (105 Pascals) Pressure and at Higher Temperatures // U.S. Geol. Surv. Bull. 1995. No. 2131 461 p.
21. Sulfates in the Oxidation Zone of Sulfide Ores: I. Thermodynamic Constants at Ambient Conditions // Geology of Ore Deposits. 2010. Vol. 52. No. 8. pp. 689—700.
22. Елпатьевская В. П. Взаимодействие подотвальных вод полиметаллических месторождений с водами местного речного стока. // География и природные ресурсы. — 1997. — № 2. — С. 57—62.
23. Аржанова B. C. Влияние горнопромышленного техногенеза на речные воды // География окружающей среды. — 2010. — № 1. — С. 40—44.
24. Castro-Larragoitia J., Kramar U., Monroy-Ferna´ndez M. G., Viera-De´cida F., Garcı´a-Gonza´lez E. G. Heavy metal and arsenic dispersion in a copper-skarn mining district in a Mexican semi-arid environment: sources, pathways and fate // Environment Earth Science. 2013. Vol. 69. pp. 1915—1929.
25. Carvalho P. C. S., Neiva A. M. R., Silva M. M. V. G., Antunes I. M. H. R. Metal and metalloid leaching from tailings into streamwater and sediments in the old Ag—Pb—Zn Terramonte mine, northern Portugal // Environment Earth Science. 2014. Vol. 71. pp. 2029—2041.
26. Esteller M. V., Domı´nguez-Mariani E., Garrido S. E., Avile´s M. Groundwater pollution by arsenic and other toxic elements in an abandoned silver mine, Mexico // Environment Earth Science. 2015. Vol. 74. pp. 2893—2906.
27. Оводова Е. В., Тарасенко И. А., Нагорнова Н. А., Сальникова Л. А. Геохимия хвостохранилищ Краснореченской обогатительной фабрики (Дальнегорский район, Приморский край) // Вестник ДВО РАН. — 2016. — № 5. — С. 43—51.
28 . Sağlam E. S., Akçay M. Chemical and mineralogical changes of waste and tailings from Murgul Cu deposits (Artvin, NE Turkey): implications for occurrence of acid mine drainage // Environmental Science and Pollution Research. 2016. Vol. 23. pp. 6584—6607.
29. Palapa T. M., Maramis A. A. Heavy metals in water of stream near an amalgamation tailing ponds in Talawaan—Tatelu gold mining, North Sulawesi, Indonesia // Procedia Chemistry. 2015. Vol. 14. pp. 428—436.
30. Тарасенко И. А., Зиньков А. В. Экологические последствия минералого-геохимических преобразований хвостов обогащения Sn-Ag-Pb-Zn руд. — Владивосток: Дальнаука, 2001. — 184 с.
31. Грехнев Н. И. Геохимическая трансформация гипогенных минералов в хвостохранилищах юга Дальнего Востока // Экологическая геохимия. — 2011. — № 1 (11). — С. 17—23.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.