Механохимическая активация хвостов обогащения для использования в качестве компонентов твердеющих закладочных смесей

Тема исследования – механохимическая активация хвостов обогащения руд для утилизации в горном производстве в качестве компонентов твердеющих закладочных смесей. Проблемы объекта – ограничение возможности утилизации хвостов обогатительного и металлургического переделов при наличии в них металлов, превышающих допустимые пределы, определяет цель исследования: научное и экспериментальное обоснование возможности использования хвостов после извлечения металлов до уровня санитарных норм для целей погашения выработанного пространства. Методы исследования включают в себя обобщение и систематизацию опыта выщелачивания металлов из хвостов обогащения в дезинтеграторах. Увеличение объемов производства металлов актуализирует проблему поиска резервов горного производства, в том числе, увеличение доли технологий с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Показано, что одним из путей решения сырьевой проблемы является освоение механохимической технологии переработки некондиционного минерального сырья с улучшением качества малоактивных доступных и дешевых ингредиентов смесей комбинированным механическим и химическим воздействием. Установлено, что извлечение металлов при выщелачивании в дезинтеграторе достигает величины, при которой хвосты обогащения могут использоваться в горной промышленности без ограничения по санитарным условиям, в том числе в качестве вяжущих компонент. Механохимическая технология переработки хвостов увеличивает область применения технологий с закладкой техногенных пустот твердеющими смесями на основе хвостов переработки. Поэтому метод глубокой утилизации хвостов горно-металлургического производства с использованием механохимической активации в дезинтеграторе является реальным резервом совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Голик В. И., Алексеев И. А. Механохимическая активация хвостов обогащения для использования в качестве компонентов твердеющих закладочных смесей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 5-1. – С. 5–16. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_51_0_5.

Голик Владимир Иванович — д-р техн. наук, профессор, e-mail: v.i.golik@mail.ru, Московский политехнический университет,
Алексеев Игорь Александрович — канд. юрид. наук, доцент, профессор, ректор, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).

Голик В.И., e-mail: v.i.golik@mail.ru.

1. Баловцев С. В., Скопинцева О. В., Куликова Е. Ю. Иерархическая структура аэрологических рисков в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 276—285. DOI: 10.21177/19984502-2022-14-2-276-285.

2. Босиков И. И., Клюев Р. В., Майер А. В., Стась Г. В. Разработка метода анализа и оценки оптимального состояния аэрогазодинамических процессов на угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 97—106. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-97-106.

3. Босиков И. И., Клюев Р. В., Аймбетова И. О., Махошева С. А. Оценка и анализ аэродинамических параметров воздушных потоков для эффективного выбора схем воздухообеспечения в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2021. — Т. 13. — № 3. — С. 397—405. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-3-397-405.

4. Куликова А. А., Ковалева А. М. Применение хвостов обогащения в качестве закладки выработанного пространства рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 144—154. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-144-154.

5. Хинт И. А. О четвертом компоненте технологии. Научно-информационный сборник СКТБ «Дезинтегратор». — Таллин: Валгус, 1980. — С. 66—72.

6. Голик В. И. Концептуальные подходы к созданию малои безотходного горнорудного производства на основе комбинирования физико-технических и физико-химических геотехнологий // Горный журнал. — 2013. — № 5. — С. 93—97.

7. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Разоренов Ю. И., Масленников С. А., Ляшенко В. И. Механо-химическая технология извлечения железа из хвостов обогащения // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 2021. — Т. 64. — № 4. — С. 282—291. DOI: 10.17073/0368-0797-2021-4-282-291.

8. Голик В. И., Комащенко В. И., Качурин Н. М. Концепция комбинирования технологий разработки рудных месторождений // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2015. — № 4. — С. 76—88.

9. Комащенко В. И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2015. — № 4. — С. 23—30.

10. Еремеева Ж. В., Шарипзянова Г. X. Состав диффузионных слоев и влияние типа активатора на структуру получаемых при диффузионном хромосилицировании порошковых материалов // Технология металлов. — 2007. — № 7. — С. 35—37.

11. Клюев Р. В., Босиков И. И., Майер А. В., Гаврина О. А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-технической системы // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 2. — С. 283—290. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290.

12. Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Самусев А. Л., Хабарова И. А. Теория и практика применения комбинированных физико-химических и энергетических воздействий на геоматериалы и водные суспензии // Горный журнал. — 2017. — № 11. — С. 134—139. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.14.

13. Валиев Н. Г., Головырин С. С., Макаров В. В. К вопросу об использовании систем искусственного интеллекта в процедурах аудита современного горного производства (проблематика решения задач современного горного производства с использованием мультиагентных систем) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № S23. — С. 134—139. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-10-23-134-139.

14. Малыхина М. П., Герасимов Д. А. Мультиагентные системы искусственного интеллекта // Научные труды КубГТУ. — 2018. — № 3. — С. 476—484.

15. Бурмистров К. В., Осинцев Н. А. Принципы устойчивого развития горнотехнических систем в переходные периоды // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2020. — Т. 331. — № 4. — С. 179—195. DOI: 10.18799/ 24131830/2020/4/2606.

16. Sepehri M., Apel D. B., Adeeb S., Leveille P., Hall R. A. Evaluation of mining-induced energy and rockburst prediction at a diamond mine in Canada using a full 3D elastoplastic finite element model // Engineering Geology. 2020, vol. 266, рр. 105—117. DOI: 10.1016/j. enggeo.2019.105457.

17. Бригида В. С., Кожиев Х. Х., Сарян А. А., Джиоева А. К. Пространственно-временные задачи геоэкологии — междисциплинарный подход // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 4. — С. 20—32. DOI: 10.25018/0236-1493-20204-0-20-32.

18. Zaalishvili V. B., Melkov D. A., Dzeranov B. V., Morozov F. S., Tuaev G. E. Integrated instrumental monitoring of hazardous geological processes under the Kazbek volcanic center // International Journal of Geomate. 2018, vol. 15, no. 47, pp. 158—163. DOI: 10.21660/2018.47.20218.

19. Rybak J., Gorbatyuk S., Bujanovna-Syuryun K., Khairutdinov A., Tyulyaeva Y., Makarov P. Utilization of mineral waste: a method for expanding the mineral resource base of a mining and smelting company // Metallurgist. 2021, vol. 64, pp. 851—861. DOI: 10.1007/s11015021-01065-5.

20. Дмитрак Ю. В., Цидаев Б. С., Дзапаров В. Х., Харебов Г. Х. Минерально-сырьевая база цветной металлургии России // Вектор ГеоНаук. — 2019. — Т. 2. — № 1. — С. 9—18. DOI: 10.24411/2619-0761-2019-10002.

21. Петров Ю. С., Хадзарагова Е. А., Соколов А. А., Шарипзянова Г. Х., Таскин А. В. Основные принципы получения, передачи и хранения информации о параметрах техногенного цикла горно-металлургического предприятия // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11-1. — С. 178—188. DOI: 10.25018/0236-1493-2020111-0-178-188.

22. Михайлов В. Г., Хорешок А. А., Кошелев А. В. Система управления отходами промышленного предприятия как элемент экологического стандарта угледобывающего региона // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 379—390. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-379-390.

23. Ghorbani Y., Franzidis J.-P., Petersen J. Heap leaching technology — Current state, innovations, and future directions. A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016, vol. 37, no. 2, pp. 73—119. DOI: 10.1080/08827508.2015.1115990.

24. Sinclair L., Thompson J. In situ leaching of copper: Challenges and future prospects // Hydrometallurgy. 2015, vol. 157, pp. 306—324. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.08.022.