Обоснование адаптивной технологической схемы подготовки техногенного минерального сырья к последующему кучному выщелачиванию

Увеличение потребления металлов при одновременном снижении содержания полезного компонента в рудах предопределяет ускоренный рост объемов горных работ, при этом в процессе открытой разработки из недр извлекается также большое количество некондиционных руд, которые в ряде случаев могут содержать в себе существенную часть металла. В статье проводится анализ технологических схем, предполагающих переработку техногенного минерального сырья. Представлены результаты экспериментальных исследований по определению содержания меди в пробе взорванной некондиционной руды забойной крупности, выявившие возможность вовлечения в переработку продуктивной мелкой фракции, обогащенной полезным компонентом. Авторами предлагается малоотходная, ресурсосберегающая адаптивная технологическая схема открытой разработки крупных месторождений, включающая крупнопорционную сортировку, а также извлечение продуктивной фракции из некондиционного минерального сырья. Перемещение горной массы из карьера осуществляется комбинированным транспортом, при этом выделение продуктивной фракции ведется на усовершенствованном перегрузочном пункте, дополнительно оснащенном вибрационным грохотом, в процессе перевалки условно кондиционной рудной массы из автомобильного на конвейерный транспорт. Полученная продуктивная мелкая фракция перерабатывается с применением кучного выщелачивания с предварительной обработкой растворами высокоактивных окислителей при формировании штабеля. Удаление из техногенного минерального сырья рудной мелочи позволит примерно на четверть уменьшить количество металла, направляемого в штабели вместе с некондиционными рудами, а также снизить отрицательное воздействие горных работ на окружающую среду.

Чебан А. Ю., Конарева Т. Г., Литвинова Н. М., Цинь И. Обоснование адаптивной технологической схемы подготовки техногенного минерального сырья к последующему кучному выщелачиванию // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 4. – С. 34–46. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_4_0_34.

Исследования проводились с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных Дальневосточного отделения Российской академии наук», финансируемого Российской Федерацией в лице Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 075-15-2021-663.

Чебан Антон Юрьевич¹ — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: chebanay@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2707-626X,
Конарева Татьяна Геннадьевна¹ — научный сотрудник, e-mail: konar_tat@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-9889-3721,
Литвинова Наталья Михайловна¹ — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: nauka22@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-8199-1605,
Ифен Цинь — аспирант, Хэйлунцзянский университет науки и технологий, e-mail: qyf18852935131@126.com,
¹ Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН.

Чебан А.Ю., e-mail: chebanay@mail.ru.

1. Trubetskoi K. N., Zakharov V. N., Galchenko Y. P. Naturelike and convergent technologies for developing lithosphere mineral resources // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2020, vol. 90, no. 3, pp. 332—337. DOI: 10.1134/S1019331620030065.

2. Горбачева В. Д., Чмыхалова С. В. Оценка качества медно-никелевых руд Талнахского месторождения // Горный журнал. — 2023. — № 6. — С. 68—72. DOI: 10.17580/gzh.2023.06.09.

3. Барденцев В. С., Ефимов Н. И., Нестеренко Д. В., Лаптев М. В. Особенности отработки Гайского месторождения медноколчеданных руд // Горный журнал. — 2024. — № 5. — С. 14—21.

4. Оганесян Л. В., Мирлин Е. Г. Проблема исчерпания минерально-сырьевых ресурсов земной коры // Горная промышленность. — 2019. — № 6. — С. 100—105. DOI: 10.30686/1609-91922019-6-148-100-105.

5. Олейник Д. Н., Рыльникова М. В., Швабенланд Е. Е. Совершенствование правовых основ управления отходами недропользования в России // Рациональное освоение недр. — 2024. — № 6. — С. 24—35. DOI: 10.26121/RON.2023.74.6.001.

6. Мельниченко И. А., Кириченко Ю. В. Разработка метода районирования техногенных массивов // Горная промышленность. — 2021. — № 3. — С. 116—122. DOI: 10.30686/1609-91922021-3-116-122.

7. Чебан А. Ю., Литвинова Н. М., Конарева Т. Г., Рассказов М. И., Терешкин А. А. Совершенствование технологий выемки и предварительной переработки контрастных руд при освоении сложноструктурных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12. — С. 28—40. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_28.

8. Zhang Z. X., Hou D. F., Aladejare A., Ozoji T., Qiao Y. World mineral loss and possibility to increase ore recovery ratio in mining production // International Journal of Mining Reclamation and Environment. 2021, vol. 35, no. 6, pp. 670—691. DOI: 10.1080/17480930.2021.1949878.

9. Mhlongo S. E., Amponsah-Dacosta F., Kadyamatimba A. Development and application of a methodological tool for prioritization of rehabilitation of abandoned tailings dumps in the Giyani and Musina areas of South Africa // Cogent Engineering. 2019, vol. 6, article 1619894. DOI: 10.1080/ 23311916.2019.1619894.

10. Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Цупкина М. В. Оценка влияния гипергенеза в хранилищах отходов переработки медно-колчеданных руд на выбор технологических схем их разработки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2023. — № 2. — С. 283—299.

11. Masloboev V. A., Seleznev S. G., Makarov V. D., Svetlov A. V. Assessment of the environmental hazard of storing waste from mining and processing copper-nickel ores // Journal of Mining Science. 2014, vol. 50, no. 3, pp. 559—572. DOI: 10.1134/S106273911403017X.

12. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Перспективные направления развития комбинированной геотехнологии в свете совершенствования технологического уклада горного производства // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2019. — № 3. — С. 7—22.

13. Robben C., Wotruba H. Sensor-based ore sorting technology in mining-past, present and future // Minerals. 2019, vol. 9, no. 9, article 523. DOI: 10.3390/min9090523.

14. Rasskazova A. V., Sekisov A. G., Kirilchuk M. S., Vasyanov Y. A. Stage-activation leaching of oxidized copper-gold ore: theory and technology // Eurasian Mining. 2020, no. 1, pp. 52—55. DOI: 10.17580/em.2020.01.10.

15. Robertson S. W., Van Staden P. J., Cherkaev A., Petersen J. Properties governing the flow of solution through crushed ore for heap leaching // Hydrometallurgy. 2022, vol. 208, pp. 1—17. DOI: 10.1016/j.hydromet.2021.105811.

16. Халезов Б. Д. Кучное выщелачивание медных и медно-цинковых руд. — Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2013. — 332 с.

17. Валиев Н. Г., Разоренов Ю. И., Голик В. И., Лебзин М. С. Комбинирование технологий выщелачивания с традиционными технологиями горного передела руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 4. — С. 33—43. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_4_0_33.

18. Cui F., Mu W., Zhai Y., Guo X. The selective chlorination of nickel and copper from low grade nickel-copper sulfide-oxide ore: Mechanism and kinetics // Separation and Purification Technology. 2020, vol. 239, article 116577. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116577.

19. Ломоносов Г. Г., Туртыгина Н. А. Влияние класса крупности медно-никелевого рудного сырья и его изменчивости на показатели обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 3. — С. 104—107.

20. Шибаева Д. Н., Компанченко А. А. Оценка обогатимости железных руд Яковлевского месторождения Курской магнитной аномалии методами крупнокусковой сепарации // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 6. — С. 117—129. DOI: 10.15372/FTPRPI20230611.

21. Чебан А. Ю., Литвинова Н. М., Богомяков Р. В., Кирильчук М. С. Расширение сырьевой базы рудников посредством концентрирования мелких фракций некондиционных руд // Маркшейдерия и недропользование. — 2023. — № 2. — С. 15—19. DOI: 10.56195/20793332_2023_2_15_19.

22. Кантемиров В. Д., Титов Р. С. Оптимизация параметров карьерных грохотильно-перегрузочных пунктов // Известия Уральского государственного горного университета. — 2020. — № 3. — С. 107—114. DOI: 10.21440/2307-2091-2020-3-107-114.

23. Увеличение продуктивности рудника экономически эффективным методом с помощью ALLU // Горная промышленность. — 2020. — № 1. — С. 68—69.

24. Чебан А. Ю. Технология складирования некондиционных руд с выделением продуктивных мелких фракций // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2024. — № 1. — С. 388—398.

25. Лашко В. Т. Перегрузочные пункты при автомобильно-конвейерном транспорте на рудных карьерах. — Днепропетровск: Полиграфист, 2001. — 140 с.

26. Minkin A., Wolpers F. M., Hellmuth T. Overcoming a mines embankment: IPCG system with new belt conveying concept for steep opencast minewalls // Bulk Solids Handling. 2019, vol. 37, no. 2, pp. 18—23.

27. Robben C., Wotruba H. Sensor-based ore sorting technology in mining-past, present and future // Minerals. 2019, vol. 9, no. 9, article 523. DOI: 10.3390/min9090523.

28. Секисов А. Г., Рассказова А. В., Конарева Т. Г. Кучное выщелачивание первичных и смешанных комплексных медных руд с использованием активационного предокисления // Горный журнал. — 2024. — № 6. — С. 71—76. DOI: 10.17580/gzh.2024.06.11.

29. Krylova L. N. Efficiency of ozone application for extraction of metals from mineral raw materials // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2022, vol. 63, no. 3, pp. 247—255. DOI: 10.3103/ S1067821222030087.

30. Ревнивцев В. И., Азбель Е. И., Баранов Е. Г. и др. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке. — М.: Недра, 1987. — 308 с.