Практика применения выщелачивания металлов из некондиционного сырья и отходов обогащения руд

Статья посвящена ретроспективному анализу практики выщелачивания запасов некондиционных руд и отходов переработки. Обобщен опыт вовлечения в эксплуатацию некондиционного металлосодержащего сырья. Сформулирована задача разработки научных основ процессов перевода металлов в мобильное состояние и извлечения металлов из раствора с обеспечением безопасности окружающей среды. Показано, что технологии извлечения металлов с использованием феномена перевода металлов в мобильное состояние получают промышленное развитие — как возможность уменьшения потерь металлов на этапах добычи и переработки. Обобщена практика выщелачивания некондиционных руд месторождений Средней Азии, Казахстана и России. Детализированы сведения об отработке ряда месторождений вариантами с подготовкой руд отбойкой скважинами, магазинированием и инфильтрацией реагентов. Приведены сведения о результатах лабораторных исследований выщелачивания руд железистых кварцитов Лебединского ГОК в дезинтеграторе и урановых руд месторождений Восток и Звездное (Казахстан). Показано, что на месторождениях Забайкалья выщелачиванием обеспечивается большая часть годового производства с извлечением 85%. Систематизирована база выщелачивания — запасы техногенных месторождений России. Поставлены задачи реализации концепции выщелачивания металлов: селективизация извлечения металлов из раствора, нейтрализация маточных растворов и т.п. Рекомендован алгоритм решения задач совершенствования извлечения металлов с использованием гидрометаллургических процессов переработки. Приведен расчет количественных параметров извлечения металлов из хвостов обогащения руд и влияния активации хвостов в дезинтеграторе на гомогенность смеси в условиях конкретного предприятия. Научная новизна полученных результатов состоит в использовании новых средств активации, разработанных с личным участием автора, а также комбинировании технологий по признаку полноты использования природных ресурсов. Результаты исследования могут быть использованы при освоении технологий выщелачивания металлов из некондиционного по содержанию металлов сырья. В сравнении с родственными по тематике и целевому назначению публикациями предлагаемая статья содержит сведения о практике перевода металлов в мобильное состояние как возможности уменьшения потерь металлов в процессе горных работ, в том числе подземных.

Валиев Н. Г., Пропп В. Д., Абрамкин Н. И., Камболов Д. А. Практика применения выщелачивания металлов из некондиционного сырья и отходов обогащения руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12-1. — С. 17—30. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_121_0_17.

Валиев Нияз Гыдым Оглы — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой горного дела, Уральский государственный горный университет, Россия, 620144, Екатеринбург, Куйбышева, 30, gtf.gd@m.ursmu.ru ORCID: 0000-0002-5556-2217 Пропп Владимир Давыдович — кандидат технических наук, профессор кафедры горного дела, Уральский государственный горный университет, Россия, 620144, Екатеринбург, Куйбышева, 30, gtf.gd@m.ursmu.ru ORCID: 0000-0001-5178-8609
Абрамкин Николай Иванович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры техники и технологии горного и нефтегазового производства Московского политехнического университета. г. Москва, Россия Е-mail: abramkin57@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-6049-3730/
Камболов Дзамболат Аркадьевич — кандидат технических наук, доцент, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (ГТУ) Россия, 362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, info@skgmi-gtu.ru.

1. Голик В. И., Титова А. В., Титов Г. И. Гидрометаллургические процессы при подземной добыче металлов // Горная Промышленность. — 2023. — № 1. — С. 85–92.

2. Khayrutdinov A., Kongar-Syuryun Ch., Kowalik T., Faradzhov V. Improvement of the backfilling characteristics by activation of halite enrichment waste for non-waste geotechnology // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020, vol. 867(1), 012018.

3. Oryngozhin E. S., Fedorov E. V., Alisheva Zh. N., Mitishova N. A. In-situ leaching technology for uranium deposits // Eurasian Mining. 2021, no. 2, рр. 31–35.

4. 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.

5. Секисов Г. В., Нигай Е. В. Основные особенности квазирудных минеральных образований как потенциальных источников попутных полезных компонентов и ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 2. — С. 340–347.

6. Секисов А. Г., Шевченко Ю. С., Лавров А. Ю. Перспективы использования шахтного выщелачивания при разработке золоторудных месторождений // ФТПРРМПИ. — 2016. — № 1. — С. 110–116.

7. 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.

8. Евдокимов С. И., Герасименко Т. Е., Дмитрак Ю. В. Ликвидация накопленного экологического ущерба // Устойчивое развитие горных территорий. — 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 238–248.

9. Голик В. И., Титова А. В. Моделирование показателей разработки рудных месторождений Садона // Горная промышленность. — 2022. — № 4. — С. 82–87.

10. Клюев Р. В., Босиков И. И., Майер А. В., Гаврина О. А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природнотехнической системы // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — № 2. — С. 283–290.

11. 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.

13. Zaalishvili V. B., Kanukov A. S., Melkov D. A., Makiev V. D., Dzobelova L. V. Development of a unified model of geoinformation system for city planning and integration // International Journal of GEOMATE. 2018, vol. 15, no. 51, pp. 160–166.

14. Земсков А. Н., Лискова М. Ю. Пути обеспечения безопасных условий труда горняков на основе автоматизации контроля производственных процессов // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 1. — С. 82–88.

15. Качурин Н. М., Стась Г. В., Корчагина Т. В., Змеев М. В. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2017. — № 1. — С. 170–182.

16. Sitorous F., Cilliers J. J., Brito-Parada P. R. Multi-criteria decision making for the choice problem in mining and mineral processing: applications and trends // Expert Systems with Applications. 2018, vol. 121, pp. 393–417.

17. Sinclair L., Thompson J. In situ leaching of copper: Challenges and future prospects // Hydrometallurgy. 2015, vol. 157, pp. 306–324.

18. Пухова В. П., Воропанова Л. А. Очистка сточных вод горно-перерабатывающих предприятий путем использования природных продуктов // Устойчивое развитие горных территорий. — 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 134–141.

19. Litvintsev V., Sas P. Current State and Main Directions of Innovative Development of Placer Gold Mining in Far East Federal District // E3S Web of Conferences. 2018, vol. 56, 04004.

20. Li J.-G., Zhan K. Intelligent mining technology for an underground metal mine based on unmanned equipment. Engineering. 2018, vol. 4, no. 3, pp. 381–391.

21. Голик В. И., Гегелашвили М. В., Игнатов В. Н., Версилов С. О. Вовлечение забалансовых руд в разработку комбинированными технологиями // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2018. — № 25. — С. 28–41.

22. Яицкая Н. А., Бригида В. С. Геоинформационные технологии при решении трехмерных геоэкологических задач: пространственная интерполяция данных // Геология и геофизика Юга России. — 2022. — № 12 (1). — 162–173.

23. Klyuev R. V., Yegorova Е. V., Bosikov I. I., Tsidaev B. S. Evaluation of use of effective technologies for increasing sustainable development of natural and technical system of oil and gas complex // Sustainable Development of Mountain Territories. 2018, vol. 10, no. 3 (37), pp. 392–403. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2018-10−3-392−403.

24. Босиков И. И., Клюев Р. В. Оценка перспективности территории Березкинского рудного поля при помощи программного продукта Micromine // Горные науки и технологии. — 2022. — № 7(3). — С. 192–202. DOI: 10.17073/2500-0632-2022-3-192−202.

25. Хайрутдинов М. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Тюляева Ю. С., Хайрутдинов А. М. Планетная технология. Предпосылки формирования новой научной дисциплины // Горная промышленность. — 2020. — № 3. — C. 113–120. DOI: 10.30686/1609-91922020-3-113−120.

26. Khayrutdinov A., Kongar-Syuryun Ch., Kowalik T., Faradzhov V. Improvement of the backfilling characteristics by activation of halite enrichment waste for non-waste geotechnology // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020, vol. 867(1), 012018. DOI: 10.1088/1757−899X/867/1/012018.