Техногенные месторождения, способы их формирования и переработки (стр. 3 )

Значительные объемы накопленных отходов, содержащие полезные компоненты, используются горнорудными предприятиями в основном в виде закладки горных выработок без предварительного извлечения из них полезных компонентов. Это переводит их в разряд безвозвратных потерь. Большинство техногенных ресурсов следует рассматривать не в качестве отходов - загрязнителей, а как особую категорию полезных природных ресурсов - техногенных минеральных ресурсов.

Следует отметить, что не все техногенные минеральные объекты относятся к техногенным месторождениям, а только те из них, которые по количеству и качеству запасов могут быть рентабельно освоены в настоящее время или в ближайшем будущем. Техногенные минеральные объекты переходят в разряд техногенных месторождений только в случае их положительной технико-экономической оценки в результате дополнительных геологоразведочных работ (отбор проб, оценка содержания полезных компонентов и подсчет общих запасов).

По мнению некоторых исследователей под техногенными минеральными ресурсами следует понимать складированные (накопленные на поверхности) горнопромышленные отходы и техногенные минеральные объекты.

К техногенным минеральным ресурсам не следует относить оставшиеся в недрах потери балансовых и забалансовых, полезной горной массы. Это природно-техногенные объекты, являющиеся предметом повторной разработки месторождений.

Формирующиеся техногенные минеральные образования оценивают прежде всего по сырьевым критериям, учитывающим их ресурсную ценность. Важное значение в этой связи имеет дифференциация техногенных ресурсов на природные, перспективные и непригодные для дополнительного извлечения ценных компонентов. Кроме сырьевой оценки важной является экологический аспект. При отсутствии потребности в полезных ископаемых проводят рекультивацию отвалов и хвостохранилищ и приведение их в состояние, пригодное для использования в сельском хозяйстве или исключающее загрязнение окружающей среды.

Формирование техногенных месторождений связано с добычей металлосодержащего и нерудного сырья и с его последующей переработкой. Техногенные месторождения также возникают из отходов топливно-

энергегического комплекса и ядерно-топливного цикла. По условиям формирования среди техногенных месторождений можно выделить четыре группы:

ТМ, образованные из отходов добычи рудного и нерудного минерального сырья или возникающие при добыче полезных ископаемых (стоки вод, карьерные газы);

ТМ, сформированные отходами металлургической и химической переработки сырья и возникающие при металлургической обработке готовой продукции (скрап);

ТМ, возникающие при сжигании органического топлива в энергетическом комплексе (зола, шлак);

ТМ, представленные радиоактивными отходами промышленных, научных и военных предприятий.

В каждой группе ТМ выделяются подгруппы, которые соответствуют условиям накопления и сохранения минеральной массы, полученной в цикле горно-металлургического и горно-химического производства:

склады временно некондиционных руд, склады металлосодержащих горных пород, отвалы пород вскрыши и отвалы металлосодержащих и неметаллосодержащих пород, строительных материалов;

хвосто - и шламонакопители, образуемые в результате переработки минеральной массы на обогатительных фабриках и складирование в них шлама горнопромышленного производства;

шлако - и кекохранилища, формируемые в результате металлургического передела концентратов, поступающих с обогатительных фабрик;

склады металлического скрапа (непроверенный металл, некондиционные сплавы, технологический брак), возникающие при металлургической переработке готовой продукции;

пруды-накопители сточных вод, подземные резервуары жидких промышленных отходов;

свалки твердых промышленных и бытовых отходов;

полигоны временного хранения и захоронения радиоактивных отходов, хранилища отработанного ядерного топлива.

По направлениям непосредственного использования технологического сырья в промышленности могут быть выделены классы техногенных месторождений:

предназначенные для извлечения полезных компонентов, металлов (металлургическое сырье):

получаемые для производства стройматериалов:

формируемые для получения горно-химического сырья для использования в химической промышленности и сельском хозяйстве и т. д.

Выделение видов техногенных месторождений проведено по признакам, учитывающим особенности их технологической переработки. Разнообразие видов техногенных месторождений по технологическим признакам (запасы минерального сырья, форма накопителей, степень влажности сырья)

предопределяет возможность использования для их разработки не только экскаваторную и бульдозерную выемку минеральной массы, но и гидродобычу. геотехнологические способы добычи или применение комбинированных систем.

Данная систематика техногенных месторождений охватывает существенную часть ТМ, созданных без учета их последующего освоения (т. н. стихийные ТМ). В систематике целенаправленно сформированных техногенных месторождений следует учитывать большее число основных технологических признаков (внутреннее строение месторождения, гранулометрический состав горной массы, крепость пород, обводненность и др.), что позволит минимизировать объем геологоразведочных работ перед их разработкой.

С учетом вышеперечисленных признаков систематика техногенных месторождений представлена в виде табл. 2

Целенаправленно сформированные месторождения пока привлекают меньшее внимание, чем стихийные, но и они, несомненно, имеют будущее. Целенаправленно сформированные техногенные месторождения с оптимальными параметрами несут ресурсосберегающую и природоохранную функции. Примером таких месторождений являются месторождения сульфата натрия, создаваемые на горно-химическом комбинате «Кара-Богаз-сульфат». Их формируют путем размещения межкристальной рапы, добываемой с помощью буровых скважин из природной среды на низких участках, прилегающих к заливу площадей. На этих площадях (озерах) происходит зимнее осаждение безводного сульфата натрия, являющегося объектом добычи. Следует отметить большую перспективу формирования биогенных месторождений, так как биологические методы концентрации вещества происходят с большой скоростью. Возможно формирование техногенных месторождений на искусственных геохимических барьерах. Причем при создании таких техногенных месторождений можно прогнозировать и управлять физико-химическими свойствами складируемой горной массы в процессе хранения.

Можно выделить природно-техногенные месторождения, т. е. минеральные объекты, представленные неотделимым от горного массива природным минеральным веществом. К ним относятся запасы полезных ископаемых, оставленные в недрах в результате отработки месторождений в виде целиков, рудных мостов и др. Природно-техногенные месторождения совместно с техногенными минеральными образованиями при их подземном складировании могут сформировать техногенные объекты повторной разработки месторождений.

С позиций ресурсной ценности существует классификация техногенных минеральных ресурсов и техногенных месторождений. Техногенные минеральные ресурсы включают в себя отходы горнопромышленного производства и техногенные образования. Горнопромышленные отходы представлены отходами обогатительного передела, хвостами сухой магнитной сепарации, а также кристаллическими породами, используемыми для производства щебня.

Отдельная часть техногенных ресурсов является техногенными образованиями. Выделение из техногенных образований смешанных отвалов обосновано отсутствием у этого типа сырья возможности для дальнейшего использования. Этот тип минерального сырья в результате совместного складирования утратил свои потребительские свойства и поэтому не относится к техногенным месторождениям.

Техногенные месторождения пространственно связаны с такими природными месторождениями, которые длительное время разрабатывались. Как правило, такие месторождения являются представителями важнейших геолого-промышленных типов, то есть таких месторождений, которые при эксплуатации дают более одного процента мировой добычи того или иного вида минерального сырья. Геолого-промышленные типы месторождений - это месторождения, которые являются основными поставщиками данного вида минерального сырья для промышленности.

Техногенные месторождения являются своего рода «производными» от природных геолого-промышленных месторождений. То есть их запасы, вещественный состав руд и пород, технологические свойства горнорудной массы определяются особенностями природного месторождения. В результате отделения горной массы от скального массива образуются отвалы и залежи техногенных минеральных образований различной формы и внутреннего строения. Эти залежи содержат породы вскрыши и рудовмещающие породы, также участки, содержащие рудные компоненты.

Такой парагенезис природных и техногенных месторождений важно учитывать с точки зрения целенаправленного формирования техногенных месторождений, что позволяет прогнозировать и оценивать их ресурсную значимость.

Для практического применения наиболее пригодна систематика природных и техногенных месторождений по направлению использования минерального сырья. Выделены следующие группы месторождений:

1.Месторождения руд черных и легирующих металлов (Fe, Mn, Ti, Сг, W, Ni, Co, Мо).

2.Месторождения руд цветных металлов (Си, Pb, Zn, Sn, Al, Hg, Bi, Sb, Mn, As).

3.Месторождения руд благородных металлов (Au, Ag, металлы платиновой группы).

4.Месторождения руд редких металлов (Li, Be, Hf, Sc, Re, Sr, Zr, Nb, Та, Y, Ce, Cs и др.).

5. Месторождения радиоактивных руд (U, Th, Ra).

6. Месторождения технического сырья (алмаз, корунд, флогопит, асбест, пьезокварц, оптический флюорит, исландский шпат).

7. Месторождения горно-химического сырья (фосфориты, калийные и натриевые соли, сера, бор, фторное сырье).

8. Месторождения технологического сырья (огнеупорные глины, каолины, магнезит, тальк, брусит, графит и др.).

Систематика техногенных месторождений

Таблица 2

Группа	Подгруппа	Класс	Виды по технологическим признакам
По запасам минеральной массы	по форме и внутреннем устроению	Степень влажности сырья
1 Получаемые при добыче рудного и нерудного минерального сырья	Склады металлосодержащих пород. Отвалы горных пород и стройматериалов	Черной металлургии, Цветной металлургии	А. Крупные 50 млн т	А. Изометрические (соотношение размеров до 1:2)	А. Мало влажные
II. Получаемые при переработке сырья иготовой продукции	Шламо - и хвос-тонакопители обогатительных фабрик. Шлако - и кекохранилища металлургического передела	Строительных материалов	Б. Средние 5-50 млн	Б. Удлиненные, эллипсовидные до 1:3	Б. Влажные
Ш. Получаемые при энергетическом переделе сырья	Склады металлического скрапа. Пруды-накопители сточных промышленных вод. Свалки твердых бытовых и промышленных отходов	Горно-химического сырья и минеральных удобрений	В. Мелкие 5 млн т	В. Вытянутые ленто-образные более 1:3 а) простого строения (1-2 залежи) б) сложного строения (более 2 залежей)	В. Водона-сыщенные
IV. Получаемые в ядерно-топливном цикле	Полигоны захоронения радиоактивных отходов. Хранилища радиоактивных отходов	Высокоактивные, среднеак-тивные, низкоактивные			Г. Обвод-ненные

9. Месторождения строительных материалов (цементное сырье, галечники, пески, гравий, известняки, кварциты, мрамор, птпс, изверженные горные породы, перлиты и др.).