Об основных параметрах безотходной технологии очистки сточных вод от тяжелых металлов при проектировании разработки медноколчеданных месторождений

Представлена разработка безотходной технологии для совершенствования систем водоочистки при освоении медноколчеданных месторождений. Актуальность исследования обусловлена необходимостью снижения негативного воздействия разработки месторождений на водные объекты, особенно в регионах с развитой горнодобывающей промышленностью, где проблема загрязнения водных объектов тяжелыми металлами, такими как цинк, медь, железо и кадмий, стоит остро. Целью работы является повышение эффективности извлечения тяжелых металлов из высокоминерализованных сточных вод с использованием отходов производств. Разработана технология очистки промышленных сточных вод, основанная на применении вторичных ресурсов. Технологический процесс включает: аккумулирование и усреднение стоков; основную очистку с использованием отходов железо-магниевого производства, обеспечивающую нейтрализацию тяжелых металлов и возможность одновременного получения ферро-магниевого мелиоранта; доочистку отходами гуминовых производств для сорбционного извлечения остаточных металлов с возможностью получения вторичного продукта в виде гуминового мелиоранта.

Антонинова Н. Ю., Собенин А. В., Усманов А. И., Кузнецова Я. А. Об основных параметрах безотходной технологии очистки сточных вод от тяжелых металлов при проектировании разработки медноколчеданных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-1. – С. 90–103. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2025_121_0_90.

Статья подготовлена в рамках Государственного задания № 075-00410-25-00 ПР. Тема 2 (2025–2027). Геоинформационное обеспечение системной оценки стратегий природосбережения при освоении ресурсов недр (FUWE-2025-0002), рег. № 1022040300092-1-1.5.1.

Антонинова Наталья Юрьевна¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: natal78@list.ru, ORCID ID: 0000-0002-8503-639X,
Собенин Артем Вячеславович¹ — научный сотрудник, e-mail: arsob@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-5513-5680,
Усманов Альберт Исмагилович¹ — научный сотрудник, e-mail: albert3179@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-3650-0467,
Кузнецова Ярослава Артемовна¹ — младший научный сотрудник, e-mail: yaroslava.brusnitsyna@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7808-8474,
¹ Институт горного дела Уральского отделения РАН.

Собенин А.В., e-mail: arsob@yandex.ru.

1. Вараева Е. А., Аксенов В. И. Водное хозяйство горно-обогатительных комбинатов: проблемы и пути решения // Вода Magazine. — 2016. — № 1(101). — С. 28—32. 

2. Галкин Ю. А., Уласовец Е. А., Селицкий Г. А., Ермаков Д. В., Обадин Д. Н. Результаты разработки внедрения технологии очистки промышленных сточных вод предприятий горно-металлургического комплекса / Чистая вода России — 2021: Сборник материалов XVI Международного научно-практического симпозиума и выставки. — Екатеринбург: ООО «ДжиЛайм», 2021. — С. 261—263. 

3. Abebe Y., Whitehead P., Alamirew T., Li Jin, Alemayehu E. Evaluating the effects of geochemical and anthropogenic factors on the concentration and treatability of heavy metals in Awash River and Lake Beseka, Ethiopia: arsenic and molybdenum issues // Environmental Monitoring and Assessment. 2023, vol. 195, article 1188. DOI: 10.1007/s10661-023-11674-z. 

4. Barago N., Mastroianni C., Pavoni E., Floreani F., Parisi F., Lenaz D., Covelli S. Environmental impact of potentially toxic elements on soils, sediments, waters, and air nearby an abandoned Hg-rich fahlore mine (Mt. Avanza, Carnic Alps, NE Italy) // Environmental Science and Pollution Research. 2023, vol. 30, pp. 63754—63775. DOI: 10.1007/s11356-023-26629-7. 

5. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2023 году: Доклад Минприроды России. — М., 2024. — 711 с. 

6. Рыбникова Л. С., Рыбников П. А., Наволокина В. Ю. Реабилитация техногенных объектов, отработанных медноколчеданных месторождений на примере Левихинского рудника (средний Урал) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2023. — Т. 334. — № 8. — С. 137—150. DOI: 10.18799/24131830/2023/8/4089. 

7. Рыбникова Л. С., Рыбников П. А., Наволокина В. Ю. Оценка эффективности очистки кис-лых шахтных вод (на примере медноколчеданных рудников Среднего Урала) // Записки Горного института. — 2024. — Т. 267. — С. 388—401.

8. Антонинова Н. Ю., Собенин А. В., Усманов А. И., Шепель К. В. Оценка возможности использования отходов железо-магниевого производства для очистки сточных вод от тяжелых металлов (Cd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+) // Записки Горного института. — 2023. — Т. 260. — С. 257—265. DOI: 10.31897/PMI.2023.34. 

9. Галкин Ю. А., Уласовец Е. А., Селицкий Г. А., Ермаков Д. В., Обадин Д. Н. Результаты разработки внедрения технологии очистки промышленных сточных вод предприятий горнометаллургического комплекса // Чистая вода России—2021: Сборник материалов XVI Международного научно-практического симпозиума и выставки. — Екатеринбург: ООО «ДжиЛайм», 2021. — С. 261—263. 

10. Селицкий Г. А. Технологическая схема очистки карьерных и подотвальных вод // Экология производства. — 2005. — № 9. — C. 83—87. 

11. Собенин А. В., Антонинова Н. Ю., Усманов А. И., Шепель К. В. Удаление ионов меди из промышленных сточных вод с использованием отходов железо-магниевого производства // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2023. — № 2. — С. 32—42. DOI: 10.21440/0536-1028-2023-2-32-42. 

12. Антонинова Н. Ю., Собенин А. В., Усманов А. И., Горбунов А. А. Обоснование возможности применения отходов производства гуминовых препаратов для очистки сточных вод от металлов (Cd2+, Zn2+, Mg2+, Cu2+) с целью разработки эффективных мероприятий по экологической реабилитации // Записки Горного института. — 2024. — Т. 267. — С. 421—432. 

13. Кузнецова Т. В., Иоффе Е. М., Сагалевич Ю. Д. Патент № 2011638 C1 Российская Федерация, МПК C01F 5/06. Способ получения оксида магния из серпентинита: № 4860691/26: заявл. 08.06.1990: опубл. 30.04.1994. 

14. Пузырева В. М., Демичева Ю. Л. Гуминовые вещества как природные сорбенты // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2010. — № 2. — С. 22—25. 

15. Журова В. Г., Светличная М. С. Изучение влияния ионов калия, кальция и магния на рост и развитие растений // Достижения науки и образования. — 2018. — № 14(36). — С. 13—15. 

16. Аканова Н. И., Козлова А. В., Мухина М. Т. Роль магния в системе питания растений // Агрохимический вестник. — 2021. — № 6. — С. 66—72. DOI: 10.24412/1029-2551-2021-6-014.