Разработка технологии переработки лежалых олово-полиметаллических хвостов Шерловогорского ГОКа

Необходимость вовлечения в отработку техногенных объектов, содержащих редкие металлы, является актуальной научной задачей. Технологически и экономически эффективнее и целесообразнее осуществлять переработку отходов предприятий горного кластера, как горнодобывающих, так и горно-перерабатывающих, по единой технологической схеме. Цель исследования – разработать альтернативные варианты пирометаллургических и гидрометаллургических технологий переработки отходов добычи и переработки олово-полиметаллических руд с целью извлечения редких и попутно цветных металлов. Объект исследования – хвосты гравитационно-флотационного обогащения олово-полиметаллических руд Шерловогорского месторождения и геотехногенное сырье отвалов карьера Сопка Большая (Забайкальский край). Изучен вещественный состав лежалых хвостов гравитационно-флотационного способа обогащения Шерловогорской обогатительной фабрики и техногенного сырья отвалов карьера Сопка Большая. Разработано три альтернативных варианта технологий переработки отходов предприятий горного кластера с целью извлечения редких и цветных металлов: пирометаллургическая технология; пиро-гидрометаллургическая технология в периодическом режиме выщелачивания; гидрометаллургическая технология, состоящая из двух этапов (базовая флотационно-гидрометаллургическая технология – этап I, базовая гидрометаллургическая технология с поэтапным извлечением металлов – этап II). Извлечение редких элементов Bi, Cd, Sc, In, Be, Li, Nb осуществляется по поэтапным локальным технологиям. Удаление мышьяка достигается применением двухступенчатого обжига: окислительно-сульфидирующий обжиг (1-я ступень), протекающий при температуре 500–550 ºС при недостатке кислорода, окислительный обжиг (2-я ступень) – при 600–650 ºС при избытке кислорода с расходом 0,25–0,3 л/мин. Разработанная комбинированная технология позволит существенно снизить экологическую опасность отходов деятельности Шерловогорского ГОКа.

Шумилова Л. В., Хатькова А. Н., Размахнин К. К., Простакишин М. Ф. Разработка технологии переработки лежалых олово-полиметаллических хвостов Шерловогорского ГОКа // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 12. – С. 152–168. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_152.

Работа выполнена при поддержке проекта РНФ 22-17-00040 «Научное обоснование и разработка экологически чистых безотходных технологий переработки природного и техногенного минерального сырья» (2022–2023 гг.).

Шумилова Лидия Владимировна¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, е-mail: shumilovalv@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5991-9204,
Хатькова Алиса Николаевна¹ — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: alisa1965.65@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6527-0026,
Размахнин Константин Константинович¹ — д-р техн. наук, доцент, доцент, e-mail: igdranchita@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2944-7642,
Простакишин Михаил Федорович¹ — исполнитель проекта РНФ № 22-17-00040, e-mail: m.prostakishin@gmail.com,
¹ Забайкальский государственный университет.

Шумилова Л.В., e-mail: shumilovalv@mail.ru.

1. Крупская Л. Т., Зверева В. П., Склярова Г. Ф., Орлов А. М. Техногенные поверхностные образования как источник загрязнения экосферы и обоснование возможности их освоения в Дальневосточном федеральном округе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2. — С. 5—21. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-2-0-5-21.

2. Зверева В. П., Фролов К. Р., Лысенко А. И. Химические реакции и условия минералообразования на хвостохранилищах Дальнего Востока России // Горные науки и технологии. — 2021. — Т. 6. — № 3. — С. 181—191. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-3-181-191.

3. Kolesnikova O., Syrlybekkyzy S., Fediuk R, Yerzhanov A., Nadirov R., Utelbayeva A., Agabekova A., Latypova M., Chepelyan L., Volokitina I., Vatin N. I., Kolesnikov A., Amran M. Thermodynamic simulation of environmental and population protection by utilization of technogenic tailings of enrichment // Materials. 2022, vol. 15, no. 19, article 6980. DOI: 10.3390/ ma15196980.

4. Duszyński F., Migoń P., Strzelecki M. C. Escarpment retreat in sedimentary tablelands and cuesta landscapes — Landforms, mechanisms and patterns // Earth-Science Reviews. 2019, vol. 196, article 102890. DOI: 10.1016/j.earscirev.2019.102890.

5. Singh V. K., Ansari T. A., Vishal V., Singh T. Landslide susceptibility analysis using numerical and neural network, Near Kedarnath, Uttarakhand, India // American Journal of Environmental Sciences. 2020, vol. 16, no. 1, pp. 8—20. DOI: 10.3844/ajessp.2020.8.20.

6. Юшина Т. И., Петров И. М., Гришаев С. И., Черный С. А. Обзор рынка РЗМ и технологий переработки редкоземельного сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S1. — С. 577—607.

7. Бойко С. М., Трошин Ю. П., Маркова М. Е., Михеева Э. И., Алексеева Н. И. Элементы-примеси в касситеритах оловорудных месторождений как индикатор зонального распределения компонентов в рудных телах // Записки Забайкальского филиала Географического общества СССР. — 1982. — № 48. — С. 39—43.

8. Дементьев В. Е., Войлошников Г. И., Федоров Ю. О. Разработка ОА «ИРГИРЕДМЕТ» по извлечению ценных компонентов из техногенного сырья // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 4. — С. 418—427.

9. Шумилова Л. В., Юргенсон Г. А. Роль химии и микробиологии в сфере горного дела: состояние проблемы и перспективные задачи // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3-1. — С. 40—55. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_31_0_40.

10. Гайворонский Б. А. Шерловогорское месторождение / Месторождения Забайкалья. Т. 1, кн. 1. — Чита-М., 1995. — С. 130—133.

11. Шумилова Л. В., Юргенсон Г. А., Хатькова А. Н. Отходы разработки оловополиметаллических месторождений Забайкалья и физико-химическая геотехнология извлечения комплекса редких и цветных металлов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 9. — С. 156—168. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_156.

12. Соловьева В. М., Череповицын А. Е. Организационно-экономические модели развития редкоземельных промышленных комплексов: российский и зарубежный опыт // Вестник ЮРГТУ (НПИ). Серия: Социально-экономические науки. — 2021. — № 1. — С. 188—202.

13. Нечаев А. В., Поляков Е. Г., Белоусова Е. Б., Пикалова В. С., Быховский Л. З. Минерально-сырьевая база ниобия России: приоритеты освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2020. — № 4-5. — С. 8—15.

14. Алексашина Т. В. Развитие и методы управления редкометаллической промышленностью в РФ // Вестник Алтайской академии экономики и права. — 2022. — № 7-1. — С. 13—17. https://vaael.ru/ru/article/view?id=2293 (дата обращения: 24.10.2023).

15. Юргенсон Г. А. Ландшафтно-геохимические и геоэтичские проблемы исторических горнопромышленных территорий на примере Забайкалья // Горный журнал. — 2020. — № 5. — С. 81—86. DOI: 10. 17580/gzh.2020.5.15.

16. Димухамедов Р. Р., Хромова Е. А. Проблемные вопросы добычи и производства редких и редкоземельных металлов // Разведка и охрана недр. — 2022. — № 3. — С. 64—67.

17. Lifton J. The global technology metals markets: A conference primer. InvestorIntel. Aug. 16, 2015, pp. 1—6.

18. Крюков Я. В., Самсонов М. Ю., Яценко В. А. Российская редкоземельная промышленность: следует ли перенять опыт Китая? // ЭКО. — 2018. — № 10. — С. 138—152.

19. Яценко В. А., Самсонов Н. Ю., Крюков Я. В. Опционный подход к экономической оценке проектов разработки редкоземельных месторождений // Мир экономики и управления. — 2018. — Т. 18. — № 4. — С. 69—84. DOI: 10.25205/2542-0429-2018-18-4-69-84.

20. Абрамов Б. Н. Оценка токсичности хвостохранилищ рудных месторождений Забайкальского края // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11. — С. 136—145. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_136.

21. Lu J., Lu H., Lei K., Wang W., Guan Yu. Contamination of soil and water resources with trace elements of metals caused by small-scale mining of metal ore: a case study at a sphalerite mine in Northern China // Environmental Science and Pollution Research. 2019, vol. 26, no. 24, pp. 24630—24644. DOI: 10.1007/s11356-019-05703-z.

22. Крюков В. А., Яценко В. А., Крюков Я. В. Редкоземельная промышленность — реализовать имеющиеся возможности // Горная промышленность. — 2020. — № 5. — С. 68—84. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-5-68-84.

23. Гурман М. А. Использование термохимических методов при переработке золотосодержащих пирит-арсенопиритовых концентратов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — ОВ 4. — С. 180—186

24. USMMA Defence supply chain assessment. Select systems employng rare Earth. 10/7/2010, available at: http://www.usmagneticmaterials.com/documents/USMMA-DOD-Supply-ChainAssessment-v6.pdf. Официальный сайт компании — http://www.electromech.com.