Развитие технологий и технических средств для управления техногенными образованиями и отходами горнометаллургического производства

Отходы горно-металлургического производства (пустые породы, забалансовые по содержанию металла руды и хвосты кучного выщелачивания, которые содержат естественные загрязняющие вредными веществами минералы), складируются, как правило, на поверхности в отвалах. При добыче и первичной переработке 1 т товарной руды на месторождениях сложной структуры попутно извлекается 1,4–1,6 т отходов, создающих экологически неблагоприятную обстановку горнодобывающего региона. Утилизация отходов горно-металлургического производства (закладка выработанных пространств, сооружение плотин специальных хранилищ и пр.) позволяет использовать до 50–60% общего их объема, а оставшаяся часть подлежит захоронению, дезактивации и последующей рекультивации загрязненных территорий. Показано, что применение вибро-, механои электроактивации компонентов твердеющей закладочной смеси на горных предприятиях приводит к повышению активности вяжущих (доменного гранулированного шлака) и некондиционных материалов (низкосортных песков, дробленной породы, хвостов обогатительных фабрик и отходов выщелачивания гидрометаллургического производства) для каждого аппарата на величину до 10–40%. В частности, рудоподготовка инертных материалов на виброгрохоте ГВ–1,2/3,2 (Украина) увеличивает прочность твердеющей закладочной смеси (активность) на 15–20%.

Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Чекушина Т. В., Дудар Т. В., Лисовой И. А. Развитие технологий и технических средств для управления техногенными образованиями и отходами горнометаллургического производства // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 12. – С. 132–148. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_12_0_132.

Ляшенко Василий Иванович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологии», Украина, e-mail: vilyashenko2017@gmail.com,
Хоменко Олег Евгеньевич — д-р техн. наук, профессор, Национальный технический университет «Днепровская политехника», Украина, е-mail: rudana.in.ua@gmail.com,
Чекушина Татьяна Владимировна — канд. техн. наук, доцент, ИПКОН РАН, e-mail: tanija_ch@mail.ru,
Дудар Тамара Викторовна — канд. геол.-мин. наук, старший научный сотрудник, е-mail: dudar@nau.edu.ua, Национальный авиационный университет, Украина,
Лисовой Иван Александрович — канд. техн. наук, доцент, Уманский национальный университет садоводства, Украина, e-mail: lisov.iv.ol@gmail.com.

Ляшенко В. И., e-mail: vilyashenko2017@gmail.com.

1. Gridley N. C., Salcedo L. Cemented paste production provides opportunity for underground ore recovery while solving tailings disposal needs. Australian Centre for Geomechanics. Perth, 2011. 431 p.

2. Lottermoser B. Mine wastes: characterization, treatment and environmental impacts. New York: Springer, 2012. 400 p.

3. Maanju S. K., Saha K. Impact of mining industry on environmental fabric a case study of Rajasthan State in India // Journal of Environmental Science. Toxicology And Food Technology. 2013, vol. 6, no. 2, pp. 8—13.

4. Golik V., Doolin A., Komissarova M., Doolin R. Evaluating the effectiveness of utilization of mining waste // International Business Management. 2015, vol. 9, no. 5, pp. 1993—5250.

5. Golik V., Komashchenko V., Morkun V. Innovative technologies of metal extraction from the ore processing mill tailings and their integrated use // Metallurgical and Mining Industry. 2015, no. 3, pp. 49—52.

6. Vladyko O., Maltsev D., Shapovalov Ya. Choice of development method for technogenic mineral deposits by technological criteria // Mining of Mineral Deposits. 2016, vol. 10, no. 4, pp. 74—82. DOI: 10.15407/mining10.04.074.

7. Petlovanyi M., Kuzmenko O., Lozynskyi V., Popovych V., Sai K., Saik P. Review of manmade mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits. 2019, vol. 13, no. 1, pp. 24—38. DOI: 10.33271/mining13.01.024.

8. Blyuss B., Semenenko Ye., Medvedieva O., Kyrychko S., Karatayev A. Parameters determination of hydromechanization technologies for the dumps development as technogenic deposits // Mining of Mineral Deposits. 2020, vol. 14, no. 1, pp. 51—61. DOI: 10.33271/mining14.01.051.

9. Lyashenko V., Topolnij F., Dyatchin V. Development of technologies and technical means for storage of waste processing of ore raw materials in the tailings dams // Technology Audit and Production Reserves. 2019, vol. 5, no. 3(49), pp. 33—40. DOI: 10.15587/23128372.2019.184940.

10. Lyashenko V., Khomenko O., Topolnij F., Golik V. Development of natural underground ore mining technologies in energy distributed massifs // Technology Audit and Production Reserves. 2020, vol. 1, no. 3(51), pp. 17—24. DOI: 10.15587/2312-8372.2020.195946.

11. Lyashenko V., Khomenko O., Golik V., Topolnij F., Helevera O. Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining // Technology Audit and Production Reserves. 2020, vol. 2, no. 3(52), pp. 9—16. DOI: 10.15587/2312-8372.2020.200022.

12. Yuan Y., Bolan N., Prévoteau A., Vithanage M., Biswas J. K., Ok Y. S., Wang H. Applications of biochar in redox-mediated reactions // Bioresource Technology. 2017, vol. 246, pp. 271—281. DOI: 10.1016/j.biortech.2017.06.154.

13. Хоботова Э. Б., Калмыкова Ю. С., Игнатенко М. И., Ларин В. И. Естественные радионуклиды доменных шлаков // Черные металлы. — 2017. — № 1. — С. 23—28.

14. Нормы радиационной безопасности Украины (НРБУ-97). Государственные гигиенические нормативы ГГН 6.6.1.-6.5.001.98. Издание официальное. — Киев, 1998. — 159 с.

15. СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009. URL: http://docs.cntd.ru/document/902170553 (дата обращения: 16.04.2020).

16. Радиационная защита и безопасность источников излучения: международные основные нормы безопасности. — Вена: МАГАТЭ, 2015. — 484 с.

17. Котенко Е. А., Мосинец В. Н. Радиационно-экологическая безопасность при добыче и переработке урановых руд // Горный журнал. — 1995. — № 7. — С. 32—36.

18. Добыча и переработка уранових руд в Украине. Монография / Под общ. ред. А.П. Чернова. — Киев: Адеф-Украина, 2001. — 238 с.

19. Дмитрак Ю. В., Камнев Е. Н. АО «Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии» — путь длиной в 65 лет // Горный журнал. — 2016. — № 3. — С. 6—12. DOI: 10.17580/gzh.2016.03.01.

20. Квитка В. В., Сергеев В. Е., Тротер К., Трезнюк А. П. Твердеющие закладочные смеси повышенной плотности // Горный журнал. — 2001. — № 5. — С. 33—35.

21. Chowdhury S. R., Yanful E. K., Pratt A. R. Recycling of nickel smelter slag for arsenic remediation an experimental study // Environmental Science and Pollution Research. 2014, vol. 21, pp. 10096—10107.

22. Modaihsh A. S., Mahjoub M. O., Nadeem M. E. A., Ghoneim A. M., Al-Barakah F. N. The air quality, characterization of polycyclic aromatic hydrocarbon, organic carbon, and diurnal variation of particulate matter over Riyadh City // Journal of Environmental Protection. 2016, no. 7, pp. 1198—1209.

23. Beiyuan J., Awad Y. M., Beckers F., Tsang D. C., Ok Y. S., Rinklebe J. Mobility and phytoavailability of As and Pb in a contaminated soil using pine sawdust biochar under systematic change of redox conditions // Chemosphere. 2017, vol. 178, pp. 110—118. DOI: 10.1016/j. chemosphere.2017.03.022.

24. Deng D. Q., Liu L., Yao Z. L., Song K. I., Lao D. Z. A practice of ultra-fine tailings disposal as filling material in a gold mine // Journal of Environmental Management. 2017, vol. 196, pp. 100—109.

25. Vrancken C., Longhurst P. J., Wagland S. T. Critical review of real-time methods for solid waste characterisation: Informing material recovery and fuel production // Waste Management. 2017, vol. 61, pp. 40—57.

26. Cheng Y., Jiang H., Zhang X., Cui J., Song C., Li X. Effects of coal rank on physicochemical properties of coal and on methane adsorption // International Journal of Coal Science & Technology. 2017, vol. 4, no. 2, pp. 129—146. DOI: 10.1007/s40789-017-0161-6.

27. Paul A., Murthy V. M. S. R., Prakash A. K. Estimation of rock load in development workings of underground coal mines. A modified RMR approach // Current Science. 2018, vol. 114, no. 10, pp. 2167—2174.

28. Сорока М. Н., Савельев Ю. Я. Перспективы утилизации хвостов гидрометаллургического передела и дробленных горных пород в выработанное пространство уранодобывающих шахт Украины // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 2004. — № 5. — С. 91—94.

29. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Проблемы и перспективы развития ресурсосберегающих и ресурсовоспроизводящих геотехнологий комплексного освоения недр Земли // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2012. — № 4. — С. 116—124.

30. Аверьянов К. А., Ангелов В. А. Ахмедьянов И. Х., Рыльникова М. В. Развитие классификации техногенного сырья горных предприятий и обоснование технологий его активной утилизации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 5. — С. 208—213.

31. Каряев В. И., Комков А. А., Кузнецов А. В., Плотников И. П. Извлечение меди и цинка из медеплавильных шлаков при восстановительно-сульфидирующей обработке // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. — 2020. — Т. 18. — № 2. — С. 4—12. DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-2-4-12.

32. Хоботова Э. Б., Игнатенко М. И., Беличенко Е. А., Поникаровская С. В. Радиационные свойства отходов угледобывающей и теплоэнергетической отраслей // Безопасность труда в промышленности. — 2020. — № 8. — С. 60—67. DOI: 10.24000/0409-2961-2020-8-60-67.