Совершенствование технологии выщелачивания металлов при разработке рудных месторождений

Устойчивый рост потребления минерального сырья, истощение доступных для добычи ресурсов и изменение географии освоения рудных месторождений увеличивают актуальность проблем совершенствования технологий добычи металлов, в том числе, новыми методами. Цель исследований этого направления состоит в определении и обосновании перспективных инновационных технологий, в том числе, выщелачивания металлов из хвостов первичной переработки, для обеспечения устойчивой работы предприятий горной отрасли промышленности. Исследована эффективность освоения реечных буровых установок, ускоряющих решение проблем подземного скважинного и блокового выщелачивания руд, а также накопленных в отвалах неактивных отходов. Доказано, что производительность бурения скважин различного назначения, определяющая скорость вскрытия и освоения рудных запасов, при определенных условиях может быть увеличена. В рамках второго направления раскрыт механизм извлечения металлов и показан эффект механоактивации минеральных отходов добычи и переработки при переводе их в категорию техногенных месторождений. Установлено, что степень извлечения свинца нелинейно возрастает по полиномиальному закону с увеличением массовых долей реагентов при высокой частоте вращения роторов. Выявленные особенности и закономерности применимы для обоснования параметров устойчивых геотехнологий комплексного освоения месторождений полиметаллического сырья. Результаты исследований могут быть востребованы при модернизации действующих и проектируемых предприятий горного и обогатительного профиля, а также для подготовки кадров высшей квалификации.

Голик В. И., Кондратьев В. В., Романова В. В., Конюхов В. Ю., Опарина Т. А. Совершенствование технологии выщелачивания металлов при разработке рудных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7-1. – С. 5–14. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_71_0_5.

Голик Владимир Иванович — д-р техн. наук, профессор, Московский технологический университет (МГТУ); главный научный сотрудник, Геофизический институт Владикавказского научного центра РАН, e-mail: v.i.golik@mail.ru, Elibrary: 497371, Scopus Author ID: 6602135324, Researcher ID: U-9000-2019, ORCID ID: 0000-0002-1181-8452,
Кондратьев Виктор Викторович — Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения РАН, e-mail: v.kondratiev@igc.irk.ru,
Романова Виктория Викторовна — Забайкальский государственный университет, e-mail: romanova181@mail.ru,
Конюхов Владимир Юрьевич¹ — e-mail: konyukhov_vyu@mail.ru, Опарина Татьяна Александровна¹ — e-mail: tatianaop@ex.istu.edu,
¹ Иркутский национальный исследовательский технический университет.

Голик В.И., e-mail: v.i.golik@mail.ru.

1. Krausmann F., Gingrich S., Eisenmenger N., Erb K. H., Haberl H., Fischer-Kowalski M. Growth in global materials use, GDP and population during the 20th century // Ecological Economics. 2009, vol. 68, no. 10, pp. 2696—2705. DOI: 10.1016/j.ecolecon.2009.05.007.

2. Gendler S. G., Rudakov M. L., Falova E. S. Analysis of the risk structure of injuries and occupational diseases in the mining industry of the Far North of the Russian Federation // Natsional'nyi Hirnychyi Universytet. Naukovyi Visnyk. 2020, no. 3, pp. 81—85. DOI: 10.33271/nvngu/2020-3/081.

3. Рубинштейн Дж. Б., Суонсон А., Холушко М. Э., Шаоцян З., Зияджа Д., Анастассакис Г., Боканьи Л., Сачдев Р. К., Бектурганов Н. С., Айбулдинов Э. К., Бляшке В., Байч И., Де Корте Г. Дж., Озбайоглу Г., Лаурила М., Дженкинсон Д., Воробьев С. А. Обогащение угля в мире — современное состояние и мировые тенденции: обзор // Горный журнал. — 2016. — № 6. — С. 4—55. DOI: 10.17580/gzh.2016.06.01.

4. Гульбин Ю. Л., Акбарпуран Хайяти С. А., Сироткин А. Н. Минеральный состав и термобарометрия метаморфических пород Западного Ню-Фрисланда, Шпицберген // Записки Горного института. — 2023. — Т. 263. — С. 657—673.

5. Ilyushin Y. V., Pervukhin D. A., Afanaseva O. V. Application of the theory of systems with distributed parameters for mineral complex facilities management // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2019, vol. 14, no. 22, pp. 3852—3864.

6. Куликова А. А., Овчинникова Т. И. Региональный критерий отнесения горно-промышленных регионов к территориям с наибольшей подверженностью геоэкологическим изменениям // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 27—34. DOI: 10. 21177/1998-4502-2023-15-1-27-34.

7. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геотехнических рисков в шахтном и подземном строительстве // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 7—16. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-7-16.

8. Ilyushin Y. V., Kivayev I. N., Novozhilov I. M. Classification of modern educational programs by functional purpose / Proceedings of 2017 IEEE 6th Forum Strategic Partnership of Universities and Enterprises of Hi-Tech Branches (Science. Education. Innovations), SPUE 2017. 2017, pp. 96—99. DOI: 10.1109/IVForum.2017.8246061.

9. Malyukova L. S., Martyushev N. V., Tynchenko V. V., Kondratiev V. V., Bukhtoyarov V. V., Konyukhov V. Y., Bashmur K. A., Panfilova T. A., Brigida V. Circular mining wastes management for sustainable production of Camellia sinensis (L.) O. Kuntze // Sustainability. 2023, vol. 15, article 11671. DOI: 10.3390/su151511671.

10. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геоэкологических рисков при ведении открытых и подземных горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 1. — С. 205—216. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-205-216.

11. Golik V. I., Klyuev R. V., Martyushev N. V., Kondratiev V. V., Tynchenko V. S., Gladkikh V. A., Iushkova L. V., Brigida V. Reuse and mechanochemical processing of ore dressing tailings used for extracting Pb and Zn // Materials. 2023, vol. 16, article 7004. DOI: 10.3390/ma16217004.

12. Воробьев С. А., Воробьев А. А. К проблеме формирования основных ценностей будущего механики горных пород (взгляд издателя) // Горный журнал. — 2020. — № 1. — С. 7—11. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.01.

13. Rakishev B. R., Bоndаrenkо V. I., Маtayev М. М., Kenzhetayev Z. S. Influence of chemical reagent complex on intensification of uranium well extraction // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2019, no. 6, pp. 25—30. DOI: 10.29202/nvngu/20196/4.

14. Комащенко В. И., Атрушкевич В. А., Качурин Н. М., Стась Г. В. Эффективность скважинных зарядов при разрушении горных пород взрывом // Устойчивое развитие горных территорий. — 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 191—198. DOI: 10.21177/1998-4502-2019-11-2-191-198.

15. Анищенко В. И., Атрушкевич В. А. Влияние конструкции буровой установки на эффективность бурения скважин // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 3. — С. 383—393. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-3-383-393.

16. Хайрутдинов М. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Тюляева Ю. С., Хайрутдинов А. М. Бесцементные закладочные смеси на основе водорастворимых техногенных отходов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг гeоресурсов. — 2020. — Т. 331. — № 11. — С. 30—36. DOI: 10.18799/24131830/2020/11/2883.

17. Yushina T. I., Krylov I. O., Valavin V. S., Toan V. V. Old iron-bearing waste treatment technology // Eurasian Mining. 2018, no. 1, pp. 16—21. DOI: 10.17580/em.2018.01.04.

18. Rasskazova A. V., Sekisov A. G., Kirilchukirilchu M. S., Vasyanovvasyanov Y. A. Stage-activation leaching of oxidized copper—gold ore: Theory and technology // Eurasian Mining. 2020, no. 1, pp. 52—55. DOI: 10.17580/em.2020.01.10.

19. Minagawa M., Hisatomi S., Kato T., Granata G., Tokoro C. Enhancement of copper dissolution by mechanochemical activation of copper ores: Correlation between leaching experiments and DEM simulations // Advanced Powder Technology. 2018, vol. 29, no. 3, pp. 471—478. DOI: 10.1016/j. apt.2017.11.031.

20. Basturkcu H., Achimovičová M., Kaňuchová M., Acarkan N. Mechanochemical pretreatment of lateritic nickel ore with sulfur followed by atmospheric leaching // Hydrometallurgy. 2018, vol. 181, pp. 43—52. DOI: 10.1016/j.hydromet.2018.08.016.

21. Голик В. И., Лукьянов В. Г., Хашева З. М. Обоснование возможности и целесообразности использования хвостов обогащения руд // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2015. — Т. 326. — № 5. — С. 6—14.

22. Galle E. M., Woods H. B. Variable weight and rotary speed for lowest drilling cost. AAODC Annual Meeting. American Petroleum Institute. New Orleans, LA, USA, 1960.

23. Galle E. M., Woods A. B. Best constant weight and rotary speed for rotary rock bits / API Drilling and production practice. 1963, pp. 48—73.

24. Bourgoyne A. T. Jr., Millheim K. K., Chenevert E. M., Young F. S. Jr. Applied drilling engineering, society of petroleum engineers. Richardson, TX, USA, 1991, p. 226.

25. Голик В. И., Разоренов Ю. И., Страданченко С. Г., Хашева З. М. Принципы и экономическая эффективность комбинирования технологий добычи руд // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов — 2015. — Т. 326. — № 7. — С. 6—14.

26. Джиоева А. К., Бригида В. С. Пространственная нелинейность динамики выделения метана в подземных скважинах для устойчивой добычи полезных ископаемых // Записки Горного института. — 2020. — Т. 245. — С. 522—530. DOI: 10.31897/PMI.2020.5.3.