Технология утилизации шламов станций нейтрализации кислых рудничных вод

А.А. Зубков, (главный технолог, кандидат технических наук)

З.М. Шуленина, (генеральный директор, кандидат экономических наук. ООО «Экомет Плюс», Москва)

 
Журнал Маркшейдерия и Недропользование

Шламы станций нейтрализации кислых рудничных вод – осадок, полученный в результате известкования кислых вод и накапливаемый в специальных прудах-отстойниках, занимающих сотни гектаров земли. Только в прудах-отстойниках Уральского региона накоплено более 15 млн. т шламов. Среднее содержание меди в них от 0,3 до 12%; цинка – 0,3-8,5%; железа – 15-25%. Основой шламов является кальцит и гипс.

Непосредственно на Гайском ГОКе за 50 лет эксплуатации Гайского медно-колчеданного месторождения в двух прудах-отстойниках, занимающих более 150 га земли, накоплено более 370 тыс. м3 шламов станций нейтрализации кислых подотвальных, карьерных и рудничных вод. Основными источниками образования шламов являются подотвальные воды, образующиеся в отвалах вскрышных пород и забалансовых руд.

Отвал №1 сформирован породами из карьеров №1 и №3, отсыпанными в 3-4 яруса, высотой по 15-20 м. Площадь отвала 3500 тыс. м2, высота – 60-80 м, объем вскрышных пород – 160,8 млн. м3, в том числе скальных пород – 123,0 млн. м3. В северо-западной части отвала (специальный отвал №14) заскладированы забалансовые руды в объеме 10,4 млн. т. Площадь отвала №14 230 тыс. м2, среднее содержание полезных компонентов приведено в табл.1. Восточный и северо-восточный секторы отвала на площади около 650 тыс. м2 содержат значительное количество рудного материала. Ориентировочно запасы меди оцениваются в 31,15 тыс. т, цинка – 19,7 тыс. т.

Таблица 1

Химический состав забалансовых руд Гайского месторождения (отвал №14)

Содержание, %

Cu

0,56

Zn

0,44

S

12,22

As

0,041

Со1)

0,0208

Cd1)

0,0033

Содержание, г/т

Au

0,32

Ag

5,2

Se

38,7

He1)

4,5

In1)

2,1

Te

32,4

Ta1)

6,0

Ge1)

1,8

 

Отвал №2 площадью 1800 тыс. м2 сформирован породами карьера №2; объем заскладированных пород – 63,3  млн. м3, в том числе скальных пород – 46,7 млн. м3, содержащих значительные количества рудного материала. Оценочные запасы меди – не менее 240 тыс. т.

При взаимодействии атмосферных осадков и кислорода воздуха с породами отвалов происходит естественное  выщелачивание сульфидных минералов, и инфильтрационные потоки, так называемые подотвальные воды, выклиниваются в подошве отвалов в виде родников. По химическому составу эти воды сульфатные (содержание сульфат-иона от 6,4 до 32,8 г/дм3) высокоминерализованные, кислые (рН от 2,0 до 3,9), обогащенные сульфатами меди, цинка, железа, алюминия, кремнекислотой.

Динамические запасы подотвальных вод составляют около 2800 м3/сутки или более 1,0 млн. м3/год. Они неравномерны в годовом цикле и зависят от количества атмосферных осадков. С этими водами ежегодно из заскладированных забалансовых руд и пород выносится ориентировочно около 1000 т меди, 580 т цинка, 3700 т железа общего и значительные количества других металлов и элементов. При таких темпах выноса металлов отвалы Гайского ГОКа еще, по меньшей мере, будут поставлять с подотвальными водами медь в течение 250-300 лет.

Результаты наблюдений в течение последних 15 лет показывают, что химический состав подотвальных вод все более трансформируется в сторону увеличения кислотности, концентраций сульфатов тяжелых металлов, общей минерализации и уменьшения гидрокарбонатов (табл.2).

Читать далее

© А.А. Зубков, З.М. Шуленина, "Маркшейдерия и недропользование" № 2 - 2010г.