Техногенное минеральное сырье горнодобывающей промышленности

В горнодобывающей промышленности техногенное минеральное сырье образуется из отходов разработки, обогащения и первичной переработки твердых полезных ископаемых, что может составить различные типы техногенных месторождений.

Техногенные месторождения, приуроченные к сухим отвалам

При разработке вскрышные (породы до рудного тела) и вмещающие руду породы превращаются в сыпучую массу с различным размером обломков, и изменения этих пород заключаются в разрушении сплошности и перемешивании горной массы. При сухой переработке и обогащении полезных ископаемых исходную породу подвергают дроблению и сортировке, обычно по размеру и плотности. Таким образом, отходы разработки месторождений и отходы сухого обогащения полезных ископаемых представлены обломочной массой, в которой присутствуют как крупные глыбы, так и тонкообломочный материал. По вещественному составу и свойствам они близки к природному сырью, а иногда даже аналогичны ему. Внутреннее строение сухих отвалов определяется составом и количеством пород, порядком складирования (рис. 7.48).

Рис. 7.48. Дифференциация отвальной массы при сухом складировании (по Е. С. Тумановой и др., 1991):

1 — крупные тяжелые куски (глыбы); 2 — мелкие легкие обломки Складирование пород сухим способом осуществляется с помощью одноковшовых и многоковшовых экскаваторов (абзетцеров), отвальных мостов, бульдозеров, консольных конвертерных отвалообразователей. При этом образуются одноярусные и многоярусные (рис. 7.49) сухие отвалы селективного складирования.

Сухие отвалы могут иметь форму плоскую пластообразную и террасированную, коническую (терриконники) и гребневидную. Откосы характеризуются различной устойчивостью. Сложены они разнозернистым, в различной степени слежавшимся кусковым материалом, часто состоят из пород разного состава.

Рис. 7.49. Многоярусный сухой отвал селективного складирования (по Е. С. Тумановой и др., 1991):

1—3 — породы различного состава Гравитационная дифференциация пород в сухих отвалах проявляется незначительно. Закономерности формирования могут нарушаться в результате различного рода деформаций, например, оползней (рис. 7.50).

Рис. 7.50. Деформированный сухой многоярусный отвал (по Е. С. Тумановой и др., 1991):

1—4 — породы различного состава; 5 — ложе отвала Отвальные хвосты и шламы, образующиеся при обогащении минерального сырья, содержат недоизвлеченные в концентрат основной полезный компонент и сопутствующие элементы — примеси. В зависимости от генетических типов месторождений и содержаний в них ценных компонентов выход отходов в отвальные продукты составляет: 50—70% для руд черных металлов; 80—95% цветных; 98—99% благородных и редких.

Содержание полезных компонентов в хвостах невелико и при применяемой в настоящее время технологии переработки они не могут быть извлечены. С развитием новой технологии и оборудования отходы переработки можно будет эффективно использовать.

Промышленную ценность в техногенных месторождениях, приуроченных к сухим отвалам, могут иметь следующие новообразования [27]:

• 1. Породы селективного складирования, которые в естественном виде удовлетворяли требованиям промышленности к качеству соответствующего вида сырья и не были загрязнены при экскавации, транспортировке и складировании. Большинство дробленных скальных пород различного генезиса и состава, а также валунно — гравийно — песчаные породы могут служить сырьем для получения бутового камня, щебня, крупного строительного песка, использоваться для закладки (засыпки) горных выработок, в качестве рекультивационных материалов, при мелиорации земельных угодий и др. Дробленые известняк, мел, мергель, каолинитовая глина, глинистый сланец, гипс, опока, трепел, диатомит, пепел, туф, трасс, пемза, витрофир, «глиеж» могут быть использованы в качестве основных компонентов или активизирующих добавок в шихту для производства цемента; дробленый известняк, кроме того — для производства строительной извести; кварцевый песок, дробленый известняк, мел, мрамор, доломит, пегматиты — в качестве стекольного сырья, строительной керамики и сантехизделий; дробленые пемза, вулканический шлак, вулканический туф, диатомит, опока, трепел — в качестве заполнителя для легкого бетона и теплоизоляционных материалов; песчаные фракции кварцевых, кварцевосиликатных и силикатных хвостов обогащения руд — в качестве строительного песка и сырья для производства стеновых материалов. При этом технология производства не претерпевает принципиальных изменений.
• 2. Перемешанные в процессе складирования или деформации отвалов горные породы, приобретшие новые свойства, могут быть использованы в традиционных производствах или для изготовления принципиально других материалов.
• 3. Рудные или промышленные минералы (элементы), накопившиеся в старых отвалах в результате недоизвлечения и обогащения за счет выноса ряда компонентов. Чтобы оценить отвал как техногенное месторождение, необходимо установить, какие породы в нею поступали, в каком порядке и в каких соотношениях.