Відходи гірничорудного виробництва -нові важливі види мінеральної сировини

Науковими дослідженнями, геологорозвідувальними роботами, практикою і досвідом діяльності гірничодобувних та переробних підприємств доведено, що родовища корисних копалин є переважно комплексними, тобто дво- та більше компонентними. Додаткові корисні компоненти містяться у металевих і неметалевих рудах, вугіллі та іншій мінеральній сировині, а також у складі вмісних шахтних і розкривних порід. Унаслідок кекомплексної розробки родовищ після видобутку та збагачення основної корисної копалини решта мінеральних ресурсів у вигляді попутно добутих порід та відходів збагачування потрапляє зазвичай у відвали, де зберігається у сумісних або селективних формах складування.

Сьогодні такі відходи виробництва надзвичайно великі. У світовому масштабі у відвалах кар'єрів і шахтних териконів нагромадилося понад 20 млрд. м³ порід. За даними О.Й. Бента, на території України щороку накопичується 1,5-2,5 млрд. т твердих техногенних відходів, а у відвалах є понад 25 млрд. т розкривних, вмісних шахтних порід, відходів збагачення руд та вугілля, металургійних, енергетичних шлаків, інших відходів.

У таких відходах, як виявлено геологорозвідувальними роботами, зосереджені значні маси цінних компонентів, які треба трактувати як техногенні (антропогенні) родовища корисних копалин. Ці відходи є важливими новими видами мінеральної сировини. Велика кількість промислових відходів разом зі стічними водами потрапляє у водний басейн, а у вигляді газів - в атмосферу, забруднюючи довкілля, а подекуди навіть створюючи небезпечну екологічну ситуацію. Запобігти цим негативним явищам можна тільки шляхом комплексної розробки родовищ. А для цього потрібне вивчення, перш за все мінералого-технологічне, відходів виробництва, розробка безвідходної технології, яка, на думку А.І. Гінзбурга, ставить перед мінералогами і технологами низку нових проблем. Найважливіші з них такі.

По-перше, утилізація різних відходів виробництва - порожніх відвалів, хвостів збагачувальних фабрик, шлаків, золи вугілля, відвальних продуктів гідрометалургійної переробки (кеків, шлаків), які нагромадилися на багатьох уже відроблених або ще експлуатованих родовищах, на територіях гірничо-збагачувальних і гірничо-металургійних комбінатів. Гори цих відвалів, шлаків і золи забруднюють атмосферу газами і пилом, часто потрапляють у воду. Водночас багато з них містять рідкісні метали, золото та інші цінні компоненти, на які раніше не звертали уваги. Отже, вивчення цих вторинних продуктів має велике господарське значення. Вони потребують мінералого-геохімічного і технологічного дослідження для виявлення у них цінних компонентів і можливостей їхньої переробки та утилізації.

По-друге, розробка безвідходної технології на підприємствах, що їх будують і проектують, за якої всі компоненти руди будуть утилізовані. Йдеться про використання передусім різної неметалічної сировини керамічних і вогнетривких матеріалів, кварцового продукту, слюдяного скрапу і слюдяного флотоконцентрату, цементної сировини, бутового каменю. Адже є багато родовищ, руди яких можна утилізувати майже повністю. Потрібно також вивчати можливість утилізації кеків, шлаків, залишкових продуктів від переробки концентратів різними методами гідрометалургії. Тут важливу роль відіграють мінералогічні дослідження. Наприклад, під час вивчення кеків рідкісноземельного виробництва виявлено, що вони сильно збагачені флюоритом, який може слугувати джерелом одержання плавикової кислоти, а силікатні продукти, що залишилися після видобутку зі слюд методами іонного обміну рідкісних лугів, можна використати для виробництва скла.

По-третє, утилізація вмісних порід у разі відкритої розробки родовищ. Тут ідеться про необхідність мінералогічного, петрографічного і фізико-

механічного вивчення вмісних порід, що потрапляють у покрівлю, І з'ясування можливості їхнього використання як джерела металів, вапна, цементної сировини, будівельних матеріалів, наповнювачів бетону, гравію, бутового каменю тощо. Таке використання вкрай необхідне і важливе, оскільки підвищує рентабельність розробки родовищ.

Усі ці проблеми надзвичайно актуальні для України. Адже недосконалість технології видобутку і переробки мінеральної сировини, вузька спрямованість на одержання якого-небудь "відомчого" продукту, низький ступінь видобутку корисних копалин і, відповідно, невисокий рівень безвідходного виробництва призвели до низки негативних наслідків. Само утворення відходів у багатьох випадках свідчить про неповне, некомплексне використання надр і безповоротну їхню втрату. Це зумовлює вилучення великих площ досить продуктивних українських земель зі сфери сільського господарства. Величезної шкоди зазнає довкілля, що виявляється в різноманітному забрудненні атмосфери і гідросфери, у внесені в зону гіпергенезу великої кількості важких металів, сірки, солей та інших шкідливих компонентів.

Якщо у розвинених країнах утилізують від 65 до 80 % відходів, то в Україні тільки 12-16 %. Сьогодні в головних гірничорудних регіонах країни (Донбас, Кривий Ріг, Придніпров'я і Прикарпаття) з уже закладеною інфраструктурою розміщені десятки й сотні великих і малих (за об'ємами гірської маси) техногенних (вторинних) родовищ різноманітної мінеральної сировини, яка лежить на поверхні, подекуди роздрібнена і попередньо підготовлена до розробки. Спеціальні розрахунки свідчать, що переробка тільки річного виходу мінеральних відходів відповідних галузей промисловості дасть змогу одержати за рік 10-15 млн. т залізної руди, близько 10 млн. т вугілля, понад 1 млн. т манганової руди, а також сірку, флюсову, цементну, керамзитову та іншу сировину. Переробка, утилізація шлаків, шламів та інших відходів металургійного, хімічного, гальванічного та іншого виробництва у разі впровадження сучасних технологій може дати значні кількості так потрібних для України кольорових і рідкісних металів. Із вторинних мінеральних ресурсів можна отримати також цілу низку неметалічних корисних продуктів: будівельні матеріали, сировину для виробництва вогнетривів, грубої і тонкої кераміки, керамзиту, цементу, скла, кам'яного лиття, сульфатно-калійних і фосфатних добрив тощо.

Отже, з відходами виробництва пов'язані надзвичайно різноманітні техногенні родовища, які є важливими новими видами мінеральної сировини, їхнє залучення у практичне використання сприятиме рентабельності підприємств і поліпшенню екологічного стану в регіонах.