Повышение эффективности разработки рудных месторождений с учетом взаимосвязи геоэкологических и технологических процессов

Секисов, Артур Геннадиевич

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности разработки рудных месторождений с учетом взаимосвязи геоэкологических и технологических процессов"

На правах рукописи

СЕКИСОВ Артур Геннадиевич

Повышение эффективности разработки рудных месторождений с учетом взаимосвязи геоэкологических и технологических процессов

Специальность: 25.00.36 - «Геоэкология» (по техническим наукам)

Авторефер ат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе (МГГРУ)

Научный консультант: Брюховецкий Олег Степанович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Игнатов Петр Алексеевич,

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Лопатин Владимир Никифорович, доктор технических наук, профессор

Чаплыгин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: Всероссийский институт минерального сырья (ВИМС)

Защита состоится «11» ноября 2004 г. в 1498 часов на заседании диссертационного совета Д 212.121.09 при Московском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе по адресу: 117997, Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, аудитория 5-67а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТТРУ имени Серго Орджоникидзе

Автореферат разослан «08» октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и сопутствующими им другими биологически активными элементами при разработке рудных месторождений возникает в результате их техногенной миграции, обусловленной комплексом интенсивных технологических воздействий на минеральную среду, и последующими физико-химическими и биохимическими гипергенными процессами. Кроме того, при использовании так называемых физико-химических геотехнологий добычи а также флотационных и химических способов обогащения руд в окружающую среду привносятся технологические реагенты, значительная часть которых обладает токсичными для биоты свойствами.

В области гидрогеохимии к настоящему времени получены существенные результаты в исследовании форм миграции элементов, их сорбции и десорбции, осаждения на геохимических барьерах и физико-химического взаимодействия с водной и минеральной средой. Вместе с тем, эти исследования были ориентированы только на изучение гидрогеохимических и экологических последствий технологических воздействий на минеральную среду.

Для разработки же эколого-защитных мероприятий в горном производстве, направленных на снижение уровня загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и реагентами, очевидно, необходимо знать не только гидрогеохимические последствия, но и технологические причины их миграционной активности.

Целенаправленных исследований взаимосвязи процессов техногенной миграции основных и сопутствующих рудообразующих элементов в окружающую среду с технологическими процессами добычи и переработки руд до настоящего времени не проводилось, что и определяет актуальность диссертационной работы.

Целью работы является научное обоснование путей снижения уровня загрязнения окружающей среды токсичными элементами и реагентами при разработке рудных месторождений на базе комплексных исследований взаимосвязи технологических процессов добычи и переработки природного и техногенного сырья с процессами миграции содержащихся в них металлов и повышения на этой основе эффективности разработки рудных месторождений.

В соответствии с этим в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Анализ состояния изученности проблемы техногенной миграции элементов при разработке рудных месторождений и, прежде всего, ее физико-химических параметров.

2. Установление особенностей ассоциирования и форм нахождения основных и сопутствующих миграционно-активных рудообразующих элементов в рудах и ореолах рассеяния, являющихся потенциальными загрязнителями окружающей среды, для наиболее распространенных генетических типов рудных месторождений и выявление их основных закономерностей.

3. Исследование процессов техногенной миграции основных и сопутствующих элементов в кристаллической среде, поровых и микротрещинных водах, обусловленной взрывными и механическими ' и вмещающие

породы.

4. Установление взаимосвязи техногенных форм миграций основных и сопутствующих элементов с технологическими параметрами Добычи, переработки и складирования некондиционных руд и хвостов обогащения.

5. Теоретическое обоснование технологических решений, направленных на снижение уровня загрязнения окружающей среды металлами и реагентами, на основе использования физических и физико-химических методов активации миграционных процессов в кристаллической и водной среде и процессов сорбции при добыче и переработке.

6. Экспериментальная проверка эффективности предложенных технологических решений на лабораторном и полупромышленном уровне.

7. Обоснование показателей эколого-экономической оценки горнотехнологических решений и критерия выбора оптимального варианта добычи и переработки руд.

Исследования проводились на базе конкретных объектов - рудных месторождений различных формационных типов: медно-молибденового, молибден-вольфрамового, кварц-касситеритового, золото-кварцевого, золото-сульфидно-кварцевого.

Основная идея работы заключается в том, что повышение эффективности разработки рудных месторождений достигается за счет существенного уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными элементами и технологическими реагентами на основе целенаправленного воздействия на процессы массопереноса и микроструктурных преобразований в добываемых рудах и перерабатываемых пульпах с учетом их взаимосвязи с миграционными процессами в окружающих массивах и техногенных объектах.

Основные защищаемые положения:

1. Выявленные особенности поэтапной техногенной миграции в подземные и поверхностные воды химических элементов и ее различные формы (в составе шламов рудных минералов, в виде ионов и нейтральных соединений, сорбированных глинистыми, слюдяными минералами, углистым веществом и разрушенными технологическими сорбентами, в виде простых и комплексных ионов) позволяют определить направления совершенствования технологических процессов с позиций снижения отрицательных экологических последствий от разработки рудных месторождений.

2. Соотношения количества приведенного по времени и ценности конечного продукта и количества приведенных по токсичности элементов, мигрирующих в окружающую среду, позволяют определять в комплексе экологическую и экономическую эффективность технологических решений по разработке рудных месторождений и производных от них техногенных образований и могут служить основой критерия выбора оптимального варианта.

3. Установленные закономерности ассоциируемости в рудах и первичных ореолах рассеяния миграционно-активных основных и сопутствующих рудообразующих элементов определяют возможность прогнозирования элементного состава основных загрязнителей окружающей среды при разработке рудных месторождений и техногенных минеральных образований и, соответственно, позволяют произвести предварительную геоэкологическую оценку этих объектов. Отличительной особенностью данных закономерностей является наличие основных

и локальных ассоциирующих групп элементов, генетически связанных с соответствующими типами интрузивных пород и производными от них метасоматитами и жильными структурами.

4. Образование непосредственно в водной фазе рудных пульп и технологических растворов высокоактивных экологически чистых ион-радикальных соединений кислорода и водорода, при использовании комплекса фотохимических и электрохимических процессов, позволяет обеспечить существенное снижение выхода загрязняющих окружающую среду реагентов, а также предопределяет последующее повышение извлечения как основных ценных компонентов, так и сопутствующих рудных элементов технологическими сорбентами.

5. Стадийная сорбция из пульп металлов с различным сродством к ионитам в сочетании с процессами электродиссоциации и электродиффузии ионов, извлечения их ионообменными смолами в прикатодных зонах, позволяет существенно снизить выход металлов в окружающую среду и повысить уровень извлечения ценных компонентов.

Научная новизна работы.

1. Установлены основные особенности и формы техногенной миграции металлов из различных источников: целиков, приконтурных неотработанных участков рудных тел, недовыпущенной разубоженной руды, отвалов, хвостохранилищ, рудного массива, подвергающегося взрывному воздействию, а также взаимосвязи загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами с технологическими процессами добычи и переработки. Предложены и обоснованы теоретические модели внутрикристаллических процессов миграции элементов во взаимосвязи с процессами активации поровых и конституционных вод при взрывном воздействии на рудные и вмещающие породные массивы, механическом дроблении и измельчении руд.

2. Выявлены закономерности ассоциируемости основных и сопутствующих, изоморфно включенных в кристаллическую решетку, образующих структуры внедрения или микроминералы рудообразующих элементов, позволяющие прогнозировать и оценивать для каждого генетического типа рудных месторождений соответствующий химический состав поллютантов, мигрирующих с подземными и поверхностными водами в окружающую среду.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования экологически чистого комплекса ион-радикальных пероксидно-гидроксидных соединений для выщелачивания металлов из руд и техногенного минерального сырья, продуцируемых непосредственно в жидкой фазе пульп, комплексом физических воздействий. Это позволило разработать промышленные методы повышения извлечения металлов при сорбционном выщелачивании и тем самым снижения уровня загрязнения окружающей среды реагентами и тяжелыми металлами.

4. Теоретически и экспериментально исследована возможность очистки сбрасываемых хвостов обогатительных фабрик и гидрометаллургических заводов от тяжелых металлов и других токсичных элементов и их соединений с использованием процессов предварительной сорбции элементов-примесей, электродесорбции их с природных минералов-сорбентов и последующей электросорбции специально подготовленными ионитами. Эти исследования позволили разработать методы прибыльного доизвлечения из хвостовых пульп элементов, являющихся для окружающей среды поллютантами.

5. Научно обоснован новый комплексный показатель эколого-экономической оценки эффективности разработки месторождения, основанный на идее установления количественных соотношений металлов, извлеченных из руд и техногенных источников, с приведением по времени получения и их ценности и металлов, мигрирующих в окружающую среду с учетом их токсичности. Предложенный показатель позволяет определить относительный уровень загрязнения окружающей среды токсичными элементами в расчете на единицу произведенного конечного продукта. Обоснованы, на базе предложенного показателя, критерий и методика совместной оптимизации первичной и вторичной добычи и переработки руд и техногенных образований.

Обоснованность и достоверность научных положений обеспечивается значительным объемом экспериментальных исследований, корректным теоретическим обобщением их результатов и фактических эколого-геохимических, физико-химических и технологических данных, подтверждением результатов лабораторных и полупромышленных экспериментов в реальных производственных условиях.

Практическая значимость работы заключается в разработке комплекса экологически эффективных технологических схем выемки, усреднения, механической обработки руд, пульпоподготовки, складирования некондиционных руд, технологии переработки руд, сортировки, извлечения и доизвлечения металлов из жидкой фазы пульп и растворов. Предложены прогрессивные технологические варианты добычи и переработки руд и отходов горного производства для условий Тырныаузского ВМК, Хрустальненского ГОКа, месторождений Кокпатас (Узбекистан) и Yellow Jacket (Штат Невада, округ Кларк, США), обеспечивающие снижение уровня загрязнения окружающей среды токсичными элементами и реагентами и повышение извлечения полезных компонентов.

Личный вклад автора состоит в постановке задач и их решении, разработке теоретической основы методов оценки процессов техногенной миграции металлов в окружающую среду при разработке рудных месторождений и обосновании технологических процессов, обеспечивающих существенное снижение загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и реагентами, в проведении лабораторных и полупромышленных экспериментов по их реализации.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались на научных международных конференциях МГГРУ (1992-1995, 1997-2004 гг.), научных семинарах геологических факультетов МГУ, Университета Лас-Вегаса (1995,1996 г.), Высшей Горной школы Денвера (1996 г.), технических советах проектного института СибЦветметНИИпроект (1984 г.), Тырныаузского ВМК (1985-1990 гг.), Хрустальненского ГОКа (1989,1990 г.), Навоинского ГМК (1995, 1996,1998-2000 гг.), Северного РУ НГМК (1995,1998-2000,2003-2004 гг.), ГМЗ-3 НГМК (1996-2000 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в отдельных разделах трех монографий, справочнике по открытым горным работам, 5 статьях и 11 тезисах конференций МГГУ и МГГРУ, а также отражены в 31 охранном документе (авторских свидетельствах СССР, патентах РФ и патенте США).

Объекты исследования. Техногенно-активированные миграционные процессы в минеральной и водной средах при взрывном, механическом и физико-химическом технологическом воздействии на массив, отбитую руду, рудные пульпы, отвалы и хвосты первичной переработки.

Структура и объем диссертации. Диссертаций изложена на 258 страницах машинописного текста, состоит из 5 глав, введения, заключения, списка литературы из 205 наименований, включает 17 таблиц, 19 рисунков, 9 приложений.

В главе 1 проведен анализ форм, стадий и масштабов техногенной миграции в окружающую водную среду реагентов и тяжелых металлов при разработке рудных месторождений. Проведен анализ изученности проблемы и обоснована ее актуальность.

Проанализированы источники техногенной миграции металлов, предложена их классификация. Обоснованы методические принципы оценки эколого-экономической эффективности принимаемых технологических решений и критерий выбора оптимального варианта технологии добычи и переработки.

В главе 2 приведены результаты теоретических исследований инициируемой взрывом и механическим воздействием техногенно-активированной миграции элементов-примесей в рудных и породных массивах, произведена оценка роли в этих процессах поровых и конституционных вод, рассмотрены предлагаемые автором технологии добычи и обогащения руд, снижающие миграцию металлов в окружающую среду.

В главе 3 приводятся результаты теоретической оценки взаимосвязи состава мигрирующих элементов в минеральной и водной средах, закономерности их ассоциирования, формы нахождения и распределения в рудных телах и окружающем породном массиве, возможности прогнозирования элементного состава загрязнителей при разработке рудных месторождений.

Глава 4 содержит описание теоретических и экспериментальных работ по комплексной физической активации водной фазы рудных пульп и растворов реагентов, обеспечивающей снижение потерь металлов, расхода реагентов и загрязнения ими окружающей среды.

Глава 5 посвящена теоретическим исследованиям и экспериментам по доизвлечению металлов из сбросньк хвостовых пульп на основе интенсификации процесса сорбции с использованием различных физических полей, оптимизации состава сорбентов с целью повышения их сорбционной емкости и селективности по присутствующим в технологических и сбросных растворах основным и сопутствующим элементам.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Формы техногенной миграции металлов в окружающую среду при разработке рудных месторождений.

Исходя из многообразия техногенного воздействия на окружающую среду при разработке месторождений, очевиден вывод, что его изучение требует совместного участия ученых различных специальностей и специализаций. Вместе с тем, соответственно горно-геологические проблемы экологической направленности представляют собой базовый объект исследования. Одной из таких проблем является проблема снижения загрязнения подземных и поверхностных вод тяжелыми металлами и другими биоактивными элементами и токсичными реагентами.

Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами при разработке рудных месторождений являются:

1) приконтурная часть породных массивов, подвергающаяся взрывному воздействию, рудные целики, недовыпущенные разубоженные руды;

2) отвалы вскрышных пород и некондиционных руд;

3) хвостохранилища.

При техногенном вскрытии поверхностей сульфидных минералов, вследствие комплекса последующих физико-химических и биохимических процессов с участием железоокисляющих и сероокисляющих бактерий, начинается миграция высвобождаемых из кристаллической решетки металлов в ионной форме. В отвалах и, в меньшей степени хвостохранилищах, ионную миграцию металлов ограничивают процессы окисления основных минералообразующих металлов кислородом (например, перехода молибденита Мо82 в повеллит Са[Мо04] и ферромолибдит Ре2[Мо04]-7Н20, халькопирита СиРеБг - в куприт Си20, гематит Ре203, гетит РеО(ОН) и др.). Миграция металлов из таких минералов практически прекращается. Кроме того, сульфатредуцирующие бактерии в результате своей жизнедеятельности могут восстанавливать серу и тем самым прекращать процесс миграции сульфатных комплексов.

В то же время за счет относительно низкой устойчивости сульфидных и окисных минералов к механическому и взрывному воздействию металлы могут мигрировать в окружающую среду из отвалов, зон обрушений и особенно - хвостохранилищ в составе мелких (от первых микрон до первых десятков микрон) минеральных частиц.

При значительной удаленности от постоянных ручьев, питающих реки, взвеси сульфидных минералов, мигрирующие из отвалов, преимущественно остаются в почвенном слое области сноса, впоследствии растворяясь комплексом органических фульвокислот и гуминовых кислот или при наличии метана, образуя токсичные комплексы с метил-радикалом. Особенно экологически значимы эти процессы для сульфидов, содержащих мышьяк, сурьму, ртуть, таллий.

Для снижения масштабов миграции металлов в форме шламов и ионов из отвалов, состоящих из некондиционных руд и горной массы из приконтактных зон и миграции их из хвостохранилищ, автором предложена технология совмещенного формирования этих техногенных образований, основанная на накоплении продуктивной минеральной фракции в локальных зонах с предварительной их гидроизоляцией и проведением сопровождающего и последующего активированного выщелачивания (авторское свидетельство СССР №1548416 от 17.02.1988 г.). Также в диссертации обоснована технология комбинированного предокисления сульфидных минералов с использованием низкоконцентрированных пероксидных соединений и последующего бактериального окисления с цикличным изменением параметров растворов, определяющих развитие различных по активности штаммов железоокисляющих и сероокисляющих бактерий (авторское свидетельство СССР №1578322 от 18.05.1988 г.).

Образование тонких шламовых частиц размером от первых единиц до первых десятков микрон особенно характерно для процессов измельчения руд, содержащих контрастные по прочностным характеристикам рудные и жильные минералы. Поэтому естественно предположить, что техногенная миграция металлов в виде взвешенных в подземных и поверхностных водах частиц может быть существенной и, соответственно, должна быть специально исследована.

Проведенный автором анализ литературных источников в области геохимии, гидрогеохимии и экологии не позволил выявить конкретные данные по этому вопросу.

Для общей предварительной оценки миграции металлов в форме шламовых частиц нами в ЦФХЛ Северного РУ Навоинского ГМК были проведены лабораторные опыты по довыщелачиванию металлов из жидкой фазы хвостов гидрометаллургического завода ГМЗ-3 после их отстаивания в течение 1-3 суток. При этом в отделившейся жидкой фазе по данным контрольных замеров 15 проб содержания сопутствующих золоту компонентов, переходящих в циановый раствор, составило: Zn, Си - меньше предела обнаружения прибора (0,008 и 0,030 мг/л соответственно), никеля от 0,10 до 0,37 мг/л. Поскольку основным источником этих элементов являются легко шламируемые гетит, гидрогетит, скородит, пирит, халькопирит и арсенопирит (цинк и никель собственных минералов не образуют, но входят в кристаллическую решетку рудных минералов в виде структур внедрения и изоморфных примесей), то в случае нахождения шламов этих минералов в виде неосажденных взвесей, после кислотно-перекисной обработки (до фильтрации) этой жидкой фазы, в ней должно возрасти содержание металлов за счет частичного растворения минеральной матрицы. Действительно, после обработки в фильтрате (объединенном) содержание цинка, меди и никеля соответственно составило 0,085, 0,07 и 1,12 мг/л. Кроме этого проводился и анализ золы фильтровальной бумаги с различными размерами пор, через которую пропускался фильтрат с растворяющими реагентами. Максимальное содержание железа, меди, кобальта, никеля, цинка, меди выявлено на фильтрах с минимальным размером пор. В периоды повышения выхода песковой фракции, при форсированной нагрузке на мельницы, шламовые частицы сульфидных минералов видны в микроскоп на фильтровальной бумаге после фильтрации проб хвостовых пульп смешанных руд.

В процессе проведения экспериментальных работ по цианированию золота из упорных руд месторождения Кокпатас диссертантом был отмечен следующий эффект: после выщелачивания в жидких пробах (общее количество проанализированных проб - 21) через 3-5 часов цианирования не обнаруживались медь и цинк. В то время как в первых жидких пробах, отобранных через 0,5-1 час после начала цианирования и в последующем в пробах ионообменных смол эти элементы выделялись в значительных количествах

По этим результатам логично предположить, что медь и цинк, помимо нахождения в шламах сульфидных минералов, после растворения в циановом растворе (в форме комплексных циансодержащих анионов), сорбируются активируемыми при измельчении минеральными частицами преимущественно глин и слюд. Для подтверждения этого предположения в фильтрат, полученный через 0,5 часа, 1 час и 1,5 часа после начала цианирования добавлялась глина с известным содержанием анализируемых металлов. После контакта с фильтратом содержание меди, никеля и цинка в глине возросло соответственно в 5,7,1,8 и 3,9 раза через час после начала цианирования. Несколько меньшие значения получены по другим временным интервалам. При наличии углистых включений в рудах, сорбция ими растворенных металлов из жидкой фазы пульп, может быть еще более значительной, что подтверждено анализом углистого вещества, выделенного из сульфидно-углистой рудной пульпы до ввода реагентов и после него (содержание золота и серебра в нем возрастает более чем на порядок).

Таким образом, правомерно говорить не только о наличии техногенной шламовой формы миграции металлов, но и о сорбированной, когда растворенные в ходе технологических процессов элементы переосаждаются на минеральные носители, которые в последствии, ввиду микронных размеров, могут переноситься в водах, транспортируя на себе сорбированные загрязнители. Причем в ходе технологических процессов рудоподготовки минералы-сорбенты активируются, что не позволяет без специальных мероприятий переосадить с них сорбированные металлы даже на ионообменные смолы.

В соответствии с результатами проведенных исследований предлагается выделять следующие формы техногенной миграции элементов в окружающую среду:

I. ШЛАМОВАЯ

а) главных рудных минералов, неизвлеченных в концентрат вследствие:

- недораскрытия при измельчении агрегатов тесного срастания с жильными минералами (сростков);

- тонкой вкрапленности или переизмельчения;

- наличия в руде неконтрастных (близких по физико-химическим свойствам) жильных минералов, вытесняющих рудные минералы при концентрировании в процессе обогащения;

б) сопутствующих рудных минералов: пирита, пирротина и др., которые содержат ряд ассоциирующих металлов в виде изоморфных примесей и включений микроминералов.

II. СОРБИРОВАННЫХ ИОНОВ

а) природными сорбентами (глинистыми минералами, минералами слюд, цеолитами, битумно-углистыми включениями и др.);

б) искусственными сорбентами, разрушенными в ходе технологических процессов (ионитами, активированным углем).

III. РАСТВОРЕННЫХ ИОНОВ И НЕЙТРАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

а) из непосредственно минеральных источников (руд и рудных пульп, нарушенных участков недр, обломочного материала отвалов, минерального вещества хвостохранилищ;

б) из перенесенных от первичных источников шламов и минералов-сорбентов.

Основным направлением снижения миграции тяжелых металлов из

хвостохранилищ, является, в первую очередь, уменьшение образования сростков и шламов (соответственно из-за недоизмельчения и переизмельчения руд).

С этой целью автором разработана технологическая схема усреднения -измельчения - пульпоприготовления, заключающаяся в следующем:

1) селективно извлеченную руду (по типам, выделенным по парагенетическим признакам - ассоциации рудных и жильных минералов и крупности вкрапленности) размещают по отдельным секциям усреднительного склада с двухстадийным усреднением по содержанию полезного компонента (внутри и между слоями штабеля) для каждого типа руд (АС №1751327 от 27.08.1990 г.);

2) усредненную руду по типам (т.е. отдельно) дробят и измельчают (в замкнутых циклах) в оптимальном для них режимах с учетом размера вкрапленности рудных минералов и доли минералов-абразивов (кварца, турмалина);

3) из измельченных отдельно по технологическим типам руд готовят пульпы, которые смешивают в зоне встречно-отраженных потоков в специальном смесителе (авторское свидетельство СССР №1422741 от 31.10.1986 г.) с целью получения оптимального содержания в твердой фазе пульпы технологически активных жильных и сопутствующих рудных минералов, не имеющих промышленной ценности.

Например, повышенное содержание сульфидных минералов, в том числе станнина в ассоциации с касситеритом, кварцем, полевым шпатом и карбонатами, уменьшает шламируемость касситерита, но снижает контрастность этих минералов по плотности и, следовательно, приводит к росту потерь касситерита при гравитационном обогащении. Поэтому усреднение по вещественному составу руд после измельчения объективно необходимо.

Предложенная технологическая схема была одобрена и принята к внедрению на Хрустальненском ГОКе.

В зоне отработки особенно интенсивно происходит миграция металлов в подземные воды из зон недовьпгущенных разубоженных руд и целиков, испытывающих статические и динамические (при прохождении взрывных волн) напряжения, а, следовательно, подвергающихся прогрессивному разрушению, вплоть до обрушений. Часто на дневной поверхности после обрушений целиков и потолочин формируются воронки, через которые в выработанное пространство поступают активные, насыщенные кислородом приповерхностные воды, содержащие также штаммы железоокисляющих и сероокисляющих тионовых бактерий (типа ТюЬаеПш ¡епошёаш и ТюЬаеПш Иосшёаш). В результате существенно снижается рН шахтных вод, появляется трехвалентное железо, являющееся активным окислителем, что в итоге приводит к выщелачиванию из нарушенных массивов и, особенно из зон недовыпущенной разубоженной руды меди, цинка, серебра, в меньшей мере молибдена, вольфрама, свинца, кадмия, висмута, бария и ряда других элементов. Кроме того, за счет биоокисления элементной серы сероокисляющими бактериями значительно повышается концентрация сульфат-анионов. Наиболее заметно этот процесс проходит при комбинированной разработке месторождений.

Для снижения масштабности таких процессов диссертантом предложена технология комбинированной разработки рудных месторождений (авторское свидетельство №1410602 от 02.04.1986 г.), заключающаяся в подаче через сбитые с кровлей камер верхнего этажа рудоспуски руды, добытой в карьере (идентичного вещественного состава, с чередующимися по содержанию металлов порциями - для усреднения качества при выпуске), непосредственно на выпускаемую руду. Доработка оставшихся запасов впоследствии осуществляется открытым способом. При этом относительно богатая руда зоны подземных работ выпускается полностью, а целики и потолочины не обрушаются. Кроме того, автором предложено маломощные фланговые участки рудных тел вывести из контура карьера и отрабатывать открытыми камерами с постепенным выпуском и послойным компенсационным заполнением их однотипной рудой, добытой в карьере. Наиболее актуально в свое время это техническое решение было для Тырныаузского ВМК при отработке восточного фланга Мукуланского скарна и получило одобрение руководства комбината.

Интенсивность миграции металлов, в подземные воды из целиков . и недовыпущенной разубоженной руды (составляющих общешахтные и эксплуатационные потери) может быть оценена по формуле:

0)

где С[ - содержание ьго металла в выходном потоке, мг/л;

Цд - удельная интенсивность растворения i-гo металла из .¡-го техногенного источника, мг/т-час;

Pj - количество руды в ¡-ом источнике, т;

- средний дебит воды через ¡-ый источник, л/час.

Коэффициент (Д, определяется эмпирически и зависит от рН и ЕЙ воды, концентрации перекиси водорода в микротрещинных водах, площади контактной поверхности.

Интенсивная миграция тяжелых металлов в шахтные или карьерные воды обусловлена высокой контактной поверхностью с рудными минералами, образовавшейся в результате развития взрывных трещин различного порядка. Появление микротрещин взрывного происхождения в кислых и средних интрузивных породах отмечено специалистами компании Пиллигрини на расстоянии более 1 км от места проведения взрывов.

Техногенная миграция металлов в кристаллической среде.

Для условий разработки рудных месторождений с использованием БВР большое значение имеет изучение инициируемых их действием начальных миграционных процессов металлов в целиках и приконтурных массивах.

Взрывное воздействие на массив горных пород помимо непосредственной деаинтеграции вызывает изменение микроструктуры кристаллов за счет энергетической активации узлов кристаллической решетки. Образовавшиеся в результате передислокаций атомов и ионов вакансии, как известно из физики твердого тела, имеют тенденцию к слиянию и формированию соответственно пор и микротрещин. Заполняясь водой, содержащейся в первичных порах и микротрещинах, эти структурные образования служат средой переноса мигрирующих в результате энергетической активации рассеянных (изоморфно замещающих) рудных элементов.

Поскольку в природных минералах широко проявлен изоморфизм, причем изоморфные включения имеют иные, в сравнении с замещаемыми атомами, ионный радиус, частоту колебаний и энергию связи, то при направленном воздействии на кристалл допустимо его энергетическое состояние, характеризуемое системой неравенств:

|Е, + ДЕф < Ес

[Е;+ДЕ;>Ес' (2)

где - энергия воздействия на атом (ион, электрон) кристаллической решетки минерала, Дж;

- квантомеханическая (флуктуационная) энергия атома (иона, электрона), Дж;

- энергия его связи с соседними атомами, Дж.

Соответствующими индексами «со штрихом» обозначены параметры

изоморфного включения.

» Ц..Р. н Я,

При прохождении взрывных волн в массиве горных пород (за пределами зон смятия) атомы кристаллической решетки минералов приобретают дополнительную (к квантомеханической) энергию и, соответственно, повышается вероятность разрыва их связи с соседними атомами. Причем, очевидно, этот процесс характерен для атомов элементов, являющихся изоморфными примесями, и атомов, локализованных между узлами кристаллической решетки. Следовательно, в первую очередь, начинается миграция атомов изоморфных примесей.

Кроме того, аналогичный процесс происходит в поровых и микротрещинных водах, причем в данном случае, при разрыве межмолекулярных и внутримолекулярных связей, образуются ионизированные атомы водорода -протоны, которые передают свою дополнительную энергию узлам кристаллической решетки и атомам, находящимся в междоузлии.

Для оценки реальных масштабов миграции элементов в активированной среде нами адаптирована известная теоретическая модель атомарной диффузии. Как известно из физики твердого тела, вероятность процесса обмена местами атомов и вакансий, перемещения атома в междоузлие или взаимный обмен местами узлов кристаллической решетки (со) определяется зависимостью:

со~а)0ект, (3)

где - энергия связи, Дж;

К - постоянная Больцмана, Дж/К;

Т - абсолютная температура, К;

- предэкспоненциальная константа.

Как известно из статистической физики, вероятность распределения энергетических и производных от них других параметров микрочастиц (например, относительных смещений, в том числе и в уравнении диффузии) подчиняется экспоненциальному закону, поэтому на основе приведенных выше формул правомерно записать:

ЕС+АЕ

(й (0 е" к7 -—

V - - °_ -а кт

К' " о)--ИТ"" • (4)

й)0е 1(1

где Ю„, Ю, Кв - соответственно вероятности, смещений активированного и неактивированного атомов и коэффициент возрастания диффузии;

АЕ - дополнительная энергия воздействия, Дж.

Таким образом, скорость диффузии в активированной твердой среде может быть определена произведением предложенного выше коэффициента возрастания диффузии (при активации) и начального коэффициента диффузии (до активации):

Д = Д0К,=Дое"£ (5)

где - соответственно коэффициенты диффузии до и после

активирующего воздействия.

Повышение концентрации атомов у поверхностного слоя решетки (структура Шоттки) может быть объяснено эффектом направленной диффузии возбужденных атомов. При этом существенно меняется характер межатомарных связей за счет взаимодействия между диффундирующими атомами металлов, что подтверждается

данными комплексного эмиссионно-спектрального анализа шламов сульфидных минералов, образующихся при длительном измельчении.

Кроме теоретических доказательств миграции атомов элементов-примесей, ассоциирующих с основными рудными элементами, при взрывных воздействиях на приконтурные массивы и при механической обработке отбитых руд, были проанализированы данные их опробования на содержание макро- и микроэлементов ассоциирующих рядов после длительного (до нескольких часов) измельчения на рольгангах. При увеличении продолжительности обработки материала до 8-12 часов, когда прекращается дальнейшее уменьшение крупности минеральных зерен, содержание элементов-примесей (для руд месторождения Кокпатас - кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк) в нем закономерно возрастало. Этот же эффект характерен и для дисперсного золота. В то же время содержание петрогенных элементов (кроме, естественно, железа, присутствующего в корпусе контейнеров и измельчающих стержнях) относительно исходных величин практически не изменяется, находясь в пределах допустимой вариации по отбираемым навескам и погрешности анализа.

Объяснение роста содержаний элементов-примесей в технологических пробах после длительной механической обработки минеральной массы может быть дано на основе предположения о процессе микроагрегации металлов после миграции их атомов к поверхностям кристаллов, что позволяет более полно выявлять их в процессе анализа. С экологических позиций взрывное воздействие проявляется не только наличием первичной миграции металлов в кристаллической среде, но и появлением шламовых продуктов.

Оптимизация параметров БВР, усреднения и измельчения должна производится во взаимосвязи и с процессами обогащения и с процессами миграции металлов в окружающую среду в форме шламов. Причем параметры БВР, как показывают результаты многих исследований, не должны быть жестко заданы по всему взрываемому блоку, а предпочтительно гибко локально оптимизироваться, исходя из изменчивости структурных, литолого-петрографических и минералого-геохимических характеристик массива. Автором на Тырныаузском ВМК, совместно с к.т.н. В.А. Хакуловым, установившем взаимосвязи между параметрами БВР, выходом различных фракций руды крупности после взрывания, перепуска по глубоким рудоспускам и показателями флотационного обогащения, предложена технология взрывной подготовки блоков, основанная 'на локальной корректировке формы и параметров сети взрывных скважин в зависимости от концентрационных и структурно-морфологических параметров оруденения, защищенная авторским свидетельством №1802131 от 02.01.1991 г. Информация о свойствах массива по нижележащему горизонту может быть получена по данным опробования бурового материала по перебуру взрывных скважин. В процессе геостатистического анализа данных опробования бурового шлама взрывных скважин ряда штокверковых и скарновых месторождений автором был установлен дискретный характер распределения рудообразующих элементов, что позволило обосновать способ опережающей и сопровождающей эксплоразведки, основанный на прогнозировании переходных зон в межскважинном пространстве (авторское свидетельство №1429790 от 26.10.1986 г.).

Показатели эколого-экономической эффективности разработки месторождений.

Разработка рудных месторождений с промышленно-экономической точки зрения представляет собой систему технологических процессов, обеспечивающих получение конечного продукта (концентратов, черновых и/или рафинированных металлов) из той части руд (рудной массы), которая на конкретном этапе оценки является прибыльным объектом эксплуатации.

Процесс разработки месторождений в первом приближении можно рассматривать как перевод металлов из условно статичного состояния (в недрах) в подвижное: извлеченный из руд металл используется в последующих производствах, а недоизвлеченный - в различных формах мигрирует в окружающую среду. Поскольку процесс разработки рудных месторождений, как правило, продолжается десятилетия, то в большинстве случаев те общерудничные и эксплуатационные потери металлов (в целиках, недовыпущенных рудах, спецотвалах, хвостохранилищах), которые на начальном этапе эксплуатации были экономически оправданы, через определенные периоды могут стать прибыльными объектами повторной разработки (переработки). В то же время, за счет миграции металлов из таких техногенных источников и процессов окисления (например, полиметаллических руд), последние с течением времени теряют свой экономический потенциал и их вторичная разработка становится менее прибыльной.

Таким образом, экологическая проблема загрязнения окружающей среды напрямую связана с проблемой экономического обоснования вторичных, а, следовательно, и первичных потерь металлов. При этом главной составной частью проблемы является обоснование критерия оптимизации, позволяющего соизмерять экономическую значимость первичных и вторичных потерь, которые прямо и косвенно определяются фактором времени.

По аналогии с коэффициентом извлечения из недр, определяемым соотношением извлеченного металла и металла, находившегося в недрах до разработки, соискателем предлагается использовать коэффициент экологической нагрузки (Кэ). Этот показатель представляет собой соотношение металлов, извлеченных в промышленные продукты из первичных (рудных залежей) и вторичных (хвостов обогащения и отвалов) источников с приведением по ценности и времени получения и металлов, мигрирующих в окружающую среду из этих же источников с приведением по токсичности (по ПДК) и времени поступления в окружающую среду:

N Т тт N1 ту

к^-1-',;' '"г—~ (6)

1-1 1=1 1ЩК1

где К, - коэффициент экологической нагрузки;

Мц, Мя - ¡-й металл, извлеченный в ^м году в виде концентрата или рафинированного продукта из недр и из техногенных объектов соответственно, т; Ци - ценность (прогнозная цена) металла, руб./т;

- полные расходы (затраты на добычу, переработку, налоги, транспорт), руб./т;

М0Ц - 1-й металл, мигрирующий в 1-м году в окружающую среду из недр и техногенных объектов, т;

Сц - расчетное содержание 1-го металла в подземных водах в 1-м году, рассчитывается по специальным методикам, известным в гидрогеохимии или принимается методом аналогий, мг/л;

Сцдй - ПДК 1-го металла в воде, мг/л;

N - количество извлекаемых металлов;

Т -общий период оценки объекта, лет.

При значительном количестве поступающих в окружающую среду реагентов или их высокой токсичности в знаменатель предложенной формулы в виде слагаемого вводится соответствующий приведенный параметр.

Использование предлагаемого показателя позволяет соизмерить относительную экономическую значимость получения основных и попутных ценных компонентов, извлекаемых из природных и техногенных источников (по соотношению прогнозной извлекаемой ценности и расчетных затрат на получение металлов, уплату налогов, транспорт и т.д.), а также косвенный экологический ущерб от миграции в окружающую среду.

Экологический ущерб, причиняемый окружающей среде загрязняющими веществами (реагентами, биоактивными элементами и, в частности, тяжелыми металлами), в предлагаемом показателе оценивается по соотношению расчетной концентрации их в водной среде и предельно допустимой концентрации, установленной в соответствующих нормативных документах.

Предлагаемый показатель эколого-экономической оценки принимаемых технологических решений по выбору способов и параметров разработки месторождений наиболее эффективно использовать в математическом моделировании, т.к. множество входящих в его состав параметров, в зависимости от выбираемого варианта, может принимать различные значения, а соответственно, число возможных их сочетаний возрастает в геометрической прогрессии.

На основании результатов математического моделирования могут быть выбраны не более нескольких вариантов для последующего более детального рассмотрения. Соискателем разработан вариант такой математической модели разработки рудных месторождений и техногенных образований с эколого-экономической оптимизацией ее параметров (рис. 1).

Ввод исходных параметров по блокам

-> i ~1+1

Расчет параметров извлечения при первичной

добыче и переработке по ¡-му варианту оконтуривания - выемки - рудоподготовки -обогащения по /-му году

т

Расчет количества извлеченных в конечный продукт металлов

Расчет количества мигрирующих в окружающую среду металлов из целиков по последующим годам (Г-г)

Расчет изменения показателей извлечения и миграционных потерь из хвостохранилищ и отвалов во времени с Г+/ года

Расчет количества мигрирующих элементов из хвостохранилищ и отвалов с 1+1 года

1+1 >N

Построение графиков, печать

1 t

STOP

Расчет параметров извлечения при вторичной добыче й переработке по;'-му варианту (из недр, отвалов, хвостохранилищ)

Расчет количества извлеченного из вторичных продуктов металлов

Расчет коэффициента экологической нагрузки по первичной (¡) и вторичной (/) добыче и переработке и поиск МАХ

Рис. 1. Блок-схема алгоритма оптимизации эколого-технологических параметров первичной и вторичной добычи и переработки.

Прогнозирование состава элементов-загрязнителей при геоэкологической оценке рудных месторождений.

Загрязняющие подземные воды металлы образуют в массиве ассоциирующие ряды, которые можно выделить для каждого генотипа связанных с ним пород.

В ореолах рассеяния, окружающих рудные тела и значительно превышающих их по площади (и объему), содержание некоторых металлов - ассоциатов выше их фонового уровня (для данного типа пород) на 2-4 порядка. В ореолах металлы и другие, концентрирующиеся совместно с ними, биоактивные элементы (например, Se, Те, Р), преимущественно присутствуют в форме изоморфных включений и структур внедрения (в межузловое пространство) кристаллических решеток породообразующих минералов как правило сложного элементного состава: амфиболы, хлориты, слюды (особенно серицит). Причем элементы-примеси, ассоциирующие с основными рудообразующими элементами с экологических позиций в большинстве случаев, ввиду их высокой биохимической активности, являются опасными для окружающей среды загрязнителями. Поэтому уже на стадии проектирования необходимо располагать геохимической информацией о составе и концентрациях сопутствующих компонентов руд, не только влияющих на извлечение основных ценных компонентов, но и являющихся для окружающей среды поллютантами.

Важно отметить, что ассоциирующие основные и сопутствующие элементы имеют определенные закономерности в строении ядер их атомов. В диссертации установлены закономерности ассоциирования элементов по основным генетическим группам интрузивных горных пород и связанных с ними метасоматитов.

Известно, что с ультраосновными и основными породами ассоциируют следующие элементы: хром, никель, кобальт, медь, титан, ванадий, углерод (алмаз), сера, палладий, платина, иридий, осмий, родий, рутений, теллур, селен, золото, серебро, мышьяк.

При этом наблюдается протонная кратность зарядов ядер атомов элементов, ассоциирующих с железом:

Ре26 - С027 - N¿28 - Си29 - 2л3о (Д = +1), Беге - Мп25 - Сг24 - У23 - "Пи (Л = -1)

Кроме того, протонная кратность наблюдается и для других, элементов, связанных с базитами - ульттбазитами:

Рг78 - 1гт7 - Оз76, Рё46 - Щ145 - Ицдд, В5 - Се - N7 (в алмазах).

Особенный случай для этой' генетической группы пород представляет ряд Сб - М£12 - Аг[8 (в газовых включениях) - СГ24 (А = 6).

Эта «углеродная» кратность характерна для кимберлитов (алмаз - пироп -хромит).

С группой кислых-средних интрузивных пород ассоциируют следующие рудные элементы: железо, медь, цинк, мышьяк, молибден, олово, вольфрам, свинец, уран, торий, серебро, золото, сера, селен, теллур, сурьма, ртуть, висмут, барий, которые входят в состав руд так называемых плутоногенных гидротермальных месторождений, представленных жилами и штокверками, скарновых и других месторождений, генетически связанных с метасоматическими и метаморфическими процессами во вмещающих породах.

Для этой группы горных пород, главным образом, характерна «кислородная» кратность зарядов ядер атомов элементов, образующих рудные минералы и формирующих ореолы рассеяния вокруг рудных тел (заряд ядра атома кислорода-8):

Fe26 - Seji - Мо42 - Sn50 - 2Cu29 (58) - 2As33 (66) - W74 - Pb82 - 3Zn30 (90).

На уровне минеральных ассоциаций этот ряд кратности элементов в пределах рудного поля полностью не проявляется, но на уровне микроминеральных и геохимических комплексов может даже расширяться за счет элементов-спутников, имеющих с основными элементами выделенного ряда кратность 1 - заряд ядра атома водорода. Например, в пирите и халькопирите могут наблюдаться ассоциации железо (26) - кобальт (27) - никель (28) - медь (29) - цинк (30). В монаците и бастнезите помимо церия (58) представлен практически весь ряд лантаноидов (5771). Кроме олова (50) в станнине присутствуют его изоморфные примеси -индий (49), кадмий (48), серебро (47). В пегматитах вольфрам (74) тесно ассоциирует на уровне минеральных парагенезисов с танталом (73). В тоже время элементы-соседи по периодической системе могут, наоборот, проявлять относительную минеролого-геохимическую альтернативность (кремний (14) -фосфор (15) - сера (16), молибден (42) - ниобий (41), сурьма (51) - олово (50)).

Таким образом, можно констатировать, что для кислых и средних интрузивных пород и связанных с ними метасоматитов, прожилковых и жильных образований, кроме основного ассоциирующего ряда химических элементов с кислородной кратностью, существуют вспомогательные ряды с протонной кратностью, причем элементы, образующие вспомогательные ряды, могут либо тесно ассоциировать, либо, наоборот, замещать друг друга.

При этом особенно важно, что ряд элементов-аналогов по строению внешней электронной оболочки, а соответственно по химическим свойствам группа периодической системы элементов,

группа), не ассоциируют в геологической среде. Таким образом, ассоциируемость элементов в геологической среде связана не столько с близостью их химических свойств, сколько с ядерной структурой их атомов.

В связи с этим правомерно предположить, что наблюдаемая ассоциируемость различных по химическим свойствам элементов, но имеющих близкую ядерную структуру, вероятно, связана с общностью процессов их нуклеосинтеза.

Выявленные закономерности ассоциируемости основных и сопутствующих рудообразующих элементов могут быть использованы для прогноза состава элементов-загрязнителей при разработке месторождений. Например, в амфиболовых и биотит-кордиеритовых роговиках Тырныаузского рудного поля отмечены не только высокие содержания молибдена и вольфрама, но и меди (29) - цинка (30), свинца (82) - висмута (83), олова (50) - индия (49) - кадмия (48), мышьяка (33) -селена (34), т.е. элементов, образующих ассоциирующий ряд с кислородной кратностью и их ближайшие соседи по периодической таблице, образующие ряды с протонной кратностью. Наличие в рудах и первичных ореолах рассеяния повышенных концентраций этих элементов могло быть спрогнозировано на стадии проектирования на основе приведенных выше закономерностей. Причем большинство из перечисленных элементов активно мигрируют из нарушенных взрывами массивов в подземные воды, имеющие поверхностный дренаж. В шахтной

воде рудника Молибден в концентрациях, значительно превышающих ПДК, выявлены медь (29), цинк (30), свинец (82), серебро (47), висмут (83).

Для полиметаллических оловорудных месторождений Кавалеровского рудного поля (Тигровое и Таежное), помимо основных рудообразующих элементов -меди (29) и олова (50), характерно наличие повышенных концентраций соответствующих элементов-спутников по вспомогательным ассоциирующим рядам - цинка (30), индия (49), кадмия (48), серебра (47). Причем эти элементы, обладая высокой биологической активностью как в отношении микрофлоры так и фауны, активно мигрируют в окружающую среду в виде простых катионов. В Кокпатасском рудном поле выражена ассоциация элементов-спутников, представленных изоморфными примесями и соответствующими микроминералами в пирите и арсенопирите (сульфидные и смешанные руды), а также гетите, гидрогетите и скородите (окисленные и смешанные руды) - кобальт (27), никель (28), медь (29), цинк (30). Все эти биоактивные элементы в основной своей массе мигрируют в различных формах из хвостохранилища в окружающую среду. На месторождении Yellow Jacket отчетливо наблюдается повышенный геохимический фон по таким элементам, как титан (22) - ванадий (23) - хром (24), кобальт (27) - никель (28), стронций (38) - иттрий (39) - цирконий (40), ртуть (80) - таллий (81) - свинец (82).

Практически такие ассоциации рудообразующих и сопутствующих элементов можно выявить для любого месторождения. Причем можно отметить, что почти все элементы-примеси обладают высокой биологической активностью как в отношении микрофлоры (особенно медь, цинк, серебро, сера, фосфор, селен), так и для растительных и животных организмов, а некоторые из них (бериллий, ртуть, таллий, кадмий, сурьма, мышьяк) являются высокотоксичными. Поэтому при оценке вариантов технологических схем добычи и переработки, по предложенному выше показателю экологической нагрузки, состав и укрупненные значения их концентраций могут быть спрогнозированы на основе использования выявленных ядерно-геохимических ассоциаций.

Обоснование путей снижения загрязнения окружающей среды токсичными реагентами и химическими элементами при разработке месторождений.

Проблема снижения загрязнения окружающей среды реагентами, используемыми при обогащении руд, в диссертационной работе решается на основе исследования процессов генерации в воде активных нетоксичных, быстрораспадающихся на свету, кислородно-водородных соединений перекисного ряда, обладающих окисляющими и комплексообразующими свойствами. Таким образом, частично заменяя ими основные реагенты, можно обеспечить такой же или даже больший технологический результат. Например, в лабораторных и промышленных экспериментах проведены опыты по цианидному выщелачиванию золота с использованием системы фотохимических и электрохимических процессов, в которых в жидкой фазе пульп и растворов образовывался ряд высокоактивных соединений, содержащих гидроксил-радикал и перекисные комплексы. Причем эти соединения содержатся в жидкой фазе пульп в незначительной концентрации и практически не окисляют цианиды и, соответственно, не образуют при реакции с ними цианатного комплекса. В этих экспериментах был получен существенный прирост извлечения золота на смолу при практически трехкратном снижении удельного расхода цианида натрия. Идея использования самой перекиси водорода не нова, и более того, реализована на практике при переработке

золотосодержащего концентрата в солянокислом растворе, но в данном случае речь идет именно о комплексе соединений перекисного ряда. Автором диссертации предложено для формирования такого комплекса соединений использовать комбинированные процессы фотоэлектролиза или радиоэлектролиза воды и водных растворов (патент США №5942098, приоритет от 12.04.1996 г.).

Суть предложенного способа заключается в облучении растворов ультрафиолетовым светом (длинна волны < 300 нм) или более жестким излучением в тонком слое приэлектродной зоны (напряжение на выходе блока питания, определяется конкретными условиями), где генерируется метастабильная «затравочная» перекись водорода, гидроксил-радикал, ионы гидроксония, атомарный и молекулярный кислород (у анода), метастабильная перекись, ассоциированная с гидроксил-ионом и диоксидом водорода (у катода). При поглощении высокоэнергетичных квантов излучения в приконтактных слоях (на границах пузырьков выделяющегося в приэлектродных зонах кислорода и водорода) этими радикалами и ионами происходят процессы их полимеризации и стабилизации. Соответственно происходит продуцирование более реакционно-способных соединений перекисного ряда (ОН)п и ОnНm и ион-радикальных комплексов. Кроме того, активный электролитический двухатомарный кислород, выделяемый на аноде, под действием ультрафиолетовых лучей переходит в атомарную форму, а затем частично в трехатомарную - озон, который при реакции с водой продуцирует стабильную перекись водорода. В свою очередь образовавшаяся стабильная перекись формирует при взаимодействии с гидратированными ионами и радикалами высокоактивные ион-радикальные комплексы. Такие комплексы образуются наряду с другими продуктами плазменных реакций (в том числе высокоэнергетичных электронов) в плазмохимических аппаратах, но в предлагаемой технологии, за счет их стадийного формирования и отсутствия выхода побочных продуктов, существенно снижаются общие энергозатраты.

Поскольку процессы взаимопревращения нуклонов (протонов и нейтронов) в атомных ядрах представляют собой фактически локальные зарядовые флуктуации (токи смещения положительных зарядов), то эти процессы вызывают и локальные изменения электрических полей в соответствующих секторах околоядерного пространства, а, следовательно, распределения плотности заряда в электронных оболочках. Чем сложней структурно организовано атомное ядро того или иного элемента, тем в большей мере проявлено влияние внутриядерных процессов на процессы, происходящие на уровне электронных оболочек. В частности эти эффекты качественно объясняют способность химических элементов к комплексообразованию, т.е. к опосредствованному образованию обобщенных молекулярных орбиталей между атомами, не имеющих между собой ковалентных или ионных связей. Полимеризованные активные ион-радикальные соединения кислорода и водорода скорее всего формируют с металлами-комплексообразователями метастабильные комплексы за счет высокой вероятности микрорезонанса обобществляемых электронных оболочек, т.к. комбинация соединений типа ОНп и OnHm фактически может являться рассредоточенной структурной копией ядер атомов с относительно большим количеством в нем нуклонов. В последующем при взаимодействии с гидратированным лигандом образуется стабильный металлосодержащий комплекс.

Использование высокоактивных соединений кислорода.и водорода особенно актуально для извлечения металлов из техногенных образований. Причем не только химическими и физико-химическими методами, но и их комбинацией с бактериальными методами, что существенно ускоряет процессы окисления железа и серы. Если процесс окисления сульфидных минералов в кучном варианте длится в летне-осенний период месяцы, в кюветном варианте не менее десяти суток, то при предлагаемом автором варианте траншейного физико-химического предокисления, время последующего бактериального доокисления составит не более 3,5 суток.

Проведенные автором исследования выщелачивания вольфрама, молибдена, меди, золота и других благородных металлов с использованием активированных растворов различного состава с использованием перекисных соединений показали реальную возможность существенного снижения расхода «основных» реагентов (например, NaCN с 0,03% до 0,01%) при повышении извлечения в раствор и на смолу основных извлекаемых (табл. 1) и сопутствующих металлов из руды (от 5-10%).

Таблица 1

Выход золота в жидкую фазу пульп при использовании стандартных и экспериментальных схем выщелачивания при лабораторном тестировании окисленных руд месторождения Кокпатас.

Название схемы Цианидная Щелонно-цианидная Хлоридная Марганцевая

Кош-роль ная Экспериментальная без мехак-тивации с мехак-тивацией без мехак-тивации с мехак-тивацией

без мехак-тивации с мехак-тивацией

Пробирный 0,90 0,72 - - 1,28 1,61 1,14 1,36

Атомно-абсорбционный 0,83 0,63 - - 1,18 1,42 1,07 1,38

SCAN 0,84 1,92 2,02 1,42 1,88 1,89 1,40 1,37

С-115 0,86 1,96 2,07 1,46 1,80 1,96 1,46 1,43

Содержание As 10"3% 426 416 408 - 417 - 429 -

Суммарный выход Аи -1,9 -3,0 - - -3,5 -3,7 -2,6 -3,0

Примечание: содержание золота приводится в г/т (твердая), мг/л (жидкая фаза);

содержание золота по входной пробе - 1,96 (пробирный анализ),

2,05 (атомно-абсорбционный анализ); содержание мышьяка - 434,2-10-3 %.

Причем в этом случае можно не только снизить загрязнение окружающей среды реагентами и тяжелыми металлами, но и повысить экономическую эффективность процесса за счет получения сопутствующих ценных продуктов, снижения расхода основных реагентов, а соответственно, в ряде случаев перейти на более дорогие но экологически безопасные химические соединения, например тиомочевину. Основной функциональной группой в этом соединении является как и

в цианидах щелочных металлов CN, но в данном случае атом углерода связан относительно прочно и с серой, поэтому в данном случае циановый комплекс не действует как самостоятельная реакционная единица. Использование пероксидно-гидроксониевого комплекса, формируемого с использованием фотоэлектролиза в сочетании с тиомочевиной, при приемлемых расходных параметрах (по электроэнергии и реагентам) успешно апробировано при укрупненном лабораторном выщелачивании золота и серебра из руд месторождения Yellow Jacket. Месторождение находится на территории черепахового заповедника и применение цианидов в данном случае запрещено. Тиомочевина же является соединением, легко разрушаемым в окружающей среде почвенными микроорганизмами.

В последующем для моделирования фотоэлектроактивационных процессов на больших объемах пульпы на ГМЗ-3 был подготовлен опытный реактор вместимостью 0,4 м3 с электродами, выполняющими также и функцию воздуховодов.

Для формирования пероксидногидроксидных комплексов в пульпе в реактор (в межэлектродное пространство) подавался воздух из фотоактиватора, оборудованного лампами ультрафиолетового излучения ДБ-36 (без защитных пленок), на выходе из которого концентрация озона достигала 20-50 мг/м3. Пробы пульпы и смолы отбирались только работниками ГМЗ-3 и передавались в две лаборатории (заводскую и ЦФХЛ Северного РУ НГМК). Анализы проводились пробирным (твердая фаза, смола) и атомно-абсорбционным (жидкая фаза, смола) методами анализа. В результате испытаний технологии по пяти реагентным схемам был также получен существенный прирост выхода золота в жидкую фазу и извлечения на ионообменную смолу от 22 до 98% относительно контрольных схем со стандартным цианированием и ионообменной сорбцией из пульп текущей переработки. При проведении этапа промышленных испытаний активационного сорбционного выщелачивания на ГМЗ-3 обрабатываемая пульпа поступала из щелевого делителя через кольцевой секционный электроактиватор в 4-й пачук цианирования. В первых трех пачуках производилась предварительная обработка пульп активированным воздухом и пробарботированным им щелочным раствором. Эксперименты показали, что снижение времени цианирования не только не снижает выход золота в жидкую фазу, но и позволяет уменьшить содержание в жидкой фазе пульп ионов серы и образование роданидов (за счет сульфатизации пероксидами поверхностей пирита и халькопирита) а также проявление эффекта сорбционного переосаждения металлов на глинистые и слюдяные минералы.

Следует отметить важное обстоятельство: независимо от работы активатора показатели эффективности работы цепочек, оцениваемой по рабочей емкости смолы в головном пачуке и ее выводе (т.е. по выходу металла), периодически меняются в течение года. Разница в работе цепочек, по-видимому, в основном обусловлена незначительным отклонением от ортогонального положения распределяющей пластины в головном пульподелителе и, главное, неравномерным вводом-выводом смолы по цепочкам. Поэтому при включении системы активаторов на «ведущей» цепочке, оценку их работы следует производить по его «приросту», а при испытании на «отстающей» необходимо определять сокращение среднестатистической разницы в выходе металла. Неслучайность прироста емкости

смолы в головном пачуке сорбции подтверждается тем обстоятельством, что даже при выводе смолы только с экспериментальной цепочки (в течение двух смен) показатели сорбции по всему ее разрезу были выше чем на контрольной, где смола продолжала насыщаться. Суммарное время проведения испытаний составило 87 суток, что многократно перекрывает среднестатистический период колебаний продуктивности работы цепочек, причем работа активаторов велась поочередно на обеих цепочках. При испытании технологии на «ведущей» цепочке прирост металла был выше среднестатистического, а на «отстающей» показатели извлечения только сравнивались с таковыми для контрольной цепочки (табл. 2).

Таблица 2

Выход металла по цепочкам в период проведения испытаний_

№№ п/п Металл по Металл по

Год и месяц работы экспериментальной контрольной Прирост, кг

цепочке, кг цепочке, кг

1 1-8.08.1998 г. II цепочка 72,38 48,88 25,50

2 1-30.10.1998 г. II цепочка 179,35 155,56 23,79

3 12-17.03.1999 г. I цепочка 61,20 39,32 21,88

4 17-21.03.1999 г. II цепочка 40,61 40,01 0,60

5 24-28.03.1999 г. II цепочка 24,14 24,97 -0,83

6 28.03-1.04.1999 г. I цепочка 19,45 19,37 0,08

7 21.08-21.09.1999 г. I цепочка 129,04 127,15 1,89

Общий прирост металла на экспериментальных цепочках относительно контрольных составил 72,91 кг (16%).

Повышение эффективности сорбционного доизвлечения элементов-загрязнителей из пульп.

Для снижения миграции в окружающую среду элементов в форме сорбированных активированными в ходе рудоподготовки минералами, обладающими сорбционными свойствами, необходимо своевременно вводить в пульпу соответствующие технологические сорбенты. Кроме того, целесообразно осуществлять десорбцию металлов с природных сорбентов (глинистых и слюдяных минералов, частиц углистого вещества), совмещая ее с процессом сорбции технологическими сорбентами. В связи с этим нами была предложена схема переработки пульп, включающая их предокисление, цианирование (не более часа), предварительную сорбцию примесей с перемещением смолы по ходу движения пульпы (3 часа), основную противоточную сорбцию и контрольную электросорбцию золота. Данная схема, испытанная на 17 технологических пробах окисленной, смешанной и сульфидной руды в лабораторных условиях параллельно с контрольными навесками, обработанными по традиционной схеме сорбционного цианирования, позволила обеспечить прирост извлечения на смолу от 12 до 50% по экспериментальным пробам (данные пробирного анализа). При этом основная часть примесей, существенно снижающих сорбционную емкость основной смолы по золоту (цинк, никель, медь, кобальт, в меньшей степени железо и серебро), по данным атомно-абсорбционного анализа десорбирующих растворов, была извлечена ионитом первой стадии сорбции.

Экологозащитную роль сорбционные процессы должны выполнять и при извлечении металлов из жидкой фазы и пленочных вод глинисто-слюдистых частиц сбросных пульп перед размещением их в хвостохранилищах. Учитывая значительные потери как основных (например, золота до 30%), так и попутных (серебро, палладий, медь, никель, кобальт - приближающихся по некоторым из них к 100%) компонентов в сбросных пульпах, эта задача имеет и важное экономическое значение.

Ряд экспериментов, проведенных нами с фотообработкой рудных пульп и растворов различного состава, содержащих иониты, показал, что емкость смолы (АМ-2Б) по золоту и некоторым платиноидам (платине, иридию, палладию) резко изменяется как в сторону увеличения, так и снижения относительно контрольной. По предварительным оценкам рабочая емкость фотоактивированной смолы зависит от: а) спектрального состава и плотности УФ-излучения; б) времени экспозиции; в) состава и толщины слоя раствора, покрывающего смолу.

При предварительном формировании в регснерационном растворе или непосредственно в жидкой фазе пульпы (не более чем за час до контакта с ионитом) пероксидногидроксидных комплексов и двухстадийной сорбции емкость смолы по золоту в лабораторных экспериментах возрастала не менее чем на 20%. При этом содержание серебра, меди и никеля в смоле первой стадии сорбции возрастало по сравнению с контрольной в несколько раз. Соответственно в промышленном варианте существенно снижается выход этих металлов в хвосты, а, следовательно, в последствии и в окружающую среду.

Недостаточно высокая эффективность традиционной ионообменной сорбции в первую очередь определяется (при соответствующем рН и времени контакта ионита с фильтратами или пульпой) низкими концентрациями извлекаемых ионов, поэтому, обеспечивая их локальное накопление перед сорбцией или непосредственно в процессе сорбции, можно решить задачу существенного повышения извлечения как основных, так и сопутствующих металлов из технологических и сбросных пульп. Реализация этой идеи наиболее просто может быть осуществлена путем целенаправленного воздействия на перемещающиеся с потоком пульпы (фильтрата) ионы электрическим и/или магнитным полем и локальным их замедлением в зоне сорбции за счет действия капилляр ных сил. Таким образом, ионы будут локально (в соответствующих объемах жидкой фазы) сконцентрированы, соответственно возрастает концентрационный градиент пленочной и гелевой фаз (в том числе и внутригелевых субфаз) ионитов, а значит диффузия внутри ионитов.

При воздействии электрическим полем на сорбированные активированными минералами глин, слюд и частицами углистого вещества металлы (в форме гидратированных простых, комплексных ионов или нейтральных соединений) в любом случае будет происходить их диссоциация и последующая, направленная к катодам электродиффузия. Причем при наличии в жидкой фазе пульп комплексообразующих анионов элетродиффузия будет иметь дискретный характер поскольку, образующиеся при электродиссоциации катионы металлов, будут периодически, по направлению своего движения, образовывать комплексные соединения.

На основе этих представлений автором была разработана электросорбционная система извлечения ионов из сбросных технологических растворов и пульп (рис. 2).

Ионообменные смолы по мере перемещения в камерах (сверху-вниз) насыщают ионами и циклично или поточно (что определяется входной концентрацией улавливаемых ионов) выпускают из установки, после чего из них извлекают металлы по стандартным схемам десорбции. Многосекционность конструкции предлагаемой установки позволяет доизвлекать из сбросных растворов и пульп широкий спектр элементов в последовательности, соответствующей кинетике их ионообменной сорбции. Так, исходя из предварительных расчетов, из сбросных пульп золотоизвлекающих фабрик, использующих цианирование, могут быть эффективно доизвлечены не только золото и серебро, но и палладий, медь, никель, кобальт, цинк. Отработанные иониты (некондиционная по размеру фракция) могут быть использованы для попутного улавливания в таких системах токсичных элементов, которые, ввиду незначительных количеств и ценности, не представляют промышленного интереса (мышьяк, ртуть, таллий, свинец и др.). После насыщения этими элементами такие иониты могут быть компактно захоронены.

Рис. 2. Принципиальная схема лабораторной многоступенчатой электросорбционной установки.

Как видно из приведенных результатов (табл. 3), дополнительное действие капиллярных сил, электрического и магнитного полей существенно улучшает показатели сорбции.

Таблица 3

Результаты исследований на электросорбционной установке_

Концентрация комбинированного солевого раствора (общее солесодержание) мг/л Показание прибора, микросименс

входной раствор выходной раствор

с воздействием поля без воздействия поля

0,5 1-3 0-1 1-2

1.0 3-5 0-1 1-3

2,5 7-10 0-2 2-5

5,0 12-18 0-2 5-7

10,0 22-32 0-2 6-10

Для полупромышленных испытаний технологии десорбции ионов растворенных металлов с минералов-сорбентов и активированной сорбции их ионитами в электрических полях определенных параметров диссертантом, в рамках соглашения с компанией Integra Groop LLC, была разработана конструкция аппарата-электросорбера, обеспечивающая условия для реализации двух отмеченных выше процессов.

Испытания электросорбера проводились на хвостовой (сбросной) пульпе ГМЗ-3 в цикличном и поточном режимах. В результате испытаний было доказано, что при определенных параметрах электровоздействия на пульпу и смолу за счет электродесорбции золота и серебра с минералов-сорбентов и электросорбции металлов ионитами в прикатодной зоне происходит их существенное (до 28% золота и до 80% серебра) доизвлечение из сбросных хвостов. Таким образом, электросорбция из сбросных пульп металлов за счет доизвлечения золота становится прибыльным процессом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое комплексное решение научной проблемы существенного снижения загрязнения окружающей среды токсичными химическими элементами и технологическими реагентами при освоении рудных месторождений, заключающееся в использовании комплекса управляемых фото- и электрохимических воздействий на минеральную, водную и реагентную среды и технологические сорбенты с целью повышения извлечения полезных компонентов в конечный продукт и снижения масштабов техногенных миграционных процессов, что в совокупности повышает эффективность разработки рудных месторождений.

Решение данной проблемы осуществлено на основе: 1) широкого обобщения, анализа и оценки ранее выполненных исследований, технологических и технических разработок, а также практики разработки рудных месторождений в

России и за рубежом; 2) проведения значительного объема экспериментальных исследований техногенных миграционных процессов; 3) теоретического обоснования показателей эколого-экономической оценки эффективности освоения природных и техногенных месторождений и направлений снижения загрязнения окружающей среды токсичными химическими элементами и технологическими реагентами.

Новизна решения этой крупной научно-технической проблемы заключается в получении лично соискателем следующих основных научных результатов:

1) систематизированы источники загрязнения окружающей среды при разработке рудных месторождений;

2) установлены формы и стадии техногенной миграции элементов-загрязнителей в окружающую среду при разработке рудных месторождений из нарушенных участков недр и формируемых техногенных минеральных образований;

3) установлено влияние технологических процессов добычи, подготовки к переработке и переработки руд на процессы миграции тяжелых металлов в зонах ведения горных работ и прилегающих участков недр, в отвалах" и хвостохранилищах;

4) выявлены закономерности в ассоциируемости основных и сопутствующих рудных элементов в минеральной среде, являющихся загрязнителями для окружающей среды;

5) теоретически обоснованы системы показателей оценки техногенных миграционных процессов и эколого-экономической эффективности вариантов добычи и переработки минерального сырья из природных и техногенных источников и, соответственно, критерия выбора оптимального варианта;

6) теоретически обоснована и экспериментально подтверждена экологическая и экономическая эффективность использования нетоксичных для окружающей среды кислородно-водородных ион-радикальных соединений для извлечения основных и сопутствующих рудных элементов из природных и техногенных образований;

7) разработана теоретическая модель процессов электродесорбции элементов с природных минералов-сорбентов и активации процессов их сорбции технологическими сорбентами, правомерность которой подтверждена в лабораторных экспериментах и опытно-промышленных испытаниях.

Полученные научные и практические результаты позволяют сделать следующие основные выводы и рекомендации:

1) несмотря на многочисленные исследования, выполненные отечественными и зарубежными учеными в области геоэкологии и гидрогеохимии, слабо изученными остались вопросы взаимосвязи миграции в окружающую среду элементов-загрязнителей с параметрами основных технологических процессов добычи и переработки руд, формы техногенной миграции токсичных для окружающей среды элементов из нарушенных горными работами участков недр и техногенных образований;

2) выбор технологических схем добычи, рудоподготовки (включая усреднение и сортировку) и переработки руды для снижения экологических последствий от разработки месторождений должен осуществляться на основе оценки миграционных потерь основных и сопутствующих элементов в форме: а) образующихся при

взрыве, дробЯении и измельчении руд шламовых частиц сульфидных минералов; б) сорбированных активированными в ходе технологических процессов природными минералами-сорбентами и разрушенными технологическими сорбентами; в) растворенных в жидкой фазе пульп простых и комплексных ионов и нейтральных соединений;

3) эколого-экономическая оценка эффективности вариантов добычи и переработки должна производится на основе сопоставления количества металлов, извлеченных в конечные технологические продукты (с приведением их по прибыльности), с количеством сопутствующих элементов и технологических реагентов, мигрирующих в окружающую среду (с приведением их по токсичности);

4) прогнозирование элементного состава загрязнителей окружающей среды при проектировании возможно на основе установленных закономерностей ассоциирования основных и сопутствующих рудообразующих элементов, проявляющихся в наличии их генетических рядов с определенной кратностью зарядовых чисел;

5) существенное снижение миграции тяжелых металлов в окружающую среду в форме шламовых частиц может быть обеспечено на основе использования системы технологических мероприятий, включающих дифференцированное использование параметров БВР в соответствии с минералого-геохимическими и структурными параметрами массива, селективную выемку, дробление и предварительное раздельное усреднение типов руд по содержанию металлов, раздельное измельчение разнотипных руд в оптимальных режимах и последующее окончательное усреднение их в процессе пульпообразования для обогащения;

6) использование в технологических процессах сорбционного выщелачивания металлов из руд, концентратов и техногенного сырья высокоактивных нетоксичных для окружающей среды кислородно-водородных ион-радикальных соединений позволит существенно снизить расход и выход в окружающую среду опасных для биоты технологических реагентов и повысить показатели извлечения;

7) реализация технологических схем выщелачивания с двухстадийной сорбцией и контрольной электросорбцией позволяет обеспечить извлечение основной массы растворенных сопутствующих элементов, являющихся вредными примесями как для окружающей среды, так и для технологического процесса;

8) обеспечение минимального выхода токсичных элементов в окружающую среду в форме сорбированных активированными минералами-сорбентами ионов возможно реализовать за счет использования электрособционной технологии в голове сорбционного процесса и перед сбросом хвостовой пульпы.

Полученные научные результаты позволили предложить ряд технологических решений (защищенных авторскими свидетельствами СССР, патентами РФ и США), обеспечивающих повышение экологической и экономической эффективности разработки месторождений, в том числе способы доизвлечения из низко концентрированных растворов и сбросных пульп и выщелачивания из упорных, бедных руд и хвостов первичной переработки; а также обосновать способы эксплуатационной разведки, добычи, усреднения и обогащения, существенно снижающие соответствующие виды первичных потерь металлов и загрязнения ими окружающей среды.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Брюховецкий О.С., Секисов А.Г, Старков М.В., Есько Л.А. Экологоэкономическая модель мониторинга металлов при разработке рудных месторождений. // Геология и разведка. Известия вузов. - 2002. - №5.

2. Брюховецкий О.С., Секисов А.Г., Есько Л.А., Закиров З.Д. Техногенная миграция металлов в окружающую среду и эколого-экономические показатели ее оценки. // Геология и разведка. Известия вузов. - 2004. - №2. - С. 76-79.

3. Секисов А.Г. Проблема повышения полноты извлечения дисперсного золота из упорных руд. // Геология и разведка. Известия вузов, - 2004. - №1. - С. 78-80.

4. Секисов А.Г. Теоретические предпосылки повышения экологичности технологии сорбционного выщелачивания золота. // Материалы конференции «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых в начале XXI века». - М.: МГГРУ, 2002. - с. 83.

5. Секисов А.Г. Концепция природного формирования минеральных образований. //

Минеральные объекты и их рациональное использование. - М.: Наука, 1994. -Гл. 6 §2.1.

6. Секисов А.Г. Методические основы формирования эксплуатационных блоков. // Нормирование и планирование полноты и качества выемки руды на карьерах. / Юматов Б.П. и др. - М.: Недра 1987. - Гл. II §3.

7. Секисов А.Г. Научные аскеты планирования горных работ на карьерах с обеспечением заданного уровня качества руды // Там же. - Гл. III §4.

8. Секисов А.Г. Перспективные направления повышения полноты и качества извлечения руд на карьерах. // Там же. - Гл. V §4.

9. Секисов А.Г. Геолого-маркшейдерское обеспечение горных работ. // Пахомов Е.М., Буянов М.И. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. Справочное пособие. - М.: Недра, 1990. - Раздел II. 33

10. Секисов А.Г. Буровзрывные работы. // Там же. - Разделы 3.1-3.4.

11. Юматов Б.П., Секисов А.Г. Выбор оптимального для отрасли промышленности варианта оконтуривания месторождений при снижении кондиций. // Геология и разведка. Известия вузов. -1982. - №8. - С. 92.

12. Юматов Б.П., Валатка З.И., Секисов А.Г., Зыков Н.В. Управление рудопотоками на карьерах с использованием ЭВМ. // Горный журнал. -1984. - №12. - С. 34-37.

Список изобретений автора по теме диссертационной работы:

1. А.С. 1410602, СССР, МКИ Е 21С 41/00, 41/06 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Воскобойников СВ., Анистратов Ю.И., Даниленко Г.И., Хакулов В.А., Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., - Приоритет 12.04.86.

2. А.С. 1448052 СССР, МКИ Е 21С 41/16 Способ подземной разработки рудных месторождений / Секисов А.Г., Даниленко Г.И., Хакулов В.А., Секисова М.В., Хатчуков Б.М., Бударагин А.Ю., Пирязев И.А., Рожнов Е.В. - Приоритет 15.09.86.

3. А.С. 1429790, СССР, МКИ В25М25/00 Способ эксплуатационной разведки рудных месторождений / Секисов А.Г. - Приоритет 26.10.86.

4. А.С. 1464570, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пирязев И.А., Петров Н.Н., Кузнецов В.Р. и Рожнов Е.В. - Приоритет 23.03.87.

5. А.С. 1456575, СССР, МКИ Е 21 С 41/00, 41/06 Способ выемки рудных целиков при комбинированной разработке месторождений / Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., Секисов А.Г. - Приоритет 10.04.87.

6. А.С. 1548416, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ выщелачивания отвалов / Секисов

А.Г., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Томских А.А., Воробьев А.Е. - Приоритет 17.02.88.

7. А.С. 1567763, СССР, МКИ Е 21 С 41/00, 41/06 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пирязев И.А., Рожнов Е.В., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю. - Приоритет 29.03.88.

8. А.С. 1422741, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ усреднения руд / Секисов А.Г., Хакулов ВА., Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., Рожкова И.В. - Приоритет 08.05.88.

9. А.С. 1578322, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ бактериального выщелачивания /

Секисов А.Г., Бударагин А.Ю., Хакулов В.А, Воробьев А.Е., Мусаев НА., Завьялов Л.А., Зверев Д.А. - Приоритет 18.05.88.

10. А.С. 1614266, СССР, МКИ В 03 В 5/26, 7/00 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Рожнов Е.В., Бударагин А.Ю. -Приоритет 04.01.89.

И. А.С. 1703816, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ формирования качества руд / Секисов А.Г., Бунин Ж.В., Хакулов ВА., Домбровский А.П., Бударагин А.Ю., Бекетов П.К., Сытенков В.Н., Рожнов Е.В. - Приоритет 17.12.89.

12. А.С. 1726738, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых из массива с чередующимся расположением участков различной прочности / Секисов А.Г., Бударагин А.Ю., Хакулов В.А., Пеньковский И.В. - Приоритет 20.12.89.

13. А.С. 1714130, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Брюховецкий О.С., Яковлева Т.Н., Томских А.А., Вилятицкий Б.Э.-Приоритет 31.01.90.

14. А.С. 1717825, СССР, МКИ Е 21С 41/30 Способ открытой разработки месторождений / Секисов А.Г., Томских А.А., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Домбровский А.П., Гузеев В.В., Вилятицкий Б.Э. - Приоритет 19.04.90.

15. А.С. 1702733, СССР, МКИ Е 21 С 41/26 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пеньковский И.В., Хакулов В.А., Логинский А.П., Бударагин А.Ю., Жабоев М.Н., Абдуллах Чабдаров, Кудайбергенов К.А. - Приоритет 14.05.90.

16. А.С. 1642002, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ подземной разработки / Секисов А.Г., Хакулов ВА., Бобров В.В., Логинский А.П., Домбровский А.П., Пеньковский И.В., Бударагин А.Ю. - Приоритет 25.06.90.

17. А.С. 1750725, СССР, МКИ В 03 В 5/26, 7/00 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Томских А.А., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Логинский А.П., Старков М.В., Пеньковский И.В. - Приоритет 20.08.90.

18. А.С. 1751327, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ усреднения руд / Секисов А.Г, Бунин Ж.В., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Домбровский А.П., Бобров В.В., Артемьев В.П., Ломовцев В.В. - Приоритет 27.08.90.

19. А.С. 1675552, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ формирования качества руд / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Логинский А.П., Бударагин А.Ю., Пеньковский И.В., Джамбаев Ф.М. - Приоритет 10.09.90.

20. А. С. 1640422, СССР, МКИ Н 21 С 41/30 Способ комбинированной разработки месторождений радиоактивных руд / Секисов А.Г., Зверев Д.А., Хакулов В.А., Яковлева Т.Н., Анистратов Ю.И., Игнатов В.Н., Бударагин А.Ю., Томских А.А. -Приоритет 18.11.90.

21. А.С. 1802131, СССР, МКИ Е 21 С 41/06 Способ подготовки руд к выемке / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Домбровский А.П., Недорезов Ю.А., Бударагин А.Ю., Моллаев Р.С. -Приоритет 02.01.91.

22. Патент 2006288, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Томских А. А. и Ковалев А. А. - Приоритет 10.06.91.

23. А.С. 1801581, СССР, МКИ В 03 В 7/00 Способ порционной сортировки / Секисов А.Г., Хакулов ВА," Бударагин А.Ю., Домбровский А.П., Бобров В.В., Моллаев Р.С, Кирилов А.Б. - Приоритет 18.06.91.

24. А.С. 1668665, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ отбойки блоков при разработке месторождений полезных ископаемых / Секисов А. Г., Хакулов В .А., Бударагин А.Ю., Петров Н.Н., Черных А.Д., Пеньковский И.В. - Приоритет 29.12.91.

25. Патент 2081668, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ разделения сложных растворов / Секисов А.Г., Брюховецкий О.С., Вихман А.Е., Старков М.В. -Приоритет 24.06.94

26. Патент 2044877, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ выемки руд, направляемых на выщелачивание / Секисов А.Г., Пискунов СА., Филатов Б.Л. - Приоритет

11.05.95.

27. Патент 2044876, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ подготовки к выщелачиванию руд, содержащих тонкодисперсное золото / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Филатов Б.Л. - Приоритет 11.05.95.

28. Патент 2044875, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ выщелачивания комплексных золотосодержащих руд. / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Филатов Б.Л. - Приоритет 11.05.95.

29. Patent 5.942.098, USA, International Class С 25 В 001/00, С 25 С 001/20 Method of treatment of water and method and composition for recovery of presious metal / Sekissov Artuor, Paronyan Aromais, Kouzin Vladimir, Lalabekyan Natella. Filed

12.04.96.

30. Патент 2095316, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ водоподготовки для гидрометаллургического выщелачивания руд и питьевого водоснабжения / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Дзитиев А.А., Новиков А.И., Кузин В.В., Маланьин В.А. - Приоритет 16.04.96.

31. Патент 2105726, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ извлечения ионов из водных растворов / Секисов А.Г., Пискунов С.А. Новиков А.И., Семенцов А.Г. -Приоритет 16.04.96.

Подписано в печать об.<о. ЮоЧ Объем 2..О пл. Тираж экг

Редакцнонно-издательскшЧ отдел МГГРУ Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23

№18899

/

РНБ Русский фонд

2005-4 15475

Содержание диссертации, доктора технических наук, Секисов, Артур Геннадиевич

ВВЕДЕНИЕ.

I. Исследование техногенной миграции металлов, обусловленной процессами добычи и переработки руд. Разработка методических принципов оптимизации их параметров с учетом экологических и экономических аспектов.

И. Экологотехнологическая оценка воздействия взрывных работ и рудоподготовки на миграцию тяжелых металлов.

III. Теоретическая оценка ассоциируемости элементов в рудах и ее связи с техногенными миграционными процессами.

IV. Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование экологически чистого активационного выщелачивания металлов из природных и техногенных источников.

V. Повышение эффективности сорбционных процессов в решении проблемы снижения загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности разработки рудных месторождений с учетом взаимосвязи геоэкологических и технологических процессов"

Актуальность работы.

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и сопутствующими им другими биологически активными элементами при разработке рудных месторождений возникает в результате их техногенной миграции, обусловленной комплексом интенсивных технологических воздействий на минеральную среду, и'последующими физико-химическими и биохимическими гипергенными процессами. Кроме того, при использовании так называемых физико-химических геотехнологий добычи а также флотационных и химических способов обогащения руд в окружающую среду привносятся технологические реагенты, значительная часть которых обладает токсичными для биоты свойствами.

В области гидрогеохимии к настоящему времени получены существенные результаты в исследовании форм миграции элементов, их сорбции и десорбции, осаждения на геохимических барьерах и физико-химического взаимодействия с водной и минеральной средой. Вместе с тем, эти исследования были ориентированы только на изучение гидрогеохимических и экологических последствий технологических воздействий на минеральную среду.

Для разработки же экологозащитных мероприятий в горном производстве, направленных на снижение уровня загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и реагентами, очевидно, необходимо знать не только гидрогеохимические последствия, но и технологические причины их миграционной активности.

Целенаправленных исследований взаимосвязи процессов техногенной миграции основных и сопутствующих рудообразующих элементов в окружающую среду с технологическими процессами добычи и переработки руд до настоящего времени не проводилось, что и определяет актуальность диссертационной работы.

Целью работы является научное обоснование путей снижения уровня загрязнения окружающей среды токсичными элементами и реагентами при разработке рудных месторождений на базе комплексных исследований взаимосвязи технологических процессов добычи и переработки природного и техногенного сырья с процессами миграции содержащихся в них металлов и повышения на этой основе эффективности разработки рудных месторождений.

В соответствии с этим в диссертационной работе решались следующие задачи:1. Анализ состояния изученности проблемы техногенной миграции элементов при разработке рудных месторождений и, прежде всего, ее физико-химических параметров.

2. Установление особенностей ассоциирования и форм нахождения основных и сопутствующих миграционно-активных рудообразующих элементов в рудах и ореолах рассеяния, являющихся потенциальными загрязнителями окружающей среды, для наиболее распространенных генетических типов рудных месторождений и выявление их основных закономерностей.

3. Исследование процессов техногенной миграции -основных и сопутствующих элементов в кристаллической среде, поровых и микротрещинных водах, обусловленной взрывными и механическими воздействиями на руду и вмещающие породы.

4. Установление взаимосвязи техногенных форм миграции основных и сопутствующих элементов с технологическими параметрами добычи, переработки и складирования некондиционных руд и хвостов обогащения.

5. Теоретическое обоснование технологических решений, направленных на снижение уровня загрязнения окружающей среды металлами и реагентами, на основе использования физических и физико-химических методов активации миграционных процессов в кристаллической и водной среде и процессов сорбции при добыче и переработке.

6. Экспериментальная проверка эффективности предложенных технологических решений на лабораторном и полупромышленном уровне.

7. Обоснование показателей эколого-экономической оценки горнотехнологических решений и критерия выбора оптимального варианта добычи и переработки руд.

Исследования проводились на базе конкретных объектов — рудных месторождений различных формационных типов: медно-молибденового, молибден-вольфрамового, кварц-касситеритового, золото-кварцевого, золото-сульфидно-кварцевого.

Основная идея работы заключается в том, что повышение эффективности разработки рудных месторождений достигается за счет существенного уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными элементами и технологическими реагентами на основе целенаправленного воздействия на процессы массопереноса и микроструктурных преобразований в добываемых рудах и перерабатываемых пульпах с учетом их взаимосвязи с миграционными процессами в окружающих массивах и техногенных объектах.

Основные защищаемые положения:1. Выявленные особенности поэтапной техногенной миграции в подземные и поверхностные воды химических элементов и ее различные формы (в составе шламов рудных минералов, в виде ионов и нейтральных соединений, сорбированных глинистыми, слюдяными минералами, углистым веществом и разрушенными технологическими сорбентами, в виде простых и комплексных ионов) позволяют определить направления совершенствования технологических процессов с позиций снижения отрицательных экологических последствий от разработки рудных месторождений.

2. Соотношения количества приведенного по времени и ценности конечного продукта и количества приведенных по токсичности элементов, мигрирующих в окружающую среду, позволяют определять в комплексе экологическую и экономическую эффективность технологических решенийпо разработке рудных месторождений и производных от них техногенных образований и могут служить основой критерия выбора оптимального варианта.

3. Установленные закономерности ассоциируемости в рудах и первичных ореолах рассеяния миграционно-активных основных и сопутствующих рудообразующих элементов определяют возможность прогнозирования элементного состава основных загрязнителей окружающей среды при разработке рудных месторождений и техногенных минеральных образований и, соответственно, позволяют произвести предварительную геоэкологическую оценку этих объектов. Отличительной особенностью данных закономерностей является наличие основных и локальных ассоциирующих групп элементов, генетически связанных с соответствующими типами интрузивных пород и производными от них метасоматитами и жильными структурами.

4. Образование непосредственно в водной фазе рудных пульп и технологических растворов высокоактивных экологически чистых ион-радикальных соединений кислорода и водорода, при использовании комплекса фотохимических и электрохимических процессов, позволяет обеспечить существенное снижение выхода загрязняющих окружающую среду реагентов, а также предопределяет последующее повышение извлечения как основных ценных компонентов, так и сопутствующих рудных элементов технологическими сорбентами.

5. Стадийная сорбция из пульп металлов с различным сродством к ионитам в сочетании с процессами электродиссоциации и электродиффузии ионов, извлечения их ионообменными смолами в прикатодных зонах, позволяет существенно снизить выход металлов в окружающую среду и повысить уровень извлечения ценных компонентов.

Научная новизна работы.

1. Установлены основные особенности и формы техногенной миграции металлов из различных источников: целиков, приконтурных неотработанныхучастков рудных тел, недовыпущенной разубоженной руды, отвалов, хвостохранилищ, рудного массива, подвергающегося взрывному воздействию, а также взаимосвязи загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами с технологическими процессами добычи и переработки. Предложены и обоснованы теоретические модели внутрикристаллических процессов миграции элементов во взаимосвязи с процессами активации поровых и конституционных вод при взрывном воздействии на рудные и вмещающие породные массивы, механическом дроблении и измельченииРУД2. Выявлены закономерности ассоциируемости основных и сопутствующих, изоморфно включенных в кристаллическую решетку, образующих структуры внедрения или микроминералы рудообразующих элементов, позволяющие прогнозировать и оценивать для каждого генетического типа рудных месторождений соответствующий химический состав поллютантов, мигрирующих с подземными и поверхностными водами в окружающую среду.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования экологически чистого комплекса ион-радикальных пероксидно-гидроксидных соединений для выщелачивания металлов из руд и техногенного минерального сырья, продуцируемых непосредственно в жидкой фазе пульп, комплексом физических воздействий. Это позволило разработать промышленные методы повышения извлечения металлов при сорбционном выщелачивании и тем самым снижения уровня загрязнения окружающей среды реагентами и тяжелыми металлами.

4. Теоретически и экспериментально исследована возможность очистки сбрасываемых хвостов обогатительных фабрик и гидрометаллургических заводов от тяжелых металлов и других токсичных элементов и их соединений с использованием процессов предварительной сорбции элементов-примесей, электродесорбции их с природных минералов-сорбентов и последующей электросорбции специально подготовленнымиионитами. Эти исследования позволили разработать методы прибыльного доизвлечения из хвостовых пульп элементов, являющихся для окружающей среды поллютантами.

5. Научно обоснован новый комплексный показатель эколого-экономической оценки эффективности разработки месторождения, основанный на идее установления количественных соотношений металлов, извлеченных из руд и техногенных источников, с приведением по времени получения и их ценности и металлов, мигрирующих в окружающую среду с учетом их токсичности. Предложенный показатель позволяет определить относительный уровень загрязнения окружающей среды токсичными элементами в расчете на единицу произведенного конечного продукта. Обоснованы, на базе предложенного показателя, критерий и методика совместной оптимизации первичной и вторичной добычи и переработки руд и техногенных образований.

Обоснованность и достоверность научных положений обеспечивается значительным объемом экспериментальных исследований, корректным теоретическим обобщением их результатов и фактических эколого-геохимических, физико-химических и технологических данных, подтверждением результатов лабораторных и полупромышленных экспериментов в реальных производственных условиях.

Практическая значимость работы заключается в разработке комплекса экологически эффективных технологических схем выемки, усреднения, механической обработки руд, пульпоподготовки, складирования некондиционных руд, технологии переработки руд, сортировки, извлечения и доизвлечения металлов из жидкой фазы пульп и растворов. Предложены прогрессивные технологические варианты добычи и переработки руд и отходов горного производства для условий Тырныаузского ВМК, Хрустальненского ГОКа, месторождений Кокпатас (Узбекистан) и Yellow Jacket (Штат Невада, округ Кларк, США), обеспечивающие снижение уровнязагрязнения окружающей среды токсичными элементами и реагентами и повышение извлечения полезных компонентов.

Личный вклад автора состоит в постановке задач и их решении, разработке теоретической основы методов оценки процессов техногенной миграции металлов в окружающую среду при разработке рудных месторождений и обосновании технологических процессов, обеспечивающих существенное снижение загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и реагентами, в проведении лабораторных и полупромышленных экспериментов по их реализации.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались на научных международных конференциях МГГРУ (19921995, 1997-2004 гг.), научных семинарах геологических факультетов МГУ, Университета Лас-Вегаса (1995, 1996 г.), Высшей Горной школы Денвера (1996 г.), технических советах проектного института СибЦветметНИИпроект (1984 г.), Тырныаузского ВМК (1985-1990 гг.), Хрустальненского ГОКа (1989, 1990 г.), Навоинского ГМК (1995, 1996, 1998-2000 гг.), Северного РУ НГМК (1995, 1998-2000, 2003-2004 гг.), ГМЗ-З НГМК (1996-2000 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в отдельных разделах трех монографий, справочнике по открытым горным работам, 5 статьях и 11 тезисах конференций МГГУ и МГГРУ, а также отражены в 31 охранном документе (авторских свидетельствах СССР, патентах РФ и патенте США).

Объекты исследования. Техногенно-активированные миграционные процессы в минеральной и водной средах при взрывном, механическом и физико-химическом технологическом воздействии на массив, отбитую руду, рудные пульпы, отвалы и хвосты первичной переработки.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 258 страницах машинописного текста, состоит из 5 глав, введения, заключения, списка литературы из 205 наименований, включает 17 таблиц, 19 рисунков, 9 приложений.

В главе 1 проведен анализ форм, стадий и масштабов техногенной миграции в окружающую водную среду реагентов и тяжелых металлов при разработке рудных месторождений. Проведен анализ изученности проблемы и обоснована ее актуальность.

Проанализированы источники техногенной миграции металлов, предложена их классификация. Обоснованы методические принципы оценки эколого-экономической эффективности принимаемых технологических решений и критерий выбора оптимального варианта технологии добычи и переработки.

В главе 2 приведены результаты теоретических исследований инициируемой взрывом и механическим воздействием техногенно-активированной миграции элементов-примесей в рудных и породных^массивах, произведена оценка роли в этих процессах поровых и конституционных вод, рассмотрены предлагаемые автором технологии добычи и обогащения руд, снижающие миграцию металлов в окружающую среду.

В главе 3 приводятся результаты теоретической оценки взаимосвязи состава мигрирующих элементов в минеральной и водной средах, закономерности их ассоциирования, формы нахождения и распределения в рудных телах и окружающем породном массиве, возможности прогнозирования элементного состава загрязнителей при разработке рудных месторождений.

Глава 4 содержит описание теоретических и экспериментальных работ по комплексной физической активации водной фазы рудных пульп и растворов реагентов, обеспечивающей снижение потерь металлов, расхода реагентов и загрязнения ими окружающей среды.

Глава 5 посвящена теоретическим исследованиям и экспериментам по доизвлечению металлов из сбросных хвостовых пульп на основе интенсификации процесса сорбции с использованием различных физических полей, оптимизации состава сорбентов с целью повышения их сорбционной емкости и селективности по присутствующим в технологических и сбросных растворах основным и сопутствующим элементам.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Секисов, Артур Геннадиевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе дано новое комплексное решение научной проблемы существенного снижения загрязнения окружающей среды токсичными химическими элементами и технологическими реагентами при освоении рудных месторождений, заключающееся в использовании комплекса управляемых фото- и электрохимических воздействий на минеральную, водную и реагентную среды и технологические сорбенты с целью повышения извлечения полезных компонентов в конечный продукт и снижения масштабов техногенных миграционных процессов, что в совокупности повышает эффективность разработки рудных месторождений.

Решение данной проблемы осуществлено на основе: 1) широкого обобщения, анализа и оценки ранее выполненных исследований, технологических и технических разработок, а также практики разработки рудных месторождений в России и за рубежом; 2) проведения значительного объема экспериментальных исследований техногенных миграционных процессов; 3) теоретического обоснования показателей эколого-экономической оценки эффективности освоения природных и техногенных месторождений и направлений снижения загрязнения окружающей среды токсичными химическими элементами и технологическими реагентами.

Новизна решения этой крупной научно-технической проблемы заключается в получении лично соискателем следующих основных научных результатов:

1) систематизированы источники загрязнения окружающей среды при разработке рудных месторождений;

2) установлены формы и стадии техногенной миграции элементов-загрязнителей в окружающую среду при разработке рудных месторождений из нарушенных участков недр и формируемых техногенных минеральных образований;

3) установлено влияние технологических процессов добычи, подготовки к переработке и переработки руд на процессы миграции тяжелых металлов в зонах ведения горных работ и прилегающих участков недр, в отвалах и хвостохранилищах;

4) выявлены закономерности в ассоциируемости основных и сопутствующих рудных элементов в минеральной среде, являющихся загрязнителями для окружающей среды;

5) теоретически обоснованы системы показателей оценки техногенных миграционных процессов и эколого-экономической эффективности вариантов добычи и переработки минерального сырья из природных и техногенных источников и, соответственно, критерия выбора оптимального варианта;

6) теоретически обоснована и экспериментально подтверждена экологическая и экономическая эффективность использования нетоксичных для окружающей среды кислородно-водородных ион-радикальных соединений для извлечения основных и сопутствующих рудных элементов из природных и техногенных образований;

7) разработана теоретическая модель процессов электродесорбции элементов с природных минералов-сорбентов и активации процессов их сорбции технологическими сорбентами, правомерность которой подтверждена в лабораторных экспериментах и опытно-промышленных испытаниях.

Полученные научные и практические результаты позволяют сделать следующие основные выводы и рекомендации:

1) несмотря на многочисленные исследования, выполненные отечественными и зарубежными учеными в области геоэкологии и гидрогеохимии, слабо изученными остались вопросы взаимосвязи миграции в окружающую среду элементов-загрязнителей с параметрами основных технологических процессов добычи и переработки руд, формы техногенной миграции токсичных для окружающей среды элементов из нарушенных горными работами участков недр и техногенных образований;

2) выбор технологических схем добычи, рудоподготовки (включая усреднение и сортировку) и переработки руды для снижения экологических последствий от разработки месторождений должен осуществляться на основе оценки миграционных потерь основных и сопутствующих элементов в форме: а) образующихся при взрыве, дроблении и измельчении руд шламовых частиц сульфидных минералов; б) сорбированных активированными в ходе технологических процессов природными минералами-сорбентами и разрушенными технологическими сорбентами; в) растворенных в жидкой фазе пульп простых и комплексных ионов и нейтральных соединений;

3) эколого-экономическая оценка эффективности вариантов добычи и переработки должна производится на основе сопоставления количества металлов, извлеченных в конечные технологические продукты (с приведением их по прибыльности), с количеством сопутствующих элементов и технологических реагентов, мигрирующих в окружающую среду (с приведением их по токсичности);

4) прогнозирование элементного состава загрязнителей окружающей среды при проектировании возможно на основе установленных закономерностей ассоциирования основных и сопутствующих рудообразующих элементов, проявляющихся в наличии их генетических рядов с определенной кратностью зарядовых чисел;

5) существенное снижение миграции тяжелых металлов в окружающую среду в форме шламовых частиц может быть обеспечено на основе использования системы технологических мероприятий, включающих дифференцированное использование параметров БВР в соответствии с минералого-геохимическими и структурными параметрами массива, селективную выемку, дробление и предварительное раздельное усреднение типов руд по содержанию металлов, раздельное измельчение разнотипных руд в оптимальных режимах и последующее окончательное усреднение их в процессе пульпообразования для обогащения;

6) использование в технологических процессах сорбционного выщелачивания металлов из руд, концентратов и техногенного сырья высокоактивных нетоксичных для окружающей среды кислородно-водородных ион-радикальных соединений позволит существенно снизить расход и выход в окружающую среду опасных для биоты технологических реагентов и повысить показатели извлечения;

7) реализация технологических схем выщелачивания с двухстадийной сорбцией и контрольной электросорбцией позволяет обеспечить извлечение основной массы растворенных сопутствующих элементов, являющихся вредными примесями как для окружающей среды, так и для технологического процесса;

8) обеспечение минимального выхода токсичных элементов в окружающую среду в форме сорбированных активированными минералами-сорбентами ионов возможно реализовать за счет использования электрособционной технологии в голове сорбционного процесса и перед сбросом хвостовой пульпы.

Полученные научные результаты позволили предложить ряд технологических решений (защищенных авторскими свидетельствами СССР, патентами РФ и США), обеспечивающих повышение экологической и экономической эффективности разработки месторождений, в том числе способы доизвлечения из низко концентрированных растворов и сбросных пульп и выщелачивания из упорных, бедных руд и хвостов первичной переработки; а также обосновать способы эксплуатационной разведки, добычи, усреднения и обогащения, существенно снижающие соответствующие виды первичных потерь металлов и загрязнения ими окружающей среды.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Секисов, Артур Геннадиевич, Москва

1. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Л.: Химия, 1981.

2. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр. //

3. Горный журнал. 1984. - №3.

4. Адам Н.К. Физика и химия поверхностей. -М.: Гостехиздат, 1947.

5. А. Адамсон. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979.

6. Альберте Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки.1. М.: Мир, 1994.

7. Алексеев Б.В., Гришин И.Т. Процессы переноса в реагирующих газах иплазме. М.: Энергоатомиздат, 1994.

8. Баландин А.А. Мультиплетная теория катализа. Ч. 1. — М.: Изд-во МГУ,1963.

9. Барабанов В.Ф. Генетическая минералогия. Л.: Наука, 1977.

10. Бгатов В.И. Подходы к экогеологии. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1993.

11. Белоусова А.П. Качество подземных вод. Современный подход к оценке.-М.: Наука. 2001.

12. Безуглова О.С., Орлов Д.С. Биогеохимия. Ростов-на-Дону: Феникс, 2000.

13. Бурмистров А.А. Эколого-экономическая оценка месторождений. — М.:1. МГУ, 2002.

14. Бергельсон Л.Д. Биологические мембраны. М.: Наука, 1975.

15. Бетехтин А.Г. Гидротермальные растворы, их природа и процессы рудообразования. Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях. М.: Изд-во АН СССР, 1955.

16. Богоявленский Б.Л. Коррозия сталей на АЭС с водным теплоносителем.

17. М.: Энергоатомиздат, 1984.

18. Л. Больцман. Лекции по теории газов. М.: Гостехиздат, 1956.

19. Большая совестская энциклопедия (БЭС). М.: Сов. энциклопедия, 1970,1. Т.18, стр. 248.18. БЭС. Т. 17, стр. 341-344.19. Там же.

20. Там же. Т. 16, стр. 253-254.21. Там же. Т. 5, стр. 5.22. БСЭ. Т. 20, стр.593-595.23. Там же. Т. 20, стр. 594.

21. Там же. Т. 20, стр. 595, 596.25. БЭС. Т. 24, стр. 359.

22. Там же. Т. 24/1, стр. 360.

23. Там же. Т. 27, стр. 79-81.28. Там же.29. Там же. Т. 27, стр. 81.30. Там же. Т. 29, стр. 53.

24. Боресков Г.К. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1988.

25. Д. Брек. Цеолитовые молекулярные сита. М.: Мир, 1976.

26. Брюховецкий О.С., Секисов А.Г., Старков М.В., Есько JI.A. Экологоэкономическая модель мониторинга металлов при разработке рудных месторождений. // Геология и разведка. Известия вузов. 2002. — №5.

27. Букин В.А., Сарвазян А.П., Харакоз Д.П. Вода вблизи биологических молекул. М.: Химия, 1989.

28. Булах А.Б. Минералогия. М.: Недра, 1989.

29. Дж. Бэтчелор. Броуновская диффузия гидродинамически взаимодействующих частиц. Гидродинамическое воздействие частиц в суспензиях. М.: Мир, 1980.

30. Вант-Гофф Я.Г. Избранные труды. М.: Наука, 1984.

31. Васильчук М.П., Трубецкой К.Н., Ильин A.M., Зимич B.C., Чантурия В.А., Чаплыгин Н.Н., Каплунов Д.Р. Недра и основные положения экологической безопасности их освоения. // Горный журнал. 1995.- №7.

32. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.-М.: Наука, 1987.

33. Власов К.А. Периодический закон и изоморфизм элементов. М.: Наука,1963.

34. Вовк И.Ф. Радиолиз подземных вод и его геохимическая роль. М.: недра, 1979.

35. Вопросы превращения в природе. Концентрация и рассеяние. Сб. статей. /под ред. Неймана В.Б. Ереван: Айстан, 1971.

36. Гейтс Б., Кетцир Дж., Шуйт Г. Химия каталитических процессов. М.:1. Мир, 1981.

37. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990.

38. Герасимов Я.И. и др. Курс физической химии. Т. 1. М.: Химия 1969.

39. Гирфельдер Дж., Кертис Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей.-М.: ИЛ, 1961.

40. Гинзбург B.JI. О физике и астрофизике. М.: Наука, 1992.

41. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1984 (т. 1).

42. Там же. Т. 1, стр. 163-166.50. Там же. Т. 1, стр. 238.

43. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1986 (т. 2).52. Там же. Т. 2, стр. 59.53. Там же.54. Там же. Т. 2, стр. 387.

44. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1987 (т.З).56. Там же. Т. 3, стр. 211.57. Там же.58. БСЭ. Т. 3, стр. 364,365.

45. Горная энциклопедия. Т. 5, стр. 133.60. Там же. Т. 6, стр. 235.61. Там же.

46. Там же. Т. 6, стр. 253, 254.63. Там же.64. Там же. Т. 18, стр. 103.65. Там же. Т. 18, стр. 354.66. БСЭ. Т. 20, стр. 447.

47. Григорян С.В. Первичные геохимические ореолы. М.: Недра, 1987.

48. Дерягин Б.В. Теория устойчивочти коллоидов и тонких пленок. М.: Наука, 1986.

49. Дерягин Б.В. и др. Кинетические явления в граничных пленках жидкости.

50. Капиллярный осмос. // Коллоидный журнал. 1947. - Т. 9. -№3.

51. Дерягин Б.В., Кусаков М.М. Экспериментальные исследования сольватации и поверхности в применении к построению математической теории устойчивости лиофильных коллоидов. // Известия АН СССР. -Сер. Химическая. 1937.

52. Дерягин Б.В., Чураев Н.В. Свойства и кинетика влаги в пористых телах.

53. Вода в дисперсных системах. М.: Химия, 1989.

54. Дерягин Б.В., Кусаков М.М., Лебедева Л. О радиусе действия молекулярно-поверхностых сил и полимолекулярных сольватах (адсорбционных) слоях. // Доклады АН СССР. 1939. - Т. 23. - № 7.

55. Дерягин Б.В., Поповский Ю.М., Алтонз Б.А. Явление образования гемогенной граничной жидкокристаллической фазы немезогенной жидкости. Открытия в СССР. М.: ВНИИПИ, 1991.

56. Джапаридзе П.Н. Физико-химическая и энергетическая характеристикапроцесса образования поверхности концентрированных веществ. -Тбилиси: Мецнаереба, 1976.

57. Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз. М.: Мир,1984.

58. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. Т. 1. М.: Мир, 1982.

59. Добрецов Н.Л. Введение в глобальную петрологию. Новосибирск: Наука, 1980.

60. Добротин Р.Б., Соловьев Ю.И. Вант-Гофф. М.: Наука, 1977.

61. Драгунский О.Н. Исследование разрушения инверсии в карьерах. Дисс.на соискание уч. степ. канд. техн. наук. М.: МГИ, 1970.

62. Думанский А.В. Гидрофильность коллоидов и связанной воды. // Известия АН СССР. Серия химическая. - 1937. - № 5.

63. Думанский А.В. Лиофильность дисперсных систем. ~ Киев: Изд-во АН1. УССР, I960.

64. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафилтрация. М.: Химия,1978.

65. Ерофеев И.Е. Повышение эффективности буровзрывных работ на рудниках. М.: Недра, 1988.

66. Зарайский Г.П. Зональность и условия образования метасоматических пород. М.: Наука, 1989.

67. Иванкин П.Ф. Морфология глубоковскрытых магматогенных рудных полей. М.: Недра, 1970.

68. Иониты в цветной металлургии. М.: Недра, 1988.

69. Карапстьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 1994.

70. Kervran C.L., Biological transmutations. N.Y.: Beckman Publishers, 1980.

71. Ковалев Ю. Архитектура деревьев. // Наука и жизнь. 1988. - № 12.

72. Козырев Е.Н. Влияние продуктов выщелачивания на окружающую среду.

73. Горный информационно-аналитический бюллетень № 12. М.: МГГУ, 2000.

74. Колотов Б.А. Гидрогеохимия рудных месторождений. М.: Недра, 1992.

75. Коржинский Д.С. Гранитизация как магматическое замещение. // Известия АН СССР. Сер. Геология. - 1952. - № 2.

76. Коржинский Д.С. Очерк метасоматических процессов. Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях. М.: Изд-во Ан СССР, 1955.

77. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1992.

78. Лаверов Н.П., Трубецкой К.Н. О классификации горных наук. // Горныйжурнал. 1996.-№ 1-2.

79. Ласкорин Б.Н. Гидрометаллургия золота. М.: Недра, 1982.

80. Летников Ф.А. Эволюция флюидного режима эндогенных процессов вгеологической истории Земли. // Доклады АН СССР. 1982. - Т. 262. -№6.

81. Лихман В.И., Ребиндер П.А., Карпенко Г.В. Влияние поверхностно-активной среды на процессы деформации металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1954.

82. Лопаткин А.А. Теоретические основы физической адсорбции. М.: Издво МГУ, 1983.

83. Ляхович В.В. Вольфрамоносность гранитов. М.: Недра, 1991.

84. Маракушев А.А. Петрогенез. М.: Недра, 1990.

85. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М.: Наука, 1987.

86. Менерт К. Мигматиты и происхождение гранитов. М.: Мир, 1971.

87. Методы охраны подземных вод от загрязения и истощения. М.: Недра, 1985.

88. Мельников Н.В., Агошков М.И. Задачи научных исследований в области комплексного освоения месторождений, использования минерального сырья и охраны недр. // Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата. - 1979. - № 7.

89. Миловский А.В. Минералогия и петрография. -М.: Недра, 1988.

90. Моги Киес. Предсказание землетрясений. М.: Мир, 1988.

91. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва. — М.: Недра, 1982.

92. Некрасов Б.Б. Учебник общей химии. М.: Химия, 1981.

93. Овчинников Л.Н. Образование месторождений. М.: Недра, 1988.

94. Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях. М.: ИЛ, 1963.

95. Основные проблемы рудообразования и металлогении. Сб. статей. М.: Наука, 1990.

96. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. -М.: Недра, 1981.

97. Папичев В.И., Номеров Г.Б. Экологические проблемы развития открытых горных разработок. // Горный журжал. 1992. - №9.

98. Перельман А.И. Геохимия. М.: Недра, 1980.

99. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей. -М.: Наука, 1993.

100. Пирсол И. Кавитация. М.: Мир, 1975.

101. Полторак О.М. Лекции по теории гетерогенного катализа. М.: Изд-во МГУ, 1968.

102. Прохоренко Г. А. Перспективы, проблемы и пути освоения маломасштабных месторождений золота Кызылкумского промышленного региона. В сборнике: Теория и практика разработки месторождения Мурунтау открытым способом. Ташкент: Фан, 1997.

103. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в диспресных системах. Физико-химическая механика. М.: Наука, 1979.

104. Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. -М.: Мир, 1979.

105. Робинсон Р., Стоке Р. Растворы электролитов. М.: ИЛ, 1963.

106. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. М.: Химия, 1967.

107. Русанов А.И. Мицеллообразования в растворах поверхностно-активных веществ. СПб.: Химия, 1992.

108. Соболев Г.А. Основы прогноза землятресений. М.: Наука, 1993.

109. Советский энциклопедический словарь (СЭС): 3-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1984, стр. 216.127. Там же.

110. Там же. Т. 16, стр. 253-254.129. СЭС, стр.216.

111. Справочник по геотехнологии урана. Энергоиздат, 1997.

112. Структура и коррозия металлов и сплавов. Атлас. Справочник. М.: Металлургия, 1989.

113. Рудничная геология. М.: Недра, 1986.

114. Рудоносность магматических ассоциаций. -М.: Наука, 1988.

115. Судовиков Н.Г. Мигматиты, их генезис и методика изучения. Тр. Лаб. геологии докембрия АН СССР, вып. 5, 1955.

116. Смирнов В.И., Гинзбург А.И., Григорьев В.М., Яковлев Г.Ф. Курс рудных месторождений. М.: Недра, 1981.

117. Смирнов В.И. Геология месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1989.

118. Секисов А.Г. Концепция природного формирования минеральных образований. // Минеральные объекты и их рациональное использование.-М.: Наука, 1994.-Гл. 6 §2.1.

119. Секисов А.Г. Методические основы формирования эксплуатационных блоков. // Нормирование и планирование полноты и качества выемки руды на карьерах. / Юматов Б.П. и др. М.: Недра 1987. - Гл. II §3.

120. Секисов А.Г. Перспективные направления повышения полноты и качества извлечения руд на карьерах. // Там же. Гл. V §4.

121. Секисов А.Г. Геолого-маркшейдерское обеспечение горных работ. // Пахомов Е.М., Буянов М.И. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. Справочное пособие. М.: Недра, 1990. - Раздел 11.33

122. Секисов А.Г. Буровзрывные работы. // Там же. Разделы 3.1-3.4.

123. Соколов Э.М. и др. Методика оценки радиоэкологической обстановки в Подмосковном бассейне. // Горный вестник. 1996. - №4.

124. Стадницкий Г.В. и др. Экология. М.: Недра, 1978.

125. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания. -М.: Недра, 1987.

126. Тедеев М.Н., Коробанов Е.Е. Оценка пригодности месторождений золота для кучного выщелачивания. // Горный журнал. 1996. -№ 2.

127. Технология гравитационного обогащения. М.: Недра, 1990.

128. Технологическая минераграфия. М.: Недра, 1988.

129. Тимашев С.Ф. Физико-химия мембранных процессов. М.: Химия, 1988.

130. Толстов Е.А. Физикохимические геотехнологии освоения месторождений урана и золота в Кызылкумском регионе. М.: МГГУ, 1999.

131. Траскин В.Ю., Перцев Н.В., Коган Б.С. Влияние воды на механические свойства и дисперсную структуру горных пород. Вода в дисперсных системах. М.: Химия, 1989.

132. Федянин С.Н. О возможности разделения пород и руд месторождения Мурунтау рентгенорадиометрическим способом. Сборник научно-технических статей. Ташкент: Фан, 1997.

133. Фефелов B.C., Филиппов С.А. Уравнение баланса ценностей при разработке месторождения с учетом экологических факторов. // Горный журнал. 1993.-№ 12.

134. Филиппов С.А. Метод оценки и выбора параметров открытой разработки рудных месторождений при рациональном использовании ресурсов. // Горный вестник Узбекистана. 1998. - № 2.

135. Физическая химия озона. -М.: МГУ, 1998.

136. Шестаков В.А. Проектирование рудников. М.: МГГУ, 1993.

137. Хакулов В.А. Формирование качества руд при комбинированной разработке рудных месторождений. Автореферат канд. дис. М.: МГРИ, 1984.

138. Химия почв. М.: МГУ, 1992.

139. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Лунин В.Д. Нетрадиционные методы вскрытия золотосодержащих руд. // Геология, генезис и вопросы освоения комплексных месторождений благородных металлов. Сборник. М., 2002.

140. Чаплыгин Н.Н. Проблемы экологизации освоения недр и новые подходы к ее обоснованию. // Горный журнал. 1996. - № 4.

141. Чернова Н.М. Экология. М.: Просвящение, 1988.

142. Чугаев Л.В. Металлургия благородных металлов. М.: Металлургия, 1987.

143. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев, 1989.

144. Дж. Эмсли. Элементы. М.: Мир, 1993.

145. Юматов Б.П., Секисов А.Г. Выбор оптимального для отрасли промышленности варианта оконтуривания месторождений при снижении кондиций. // Геология и разведка. Известия вузов. 1982. -№8.

146. Юматов Б.П., Секисов А.Г., Зыков Н.В., Кольев А.С. Новый метод стабилизации качества руды при перспективном и годовом планировании. // Геология и разведка. Известия вузов. 1983. - №8.

147. Юматов Б.П., Валатка З.И., Секисов А.Г., Зыков Н.В. Стабилизация качества руды при оперативном планировании с использованием ЭВМ. // Геология и разведка. Известия вузов. 1984. -№4.

148. Юматов Б.П., Валатка З.И., Секисов А.Г., Зыков Н.В. Управление рудопотоками на карьерах с использованием ЭВМ. // Горный журнал. -1984.-№12.-С. 34-37.

149. Ядерная геохимия. М.: МГУ, 2000.

150. Ядерная астрофизика. М.: Мир, 1986.

151. Yannopoulos J.C. The extractive metallurgy of gold. New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.

152. Patent 4.752.412, USA Van Antverp, Ph. Lincoln.

153. Patent 5.730.856, USA Omasa.

154. Patent 4.557.159, USA, Mc Grew.

155. A.C. 1410602, СССР, МКИ E 21C 41/00, 41/06 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Воскобойников С.В., Анистратов Ю.И., Даниленко Г.И., Хакулов В.А., Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., Приоритет 12.04.86.

156. А.С. 1448052 СССР, МКИ Е 21С 41/16 Способ подземной разработки рудных месторождений / Секисов А.Г., Даниленко Г.И., Хакулов В.А., Секисова М.В., Хатчуков Б.М., Бударагин А.Ю., Пирязев И.А., Рожнов Е.В. Приоритет 15.09.86.

157. А.С. 1429790, СССР, МКИ В25М25/00 Способ эксплуатационной разведки рудных месторождений / Секисов А.Г. Приоритет 26.10.86.

158. А.С. 1464570, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пирязев И.А., Петров Н.Н., Кузнецов В.Р. и Рожнов Е.В. Приоритет 23.03.87.

159. А.С. 1456575, СССР, МКИ Е 21 С 41/00, 41/06 Способ выемки рудных целиков при комбинированной разработке месторождений / Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., Секисов А.Г. Приоритет 10.04.87.

160. А.С. 1548416, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ выщелачивания отвалов / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Томских А.А., Воробьев А.Е. Приоритет 17.02.88.

161. А.С. 1567763, СССР, МКИ Е 21 С 41/00, 41/06 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пирязев И.А., Рожнов Е.В., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю. Приоритет 29.03.88.

162. А.С. 1422741, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ усреднения руд / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Петров Н.Н., Бударагин А.Ю., Рожкова И.В. -Приоритет 08.05.88.

163. А.С. 1578322, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ бактериального выщелачивания / Секисов А.Г., Бударагин А.Ю., Хакулов В.А., Воробьев А.Е., Мусаев Н.А., Завьялов Л.А., Зверев Д.А. Приоритет1805.88.

164. А.С. 1614266, СССР, МКИ В 03 В 5/26, 7/00 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Рожнов Е.В., Бударагин А.Ю. Приоритет 04.01.89.

165. А.С. 1703816, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ формирования качества руд / Секисов А.Г., Бунин Ж.В., Хакулов В.А., Домбровский А.П., Бударагин А.Ю., Бекетов П.К., Сытенков В.Н., Рожнов Е.В. Приоритет1712.89.

166. А.С. 1726738, СССР, МКИ Е 21 В 43/28 Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых из массива с чередующимся расположением участков различной прочности / Секисов А.Г., Бударагин А.Ю., Хакулов В.А., Пеньковский И.В. Приоритет 20.12.89.

167. А.С. 1714130, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Брюховецкий О.С., Яковлева Т.Н., Томских А.А., Вилятицкий Б.Э. -Приоритет 31.01.90.

168. А.С. 1717825, СССР, МКИ Е 21С 41/30 Способ открытой разработки месторождений / Секисов А.Г., Томских А.А., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Домбровский А.П., Гузеев В.В., Вилятицкий Б.Э. Приоритет1904.90.

169. А.С. 1702733, СССР, МКИ Е 21 С 41/26 Способ комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г., Пеньковский И.В., Хакулов В.А., Логинский А.П., Бударагин А.Ю.,

170. Жабоев М.Н., Абдуллах Чабдаров, Кудайбсргенов К.А. Приоритет 14.05.90.

171. А.С. 1642002, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ подземной разработки / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Бобров В.В., Логинский А.П., Домбровский А.П., Пеньковский И.В., Бударагин А.Ю. Приоритет 25.06.90.

172. А.С. 1750725, СССР, МКИ В 03 В 5/26, 7/00 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Томских А.А., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Логинский А.П., Старков М.В., Пеньковский И.В. -Приоритет 20.08.90.

173. А.С. 1751327, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ усреднения руд / Секисов А.Г., Бунин Ж.В., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Домбровский

174. A.П., Бобров В.В., Артемьев В.П., Ломовцев В.В. Приоритет 27.08.90.

175. А.С. 1675552, СССР, МКИ Е 21 С 41/00 Способ формирования качества руд / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Логинский А.П., Бударагин А.Ю., Пеньковский И.В., Джамбаев Ф.М. Приоритет 10.09.90.

176. А.С. 1640422, СССР, МКИ Е 21 С 41/30 Способ комбинированной разработки месторождений радиоактивных руд / Секисов А.Г., Зверев Д.А., Хакулов В.А., Яковлева Т.Н., Анистратов Ю.И., Игнатов В.Н., Бударагин А.Ю., Томских А.А. Приоритет 18.11.90.

177. А.С. 1802131, СССР, МКИ Е 21 С 41/06 Способ подготовки руд к выемке / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Домбровский А.П., Недорезов Ю.А., Бударагин А.Ю., Моллаев Р.С. Приоритет 02.01.91.

178. Патент 2006288, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ обогащения полезных ископаемых / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Томских А.А. и Ковалев А.А. Приоритет 10.06.91.

179. А.С. 1801581, СССР, МКИ В 03 В 7/00 Способ порционной сортировки / Секисов А.Г., Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Домбровский А.П., Бобров

180. B.В., Моллаев Р.С., Кирилов А.Б. Приоритет 18.06.91.

181. А.С. 1668665, СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ отбойки блоков при разработке месторождений полезных ископаемых / Секисов А.Г.,

182. Хакулов В.А., Бударагин А.Ю., Петров Н.Н., Черных А.Д., Пеньковский И.В. Приоритет 29.12.91.

183. Патент 2081668, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ разделения сложных растворов / Секисов А.Г., Брюховецкий О.С., Вихман А.Е., Старков М.В. Приоритет 24.06.94

184. Патент 2044877, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ выемки руд, направляемых на выщелачивание / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Филатов Б.Л. Приоритет 11.05.95.

185. Патент 2044876, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ подготовки к выщелачиванию руд, содержащих тонкодисперсное золото / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Филатов Б.Л. Приоритет 11.05.95.

186. Патент 2044875, Россия, МКИ Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04 Способ выщелачивания комплексных золотосодержащих руд. / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Филатов Б.Л. Приоритет 11.05.95.

187. Patent 5.942.098, USA, International Class С 25 В 001/00, С 25 С 001/20 Method of treatment of water and method and composition for recovery of presious metal / Sekissov Artuor; Paronyan Aromais, Kouzin Vladimir, Lalabekyan Natella. Filed 12.04.96.

188. Патент 2095316, Россия, МКИ E 21 В 43/28 Способ водоподготовки для гидрометаллургического выщелачивания руд и питьевого водоснабжения / Секисов А.Г., Пискунов С.А., Дзитиев А.А., Новиков А.И., Кузин В.В., Маланьин В.А. Приоритет 16.04.96.

189. Патент 2105726, Россия, МКИ Е 21 В 43/28 Способ извлечения ионов из водных растворов / Секисов А.Г., Пискунов С.А. Новиков А.И., Семенцов А.Г. Приоритет 16.04.96.