ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ ИОНОВ CR КОМПОЗИЦИОННЫМИ СОРБЕНТАМИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОСАДКОВ ВОДОПОДГОТОВКИ

УДК 630.09

ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ ИОНОВ Сг

КОМПОЗИЦИОННЫМИ СОРБЕНТАМИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОСАДКОВ ВОДОПОДГОТОВКИ

Н.Г. Валиев, М.С. Лебзин, С.С. Завьялов, А.Н. Малышев

При очистке природных вод для использования в хозяйственно-бытовых нуждах образуется техногенные отходы - осадки водоподготовки, которые в основном хранятся на полигонах твердых коммунальных отходах. Данные техногенные отходы можно использовать для рекультивации нарушенных земель создавая композиционный сорбенты на основе природных материалов и техногенного отхода.

Приведены результаты исследований сорбции ионов тяжелых металлов Сг3+ и Сг6+ композиционными сорбентами на основе природных материалов - торфа, диатомита и вермикулита, а также техногенного отхода - осадков водоподготовки с Западной фильтровальной станции г. Екатеринбурга. Природные материалы и осадки водоподготовки смешивались в различных пропорциях для определения наилучшего компонентного состава. Исследования показали, что композиционные сорбенты можно использовать в процессе разработки природоохранных мероприятий при экологической реабилитации нарушенных природных экосистем.

Ключевые слова: природные сорбенты, мелиоранты, тяжелые металлы, адсорбция, рекультивация, торф, осадки водоподготовки, диатомит, вермикулит.

Введение

На сегодняшний день одной из важных проблем является вовлечение техногенных отходов в производственные циклы путем их рациональной утилизации. К этой проблеме можно отнести образование и складирование осадков водоподготовки (ОВ) на полигонах твердых коммунальных отходах.

По большей части, вопросы утилизации ОВ свойственны большим городам и агломерациям [1]. Неиспользование ОВ ведет к загрязнению пе-досферы, природной среды в целом. Также осадки примерно на 60 % состоят из сложных органических структур, которые со временем разлагаются с выделением различных газов, таких как Б02, N02 и др., что вносит дополнительный дисбаланс в круговорот веществ в биосфере [2].

Ключевой особенностью осадков является их относительная высокая удельная поверхность численно соизмеримая с диатомитом. ОВ Западной фильтровальной станции г. Екатеринбурга - нетоксичные отходы [3]. Вышеперечисленное дает возможность использования их в качестве сырья для рекультивации нарушенных земель, загрязненных ионами тяжелых металлов. Дополнительно к этому ОВ можно объединять с уже зарекомендовавшими себя природным сырьем, таким как торф, вермикулит, диатомит,

что в некоторых случаях может привести к увеличению адсорбционной емкости и эффективности получаемых сорбентов [4 - 8].

Приемуществом выбора данного природного сырья служит то, что оно относится к возобновляемым ресурсам, а также имеются большие запасы на территории Российской Федерации, например запасы торфа только в Свердловской области составляют более 7 млрд тонн [9].

Исходя из этого, целью работы является апробация влияния композитных сорбентов, изготовленных из ранее упомянутого природного и техногенного сырья, на эффективность извлечения ионов Сг3+ и Сг6+ из модельных растворов.

Материалы исследования

В настоящей работе с целью тестирования на эффективность адсорбции ионов Сг3+ и Сг6+ были выбраны распространенные природные вещества - торф верховой, диатомит и вермикулит. Для успешного применения композиционных сорбентов на основе природных материалов, а также техногенного отхода - осадков водоподготовки с фильтровальных станций необходимо соблюдение определенных требований, к которым относятся: доступность по стоимости; природное и/или техногенное происхождение и наличие материалов для создания сорбента в регионе; выбранные материалы для исследования должны улучшать качество природной среды; иметь мелиоративные свойства и не приносить природной среде экологического вреда.

Исходное сырье

1. Торф верховой, фракция 0 - 10. Влажность торфа варьировалась в пределах 50.. .60 %, водородный показатель - умеренно кислый. Степень разложения верхового торфа не превышает 20 %. Торф является зарекомендованным природным мелиорантом и сорбентом, способный без дополнительного модификации или обработки иммобилизовать ионы тяжелых металлов [10].

Диатомит Камышловского месторождения. Данный материал представляет собой горную породу, которая состоит из останков диатомовых водорослей [11].

Вермикулит производства ООО ТД «Вермикулит». Вермикулит -минерал из группы гидрослюд, минеральное ископаемое, имеет особую кристаллическую структуру. Состоит из множества пластинок. Вермикулит состоит из различных фракций, в данном исследовании применялась наиболее доступна средняя фракция (1 - 4 мм) [12].

Вермикулит и диатомит способны без дополнительного модификации или обработки иммобилизовать ионы тяжелых металлов [13, 14].

Осадки водоподготовки Западной фильтрационной станции г. Екатеринбурга, образованные шламами опорожнения отстойников и промывки фильтров - основную массу осадка (50.60 %) составляет рентгено-

аморфная органика. Минералогический состав представлен кварцом и полевым шпатом. Химический состав представлен гидроксидом алюминия (АШзОз), гидроксидом железа ^е(ОН)з), оксидом марганца (МПО2), труднорастворимыми соединениями тяжелых металлов и нерастворенными остатками химических реагентов, используемых при водоподготовке [3]. Гранулометрический состав осадка полидисперсен, в нем мало тонкопес-чанных фракций, преобладают пылеватые частицы (43,2...58,5 %), содержание глинистых фракций составляет 6,9.14,2 % [3, 15].

Токсиканты представляют собой модельные растворы солей классификации «чда», содержащих хром различной валентности: Сг2^04)3*6Н20, К2Сг207. Модельные растворы солей готовились соответствующим образом: навеску соли растворяли в мерном цилиндре, из полученного исходного раствора путем разведения готовили растворы с меньшей концентрацией.

Сорбенты

Осадки водоподготовки сушили в термостате при температуре 85 0С в течение 24 часов до влажности 5 %.

В работе торф, вермикулит и диатомит не подвергались дополнительным модификациям или обработке для повышения сорбционной емкости материала.

Вышеперечисленные компоненты, указанные в табл. 1, тщательно перемешивались и готовились композиционные сорбенты без грануляции.

Таблица 1

Состав композиционных сорбентов__

Пропорции

№ п/п Шифр Гранулометрический состав Материальный состав по мас. естественной влажности, %

1. ТОВнгр россыпь Торф - осадки водоподготовки 20/80

2. ТОВнгр россыпь Торф - осадки водоподготовки 40/60

3. ТОВнгр россыпь Торф - осадки водоподготовки 60/40

4. ДОВнгр россыпь Диатомит - осадки водоподготовки 20/80

5. ДОВнгр россыпь Диатомит - осадки водоподготовки 40/60

6. ДОВнгр россыпь Диатомит - осадки водоподготовки 60/40

7. ВермОВнгр россыпь Вермикулит - осадки водоподготовки 20/80

8. ВермОВнгр россыпь Вермикулит - осадки водоподготовки 40/60

9. ВермОВнгр россыпь Вермикулит - осадки водоподготовки 60/40

Исследование сорбционных свойств сорбентов проводили в статических условиях при комнатной температуре. Навески сорбентов 25,0 г, взятые с помощью электронных весов, (точность взвешивания ±0,01 г), помещали в стеклянные колбы объемом до 1000 мл, в которые заливали 250 мл раствора соли тяжелого металла Сг3+ и Сг6+ исходной концентрации. Соли тяжелых металлов Сг3+ и Сг6+с исходной концентрацией не смешива-

лись. Стеклянные колбы с раствором «сорбент - раствор соли тяжелого металла» закрывали для снижения погрешности, попадания различной пыли и уменьшения испаряемости раствора из стеклянной колбы. Исследуемый раствор выдерживались 72 часа при комнатной температуре, далее растворы фильтровали через бумажный фильтр средней плотности. Для определения концентрации хромсодержащих ионов в растворах до и после адсорбции использовали метод рентгеновской флуоресцентной спектрометрии. Анализ проводили с помощью рентгенофлуоресцентного кристалл-дифракционного сканирующего спектрометра «СПЕКТРОСКАН МАКС G».

Результаты исследования

1. Исследования адсорбционных свойств сорбентов: торф/осадки водоподготовки, диатомит/осадки водоподготовки, вермикулит/осадки во-доподготовки (пропорции по массе естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40 по каждому компоненту в составе) на сорбцию ионов солей а3+ (рис. 1).

А%

100,0

100,0

100,0

99,8

+ О

О4 <

100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

99,4

100,0

79,3

20/80

40/60

60/40

20/80

40/60

60/40

20/80

40/60

60/40

ТОВнгр ТОВнгр ТОВнгр ДОВнгр ДОВнгр ДОВнгр ВермОВнгрВермОВнгрВермОВнгр

Сорбенты

Рис. 1. Адсорбция ионов Сг3+, сорбентами: торф/осадки водоподготовки (пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40), диатомит/осадки водоподготовки (пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40), вермикулит/осадки водоподготовки (Пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40).

А - доля ионов Сг3+, связанных сорбентом из раствора, %

В отношении сорбции ионов Сг3+ наблюдатюся высокие и средние значения адсорбции. Высокое значение адсорбции ионов Сг3+ наблюдается у торф/осадки водоподготовки (20/80 %, 40/60 %), диатомит/осадки водо-

подготовки (20/80 %, 40/60 %), вермикулит/осадки водоподготовки (20/80 %, 40/60 %, 60/40 %). Среднее значение адсорбции ионов Сг3+ -торф/ осадки водоподготовки (60/40 %), диатомит/осадки водоподготовки 60/40 %).

При адсорбции ионов Сг3+ исследуемыми сорбентами торф/осадки водоподготовки, диатомит/осадки водоподготовки прослеживается зависимость: уменьшение осадков водоподготовки по отношению к природному материалу в композиционном сорбенте (%) ниже 40 % от массовой доли компонентов снижает эффективность адсорбции ионов Сг3+ на в среднем на 20,5 %. Среднее значение адсорбции ионов Сг3+ торф/осадки водоподготовки (60/40 %), стремиться к максимальному и может относиться к высокому значению степени адсорбции.

Адсорбция ионов Сг3+ сорбентом вермикулит/осадки водоподготовки составляет 100 % вне зависимости от массовой доли (%) природного материала и осадков водоподготовки.

2. Исследования адсорбционных свойств сорбентов: торф/осадки водоподготовки, диатомит/осадки водоподготовки, вермикулит/осадки во-доподготовки (пропорции по массе естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40 по каждому компоненту в составе) на сорбцию ионов солей Сг6+ (рис. 2).

А,%

+ о

о4 <

100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

91,0

80,5

64,7

50

49,5

37,7

33,8

20/80 ТОВнгр

40/60 ТОВнгр

60/40 ТОВнгр

20/80 ДОВнгр

40/60 ДОВнгр Сорбенты

60/40

20/80

40/60

60/40

ДОВнгр ВермОВнгрВермОВнгрВермОВнгр

Рис. 2. Адсорбция ионов Сг6+, сорбентами: торф/осадки водоподготовки (пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40), диатомит/осадки водоподготовки (пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40), вермикулит/осадки водоподготовки (пропорции по мас. естественной влажности, % - 20/80, 40/60, 60/40).

А - доля ионов Сг3+, связанных сорбентом из раствора, %

2

В отношении сорбции ионов Сг6+ наблюдаются высокие, средние и низкие значения адсорбции. Высокое значение адсорбции ионов Сг6+ наблюдается у торф/осадки водоподготовки (20/80 %, 40/60 %, 60/40 %). Среднее значение сорбции ионов Сг3+ наблюдается у диатомит/осадки во-доподготовки (20/80 %, 40/60 %), вермикулит/осадки водоподготовки (20/80 %, 40/60 %).

Низкие значения сорбции ионов Сг6+ наблюдаются у диатомит/осадки водоподготовки (60/40 %) и вермикулит/осадки водоподготов-ки (60/40 %).

При адсорбции ионов Сг6+ исследуемыми сорбентами диатомит/осадки водоподготовки, вермикулит/осадки водоподготовки прослеживается зависимость: уменьшение осадков водоподготовки по отношению к диатомиту и вермикулиту в композиционном сорбенте ниже 40 % от массовой доли снижает эффективность сорбции ионов Сг6+ на 12...24 %. Адсорбция ионов Сг6+ сорбентом торф/осадки водоподготовки достигает наилучших значений при одинаковой массовой доле (%) торфа и осадков водоподготовки.

Выводы

Таким образом, по результатам исследований можно сделать вывод, что все композиционные сорбенты имеют сорбционные свойства и способны иммобилизовать ионы Сг3+ и Сг6+.

В ряде экспериментов прослеживается зависимость: уменьшение осадков водоподготовки по отношению к природному материалу в композиционном сорбенте (%) ниже 40 % от массовой доли компонентов снижает эффективность адсорбции ионов Сг3+ и Сг6+.

Композиционный сорбент вермикулит/осадки водоподготовки вне зависимости от массовой доли (%) природного материала и осадков водо-подготовки является самым эффективным для иммобилизации ионов Сг3+.

Композиционные сорбенты диатомит/осадки водоподготовки (60/40 %), вермикулит/осадки водоподготовки (60/40 %) являются менее эффективными для иммобилизации ионов Сг6+. Это может быть связано с ранее упомянутым уменьшением содержания осадков водоподготовки по отношению к природному компоненту в исследуемых сорбентах.

Исследование подготовлено в соответствии с государственным заданием ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» № 0833-2020-0008 «Разработка и эколого-экономическое обоснование технологии рекультивации нарушенных горно-металлургическим комплексом земель на основе мелиорантов и удобрений нового типа» и выполнено совместно с сотрудниками Центра коллективного пользования (ЦКП) с использованием фондов Центра коллективного пользования научным оборудованием ФНЦ БСТ РАН (N0 Росс RU.0001.21 ПФ59, Единый российский реестр центров коллективного пользования - http://www.ckp-rf.ru/ckp/77384).

Список литературы

1. Balashov A.M., Fedorovskaya L.A. Neutralization of sewage sludge and water treatment sludge is a significant reduction in the environmental burden on biogeocenoses // Rostov scientific journal. 2017. No. 8. S. 92-98.

2. Бойко Т.В. Возможность применения мембранных технологий для обезвоживания осадков станций водоподготовки // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2019. № 4 (41). С. 125-133. DOI: 10.24866/2227-6858/2019-4-13/.

3. Apakashev R. A., Guman O. M., Valiev N. G. Reclamation of disturbed lands by means of technogenic water treatment sludge // Sustainable development of mountain territories. 2020. Vol. 12. No. 2(44). P. 229-236. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2020-12-2-229-236.

4. Sorbent-based method of soils detoxification from heavy metals / V.V. Yurak, R.A. Apakashev, N.G. Valiev, M.S. Lebzin // Sustainable Development of Mountain Territories. 2021. 13(1), с. 135-150. DOI 10.21177/19984502-2021-13-1-135-150.

5. A Comparative GIS tree-pollution analysis between arsenic, chromium, mercury, and uranium contents in soils of urban and industrial regions in Qatar / R. Bou Kheir [and other] // Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration. 2019. No 4(10). https://doi.org/10.1007/s41207-019-0099-8

6. Evaluation of environmental and anthropogenic influences on ambient background metal and metalloid concentration in soil / H.G. Mikkonen [and other] // Science of the total environment. 2018. Vol. 624. PP. 599-610.

7. Oxidative and genotoxic damages in plants in response to heavy metal stress and maintenance of genome stability / Subhajit Dutta [and other] // Plant Signaling.

8. Zhu, J., Wang, P., Lei, Mj. et al. Polyhydroxyl-aluminum pillaring improved adsorption capacities of Pb2+ and Cd2+ onto diatomite // J. Cent. South Univ. 21, 2359-2365 (2014). https://doi.org/10.1007/s11771-014-2188-9.

9. Валиев Н.Г., Гревцев Н.В., Лебзин М.С. Гидромеханизированный способ добычи торфа: современное состояние и перспективы // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 4. С. 141-150.

10. Increase in Pb and Cd Adsorption by the Application of Peat in a Tropical Soil / J. Pelinsom Marques [et al.] // Water Air Soil Pollut 231, 136 (2020). https://doi.org/10.1007/s11270-020-04507-z.

11. ТУ 5761-001-59266087-2005. Диатомит измельченный. Камыш-лов: ООО «Уральская диатомитовая компания», 2005.

12. ГОСТ 12865-67. Вермикулит вспученный. М: ИПК «Изд-во стандартов». 1995.

13. Potential Alternative Reuse Pathways for Water Treatment Residuals: Remaining Barriers and Questions - a Review / T. Turner, R. Wheeler, A. Stone,

I. Oliver // Water, Air, & Soil Pollution. 2019. Vol. 230. Issue 9. P. 1-30. Article number 227.

14. Ремедиация антропогенно нарушенных территорий с использованием серпентинсодержащих отходов / М. В. Слуковская [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. № 6. С. 45-51.

15. Николаенко Е.В., Белканова М.Ю., Репников Н.Е. Технологические аспекты обработки осадка сооружений водоподготовки // Перспективы развития строительного комплекса. 2016. № 1. С. 80-86.

Валиев Нияз Гадым оглы, д-р техн. наук, проф, зав. кафедрой, scinceaursmu.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет,

Лебзин Максим Сергеевич, мл. науч. сотр. лаборатории рекультивации нарушенных земель и техногенных отходов, az ma a mail.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет,

Завьялов Сергей Сергеевич, мл. науч. сотр. лаборатории рекультивации нарушенных земель и техногенных отходов, doker_777@bk.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет,

Малышев Александр Николаевич, лаборант-исследователь лаборатории рекультивации нарушенных земель и техногенных отходов, malyshev.klhagmail.com Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет

STUDY OF Cr ION ADSORPTION BY COMPOSITE SORBENTS BASED ON NATURAL MATERIALS AND WATER TREATMENT SEDIMENTS

N.G. Valiev, M.S. Lehzin, S.S. Zavialov, A.N. Malyshev

During the purification of natural water for use in household needs, technogenic waste is generated - water treatment sludge, which is mainly stored in municipal solid waste landfills. These technogenic wastes can he used for reclamation of disturbed lands hy creating composite sorhents based on natural materials and technogenic waste.

The article presents the results of studies of the sorption of heavy metal ions Cr3+ and Cr6+ hy composite sorhents hased on natural materials - peat, diatomite and vermiculite, as well as man-made waste - water treatment sludge from the Western filter station in Yekate-rinhurg. Natural materials and water treatment sludge were mixed in various proportions to determine the hest component composition. Studies have shown that composite sorhents can he used in the process of developing environmental protection measures during the environmental rehahilitation of disturhed natural ecosystems.

Key words: natural sorhents, ameliorants, heavy metals, adsorption, reclamation, peat, water treatment sludge, diatomite, vermiculite.

Valiev Niyaz Gadym ogly, doctor of technical sciences, professor, head of chair, scince@ursmu.ru , Russia, Yekaterinhurg, Ural State Mining University,

Lahzin Maxim Sergeevich, jr. scientific. sotr. lahoratories az_ma@mail.ru , Russia, Yekaterinhurg, Ural State Mining University,

H3Becmg TvafY. HavKH o 3eMne. 2022. Ban. 4

Zavyalov Sergey Sergeevich, jr. scientific. sotr. laboratories doker_777@bk.ru , Russia, Yekaterinburg, Ural State Mining University,

Malyshev Alexander Nikolaevich, laboratory assistant-researcher of the laboratory malyshev.k1b@,gmail.com, Russia, Yekaterinburg, Ural State Mining University

Reference

1. Balashov A.M., Fedorovskaya L.A. Neutralization of sewage sludge and water treatment sludge is a significant reduction in the environmental burden on biogeocenoses. Rostov scientific journal. 2017. No. 8. S. 92-98.

2. Boyko T.V. The possibility of using membrane technologies for dewatering precipitation of water treatment plants. Bulletin of the Engineering School of the Far Eastern Federal University. 2019. No. 4 (41). pp. 125-133. DOI: 10.24866/2227-6858/2019-4-13/

3. Apakashev R. A., Guman O. M., Valiev N. G. Reclamation of dis-turbed lands by means of technogenic water treatment sludge // Sustainable devel-opment of mountain territories. 2020. Vol. 12. No. 2(44). P. 229-236. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2020-12-2-229-236

4. Sorbent-based method of soils detoxification from heavy metals / V.V. Yurak, R.A. Apakashev, N.G. Valiev, M.S. Lebzin // Sustainable Development of Mountain Territories. 2021. 13(1), pp. 135-150. DOI 10.21177/1998-4502-2021-13-1-135-150.

5. A Comparative GIS tree-pollution analysis between arsenic, chromium, mercury, and uranium contents in soils of urban and industrial regions in Qatar / R. Bou Kheir [and other] // Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration. 2019. No 4(10). https://doi.org/10.1007/s41207-019-0099-8.

6. Evaluation of environmental and anthropogenic influences on ambient background metal and metalloid concentration in soil / H.G. Mikkonen [and other] // Science of the total environment. 2018. Vol. 624. PP. 599-610.

7. Oxidative and genotoxic damages in plants in response to heavy metal stress and maintenance of genome stability / Subhajit Dutta [and other] // Plant Signaling.

8. Zhu, J., Wang, P., Lei, Mj. et al. Polyhydroxyl-aluminum pillaring im-proved adsorption capacities of Pb2+ and Cd2+ onto diatomite // J. Cent. South Univ. 21, 2359-2365 (2014). https://doi.org/10.1007/s11771-014-2188-9.

9. Valiev N.G., Grevtsev N.V., Lebzin M.S. Hydro-mechanized method of peat extraction: current state and prospects // Izvestiya Tula State University. Earth sciences. 2020. No. 4. pp. 141-150.

10. Increase in Pb and Cd Adsorption by the Application of Peat in a Tropical Soil / J. Pelinsom Marques [et al.] // Water Air Soil Pollutant 231, 136 (2020). https://doi.org/10.1007/s11270-020-04507-z.

11. TU 5761-001-59266087-2005. Crushed diatomite. Kamysh-lov: Ural Diatomite Company LLC. 2005.

12. GOST 12865-67. Vermiculite is swollen. M: IPK Publishing House of stan-dartov. 1995.

13. Potential Alternative Reuse Pathways for Water Treatment Residuals: Remaining Barriers and Questions - a Review / T. Turner, R. Wheeler, A. Stone, I. Oliver // Water, Air, & Soil Pollution. 2019. Vol. 230. Issue 9. P. 1-30. Article number 227.

14. Remediation of anthropogenic disturbed territories with the use of serpentine-containing waste / M. V. Slukovskaya [et al.] // Proceedings of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2018. No. 6. pp. 45-51.

15. Nikolaenko E.V., Belkanova M.Yu., Repnikov N.E. Technological aspects of sludge treatment of water treatment facilities // Prospects for the development of the construction complex. 2016. No. 1. pp. 80-86.

УДК 504.55.054:622

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ МЕТАЛЛОВ ПОДЗЕМНЫМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ

В.И. Голик, А.А. Белодедов, В.Х. Дзапаров, В.И. Сарычев

Представлены результаты анализа опыта использования феномена извлечения металлов из руд выщелачиванием, свидетельствующие о том, что они обладают существенными преимуществами перед традиционными технологиями. Предложены модели оценки эффективности добычи металлов подземным блоковым и скважинным выщелачиванием. Результаты исследования могут быть востребованы при модернизации горно-металлургического производства с целью повышения его эколого-экономических показателей.

Ключевые слова: горное производство, металлы, руды, выщелачивание, экономика.

Введение

При разработке рудных месторождений подземным способом в ряде случаев эффективной оказывается добыча металлов с применением горно-химической технологии [1 - 3]. В первую очередь это относится к технологически вскрываемым металлам, в том числе к урану, меди, цинку и

др.

В горном производстве актуализируется проблема использования некондиционных и потерянных руд. Ее решение может улучшить полноту использования недр, снизить затраты и уменьшить нагрузку на окружающую среду. Проблема может быть решена путем комбинированной разработки балансовых запасов традиционной технологией, а некондиционных и потерянных руд - подземным блоковым выщелачиванием [4 - 6].

Промышленное освоение технологий с выщелачиванием начинается в середине прошлого века с переработки некондиционных урановых руд месторождений Средней Азии (Чаркасар I, Чаркасар 2, Киик-Тал, Та-бошар, Адатаньга, Каштасай, Джекиндек и др.), Казахстана (Восток и Звездное на севере Республики) и Северного Кавказа (Быкогорское в Ставрополье, Какадур - Ханикомское в Северной Осетии) и Стрельцовское (Читинская обл.).

В соответствующих условиях технология с выщелачиванием металлов из руд сокращает затраты на добычу и переработку руд путем исключения из технологического процесса дорогостоящих и трудоемких операций и улучшает технико-экономические показатели. Применение