Что такое техногенные месторождения полезных ископаемых

ТЕХНОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ (а. technogenous deposits; н. technogene Lagerstatten; ф. gisements technogenes; и. yacimientos teenogeniсоs, depositos teenogeniсоs, yacencias teenogenicas) — скопление минеральных веществ на поверхности Земли или в горных выработках, образовавшееся в результате их отделения от массива и складирования в виде отходов горного, обогатительного, металлургического и других производств и пригодное по количеству и качеству для промышленного использования (для извлечения металлов и других полезных компонентов, получения топлива и стройматериалов). К техногенным месторождениям относятся отвалы добычи полезных ископаемых, хвостохранилища обогатительных фабрик, золо- и шлакоотвалы ТЭЦ, складированные отходы металлургического и других производств.

Техногенные месторождения — уникальный источник многих редких и рассеянных элементов. Так, основной источник для получения германия — золы ТЭЦ; рения — пыль обжига молибденовых концентратов; селена и теллура — отходы переработки сульфидных медных руд; кадмия, таллия, индия — полиметаллические руды; галлия — отходы переработки бокситов и нефелинов. Техногенные месторождения становятся всё более важным источником многих видов минерального сырья. В развитых капиталистических и развивающихся странах в среднем производится из вскрышных пород до 80% нерудных строительных материалов, из отвалов окисленных медных руд и хвостов обогащения методом бактериального и кислотного выщелачивания до 20% меди (в США свыше 30%). Суммарное содержание полезных компонентов, накапливающихся за 20-30 лет в техногенных месторождениях, сопоставимо, а иногда и превышает их количество в ежегодно добываемых рудах.

Как и обычные месторождения полезных ископаемых, техногенные месторождения имеют определённую структуру распределения полезных компонентов, зоны вторичного гипергенеза, окисления, сегрегации и т.п., но в отличие от естественные (геогенных) месторождений характеризуются пониженным содержанием полезного компонента. Складирование отходов, образующих техногенные месторождения, ведётся таким образом, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для их последующей эксплуатации (устойчивость откосов, минимальные затраты на отвальные работы, возможность применения поточной технологии). Разработка техногенного месторождения, как правило, экономически целесообразна, так как техногенные месторождения находятся на поверхности и материал в них уже частично дезинтегрирован. Однако использование этих месторождений должно проводиться своевременно, поскольку складируемые отходы во многих случаях значительно видоизменяются, теряют свои технологические свойства и практическую ценность. Например, техногенные месторождения, содержащие сульфиды тяжёлых цветных металлов, могут истощаться, вплоть до полной потери металлов, за счёт процессов самопроизвольного бактериального выщелачивания. Для повышения ценности техногенных месторождений в процессе складирования отвалов требуется раздельное хранение определённой части отходов, в противном случае техногенное месторождение может и не образоваться. Например, окисленные железистые кварциты, являющиеся отходами добычи и обогащения на КМА и в Кривбассе, складировались совместно с вскрышными породами и в значительной степени утрачены как техногенные месторождения. Раздельное складирование требует определённых затрат, в некоторых случаях заметно повышая стоимость добычи.

Использование техногенных месторождений — составная часть малоотходной технологии. При этом за счёт использования техногенного месторождения существующий уровень промышленного производства может быть обеспечен при уменьшении объёма добычи горной массы на 20-25% (главным образом в результате производства из отходов стройматериалов), снижении общей себестоимости продукции на 10-15%, оздоровлении экологической обстановки в районах горно-перерабатывающих предприятий.

ТЕХНОГЕ́ННЫЕ МЕСТОРОЖДЕ́НИЯ, ско­п­ле­ния ми­не­раль­ных ве­ществ, об­ра­зо­вав­шие­ся в ре­зуль­та­те ан­тро­по­ген­ной дея­тель­но­сти, про­мыш­лен­ное ис­поль­зо­ва­ние ко­то­рых (из­вле­че­ние ме­тал­лов и др. цен­ных ком­по­нен­тов, по­лу­че­ние то­п­лива и строй­ма­те­риа­лов) эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­но и тех­ни­че­ски воз­мож­но. По аг­ре­гат­но­му со­стоя­нию Т. м. обыч­но твёр­дые, ре­же жид­кие (гид­ро­ми­не­раль­ные). К Т. м. от­но­сят­ся: от­ва­лы до­бы­чи по­лез­ных ис­ко­пае­мых (вскрыш­ных и вме­щаю­щих по­род, за­ба­лан­со­вых руд и др.), пру­ды-от­стой­ни­ки с ме­тал­ло­нос­ны­ми ила­ми и шла­ма­ми; хво­сто­хра­ни­ли­ща и хра­ни­ли­ща шла­мов обо­га­тит. фаб­рик, от­ва­лы ме­тал­лур­гич. шла­ков; от­ва­лы (фос­фо­гип­са, фто­ро­гип­са, пи­рит­ных огар­ков) и шла­мы (напр., хра­ни­ли­ща бок­си­то­вых шла­мов) хи­мич. про­из­водств; зо­ло- и шла­ко­от­ва­лы ТЭЦ.

Сум­мар­ное ко­ли­че­ст­во цен­ных ком­по­нен­тов, на­ка­п­ли­ваю­щих­ся в от­хо­дах гор­но­го про­из-ва за 20–30 лет, со­пос­та­ви­мо с их ко­ли­че­ст­вом в еже­год­но до­бы­вае­мых ру­дах. Т. м. – уни­каль­ный ис­точ­ник мно­гих ред­ких и рас­се­ян­ных ме­тал­лов (Re по­лу­ча­ют из пы­ли об­жи­га мо­либ­де­но­вых кон­цен­тра­тов, Ge – из уголь­ной зо­лы ТЭЦ, Ta – из шла­ков плав­ки рос­сып­но­го кас­си­те­ри­та, Ga – из от­хо­дов пе­ре­ра­бот­ки бок­си­тов, Se и Te – из от­хо­дов пе­ре­ра­бот­ки суль­фид­ных мед­ных руд, а Cd, Tl и In – суль­фид­ных по­ли­ме­тал­лич. руд). В про­мыш­лен­но раз­ви­тых стра­нах по­дав­ляю­щая часть не­руд­ных стро­ит. ма­те­риа­лов про­из­во­дит­ся из вскрыш­ных по­род; в США св. 30% Cu по­лу­ча­ют из от­ва­лов окис­лен­ных мед­ных руд и хво­стов обо­га­ще­ния бак­те­ри­аль­ным и ки­слот­ным вы­ще­ла­чи­ва­ни­ем; в КНР на­ла­же­но про­из-во гли­нозё­ма (Al2O3) из уголь­ной зо­лы ТЭЦ; в Ка­на­де раз­ра­бо­та­на ма­ло­от­ход­ная тех­но­ло­гия пе­ре­ра­бот­ки «крас­ных шла­мов» (от­хо­ды по­лу­че­ния гли­но­зё­ма из бок­си­тов) с из­вле­че­ни­ем Sc, Ga, Al2O3, MgO, TiO2, ред­ких ме­тал­лов и РЗЭ. В Рос­сии в осн. вос­тре­бо­ва­ны два ви­да Т. м.: тех­но­ген­ные рос­сы­пи зо­ло­та, пла­ти­нои­дов и оло­ва – как ис­точ­ник до­пол­нит. из­вле­че­ния этих ме­тал­лов; от­ва­лы вскрыш­ных по­род ме­сто­ро­ж­де­ний – для про­из-ва строй­ма­те­риа­лов.

Т. м., как и ес­те­ст­вен­ные ме­сто­ро­ж­де­ния, име­ют оп­ре­де­лён­ную струк­ту­ру рас­пре­де­ле­ния по­лез­ных ком­по­нен­тов, зо­ны вто­рич­но­го ги­пер­ге­не­за, окис­ле­ния, сег­ре­га­ции и т. п. Скла­ди­ро­ва­ние от­хо­дов, об­ра­зую­щих Т. м., ве­дёт­ся с учё­том со­зда­ния наи­бо­лее бла­го­при­ят­ных ус­ло­вий для их по­сле­дую­щей экс­плуа­та­ции (раз­дель­ное хра­не­ние оп­ре­де­лён­ной час­ти от­хо­дов, ус­той­чи­вость от­ко­сов и др.). Раз­ра­бот­ка Т. м. долж­на про­во­дить­ся свое­вре­мен­но, т. к. скла­ди­руе­мые от­хо­ды во мно­гих слу­ча­ях те­ря­ют свои тех­но­ло­гич. свой­ст­ва и прак­тич. цен­ность. Фор­си­ро­ва­ние раз­ра­бот­ки Т. м. дик­ту­ет­ся так­же не­об­хо­ди­мо­стью ос­во­бо­ж­де­ния за­ня­тых пло­ща­дей зе­мель­но­го фон­да, ми­ни­ми­за­ци­ей за­гряз­не­ния ок­ру­жаю­щей сре­ды.

Загрязнение и разрушение почвы при добыче полезных ископаемых

Минеральные ресурсы, сосредоточенные на дне Мирового океана

Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно подразделить на коренные, встречающиеся на месте своего первоначального залегания, и рассыпные, концентрации которых образуются в результате выноса обломочного материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.

Коренные, в свою очередь, можно подразделить на погребенные, которые извлекаются из недр дна, и поверхностные, расположенные на дне в виде конкреций, илов и т. п.

Наибольшее значение после нефти и газа в настоящее время имеют россыпные месторождения металлоносных минералов, алмазов, строительных материалов и янтаря. По отдельным видам сырья морские россыпи имеют преобладающее значение. В них содержаться десятки различных, в том числе тяжелых минералов и металлов, которые пользуются спросом на мировом зарубежном рынке.

Пример хищнического отношения к почвам – это добыча угля открытым способом. Поскольку карьеры вместе с почвой уничтожают растительность, почва лишается естественных средств защиты от водной и ветровой эрозии. Даже в засушливых областях с незначительным выпадением осадков открытые разработки приводят к оползням и засорению русел рек.

Добыча угля, таким образом, сопровождается гибелью растительности, загрязнением поверхностных и грунтовых вод, деградацией почв, разрушением наземных биогеоценозов и водных экосистем. Сток кислот из заброшенных рудных карьеров превращает в насмешку любую попытку “восстановления” разрушенных природных комплексов. Горы пустой породы еще долго будут символизировать безумное использование природных ресурсов, навевая грусть от запустения и безнадежности. “Шрамы” от горных выработок, обезобразившие ландшафт, столь огромны, что видны на несколько километров.

Ущерб природе наносится не только карьерами. Полезные ископаемые по железным дорогам отправляются на горнообогатительные комбинаты, где перемалываются и обрабатываются химическими реагентами. При этом ядовитый дым отравляет атмосферу на значительной территории. Помимо выбросов в атмосферу отходов предприятий, мощным источником загрязнения являются хвостохранилища, извергающие тучи пыли, подхватываемые и разносимые ветром на значительные расстояния.

Техногенные месторождения (ТМ) – техногенные образования (отвалы горнодобывающих предприятий, хвостохранилища обогатительных фабрик, шлакозольные отвалы топливно-энергетического комплекса, шлаки и шламы металлургического производства, шламо-, шлако- и т.д. отвалы химической отрасли) на поверхности Земли по количеству и качеству содержащегося в них минерального сырья пригодные для промышленного использования в настоящее время или в будущем по мере развития науки и техники и изменения экономических условий.

Появившиеся в последние десятилетия техногенные месторождения являются результатом интенсивного развития горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. Техногенные месторождения представляют собой класс месторождений, сформировавшихся в районах горнорудной промышленности (Украина, Казахстан, Северо-запад и Юго-восток европейской части Росси, Урал, Юго-восток и Восток азиатской части, Центр Сибири и др.). Эти месторождения обычно обладают своеобразным минеральным составом и являются потенциальным источником разнообразных полезных ископаемых, в частности цветных, редких и благородных металлов, а также строительных материалов (щебень, песок, гравий и т.д.).

По составу техногенные месторождения подразделяются на 4 типа:

1. Породные ТМ, состоящие из природных горных пород и представленные глыбово-щебенистым материалом и шламо- и хвостохранилищами обогатительных фабрик.

2. ТМ пирометаллургических процессов цветной и чёрной металлургии, сложенные шламами и шлаками.

3. ТМ теплоэлектростанций, сложенные золой и шлаками ТЭС.

4. ТМ химического производства (шламы).

По экологическому воздействию среди техногенных месторождений выделяют:

1. Неопасные, представленные горными породами и глыбовощебенистыми и щебенистыми шлаками цветной и чёрной металлургии, слабо разрушающимися в течение хранения.

2. Поражающие атмосферу и гидросферу, если они сложены окисляющимися или глинизирующимися породами, окисляющимися шлаками и шламами, пылящими шламами и высохшей пульпой хвостохранилищ.