Мировой спрос и рост населения планеты диктует рост горнодобывающей промышленности. Однако, с увеличением добычи содержание руды постепенно снижается, а добыча полезных ископаемых приводит к образованию значительного количества отходов, таких как хвосты и шлаки
На сегодняшний день проблема переработки отходов руды является актуальной и значимой как с точки зрения решения коммерческих задач металлургических предприятий, так и возрастающими экологическими требованиями. Отходы горно-металлургического производства, являясь потенциальными ресурсами, содержат значительное количество цветных, черных, благородных, редких и рассеянных металлов и представляют собой техногенное сырье. Отсутствие экономичных и экологически чистых технологий по их переработке и утилизации приводит к накоплению и складированию отходов. Процесс длительного хранения горнопромышленных отходов приводит к геохимическим изменениям состава компонентов и образованием новых техногенных минералов, обеднение ценными металлами. Кроме того, вынос элементов за пределы хранилищ усугубляет загрязнение окружающей среды. Перечисленные процессы могут происходить в течение многих лет, пока не растворятся и не вынесутся с водами либо нейтрализуются за счет перевода в нерастворимые формы все содержащиеся в отходах металлы и химические соединения.
Экологические катастрофы, связанные с повреждением хвостохранилищ на железнорудных шахтах, несут громадный ущерб. Так трагедия в Бразилии в 2019 году на шахте в городе Брумадинью стала мрачным и неотложным напоминанием горнодобывающей промышленности об их обязанностях в области экологического, социального и корпоративного управления. Трагедия унесла жизнь 259 человек, 11 пропали без вести. Было выброшено более 11,7 миллионов кубических метров отходов, которые хлынули с рудника через сельскую местность в местный город, что привело разрушению окружающей среды в радиусе 8 километров.
Следует отметить, что отходы, являясь мощным источником загрязнения окружающей среды, представляют собой ценное сырье для промышленности способное расширить минерально-сырьевую базу. Считается, что за счет комплексного использования недр можно дополнительно получить около 25 % продукции. Это достигается внедрением мероприятий, направленных на обеспечение полноты извлечения полезных компонентов. Доля утилизации отходов добывающего и перерабатывающего производства может значительно варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как тип ресурсов, технологии производства, правовые и регуляторные требования, экономические условия и степень осведомленности о вопросах устойчивости и экологии. Однако, в целом, утилизация отходов является важным аспектом устойчивого развития и экологической ответственности для добывающих и перерабатывающих отраслей. В настоящее время доля утилизации отходов добывающего и перерабатывающего производств даже в технологически развитых странах не превышает 10 %.
В некоторых случаях, особенно в развивающихся странах, доля утилизации отходов может быть низкой. Это может быть связано с ограниченными ресурсами, недостаточными инвестициями в технологии переработки, отсутствием эффективных систем управления отходами или недостаточным контролем и соблюдением экологических стандартов.
Однако, в развитых странах и в отраслях с более высоким уровнем осведомленности о вопросах устойчивого экологического развития, доля утилизации отходов может быть значительно выше. Здесь применяются современные технологии переработки, развиты системы управления отходами, включая сортировку, переработку и восстановление материалов, а также строгие экологические стандарты и нормативы. В некоторых случаях, отходы могут полностью использоваться в качестве вторичных ресурсов, минимизируя их воздействие на окружающую среду.
Увеличение доли утилизации отходов добывающего и перерабатывающего производства является важной задачей для достижения более устойчивого и экологически ответственного развития. Это позволяет сократить негативное воздействие на окружающую среду, снизить потребление природных ресурсов и создать более устойчивую и эффективную экономику.
Технология извлечения остаточных ценных металлов из отходов после обработки руды имеет существенные экономические преимущества. Получение дополнительного тоннажа металла приводит к увеличению общего объема добычи и производства, что может привести к увеличению доходов компании и улучшению ее финансовых показателей. Использование уже обработанных хвостов руды снижает затраты на разведку, бурение, транспортировку и другие этапы добычи. С точки зрения экологических преимуществ, обработанные хвосты уже находятся на поверхности, нет необходимости дополнительно добывать руду, что снижает воздействие на окружающую среду. Это может помочь компании соблюдать экологические нормы и требования, а также улучшить ее общую экологическую репутацию. Использование технологии извлечения металлов из хвостов позволяет компаниям разнообразить источники поставок металлов. В случае, если основные источники руды становятся недоступными или снижается их качество, компания может полагаться на хвосты руды для получения дополнительных объемов металлов. Это снижает риски снабжения и обеспечивает стабильность производства.
На сегодняшний день применяются следующие технологии извлечения металлов из хвостов руды:
1. Флотация. Метод обогащения полезных ископаемых, основанный на разделении частиц минералов на основе их смачиваемости. Специальные химические реагенты взаимодействуют с целевыми минералами и дополнительно создаются гидрофобные поверхности. Различают маслянную и пенную флотацию. В первом случае измельченная руда смешивается с масло-водной средой, и гидрофобные сульфидные минералы всплывают на поверхность. В случае пенной флотации через смесь частиц с водой пропускают пузырьки воздуха, в последствии чего, на поверхности образуется пена, насыщенная целевыми компонентами. Пена удаляется и обрабатывается для получения концентрата металла.
2. Цианидное выщелачивание. Используется для извлечения золота и серебра из руд и хвостов руды. Руда или хвосты руды выщелачиваются раствором цианида, который растворяет металлы. Раствор обрабатывается для извлечения металлов с помощью электролиза или цементации.
3. Бактериальное выщелачивание. Использует бактерии для растворения металлов из руд и хвостов руды. Бактерии выделяют кислоты или другие реагенты, которые растворяют металлы. Раствор обрабатывается для извлечения металлов с помощью электролиза или химического осаждения.
4. Пирометаллургия. Включает нагревание руды или хвостов руды до высоких температур для отделения металлов от пустой породы. Используются различные процессы, такие как обжиг, плавка и электроплавка. Металлы извлекаются в виде расплавленного металла или сплава.
5. Гидрометаллургия. Использует водные растворы для растворения и извлечения металлов из руд и хвостов руды. Растворы обрабатываются для извлечения металлов с помощью электролиза, химического осаждения или ионного обмена.
6. Электрохимические методы. Используют электрохимические процессы для извлечения металлов из растворов. Электролиз: металлы осаждаются на катоде из раствора. Электроосаждение: металлы осаждаются на поверхности катода из расплавленного электролита.
7. Другие методы. Гравитационное обогащение: разделение минералов на основе их плотности. Магнитное обогащение: разделение минералов на основе их магнитных свойств.
Таким образом, современные технологии извлечения металлов из хвостов руды имеют потенциал для достижения высокой доли извлечения. Они позволяют увеличить общий объем добычи и производства металлов, снизить объемы отходов и улучшить устойчивость и эффективность производства.
Селиванов Владимир