Горный институт — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», Апатиты, Россия:

Е. В. Черноусенко, научный сотрудник
Г. В. Митрофанова, ведущий научный сотрудник, эл. почта: atletik-2010@yandex.ru
И. Н. Вишнякова, младший научный сотрудник
Ю. С. Каменева, младший научный сотрудник

За многолетнюю работу предприятий горнопромышленного комплекса в отвалах и хвостохранилищах накоплены миллиарды тонн отходов добычи и обогащения руд. Поддержание этих объектов требует значительных капитальных и материальных затрат, а складированные измельченные отходы обогащения загрязняют почву и атмосферу за счет водной и ветряной эрозии. Решение вопроса повышения экологической безопасности возможно как за счет создания технологий переработки складированных отходов обогащения, так и за счет максимального извлечения всех полезных компонентов. В настоящей работе рассмотрены два вида бедного техногенного сырья — складированные отходы обогащения медно-никелевых руд, отобранных с дамбы хвостохранилища АО «Кольская ГМК», и хвосты гравитационного обогащения, полученные при опробовании технологии переработки колумбитовой руды перспективного Зашихинского месторождения. Рассмотрена возможность использования флотационного и магнитного методов для доизвлечения цветных металлов из исследуемого сырья. Из хвостов обогащения медно-никелевых руд флотационным методом получен продукт с содержанием никеля 0,39 % и меди 0,20 % при извлечении 44 и 59 % соответственно. Использование магнитной сепарации позволило получить более высокое извлечение никеля (49–60 %) и снизить содержание никеля в хвостах. Наиболее целесообразным представляется комбинация магнитных и флотационных методов с использованием магнитной сепарации в «голове» процесса. В результате опробования широкого ряда собирателей предложен реагентный режим, позволяющий получать литиевый продукт, содержащий 0,24–0,56 % Li₂O при извлечении 65,7–58,0 %. Последующая магнитная сепарация полученного продукта в сильном поле обеспечивает выделение литиевого концентрата с содержанием Li₂O 3,26 % при извлечении до 40 % от исходного сырья.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований РАН I.39 и гранта Российского научного фонда № 14-17-00761 - П.

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2017 году». Проект // Сайт Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации. — URL: http://www.mnr.gov.ru/docs/proekty_pravovykh_aktov/ (дата обращения 23.01.2019)
2. Аксенов Е. М., Садыков Р. К., Алискеров В. А., Киперман Ю. А., Комаров М. А. Техногенные месторождения — проблемы и перспективы вовлечения в хозяйственный оборот // Разведка и охрана недр. 2010. № 2. С. 17–20.
3. Курков А. В., Шаталов В. В., Глазунова Р. И. Флотационная технология глубокого обогащения хвостов редкометалльного производства // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1997. № 2. С. 76–83.
4. Ivanova V., Mitrofanova G., Chernousenko E. Application of Complexing Reagents-Collectors in Rare-Metal and Rare-Earth Ore // 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2017. Vol. 17, No. 11. P. 759–766.
5. Бусырев В. М., Чуркин О. Е. Оценка стоимости запасов и эффективности освоения техногенных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 6. С. 106–114.
6. Маслобоев В. А., Селезнев С. Г., Макаров Д. В., Светлов А. В. Оценка экологической опасности хранения отходов добычи и переработки медно-никелевых руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 3. С. 138–153.
7. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В. Классификация горнопромышленных отходов по типу минеральных ассоциаций и характеру процессов окисления сульфидов // Геоэкология. 2000. № 2. С. 136–143.
8. Lindsay M. B. J., Moncur M. C., Bain J. G., Jambor J. L., Ptacek C. J., Blowes D. W. Geochemical and mineralogical aspects of sulfide mine tailings // Applied geochemistry. 2015. Vol. 57. P. 157–177.
9. Хохуля М. С., Мухина Т. Н., Иванова В. А., Митрофанова Г. В., Фомин А. В., Соколов В. Д. Обоснование и разработка комплексной технологии получения редкометалльных концентратов при глубокой переработке руды Зашихинского месторождения // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2016. Т. 2, № 3. С. 284–290.
10. Хохуля М. С., Мухина Т. Н., Конторина Т. А., Фомин А. В., Соколов В. Д., Кознов А. В., Селезнев А. О. Гравитационно-магнитное обогащение колумбитовой руды // Материалы международной конференции «Ресурсосбережение и охрана окружающей среды при обогащении и переработке минерального сырья». Плаксинские чтения – 2016, Санкт-Петербург, 2016. С. 184–187.
11. Евдокимов С. И., Евдокимов В. С. Переработка руд и техногенного Cu – Ni-сырья с применением технологии струйной паровоздушной флотации // Известия вузов. Цветная металлургия. 2015. № 2. С. 3–8.
12. Абдыкирова Г. Ж., Дюсенова С. Б., Тойланбай Г. А., Сугурбекова А. К. Флотация медьсодержащего техногенного сырья с применением двух вспенивателей // Материалы международной конференции «Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья». Плаксинские чтения – 2017. Красноярск, 2017. С. 360–362.
13. Лавриненко А. А., Саркисова Л. М., Шрадер Э. А., Чихладзе В. В., Шимкунас Я. М. Исследование возможности флотационного извлечения сульфидов из хвостов обогащения медно-никелевых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 2. С. 98–102.
14. Усманова Н. Ф., Шошина А. С. Извлечение цветных и благородных металлов из шламовой фракции выветрелых хвостов обогащения медно-никелевых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № S15. С. 493–500.
15. Чантурия В. А., Козлов А. П., Матвеева Т. Н., Лавриненко А. Ф. Инновационные технологии и процессы извлечения ценных компонентов из нетрадиционного, труднообогатимого и техногенного минерального сырья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 5. С. 144–156.
16. Семушкина Л. В., Турысбеков Д. К., Рулев Н. Н., Нарбекова С. М. Флотация хвостов обогащения свинцово-цинковых руд комбинированным собирателем с использованием микроэмульгирования // Обогащение руд. 2017. № 2. С. 26–31. DOI: 10.17580/or.2017.02.05
17. Michel S. L., Maloba B. Recovery of cobalt and copper through reprocessing of tailings from flotation of oxidised ores // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2013. Vol. 1, Iss. 4. P. 1085– 1090.
18. Babel B., Penz M., Schach E., Boehme S., Rudolph M. Reprocessing of a Southern Chilean Zn Tailing by Flotation — A Case Study // Minerals. 2018. No. 8. Р. 295.
19. Сизяков В. М., Назаров Ю. П., Бричкин В. Н., Сизякова Е. В. Обогащение лежалых хвостов флотации апатитнефелиновых руд // Обогащение руд. 2016. № 2. С. 33–39. DOI: 10.17580/or.2016.02.06
20. Денисова Ю. Л., Светлов А. В. Хвосты обогащения медно-никелевых руд АО «Кольская ГМК» и возможные пути использования // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9, № 2. С. 821–824.
21. Mohr S. H., Mudd G. M., Giurco D. Lithium Resources and Production: Critical Assessment and Global Projections // Minerals. 2012. Vol. 2, Iss. 1. Р. 65–84.
22. Чантурия В. А. Инновационные процессы в технологиях переработки труднообогатимого минерального сырья // Геология рудных месторождений. 2008. Т. 50, № 6. С. 558–568.
23. Юсупов Т. С., Исупов В. П., Владимиров А. Г., Загорский В. Е., Кириллова Е. А., Шумская Л. Г., Шацская С. С., Ляхов Н. З. Исследование вещественного состава и разделимости минералов техногенного сырья с целью оценки возможности получения литиевых концентратов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 6. С. 144–150.
24. Курков А. В., Ануфриева С. И., Лихникевич Е. Г., Рогожин А. А. Новые возможности развития производства лития на основе современных технологий // Материалы международной конференции «Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья». Плаксинские чтения – 2017. Красноярск, 2017. С. 252–255.
25. Yuhua Wang, Guangli Zhu, Fushun Yu., Dongfang Lu. Improving spodumene flotation using a mixed cationic and anionic collector // Physicochemical Problems of Mineral Рrocessing. 2018. Vol. 54, Iss. 2. P. 567–577.
26. Samkova R. Recovering lithium mica from the waste after mining Sn – W ores through the use of flotation // GeoScience Engineering. 2009. Vol. LV, No. 1. P. 33–37.