- Код статьи
- 10.31857/S0235010625040075-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625040075
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 351-364
- Аннотация
- Для создания экономически эффективных природоподобных технологий разработки техногенно-минеральных образований сульфидных месторождений и реабилитации измененных территорий нужно понимать процессы преобразования вещественного состава осадков, вод и биоты, взаимодействующих с ними в пределах отвалов, горных выработок (шахт и рудников). Изменение состава техногенных осадков и вод в экзогенных условиях аналогично геологическим процессам физико-химического выветривания. Важными среди природных процессов являются замораживание и оттаивание минерального вещества. Цель настоящей работы – изучение кинетики разрушения и изменения вещественного состава сульфидных минералов и образуемых водных растворов на образцах с отвалов Дегтярского месторождения при их многократных циклах промораживания и оттаивания. Приведены данные проведения экспериментов разложения устойчивых к гипергентным преобразованиям сульфидов в последовательности операций: дробление, рассев дробленных образцов с отвалов на восемь размерных фракций; промораживание и оттаивание каждой фракции в интервале температур от –15 до +20°С в открытых емкостях с участием дистиллированной воды по 3–15 циклам промораживания и оттаивания. Во всех экспериментах измерены pH, окислительно-восстановительный потенциал и масса проб. Каждая фракция до и после экспериментов проанализирована на рентгеновском настольном дифрактометре. Зерна минералов исследованы на сканирующем электронном микроскопе, химический состав воды после экспериментов определен с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой. Наибольшие изменения состава осадков проявлены для класса –0.1 мм, результаты измерений которого приведены в работе. Максимальная скорость потери массы сульфидов, изученных образцов Дегтярского месторождения – до 2% за один цикл, в то же время для сульфидов других объектов потеря первичной массы достигала 20% за один цикл. Основная доля потерь массы в образцах (более половины) связана с механическим выносом тонкодисперсных частиц с водой; в меньшей степени с физико-химическим разложением сульфидов путем образования кристаллогидратов сульфатов железа, растворением их и карбонатов. Экспериментальные исследования послужат основой для создания базы данных поведения сульфидов в процессе криогенного воздействия и последующей разработки природоподобных технологий управления преобразованием минерального вещества.
- Ключевые слова
- промораживание оттаивание криогенный цикл сульфиды пирит окисление кинетика Дегтярское месторождение медных руд
- Дата публикации
- 25.06.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 15
Библиография
- 1. Вертушков Г.Н. Подземные серноколчеданные пожары // Советская геология. 1940. № 8. С. 48–56.
- 2. Голдырев В.Н., Артемов А.Л., Заводов А.В. Преобразование сульфидов эпитермального Au-Ag месторождения Жильное в условиях криогенеза // Азимут геонаук: Материалы Всероссийской междисциплинарной молодежной научной конференции. 2023. № 3. С. 27–30.
- 3. Голдырев В.Н., Осовецкий Б.М., Наумов В.А., Артемов А.Л., Заводов А.В. Пирит эпитермального Au-Ag месторождения Жильное (Чукотский АО): морфология, стадийность образования, продукты преобразования // Отечественная геология. 2023. № 3. С. 42–56.
- 4. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Свердловск: изд-во Урал. ун-та. 1991.
- 5. Макаров А.Б., Талалай А.Г., Хасанова Г.Г. Теолого-промышленные типы техногенных месторождений // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 8. С. 80–85.
- 6. Мирюк О.А. Перспективы использования отходов в технологии магнезиальных строительных материалов // Наука и мир. 2014. № 11–1 (15). С. 41–44.
- 7. Наумов В.А., Наумова О.Б. Формирование техногенно-минеральных образований – новый этап минерального развития Земли // Теология и полезные ископаемые Западного Урала. 2022. № 5 (42). С. 69–72.
- 8. Наумов В.А., Наумова О.Б., Брюхов В.Н., Голдырев В.В., Голдырев В.Н., Плюснина К.И. Природоподобные технологии на пути освоения техногенно-минеральных образований // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. 2022. № 25. С. 181–187.
- 9. Наумов В.А., Хусаинова А.Ш. А.Ш. Влияние сезонного промораживания и прогревания сульфидов на частицы золота в техногенно-минеральных образованиях // Сборник докладов Девятого международного конгресса «Цветные металлы и минералы – 2017». 2017. С. 942–951.
- 10. Петров Г.В., Бодуэн А.Я., Мардарь И.И., Иванов Б.С., Богинская А.С. Ресурсы благородных металлов в техногенных объектах горно-металлургического комплекса России // Успехи современного естествознания. 2013. № 3. С. 145–148.
- 11. Питулько В.М. Миграция химических элементов в криогенезе. Новосибирск: Наука. 1985. С. 21–40.
- 12. Птицын А.Б. Геохимические основы геотехнологии металлов в условиях мерзлоты. Новосибирск: Наука. 1992.
- 13. Птицын А.Б., Абрамова В.А., Маркович Т.И. Специфика криогеохимических процессов в зоне техногенеза // Минералогия техногенеза. 2009. № 10. С. 215–217.
- 14. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия. 1977.
- 15. Федоров С.А., Амдур А.М., Малышев А.Н., Каримова П.Ф. Обзор техногенных и вторичных золотосодержащих отходов и способы извлечения из них золота // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11–1. С. 346–365.
- 16. Чесноков Б.В., Щербакова Е.П. Минералогия горелых отвалов Челябинского угольного бассейна. М.: Наука. 1991.
- 17. Шадрунова И.В., Горлова О.Е., Провалов С.А. Адаптивные методы доизвлечения золота из хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. № 9. С. 180–185.
- 18. Юрак В.В., Усманов А.И. Восстановление нарушенных земель в горных экосистемах // Устойчивое развитие горных территорий. 2023. 15. № 4. С. 901–911.
- 19. Altomare A., Corriero N., Cuocci C., Falcicchio A., Moliterni A., Rizzi R. EXPO software for solving crystal structures by powder diffraction data: methods and application // J. Appl. Crystallography. 2015. 48. P. 598–603.
- 20. Bennett J.W. Comarmond M.J., Jeffery J.J. Comparison of oxidation rates of sulfidic mine wastes measured in the laboratory and field. Kenmore, Australia. 2000.
- 21. Evangelou V.P., Zhang Y.L. A review: Pyrite oxidation mechanisms and acid mine drainage prevention // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 1995. 2 (25). P. 141–199.
- 22. Gleisner M., Herbert J.R.B. Sulfide mineral oxidation in freshly processed tailings: batch experiments // Journal of Geochemical Exploration. 2002. 3 (76). P. 139–153.
- 23. Komnitsas K., Xenidis A., Adam K. Oxidation of pyrite and arsenopyrite in sulphidic spoils in Lavrion // Minerals Engineering. 1995. 8. № 12. P. 1443–1454.
- 24. Lindsay M.B., 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. 57. P. 157–177.
- 25. Lottermoser B., Lottermoser B.G. Sulfidic Mine Wastes // Mine Wastes Charact. Treat. Env. Impacts. 2010. P. 43–117.
- 26. Nordstrom D.K., Southam G. Geomicrobiology of sulfide mineral oxidation, in: geometrobiology: Interactions between Microbes and Minerals // Reviews Mineralogy. 1997. 35. P. 361–390.
