Ин-т проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН

В. А. Маслобоев, директор;

Д. В. Макаров, гл. науч. сотр., e-mail: makarov@inep.ksc.ru;

С. И. Мазухина, зав. лаб.

ИХТРЭМС КНЦ РАН

Д. П. Нестеров, мл. науч. сотр.

Геологический ин-т КНЦ РАН

Ю. П. Меньшиков, науч. сотр.

Геохимические барьеры — это участки земной коры, в которых концентрируются химические элементы вследствие уменьшения интенсивности их миграции. С использованием геохимических барьеров могут быть разработаны методы защиты поверхностных и подземных вод от загрязнения. Геохимические барьеры также активно используются в физико-химических геотехнологиях, в частности в методах внутриотвального обогащения. Искусственные геохимические барьеры формируются на основе отходов горнопромышленного комплекса. Была изучена возможность и эффективность их использования для доизвлечения никеля и меди на основе барьеров двух типов: смесь активного кремнезема и карбонатита и смесь серпентина и карбонатита (в соотношении 1:1). Лабораторными исследованиями в динамическом и статическом режимах, а также физико-химическим моделированием установлено, что смеси активного кремнезема и карбонатита, серпофита и карбонатита являются перспективными материалами для создания искусственных геохимических барьеров. Полученные средние содержания осажденных на геохимических барьерах никеля и меди в образованных техногенных рудах приемлемы для организации их последующей рентабельной переработки пиро- или гидрометаллургическими способами. Проведены испытания геохимических барьеров с использованием загрязненных вод в зоне действия предприятий ОАО «Кольская ГМК». Показана возможность очистки вод от тяжелых металлов до уровня предельно допустимых концентраций, принятых для рыбохозяйственных водоемов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 10-05-98805р_север_а) и гранта Президента РФ «Научная школа академика В. А. Чантурия» НШ-3184.2010.5.

1. Перельман А. И. Геохимия. — М. : Высшая школа, 1989. — 528 с.
2. Thompson B. M., Shelton S. P., Smith E. Permeable barriers : A new alternative for treatment of contaminated groundwater // 45^th Purdue Industrial Waste Conference Proc. — Chelsea (MI) : Lewis Pubs., 1991. P. 73–80.
3. Thompson B. M., Henry E. J., Thombre M. S. Applications of permeable barrier technology to ground water contamination at the Shiprock, NM, UMTRA Site // Proc. of the 1996 HSRS WERC Joint Conference on the Environment. — Albuquerque (New Mexico), 1996. P. 89–102.
4. Benner S. G., Blowes D. W., Gould W. D. et al. Geochemistry of a permeable reactive barrier for metal and acid mine drainage // Environ. Sci. & Technol. 1999. Vol. 33, N 16. P. 2793–2799.
5. Banks D., Younger P. L., Arnesen R. T. et al. Mine-water chemistry : the good, the bad and the ugly // Environ. Geol. 1997. Vol. 32, N 3. P. 157–174.
6. Максимович Н. Г., Блинов С. М. Использование геохимических барьеров для защиты подземных и поверхностных вод от загрязнения // Сергеевские чтения. Вып. 2. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной экологии и гидрогеологии (23–24 марта 2000 г.). — М. : ГЕОС, 2000. — 360 с.
7. Изотов А. А., Ковердяев О. Н., Вершинина О. О. Способы снижения воздействия дренажных вод на окружающую среду в горнодобывающих районах // Горный журнал. 2006. № 10. С. 103–106.
8. Жижаев А. М., Брагин В. И., Михайлов А. Г. Осаждение меди с использованием природных карбонатов кальция // Обогащение руд. 2001. № 5. С. 13–17.
9. Бортникова С. Б., Гаськова О. Л., Бессонова Е. П. Геохимия техногенных систем. — Новосибирск : Академическое изд-во «Гео», 2006. — 169 с.
10. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В. Экологические и технологические проблемы переработки техногенного сульфидсодержащего сырья. — Апатиты : КНЦ РАН, 2005. — 218 с.
11. Воробьев А. Е. Ресурсовоспроизводящие технологии горных отраслей. — М. : МГГУ, 2001. — 150 с.
12. Орехова Н. Н. Концептуальные и технологические подходы к ресурсовоспроизводящей переработке гидроминерального техногенного сырья // Материалы Международного cовещания «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья (Плаксинские чтения — 2010)». — Казань, 2010. С. 431–433.
13. Кадастр отходов горно-металлургического производства Мурманской области (по состоянию на 01.01.98 г.); сост. Козырев А. А., Калашник А. И., Вишняков И. А. и др. — Мурманск-Апатиты, 1998. — 96 с.
14. Даувальтер В. А., Канищев А. А. Геоэкологическая обстановка водоемов в зоне влияния ГМК «Печенганикель» // Вестн. Мурман. гос. техн. ун-та. 2008. Т. 11, № 3. С. 398–406.
15. Чантурия В. А., Чаплыгин Н. Н., Вигдергауз В. Е. Ресурсосберегающие технологии переработки минерального сырья и охрана окружающей среды // Горный журнал. 2007. № 2. С. 91–96.
16. Чудненко К. В. Теория и программное обеспечение метода минимизации термодинамических потенциалов для решения геохимических задач : автореф. дис. … д-ра геол.-мин. наук. — Иркутск, 2007. — 46 с.
17. Макаров В. Н. Хлориты из железисто-кремнистых и некоторых других рудных формаций. — Л. : Наука, 1971. — 116 с.
18. Иванова В. П., Касатов Б. К., Красавина Т. Н., Розанова Е. Л. Термический анализ минералов и горных пород. — Л. : Недра, 1974. — 399 с.
19. Макаров В. Н., Макаров Д. В., Васильева Т. Н., Кременецкая И. П. Взаимодействие природных серпентинов с разбавленными сульфатными растворами, содержащими ионы никеля // ЖНХ. 2005. Т. 50, № 9. С. 1418–1429.
20. Чудненко К. В., Карпов И. К., Мазухина С. И. и др. Динамика мегасистем в геохимии : формирование базовых моделей и алгоритмы имитации // Геол. и геофизика. 1999. Т. 40, № 1. C. 45–61.
21. Пат. 2338063 РФ. МПК⁷ Е 21 В 43/28. Способ геотехнологической переработки некондиционного сульфидного рудного материала, содержащего тяжелые металлы / Макаров Д. В., Чантурия В. А., Нестерова А. А. ; заявл. 02.03.2007 ; опубл. 10.11.2008 ; Бюл. № 31.