Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

USE OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES MANAGEMENT OF NATURAL RESOURCES IN ORDER TO SOLVE THE PROBLEM OF DISPOSAL OF WASTE MINING INDUSTRY REGIONS MINING REGION

Subbotina E.V. 1 Karapetyan K.G. 2
1 Starooskolsky technological STI NITU "MISIS"
2 National University of the mineral resource "Mountain"
В данной работе приведено обоснование проблемы образования отходов горнопромышленного производства, объемы которых создают остро актуальные на сегодняшний день задачи в области рационального природопользования. Исследованы и приведены основные проблемы влияния на окружающую среду таких объектов отвалообразования, как - хвостохранилища. В работе рассмотрены использующиеся пути решения снижения антропогенной нагрузки хвостохранилищ и проанализированы существующие исследования данных проблем. На перспективу, в работе представлено такое направление рационального природопользования, как использование возможного материала хвостохранилищ для черной и цветной металлургии, химической и строительной промышленности. Особо актуальной в ситуации экономической нестабильности, в работе представлена возможность использования материала в качестве удобрения для сельского хозяйства. Факт, что материал хвостохранилищ – это дополнительная сырьевая база, обосновывает необходимость инновационного подхода к рациональному природопользованию.
In this work the ground of the global problem of waste mining industry, volumes of which creates a sharp topical today tasks in environmental management. Researched and are the main problems of environmental impact of objects stacking as - tailing. The paper discusses the solutions used to reduce anthropogenic load of tailings and existing studies and analyzed these problems. In the future, the book also presents a direction of rational use of natural resources - possible use of tailings material for ferrous and non-ferrous metallurgy, chemical and construction industries. Particularly relevant in a situation of economic instability, given the opportunity to use the material tails as fertilizer for agriculture. The fact that the tailings material - this is an additional source of raw materials, therefore justifies the need for an innovative approach to natural resource management.
source of raw materials
environment
rational Use of natural resources
mining regions

Природные ресурсы – это база развития экономики любой страны. Земельные, минерально-сырьевые, лесные, водные ресурсы являются наследием каждого региона и определяют темпы их развития. Минерально-сырьевая база России это запасы нефти, природного газа, угля, руды черных и цветных металлов, минерально-строительные материалы, горно-химическое сырье и другие полезные ископаемые. Но интенсивность масштаба потребления минерального сырья приводит к их истощению, значительно сокращает оставшиеся сроки их эксплуатации и одновременно обостряет вопросы необходимости ресурсосбережения. Кроме того, активное использование природных ресурсов с целью обеспечения экономического роста без необходимости ведения экологической политики привело не только к истощению ресурсов, но и к существенному нарушению экологической обстановки.

Цель исследования. Обосновать глобальность и остроту существующей проблемы образования отходов горнопромышленного производства, и проанализировать существующие пути решения задач в области рационального природопользования.

Исследование и обоснование результатов.

На современном этапе, состояние окружающей среды характеризуется не только зависимостью от объемов антропогенной нагрузки. За последние десятилетия темпы увеличения объемов производства способствовали существенному накоплению вредных веществ в почвах и донных отложениях, колоссальную нагрузку создают промышленные отвалы и хвостохранилища. Расточительное использование природных ископаемых приводит к их массовому недоизвлечению с попутным загрязнением всех прилегающих территорий. Таким образом, природные ресурсы следует рассматривать и как социально-экономический потенциал, формирующий валовой внутренний продукт (ВВП), и как объект, подлежащий воспроизводству, восстановлению и охране.

По проведенной оценке, именно предприятия горнопромышленных комплексов, перерабатывая минерально-сырьевые ресурсы и формируя 30% ВВП, наносят наиболее существенный ущерб окружающей среде [6]. На предприятиях добычи полезных ископаемых, наряду с решением задач по снижению показателей выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов сточных вод в поверхностные воды встает самый острый вопрос – образование отходов производства. Анализ основных отраслей по образованию отходов производства позволил определить отрасль добычи полезных ископаемых – как лидера, показатель которого составляет более 90% (рис. 1). Колоссальное преимущество отрасли добычи полезных ископаемых по данному показателю объясняется необходимостью в складировании вскрыши в отвалы и хвостовые хозяйства, являющиеся отходами первичной переработки обогатительных фабрик.

Рис.1. Объемы образования отходов производства по основным отраслям, %

Проведенный мониторинг динамики образования отходов производства за период 2006–2013 гг. характеризует наращивание объемов образования отходов даже в периоды кризиса и спада производственных мощностей (рис. 2).

Рис.2. Мониторинг динамики образования отходов производства (млн. т) и затрат на охрану окружающей среды по статье «обращение с отходами» (млн. руб.)

Приведенный результат анализа объемов образования отходов производства и объемов затрат на охрану окружающей среды по статье «обращение с отходами», характеризует равноценный прирост за исследуемый период по обоим анализируемым показателям. Однако недостаточность затрат на решение данной проблемы должна характеризоваться скорее не финансовыми затратами, а их эффективностью.

Актуальность решения задач образования отходов определяется масштабами их воздействия на окружающую среду. Одной из важнейших – является снижение нагрузки на окружающую среду от такого крупного и сложного объекта, как хвостохранилище.

Хвостохранилища горнопромышленных комплексов – это объекты повышенной экологической опасности. В первую очередь, пыление с поверхности хвостохранилищ приводит к загрязнению атмосферы на обширных территориях, загрязняя почвы, изымая их из сельскохозяйственного оборота. Так, площади, занимаемые под размещение вскрышных пород и отходов переработки полезных ископаемых, несмотря на факт их размещения в оборудованных балках и оврагах, нередко занимают площади, большие, чем площади разрабатываемых карьеров. На значительных территориях происходит загрязнение приповерхностной атмосферы и почв. Исследование данного направления проблемы показывает факт запыленности воздуха на расстоянии более 1500м от хвостохранилища ОАО «ЛГОК» (месторождение КМА) [7]. В данном случае следует отметить особую опасность мелкодисперсной пыли, состав которой включает тяжелые металлы.

Другой проблемой является загрязнение подземных вод, в результате образования под хвостохранилищами купола растекания. Данный факт является особенно опасным для здоровья человека. При расположении хвостохранилищ в пределах зон повышенной проницаемости горных пород происходит подпитка подземных вод загрязненными водами хвостохранилища. Так, по данным исследований (ЦАЛ ГП «Невскгеология»), анализы питьевой воды г. Губкин, находящегося в непосредственной близости от хвостохранилищ ОАО «ЛГОК» и ОАО «СГОК», показали, что содержание в ней урана в 40 раз, а тория в 3 раза больше, чем в воде Санкт-Петербурга. Проведенные расчеты, основанные на содержании ЕРН в отстойных водах хвостов, показали, что ежегодно из этих хвостохранилищ в водную систему района выносится 4 т урана и 35 т тория. Кроме того, в отдельных пробах питьевой воды района установлено повышенное присутствие железа, марганца и других солей тяжелых металлов [7].

На данный момент вопросы сокращения объемов пыления хвостохранилищ решаются путем орошения пылящих зон и наращиванием дамб отсеков, заполняемых хвостами. Но следует учитывать, что на момент планирования, использовались материалы, предотвращающие фильтрацию в подземные воды отвечающие требованиям безопасности на момент многолетней давности. В настоящее же время, увеличение высоты дамб с одной стороны позволяет продлить срок эксплуатации хвостохранилища, не занимая другие площади, что является экономически выгодным, но с другой стороны, безопасность подземных вод является уже давно нарушенной.

Одним из вариантов уменьшения объемов заполнения хвостохранилища возможно на этапе обогащения, путем доизвлечения попутных компонентов [1]. Но данный подход является решением на перспективу. В настоящее же время необходимы инновационные решения, обеспечивающие снижение потерь и повышение уровня извлечения полезных компонентов при добыче и переработке сырья, основная цель которых – повышение эффективности использования минерально-сырьевых ресурсов.

Существующие хвостохранилища можно назвать запасами минерально-сырьевого комплекса, так как они представляют собой многолетние скопления отходов горнопромышленных предприятий. Например, по предварительным оценкам, в хвостохранилищах ГОКов КМА заскладировано около 700 млн. т. отходов обогащения железистых кварцитов, что выше, чем содержание железа в рудах некоторых природных месторождений [4]. Данная ситуация объясняется значительными потерями железа, попадающими в хвосты обогащения. По имеющимся в настоящее время сведениям материал хвостохранилищ может быть эффективно использован в самых различных отраслях хозяйства (табл.1)

Таблица 1

Основные направления использования материала хвостохранилищ

Промышленность

Компоненты

Черная металлургия

FeCr

Цветная металлургия

Cu, Zn Ni , Mg, Ag, Pb, V

Химическая промышленность

P, S

Строительная промышленность

Щебень, песок, мел, известь,

Сельское хозяйство

Удобрения

Использование доизвлеченных компонентов возможно для черной и цветной металлургии, химической и строительной промышленности. В период экономической нестабильности, особенно актуальным является вопрос поддержания сельского хозяйства. Большой научный и практический интерес, несомненно, представляют новые виды стекловидных фосфатных удобрений и мелиорантов на их основе. Значительное количество фосфатов остаются недоизвлеченным, и десятилетиями хранится в отвалах и хвостохранилищах горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, создавая экологические проблемы для окружающей их территории. Попутные компоненты, низкоконцентрированное сырье может как раз стать источником для производства новых удобрений, мелиорантов, которые в последующем можно использовать и для рекультивации загрязненных территорий вблизи горнодобывающих предприятий [8].

В настоящее время в некоторых странах Европы и Японии ведутся работы по разработке технологии получения стекловидных фосфатных удобрений в промышленном масштабе, как наиболее перспективного материала с точки зрения рационального использования удобрений в сельскохозяйственной деятельности. Рядом ведущих ученых ведутся также работы по усовершенствованию сорбентов, создаваемых на основе стекловидных фосфатных материалов, что очередной раз указывает на их значимость и перспективность широкого применения [3, с.34].

Заключение. Таким образом, использование хвостохранилищ позволит обеспечить горнодобывающим предприятиям дополнительную сырьевую базу для выпуска основной продукции и при производстве мелиорантов и удобрений.

В условиях существующих предпосылок научно-технического прогресса, вовлечение в отработку сырьевых ресурсов из отходов горной промышленности является приоритетным вопросом государственной важности. В современных условиях, потенциал промышленного развития напрямую зависит от внедрения современных эко-технологий, диктуемых требованиями мирового рынка, что требует вложения затрат и привлечения инвестиций в охрану окружающей среды [2]. А своевременный и комплексный мониторинг окружающей среды позволит обеспечить быстрое оздоровление среды за счет разработки новых материалов и технологий, принятия важных природо- и ресурсосберегающих управленческих решений.

Рецензенты:

Меркер Э.Э., д.т.н., проф. кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС», г. Старый Оскол;

Трушников В.Е., д.т.н., проф. кафедры САиУ, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург.