МЕХАНИЗМЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ И ФОРМИРОВАНИЯ ВОДНЫХ И ВОЗДУШНЫХ АНОМАЛИЙ

Объекты исследования: хранилище сульфидных отходов обогащения руд Новоберикульское, старые траншеи комбината Тувакобальт, р. Малая Талмовая хвостохранилище, Дюков лог, Урской отвал, научная литература по извлечению минералов из отходов обогащения руд. Цель работы состояла в построении геоэлектрических разрезов на хранилищах отходов, выявлении зональности, определении минерального состава остаточных и вторичных фаз в разных зонах вертикального разреза, расчет химических форм нахождения элементов в поровых водах и водных вытяжках; определении состава паро-газовых потоков путем сбора конденсатов; выявлении накопления химических элементов в поровых растворах р. Малая Талмовая вследствие поступления дренажа из хвостохранилища. В соответствии с поставленной целью в 2024 г. решались несколько основных задач. 1. Построение серии геоэлектрических разрезов на техногенных телах методом электроразведки, создание 3D моделей, выявляющих наиболее проводящие зоны (обводненные линзы и горизонты). 2. Определение вторичных минералов, образующихся за время хранения отходов в привязке к геоэлектрической зональности. 3. Расчет форм нахождения металлов и металлоидов в поровых водах и водных вытяжках для оценки сравнительной подвижности элементов в сопоставлении с данными минералогического анализа. 4. Выявление летучих форм элементов по составу собранных конденсатов. 5. Выявление подходов к обогащению хвостов переработки руд полиметаллических месторождений на примере барита на основе анализа научно-технической литературы за последние 15 лет. 6. Разработка модели подготовки цифровых архивов научно-технической информации по наукам о Земле. В результате выполнения проекта в 2024 г были проведены исследования на примере хвостохранилища Новоберикульское, вмещающего отходы цианирования золотоносных руд, и старых траншей, в которых складированы отходы комбината Тувакобальт в первые годы его работы. Отобраны пробы из донных отложений р. Малая Талмовая, временных гидроотвалов на хвостохранилище Дюков лог, временных водоемов на Урском отвале. Отобраны пробы вещества отходов по вертикальным разрезам, в лабораторных условиях изучены полированные аншлифы и описаны остаточные и вторичные фазы металлов и металлоидов. Построены геоэлектрические разрезы на техногенных телах и созданы 3D модели зональности, свидетельствующие о наличии контрастных по проводимости участков, образующихся в обводненных линзах и горизонтах. Геоэлектрические параметры были сопоставлены с геохимическими характеристиками и минеральным составом с акцентом на вторичные фазы. Показана разница процессов трансформации вещества на участках с разными гипсометрическими уровнями. В конденсатах определен широкий круг химических элементов. Важно то, что конденсат, собранный за пределами хвостохранилища на естественной почве, содержал заметно более высокие концентрации элементов по сравнению с конденсатами на поверхности хранилища, что свидетельствует о трансформации и накоплении легкоподвижных форм нахождения. Минералогический анализ был дополнен экспериментом по ступенчатому выщелачиванию для вещества старой траншеи комбината Тувакобальт. Определены формы нахождения металлов и мышьяка, сделаны выводы об их высокой подвижности и биодоступности. Проведено физико-химическое моделирование форм нахождения элементов в поровых водах хвостохранилища и индексов насыщения твердых фаз, способных отлагаться из растворов данного состава. В совокупности, полученные данные достоверно описывают состав и состояние хвостохранилищ, особенно наличие подвижных форм металлов, легко переходящих в растворы при взаимодействии с сезонными осадками. Для Новоберикульского хвостохранилища рассчитаны приблизительные ресурсы полезных компонентов (благородных металлов) показана доля мышьяка, приходящаяся на 1 кг золота. Разработанный и примененный подход позволяет достаточно уверенно прогнозировать риски при планировании вторичного использования техногенных ресурсов, либо же, наоборот, - для рекультивации этих объектов. Результатом систематического обзора по методам переработки руд полиметаллических месторождений стало выявление лидирующих позиций у гравитационной и электромагнитной сепарации, а также химических методов. Электромагнитная сепарация и химические методы в последнее десятилетие находятся в фазе активного патентования соответствующих технологий, которые и в абсолютном, и в долевом значениях превосходят объем журнальных статей, что указывает на зрелость данных методик. Ведущие международные исследования в области обогащения баритовых руд ведутся в направлениях: а) повышения экологичности процессов и самих баритовых продуктов, что достигается за счет снижения токсичности уже известных и поиска новых реагентов, используемых в сепарационных методах извлечения барита. Задействуются и кардинально новые способы с использованием в процессах обогащения различных микроорганизмов; б) повышения эффективности методов за счет использования математических моделей и нейронных сетей; в) снижения стоимости работ при сокращении энергозатрат и реагентов. Разработана модель создания электронных архивов печатных версий научных литературных источников для более эффективного информационного сопровождения проводимых исследований в области наук о Земле.