Галогенный ряд

Калийное производство. Продукты переработки склади­руются в трех типах отвалов: соляные отвалы, шламохранилища для галопелитов в виде жидких отходов технологической схемы переработки солей и соляные отвалы, заклады­ваемые в выработанное пространство. В качестве ТМС могут рассматриваться соляные отвалы и вещество шламохранилищ.

Соляные отвалы на территории предприятий калийного производства составляют миллионы тонн (рис. 2). Они представлены более чем на 90% зернами галита.

Рис. 2. Соляной отвал БКРУ-1 (А) и схема формирования объемной зональности в теле отвала (по Рочеву, 2001)

Высота отвалов составляет 50 м и более. В массе соляного отвала под действием гравитации происходит вертикальная циркуляция соляных рассолов за счет воздействия атмосферных осадков. Первично гомогенная порода подвергается дифференциации. В ней возникает пористость параллельная направлению фильтрации рассолов. На поверхности отвала зарождаются депрессивные формы рельефа типичные для хорошо карстующихся пород: каверны, воронки и др. Поверхность отвала становится кавернозно-сотовой. Более крупные каверны группируются в своеобразные потоки по склону отвала. Вследствие неравномерного растворения в пределах соляного отвала образуется скальное галитовое ядро, проявляется объемная зональность (рис. 2).

Шламохранилища соляного производства – отстойники с отходами галургического и флотационного обогащения карналитовой руды. Вещественный состав представлен твердой (глинистыми частицами - галопелитами) и жидкой составляющей (соляными рассолами). Отходы в качестве выделенных из солей галопелитов после разжижения и транспортировки по системе трубопроводов поступают в специально подготовленные резервуары-отстойники. Резервуары представляют собой насыпные ем­кости с гидроизоляционным основанием и бортами для предотвращения поступления рас­солов в окружающую среду (рис. 3).

Рис. 3. Схема строения соляного шламохранилища – отстойника технологических отходов обогащения калийных солей (галопелитов)

В пределах шламохранилищ протекают различные экзогенные геоло­гические процессы, приводящие к перераспределению вещества и растворов. Они подчи­нены процессам механической и в большей степени минералого-химической дифферен­циации, проявляющейся при взаимодействии и эволюции системы «раствор - твердая фаза – раствор» под воздействием разбавления поверхностными водами, выпаривания, колеба­ния уровня рассола в шламохранилище и связанными с ними изменениями физико-хими­ческих характеристик вещественного состава шламов. Закономерности распределения вещества определяются литологическим, минералогическим и химическим составом шламов и их изменениями в системе «раствор - твердая фаза – раствор».

Литология. По гранулометрическому составу среди твердой составляющей преобладают пе­литы и до 3-5% песчаные фракции. В песчаной фракции преобладают хемогенные ново­образования (образованные в процессе техногенеза минералы) в виде прозрачных, полу­прозрачных и светлых кристаллических ромбоэдров, параллелепипедов (карбонаты и сульфаты кальция, магния, бария), часты пластинчатые зерна сульфатов песчаной и мел­копесчаной размерности (гипс, барит). В отстойники они поступают в рассолах пересы­щенных хлоридами и представляют собой вторичные продукты гипергенеза системы «раствор - твердая фаза – раствор».

Механическая дифференциация осадков шламохранилищ проявляется в том, что наиболее крупные частицы песчаной размерности распределяются в зависимости от ди­намики подающего потока и концентрируются вблизи устьевой зоны (вблизи трубы). Нами отмечено, что в “зоне боя” потока на шламохранилища 4 формируется хорошо от­мытый от глинистых частиц прослой мощностью до 5 см белых песков. Для основной части шламохранилищ опреде­ляющими закономерности распределения вещества является их минералого-химическая дифференциация.

Минеральный состав. Сливы со сгустителя и пенный продукт флотации («свежие» шламы) практиче­ски не различаются по составу минеральных ассоциаций. В легкой фракции преобладают карбонаты, в тяжелой - пи­рит; 10-30% составляют магнитные минералы, типичны маг­нетит, пирит и пирротин. Пирит присутствует как в виде идиоморфных кристаллов, так и в виде неправильных выделений с губчатой структурой. В пределах «старых» шламохранилищ минеральный состав отложений также достаточно однороден. Среди минеральных видов (твердая составляющая) преобладают карбонаты: доломит в отдельных пробах составляет до 95%; среди сульфатов - гипс, барит-целестин; из железосодержащих - в условиях окисления - лимонит, магнетит с корочками гидроок­сидов железа, в условиях восстановительной среды - пирит (до 80-90%). Среди интересных минеральных проявлений следует указать на наличие металли­ческой ртути, киновари, корунда (розового - рубина и синего - сапфира), а также свободных зерен весьма мелкого и тонкого золота.

Химический состав. В отвалах установлены концентрации йода, брома, редких земель (рубидий, цезий, литий), цинка, благородных металлов (золото, платиноиды), ртути, стронция и других элементов. Проводились опытные работы по промышленному извлечению йода, брома, рассматривались вопросы добычи золота. Химические исследования «свежих» шламов по данным спектрального анализа пока­зало присутствие в них следующих элементов: Mn, Ti, Ni, Co, V, Cr, Zr, Mo, Cu, Pb, Be, Ga, Sr, Ba, Sc, Sn, Ag. Повышенные содержания (по сравнению с кларковыми) имеют Mn, Co, Zr, Mo, Cu, Ga, Sc, Ag. Тяжелую фракцию обогащают компоненты - Fe, Co, Zn, Sb (сульфиды), Ba и Sr (сульфаты или карбонаты), Hf, Ta, Sc (примеси в оксидах Ti), Cr - компонент шпинелидов, установлена Hg (самородная и киноварь). Легкая фракция обогащена Сa и редкоземельными элементами (РЗЭ). В растворах - галогениды.

В шламах установлены экономически значимые рудные концентрации золота и цинка в маркирующих глинах, родогенные концентрации рения, ртути и стронция. Это позволяет рассматривать шламы и исходные продукты как перспективное сырье для практического использования. Ресурсы и запасы не определены.

Закладочный материал. В последние годы выработанное пространство шахтных полей стали заполнять отходами производства для улучшения механических свойств массивов. Для этой цели разработаны специальные технологии закладок. Предварительное обогащение вещественного состава отвалов не предусмотрено.

Дата добавления: 2014-01-04