Север и рынок. 2013, N 1.

Одним из требований устойчивого развития общества является рациональное природопользование, обеспечивающее комплексное освоение недр. Однако уровень комплексности использования сырья в России остается низким, так как предприятия стремятся к извлечению в основном наиболее дорогих и доступных элементов. Кроме того, на практике существует проблема непрофильных металлов, сохранившаяся еще со времен ведомственной принадлежности производств. Все это в полной мере относится к переработке сульфидного медно-никелевого сырья, из которого извлекают только цветные и благородные металлы, тогда как большинство редких элементов и железо либо безвозвратно теряются, либо в составе отходов складируются в отвалах. Наиболее объемным видом металлургических отходов являются отвальные шлаки. В никелевой подотрасли количество заскладированных шлаков в конце прошлого столетия оценивалось в 300 млн т [1]. Большая часть этого вида отходов находится в отвалах предприятий РАО «Норильский никель», перерабатывающих сульфидное медно-никелевое сырье. Только в ОАО «Кольская ГМК» в год образуется порядка 700 тыс. т отвальных шлаков. За время работы комбинатов «Североникель» и «Печенганикель» общее количество заскладированных шлаков в Кольской ГМК накопилось более 100 млн т, а содержание в них цветных металлов оценивается на сумму более 10 млрд долл. США [2]. В настоящее время в хозяйственный оборот вовлекается только небольшая часть шлаков, которые используют в основном в качестве закладочного материала и при отсыпке дорог [3]. Складирование шлаков приводит к постепенному вымыванию из них меди, никеля и кобальта [4-7], что вызывает загрязнение природной воды вокруг медно-никелевого комбината тяжелыми металлами [ 6 , 8 ]. Уменьшить вывоз шлаков в отвалы возможно в первую очередь за счет расширения их использования в стройиндустрии. В работе [9] показана возможность получения из гранулированных шлаков медно-никелевого производства высокопрочных шлакощелочных вяжущих. Причем гранулированный магнезиально-железистый шлак, активированный гидроксидами щелочных металлов, способен образовывать вяжущее вещество, пригодное для связывания радиоактивных отходов [10]. Однако использование исходных шлаков в стройиндустрии сопровождается полной потерей всех цветных металлов, поэтому было предложено проводить предварительное извлечение из шлаков сульфидов никеля и меди методом флотации. Как показали испытания, большая часть никеля и меди может быть извлечена во флотоконцентрат, а хвосты использованы взамен исходного шлака [11]. При этом издержки на получение флотоконцентрата минимальны, так как они связаны только с проведением операции флотации. Основные же затраты, связанные с предварительным измельчением материала, можно не учитывать, так как эта операция проводится и в настоящее время при получении закладочного материала. Предложение о испытании этого процесса в Кольской ГМК пока остается не востребованным, и порядка 200 тыс. т шлаков продолжают использовать в качестве закладочного материала без предварительного выделения цветных металлов. При содержании в отвальном шлаке, в мас.%: Си - 0.17; Ni - 0.18; Со -0.07 обратно в землю ежегодно зарывается 340 т меди, 360 т никеля и 140 т кобальта на сумму более 400 млн руб. в год. Получение первичных концентратов цветных металлов и материла для стройиндустрии возможно также при гидрохимическом обогащении шлаков. Отвальные шлаки комбината «Печенганикель», состоящие в основном из железо-магнезиального стекла, легко разрушаются под действием разбавленных кислот с переходом в раствор основной части железа и кремния, тогда как почти вся медь и большая часть никеля концентрируется в остатке. Как показали исследования [12], полученный железо-кремниевый раствор является эффективной добавкой в магнезиальное вяжущее. Материалы на основе магнезиального вяжущего обладают высокими прочностными характеристиками, а большое количество химически связанной воды в магнезиальном цементном камне делает его самым лучшим из существующих бетонов для биологической защиты от радиационного поражения. Кроме того, материалы на основе магнезиального вяжущего обладают очень высокой, в отличие от других вяжущих, адгезией не только к минеральным, но и к органическим веществам. Однако низкая влагостойкость магнезиального вяжущего существенно ограничивает его применение на практике. Введение в состав вяжущего в качестве магнезиальной железо-кремниевой добавки раствора соляно- или сернокислотного выщелачивания отвального шлака обеспечило получение водостойкой, не склонной к растрескиванию структуры вяжущего и снижению расхода растворителя [12]. Последний факт, очевидно, может позволить существенно расширить применение магнезиальных вяжущих в строительстве. Одним из принципов эколого-экономического подхода при утилизации отходов является их использование для переработки других видов отходов предприятия [13]. Причем часто замена чистых реагентов на полученные из отходов производства позволяет достигать более высокого технического результата. Например, использование купороса, полученного из тонких конвертерных пылей Кольской ГМК, в качестве активатора флотации взамен чистого сульфата меди позволило не только снизить затраты на реагент, но и повысить извлечение никеля из сульфидных медно-никелевых руд [14]. Применение реагентов, 49