Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

Формы н ахож д ени я ., 2004; Исследование гипергенных..., 2005]. Показано, что в процессе гипергенеза при длительном хранении хвостов происходит изменение соотношений силикатной и сульфидной форм никеля за счет выщелачивания сульфидов, миграции никеля в составе сульфатных растворов и осаждения его химически активными гидросиликатами. Несмотря на то, что рН поровых растворов в среднем выше 8, концентрации тяжелых металлов в них достаточно высоки и представляют реальную угрозу окружающей среде более чем через 30 лет после завершения эксплуатации хвостохранилища [Формы н ахож д ени я ., 2004]. Наблюдения на техногенных объектах и проведенные специально эксперименты показали, что в случаях, когда нерудные минералы характеризуются низкой химической активностью, наблюдается снижение селективности флотации сульфидных минералов. Пирротин становится наиболее флотоактивным минералом, что обусловлено образованием на его поверхности элементарной серы. Суммарные потери никеля и меди с увеличением времени хранения руды возрастают, в основном за счет образования растворимых сульфатов. При наличии в составе хвостов кальцита и других химически активных минералов после длительного хранения частично депрессируются как сульфиды никеля и меди, так и пирротин, тогда как флотация нерудных минералов несколько повышается и становится сопоставимой с флотируемостью пирротина [Изменение технологических..., 2000; Влияние у с л о в и й ., 2002; The effect..., 2004]. Данный факт обусловлен образованием гидроксидов железа на поверхности сульфидных зерен при увеличении рН и окислением элементарной серы до сульфат-ионов. Образующиеся пленки гидроксидов железа на поверхности сульфидов изменяют кинетику сорбции ксантогената. Наблюдается изменение технологических свойств и нерудных минералов, то есть увеличивается их дисперсность, возрастает удельная поверхность, снижается контрастность свойств [Содержания..., 2006]. Таким образом, процессы гипергенеза снижают ценность техногенного сырья. С другой стороны, присутствие сульфидов в хвостах ограничивает возможность утилизации силикатной составляющей в строительные материалы, однако экологическая опасность хвостов сохраняется на протяжении десятков лет. При вовлечении в переработку техногенных руд часто приходится разрабатывать нетрадиционные технологические подходы с учетом специфики свойств минералов. В частности, были предложены способы переработки техногенного сульфидного сырья методами физико-химической геотехнологии [Патент 2274743; Патент 2338063; Патент 2502869]. Использование природного и техногенного сырья как искусственных геохимических барьеров для технологических и экологических целей Для очистки сточных вод горных предприятий от загрязнения перспективно использование искусственных геохимических барьеров [Artificial geochemical..., 2011]. В рамках работы по этому направлению на первом этапе были проведены исследования нейтрализующей способности нерудных минералов [Чантурия и др., 2000а; Макаров, Макаров, 2000]. Установлено, что нейтрализующая способность зависит не только от состава минерала, но и от степени дисперсности, относительного объема образующейся при этом твердой фазы и времени взаимодействия [Влияние крупности..., 2003]. На основе полученных результатов были разработаны научные основы создания искусственных геохимических барьеров для очистки сточных и природных вод от загрязнения и осаждения растворенных цветных металлов. Предложена классификация геохимических барьеров по их происхождению, способу получения, применения и направлению использования [Geochemical barriers..., 2014]. Кроме использования химически активных пород и минералов, в ряде случаев эффективно применение их смесей [Artificial geochemical..., 2011]. Так, нами исследована смесь серпентина и карбонатита. В динамических условиях при фильтрации через слой этих минералов сульфатных растворов никеля и меди получены богатые концентраты по никелю и меди (более 10 %). При моделировании возможности использования искусственного геохимического барьера для очистки природных водоемов была взята вода находящегося в зоне влияния комбината «Североникель», АО «Кольская ГМК», оз. Нюдъявр, содержащая, мкг/л: никеля — 389, меди — 53,7, железа — 264, Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 9-19. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 9-19. © Чантурия В. А., Маслобоев В. А., Суворова О. В., Васильева Т. Н., Макаров Д. В., Миненко В. Г., 2022 12