Исследователи из Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН и Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН установили, что старые хвостохранилища в Кемеровской области могут служить промышленным источником баритового сырья. В ходе минералого-геохимических исследований и технологических испытаний получены баритовые концентраты, соответствующие стандартам для буровых растворов. Результаты работ были опубликованы в журнале «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых».
Географическое положение объектов исследования
В России баритовое минеральное сырье (BaSO4) является критическим товарным продуктом и широко используется в различных отраслях промышленности, таких как: разработка нефтегазоконденсатных месторождений, рентгенография, лакокрасочная и строительная промышленность, производство пластмасс, керамики и бумаги. После распада СССР большинство баритовых месторождений, обеспечивавших добычу, оказались за пределами Российской Федерации, что привело к дефициту сырья и зависимости от импорта.
Альтернативой, как показывают в своей работе сибирские ученые, является возможность освоения ряда хвостохранилищ: техногенных месторождений барита, образованных в результате переработки руд полиметаллических месторождений. Поскольку хвостохранилища компактно находятся на поверхности, при их разработке не требуются дополнительные эксплуатационные расходы по добыче и дроблению рудной массы.
«Наше исследование показывает красивую синергию экономики и экологии. Осваивать техногенные месторождения барита не только возможно, но и экономически выгодно. Предложенная нами простая гравитационная схема обогащения делает переработку рентабельной. Таким образом, мы получаем двойной эффект: снижаем экологическую нагрузку на промышленные регионы, утилизируя хвостохранилища, и возвращаем в хозяйственный оборот стратегическое сырье, которое страна десятилетиями была вынуждена закупать за рубежом», — отмечает первый автор исследования, научный сотрудник ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Альфия Шамилевна Шавекина.
Общий вид хвостохранилища Талмовские Пески с выделенным фрагментом стенки шурфа
Общий вид Ново-Урского отвала кварц-баритового состава с выделенным фрагментом стенки шурфа
Исследователи из ИГМ СО РАН и ИНГГ СО РАН изучили хвостохранилища Талмовские Пески и Урской отвал (Салаирский кряж, Кемеровская область, г. Салаир и поселок Урск). Специалистами был проведен комплекс минералого-геохимических и технологических исследований по оценке баритоносности и возможности получения кондиционных баритовых концентратов с применением гравитационных и флотационных методов обогащения.
В результате исследований выяснилось, что для полиметаллических хвостохранилищ Сибири характерна небольшая размерность зерен барита (до 300 мкм) и его неравномерное распределение в толщах. Среднее содержание полезного компонента достигает 30–40 мас.%. Согласно данным сканирующей электронной микроскопии барит отмечен в срастании с рудными (пиритом, галенитом, халькопиритом) и породообразующими (кварц, карбонаты) минералами, покрыт пленками вторичных минералов (ярозит, гидроксиды железа).
Оборудование, на котором проведены работы по обогащению вещества: 4) лабораторный концентрационный стол ЭКЦ-30; 5) лабораторная отсадочная машина МОД 0.02 СКЛ
Текстурно-структурные особенности распределения вещества (на примере хвостохранилища Талмовские Пески): 6) общий вид; 7) ув. фрагмент изображения «6» (усл. обозначения: Brt — барит, Qz — кварц). Снято в режиме BSE на сканирующем электронном микроскопе
Технологические исследования по обогащению проб продемонстрировали возможность получения кондиционных баритовых концентратов. Наиболее эффективной и рентабельной для производства представляется схема гравитационного обогащения материала с предварительной отсадкой. Обогащение по такой схеме сопряжено с минимальными затратами на рудоподготовку и может выполняться на недорогостоящем оборудовании. Кроме того, полученные баритовые концентраты согласно ГОСТ 4682–84 и ГОСТ 30240.0-95 соответствуют концентратам марки КБ-6 и КБ-3, необходимых для нужд промышленности.
Исследование ученых показывает, что хвостохранилища Кемеровской области могут рассматриваться как полноценные сырьевые объекты. Их дальнейшее изучение позволит одновременно уменьшить экологическую нагрузку и вовлечь в оборот ранее утраченные ресурсы.
Работа выполнена в рамках гранта РНФ № 23-27-00340.