Назад в библиотеку

Оценка перспектив добычи алюминия из породных отвалов


Автор: Силин А.А, Разумова В.В, Мамонтова С.Ю


Источник: Сборник статей на Региональную студенческую научную конференцию «Актуальные проблемы геологии и геоэкологии». Донецк, 2012


Аннотация: Рассматриваются вопросы возможности использования породных отвалов в качестве вторичного сырья для извлечения полезных компонентов. Для оценки перспектив использования породных отвалов были исследованы терриконы, расположенные в пределах города Донецка, на содержание глинозема, и перспектив дальнейшего извлечения алюминия из них.


Содержание работы:
Алюминий – один из важнейших металлов современной индустрии. По масштабам производства и потребления он занимает второе место после железа и первое среди цветных металлов, что связано с его универсальными свойствами: малой плотностью (2,7 г/см3), высокой электропроводностью, пластичностью, механической прочностью, устойчивостью против коррозии, что обуславливает его широкое применение во всех областях техники.


Для получения металлического алюминия и для других целей в промышленных масштабах глинозем, в настоящее время, производят преимущественно из бокситов (малокремнистых и маложелезистых), а в значительно меньшей степени из нефелиновых и алунитовых руд. Глинозем может быть получен и из некоторых других видов нетрадиционного алюминий-глиноземистого сырья: псевдолейцита, дистена, силлиманита, андалузита, корунда, полевых шпатов, каолинита, высокоглиноземистых глин, анортозитов, алюмо-железных руд, пирофиллита, давсонита, алюминита, алюмофосфатов, вторичного высокоглиноземистого минерального сырья (зола, шламы и т. д.). Решающими факторами тут выступают, в первую очередь, рентабельность, масштабность и целесообразность такого производства.


Украина, как и любая другая страна с мощной многопрофильной промышленностью, потребляет большое количество металлического алюминия (первичного, вторичного, проката, фольги, сплавов и др.).


Производство химического глинозема и первичного алюминия на Украине осуществляется на достаточно больших по мощностям Николаевском глиноземном заводе (НГЗ) и Запорожском алюминиевом комбинате (ЗАК). Сырьем для этих предприятий являются бокситы, импортированные из Гвинеи ( около 80%), Австралии, Ямайки и др.


Таким образом, алюминиевая промышленность Украины ныне обеспечивается только импортными бокситами. Вместе с тем, в недрах Украины сконцентрированы существенные ресурсы алюминий-глиноземного минерального сырья, что может быть значительным источником глинозема и других высокоглиноземистых продуктов и в дальнейшем позволит снизить долю импортных бокситов.


Перспективным является извлечение алюминия из пород отходов угольных предприятий. Использование отходов добычи и обогащения угля – одна из важных задач, определяющих пути рационального развития всей угледобывающей промышленности. Породные  отвалы, особенно горящие, являются источниками выбросов пыли и различных токсичных соединений, что негативно сказывается на окружающей среде и вызывает необходимость рассмотрения вопросов рационального, экономически и экологически эффективного использования пород терриконов. На шахтах Донбасса практически отсутствуют мероприятия по использованию отходов угледобычи – в основном, вся выдаваемая шахтами порода складируется в отвалы. Использование же породных отвалов в качестве источника техногенного сырья, в т. ч. алюминия, позволит решить сразу несколько проблем:


– в процессе разработки часть породных отвалов региона будет разобрана, что существенно снизит экологическую нагрузку;
– полученное в ходе переработки сырье позволит снизить объемы его импорта, что обеспечит большую независимость промышленного комплекса, его конкурентоспособность и повысит экономическую эффективность;
– в результате разборки породных отвалов будут освобождены значительные территории, которые можно использовать в различных отраслях народного хозяйства, либо тут могут быть организованы зоны рекреации.
Для оценки перспектив использования породных отвалов города были исследованы терриконы, расположенные в пределах города Донецка. Исследовались как действующие, так и не действующие отвалы с различным тепловым состоянием (как горящие так и перегоревшие).
С целью систематизации данных отвалы были разделены по усредненному значению содержания глинозема в них (таблица 1):

Таблица 1 Средние концентрации Al2O3


№

Название отвала

Средняя концентрация Al2O3, %

1

2

3

                                                  10-15 %

1

Породный отвал  №2 ш.Шверика

14,04

2

Породный отвал ш. №3 Трампарковая

11,70

3

Породный отвал ш. №4-17

11,96

4

Породный отвал  №1-2 Смолянка

12,22

15-20 %

5

Породный отвал ш. Гладковская

19,50

6

Породный отвал ш. №14-15 Пески

18,46

7

Породный отвал  №1 ш. Центрально-Заводская

19,11

8

Породный отвал  №1 ш.Шверика

19,76

                                                  20-25%

9

Породный отвал ш. Путиловская

23,66

10

Породный отвал Ф. Кона

22,62

11

Породный отвал Владимир

22,10

12

Породный отвал №4 ш. им. Горького

22,71

13

Породный отвал ш. Центрально-Заводская

20,02

14

Породный отвал №2 ш. №8 им. Горького

21,06

15

Породный отвал №1 ш. №8 им. Горького

23,92

16

Породный отвал №1 Панфиловская

23,53

17

Породный отвал №2 Панфиловская

22,62

18

Породный отвал №3 Панфиловская

20,02

19

Породный отвал ш. Пролетар

21,06

20

Породный отвал №4 Ветка

24,70

21

Породный отвал ш. №11 Бутылочная

21,06

22

Породный отвал  №1 ш. Заперевальная

21,93

23

Породный отвал  ш. им. Калинина  №7-8

24,31

24

Породный отвал  №1 ш. №4 Ливинка

23,66

25

Породный отвал  №31

23,14

26

Породный отвал ш. Ветка наклонная

21,19

                                                    25-30%

27

Породный отвал №1 ш. Мария

27,69

28

Породный отвал  №2 ш. №4 Ливинка

29,40

На рисунке 1 приведено распределения перспективных запасов алюминия в отвальной массе терриконов города. Запасы разделены на группы, согласно выбранной градации, по уровню содержаний глинозема в породах.

Рисунок 1 Распределение прогнозных запасов алюминия в породной массе в соответствии  с уровнями концентрации глинозема, т

  Таким образом, можно сделать вывод о том, что на породных отвалах города сконцентрированы значительные массы алюминия. Его извлечение позволит существенно укрепить позиции отечественной промышленности, повысить её конкурентоспособность и обеспечить её независимость от стран импортеров. Помимо этого, разработка породных отвалов в качестве техногенных месторождений позволит снизить общую экологическую нагрузку на окружающую природную среду в регионе. В ходе проведенных исследований были выделены наиболее богатые глиноземам отвалы, а также  составлена таблица с градацией части отвалов города (28 терриконов из 138), благодаря которой можно определить очередь их разборки.
Литература

  1. Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Алюминиевые руды. Москва. 2007г. – 38 с.
  2. Металичні і неметалічні корисні копалини України. Том 1. Металічні корисні копалини. Гурський Д. С., Єсипчук К. Ю., Калінін В. І., Куліш Є. О., Нечаєв С. В., Третяков Ю. І., Шумлянський В. О., за участю Бакаржієва А. Х., Лебедя Н. І., Маківчука О. Ф. Київ – Львів. Вид-во «Центр Європи». 2005 р. – 785 с. С. 183-184