Влияние золотодобывающих предприятий на окружающую среду

Водаот промывкируды.Рудо- и пульпоподготовкаДробление и грохочение руды,полусамоизмельчение, шаровоеизмельчение, классификация.СгущениеКонвейеры.Дробилки.Грохоты.Мельницы.Классификаторы.Сгустители.Взвешенныевещества.Выбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Продолжение таблицы 3123ОбогащениеГравитационное обогащение.Флотационное обогащение.Обогащение в тяжелых средах.ОбогатительноеоборудованиеВзвешенныевещества.Выбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Хвостыобогащения.Агитационное выщелачивание с фильтрациейАгитационное цианирование руд,концентратов, хвостовобогащения.Фильтрация.Отмывка кеков.Осаждениеблагородных металлов.Агитаторы.Фильтры.Цементаторы.Электролизеры.Выбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Хвосты цианирования.Сорбционное цианированиеПредварительное цианированиеруд, концентратов, хвостовобогащения.Сорбционноецианирование.Выделениенасыщенного сорбента сдесорбцией благородныхметаллов и регенерацией.Осаждение благородных металловАгитаторы.СорбционныеПачуки.Колонныдля десорбции.ЭлектролизерыВыбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Хвосты цианирования.Интенсивное цианирование концентратовПодготовка концентратов кПереработке.Интенсивноецианирование.Отделениераствора с осаждением металлаАгитаторы.Электролизеры.Цементаторы.Выбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Плавка металлосодержащих осадковСушка осадков.Шихтовка.Плавкана слиток золото лигатурноеСушильное ишихтовочноеоборудование.Плавильныепечи.Выбросы загрязняющих веществ оттехнологического оборудования.Продолжение таблицы 3Складирование хвостовСкладирование хвостовой пульпыв наливное хвостохранилище.Сгущение, фильтрация,складирование кековфильтрации.Сгущение пастовое,складировании пастыТехнологический транспорт.Трубопроводы.Гидротехнические сооружения.Полигоны.Экскаваторы.Взвешенныевещества.Выбросы загрязняющихвеществ отгидротехнических сооружений.Хвосты цианирования.Сточные воды.При первичной переработке сырья на фабриках в атмосферный воздух происходит выделениенеорганическойпыли и химических веществ, переходящих в газовуюфазу из технологических растворов. Выделениепылинаблюдается на первых стадиях организованной переработки притранспортировании сырья на операции дробления и грохочения и самихэтих операциях при работе с рудой низкой (забойной) влажности (Токмаков и др., 1994).Операции измельчения выполняются в мельницах (шаровых,полусамоизмельчения, самоизмельчения). Выделения в газовую фазу на данной операции происходят только при выполнении технологии в цианистойсреде. С открытых поверхностей пульп и технологических растворов выделяются пары цианистого водорода. Если втехнологиях используются растворы щелочей и кислот,флотореагенты,то в газовую фазу переходят применяемые реагенты как за счетиспарений, так и за счет каплеуноса и диффузии(Токмаков и др., 1994).Сегодня при фабричных технологиях переработки руд повсеместноиспользуются системы повторного применения водной фазы в системах полногооборотного водоснабжения, в которыхне происходит сброса технологических сточных вод в окружающуюсреду. При первичной переработке сырья происходит образование хвостов обогащения и хвостов цианирования в виде хвостовыхпульп, которыев зависимости от технологии переработки напрямую складируютсяв наливные и намывные хвостохранилищаили подвергаются процессам фильтрациии складируются в виде фильтрационных кеков. В случае хранении хвостов в хвостохранилищах возможна эмиссия техногенныхвеществ в подземные воды с дренажами жидкой фазы через ложе гидротехническогосооружения. Если существует опасность значительного техногенного воздействия на подземныеводы, которое превышает нормативы, то необходимасистема перехвата дренажей или экранирование ложа из местныхводоупорных материалов или синтетических геомембран (ИТС 49-2017, 2017).Хвостохранилища оказывают техногенное воздействие наокружающую среду, которое состоит в изъятии земель под их размещение и выделениипыли при ветровом сносе с сухих поверхностей.В табл.4 приведены данные по количеству пыли, которая сдувается с пляжейхвостов различной влажности при различных скоростях ветра(ИТС 49-2017, 2017).Таблица 4Показатели сдувания пыли с пылящих поверхностей при открытых горныхработахОбъектпыленияХарактеристикаобъектаУдельное сдувание пыли, мг/м2·с,при скоростях ветра, м/сдо 46-810ПоверхностьхвостохранилищХвосты влажностью 2 % - 4 %2.8130400Хвосты влажностью 4 % - 6 %1,83560Хвосты влажностью 8 % -10 %1,21225К эмиссиям при кучном выщелачивании относится (Вокин и др., 2013):- выделение вредных веществ при формировании штабеля и его последующего орошения, в частности, пыли и цианистого водорода (гидроцианида), в атмосферный воздух;- образование отработанных рудных штабелей, которые консервируют на местеих расположения с оказанием техногенного влияния на земную поверхность иландшафт.Подземное выщелачивание оказывает техногенноевоздействие в основном на подземные воды. Часть раствора, который закачивается вподземный горизонт, может теряться. Величина потерь раствора зависит от гидрогеологических условий района расположения отрабатываемого рудного тела, вчастности, наличия водоупорного горизонта ниже зоны проведения работ.4. РЕКУЛЬТИВАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРИ ДОБЫЧЕ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ4.1. Рекультивация месторождений драгоценных металловПоверхность месторождений после проведения добычных работ представляет собой мелко карьерный техногенный комплекс, в который входят (Гребенщиковаи др., 2021):- отвалы вскрыши, расположенной пообе стороны карьера;-гале-эфельных отвалы,расположенные внутри карьера;- карьернаявыемка;-руслоотводные канавы; - рабочие ифильтрационные отстойники и их дамбы.При определении направления рекультивации нарушенных земель учитывается необходимость их приведения в состояние, которое соответствует их целевому назначению и разрешенному использованию исходя из фактическогосостояния участка и условий дальнейшего использования земель.Какправило, участки месторождений находятся на землях лесного фонда, и для разработки месторождений оформляется их срочнаяаренда с возвратом по окончанию работ. Поэтомуприменение лесохозяйственного направления рекультивациина нарушенных землях при золотодобыче и сегодня остается актуальным. Это направление позволяет восстанавливатьземли таким образом, что они могут быть в дальнейшем пригодны для ведения лесного хозяйства.В процессе технического этапа рекультивации выполняются следующие виды работ (Гребенщиковаи др., 2021):- планировка всех видов отвалов;-выполаживаниебортов разрезов и отвалов;- ликвидация временных сооружений.Чтобыосуществить биологический этап рекультивации нарушенных земель на объектахдобычи россыпного золота, необходимо провести следующие виды работ:- лесохозяйственное направление рекультивации;- посадка одно- и двухлетних саженцев хвойных деревьев;- посадка влаголюбивых пород (осина, ива,тополь)на остаточных горных выработках. При выбореассортимента культур целесообразно выбиратьрастения, которые характерны для данногоклиматического пояса (Гребенщикова, 2021).В соответствии со ст. 46.1 ФЗ № 7-Ф для ликвидации горных выработок и сооружений, которые связаны с пользованием недрами, и рекультивации нарушенных земель допускается использовать вскрышные и вмещающие горные породы, отходы недропользования V класса опасности, образовавшиеся в процессе пользования недрами (Федеральный закон № 7–ФЗ).ЭннаТсуи в своей работе отмечает, что добыча золота приводит к подкислению воды, способствует развитию эрозии почвы и деградации местных экосистем. Также она говорит о том, что внедрение современных технологий с низким уровнем воздействия и более экологичного оборудования может со временем сделать добычу золота более экологичной. Ею приведены примеры ряда горнодобывающих компаний, проводящих эксперименты с передовыми схемами восстановления земель с применением биосолидов, богатых питательными веществами органических веществ, которые получены в процессе очистки сточных вод, часто используемых в качестве кондиционеров почвы в сельском хозяйстве. Отмечается, что данная технология позволит восстановить растительность на нарушенных золотодобычей участках всего за 12 недель (Tsui, 2021).4.2. Переработка отходов при добыче драгоценных металловВ статье Воробьева иЧекушиной рассматриваются вопросы переработки отходов обогащения золотосодержащих руд. В России технология кучного выщелачивания при добыче золота применяется с 1990 г. На месторождениях было введено в эксплуатацию более 28 опытно-промышленных установок кучного выщелачивания. Переработано около 33 млн т природного и техногенного минерального сырья,преимущественно золотых руд. В период с 1990 по 2017 гг. среднегодовой объем переработкисоставлял около 5 млн т золотосеребросодержащего рудного сырья (Воробьев, Чекушина, 2018).В процессе ведения горных работ на карьере, обогащения ипереработки полезного ископаемого происходят неизбежные изменения окружающей среды.Воздействие работ сказывается на всех ее элементах: литосфере, гидросфере и нижней части атмосферы. Ими непосредственно воспринимается техногенная нагрузка открытых горных работ и перерабатывающей промышленности.Техногенные загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов и почв прямо связаныс образованием твердых, жидких и пылегазообразных отходов горного производства, которые содержат различные токсичные химические вещества и соединения.Сегодня актуальной задачей природоохранной деятельности являетсяобезвреживание технологических растворов основных производственных процессов.Необходимая глубина очистки сточных вод от техногенных загрязнений, среди которых взвешенныевещества, минеральные соли и соли тяжелых металлов и другие вещества, при сбросе их в водоемы определяются их состоянием и степенью их разбавления в зависимости отпредельно-допустимых концентраций различных загрязняющих ингредиентов. Их сброс регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнениясточными водами», согласно им для каждого выпуска устанавливается предельнодопустимый сброс (Воробьев, Чекушина, 2018).После окончания кучного выщелачивания в системе «переработанная горная масса –технологические растворы» остаются остаточные цианиды и ряд тяжелых металлов. Исходя из высокой токсичностицианидных стоков, их нельзя сбрасывать их безпредварительной очистки, что может привести к загрязнению водоемов иповерхностных вод. Цианистые стоки установок кучного выщелачивания перед транспортировкой нахвостохранилищедолжны обезвреживаться.Основной источник опасности на площадках кучного выщелачивания- цианиды. Некоторые изсоединений цианидов высокотоксичны, другие относительно безвредны.Наиболее токсичный- циановодород. В обычных условиях это газ, которыйв окружающей среде легко реагирует с образованием токсичных и нетоксичных соединений. Свободный цианид - яд для человека, млекопитающих и водной фауны (Воробьев, Чекушина, 2018).С позиции охраны окружающей среды горная масса и технологические растворыдолжны обезвреживаться от цианид-ионов и комплексных цианидов анионов тяжелыхметаллов (цинка, меди и т. д.).Известно большое число методов, которые способны обезвредить цианиды в отработанномштабеле и растворах, содержащихся в нем. Цианидныекомплексы металлов превращаются в цианаты и нерастворимые гидроксидыметаллов. Цианаты в результате образуют аммоний и карбонат.Общая схема пероксидного обезвреживания цианидов приведена на рис. 1.Запатентованы два процесса, которые используют этот метод: Дегусса и Кастона. Они используются на золотоизвлекательных фабриках во всем мире и применяются дляполномасштабного обезвреживания штабелей кучного выщелачивания (Воробьев, Чекушина, 2018).Впервые метод Дегусса использован на руднике Ок-Тедн (Папуа-Новая Гвинея) в1984 г.Рис. 1. Схема обезвреживания цианидов пероксидомводорода: 1, 2 и 3 – емкости для обработки; 4 – прудок осветленияРезультаты обезвреживания цианидсодержащих растворов приведены в табл. 5 (Воробьев, Чекушина, 2018).Таблица 5Результаты обезвреживания цианидсодержащих растворовВредные компонентыСвободный цианидОбщий цианидМедьЦинкКонцентрация, мг/л:НачальнаяПосле обработки50-1000,02110-3001-1050-1000,310-300,1Анализ данных табл. 5 показывает, что произошло не только удаление цианида, но и снижение концентрации меди и цинка доприемлемого уровня.Метод Дегусса применяется для самых разнообразных отвальных продуктов, среди которых пульпа,растворы, промывочные воды и т. д. Он позволяет снижать уровень общего цианида до 1 мг/ли менее в зависимости от состава исходного материала при расходах пероксида водорода, которые превышают в 2-6 раз стехиометрическое количество. Достижение данных уровнейпо цианидам обеспечивается в течение времени от 5 мин. до 2 ч. Более длительное времятребуется для разрушения цианидов никеля, меди, марганца и сульфидных материалов(Воробьев, Чекушина, 2018).Раствор Кастонапредставляет собой бесцветную жидкость, которая смешивается во всех пропорциях с водой.Эта смесь реагентов, состоящая из 41-50 % пероксида водорода, 5-10 мг/л формальдегида и 5 мг/лмеди. Формальдегид служит активатором в процессе окисления цианидов, а медь –катализатором. Кастон-процессцелесообразно использовать, когда в растворе имеется большое количество тиоцианатов, которые потребляют хлор до начала взаимодействия со свободным цианом. В нем ферроцианид переходит в нерастворимый осадок – купроферроцианид.В отличие от щелочного хлорирования реагенты Кастон-процесса менее чувствительнык рН, а скорость их расходования при изменении рН относительно постоянна(Воробьев, Чекушина, 2018). В соответствии с п. 1 ст. 357Экологического кодекса Республики Казахстанпод отходами горнодобывающей промышленности понимаются отходы, которые образуются в процессе разведки,добычи, обработки и хранения твердых полезных ископаемых, включая вскрышную и вмещающую породы, пыль, бедную руду, осадок механической очисткикарьерных и шахтных вод, хвосты и шламы обогащения (Экологический кодекс РК, 2023.Согласно «Зеленых правил» АО «АК Алтыналмас» в отношении отходов необходимо выполнять следующее:- не допускать смешивания различных видов отходов между собой;- вести учет отходов (образование, размещение, накопление,утилизация, передача, переработка);- принимать меры по уменьшению объемов отходов и по возможности рассмотретьих повторное использование;- накапливать отходы в срок не более 12 месяцев (вскрышная порода и хвосты обогащения);- все отходы, включая вскрышную породу, должны складироваться в специальноустановленных местах, которые указаны в проектной документации.В компании осуществляется управление хвостохранилищами. Хвосты составляют наиболее значительные потоки отходов, которые образуются в процесседобычи золота. Образование их происходит по мере того, как добытая руда дробится,измельчается и перерабатывается для отделения от нее ценных минералов.Обычно они состоят извзвеси мелких минеральных частиц и воды, которые или включены в материалы, используемыедля обратной засыпки карьеров или выработанных подземных очистных забоев, или закачиваются в виде суспензии в специально спроектированное хранилище (дамбахвостохранилища, или хвостохранилище). На территории Компании имеется в общей сложности девять хвостохранилищ (Отчет АО «АК Алтыналмас», 2022).ЗАКЛЮЧЕНИЕДобыча золота входит в состав горнодобывающей отрасли и связана в процессе разработки месторождения с такими операциями, как разведка месторождений, их разработка, первичная переработка добываемого сырья, строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения.Под добычей драгоценных металлов понимается извлечение драгоценных металлов из коренных (рудных), россыпных и техногенных месторождений, при этом получаются концентраты и полупродукты, которые содержат драгоценные металлы.В зависимости от типа месторождения и вида драгоценного металла и дальнейшей переработки добытого сырья способы разработки месторождений существенно отличаются. При этом отличаются и виды воздействия, оказываемые на окружающую природную среду.Строительство и эксплуатация предприятий по добыче драгоценных металлов, а также предприятий по их обогащению и переработке оказывают негативное воздействие практически на все компоненты окружающей среды.Негативное воздействие заключается в изъятии природных ресурсов, в загрязнении атмосферного воздуха, водных источников и почв, изменении рельефа, загрязнении территории сточными водами, изменении условий обитания животного и растительного мира.Работа фабрик, которые осуществляют первичную переработку сырья, также сопровождается техногенным воздействием на элементы окружающей среды.В связи с этим вопросы рекультивации месторождений и переработки отходов при добыче драгоценных металлов на сегодняшний день являются очень актуальными.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫАндреев, Б. Н. Открыто-подземная разработка рудных месторождений / Б. Н. Андреев, И. Н. Ошмянский, А. Д. Черных. – Киев: Техника, 2010. - 520 c.Арсентьев А. И. Разработка месторождений твердых полезных ископаемых открытым способом. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский горный институт, 2009. – 136 с.Бережная, М.С. Экологические проблемы открытой добычи полезных ископаемых / М. С. Бережная // Материалы IV Молодежного Экологического Форума «Проблемы комплексного освоения полезных ископаемых». - 2019. – С. 1-4.Бочаров, В. А. Технология переработки золотосодержащего сырья / В. А. Бочаров, В. А. Игнаткина, Д. В. Абрютин. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. - 328 c.Вокин, В. Н. Открытая геотехнология. Учебное пособие / В. Н. Вокин, В. Н. Морозов, Е. Ю. Назарова, М. Ю. Кадеров. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013 – 156 с.Воробьев, К. А. Переработка отходов обогащения золотосодержащих руд / К. А. Воробьев, Т. В. Чекушина // Вестник Евразийской науки. – 2018. – Т.10, № 1. – С. 1-7.Гребенщикова, Е. А. / Е. А. Гребенщикова, Н. С. Шелковкина, Н. А. Горбачева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2021. - № 2. – С. 32-37.ИТС 49 – 2017. Добыча драгоценных металлов. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. – М.: Бюро НДТ, 2017. –151 с.Калиева, К.Б. Воздействие на окружающую среду открытых горных разработок / К. Б. Калиева, Б. Т. Ишкенов// Международный научный журнал «Инновационная наука». - 2017. - №11. – С. 33-37.Катола В. М. Экология русловой золотодобычи и еевлияние на здоровье золотодобытчиков(краткий обзор литературы) / В. М. Катола // Дальневосточный Журнал Инфекционной Патологии. – 2017. - №32. – С. 86-89.Лифановская С.Ю. Экологические аспекты добычи минерального сырья [Электронный ресурс] // Вестник Камчатского государственного технического университета. – 2010; URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskie-aspekty-dobychi-mineralnogo-syrya (дата обращения: 10.02.2024).Михайлов, Ю. В. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых. – М.: Изд-во Academia, 2008. - 354 с.Назаренко, Н.В., Воздействие разработки месторождений по добыче общераспространенных полезных ископаемых на окружающую природную среду [Электронный ресурс] / Н. В. Назаренко, А. Н. Петин, Т. Н. Фурманова // Современные проблемы науки и образования.- 2012. - № 6; URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7401 (дата обращения: 10.02.2024).Отчет АО «АК Алтыналмас» об устойчивом развитии за 2022 год. - Алматы: АО «АК Алтыналмас», 2022. – 114 с.Промышленные драги для добычи золота [Электронный ресурс]. – URL: https://gold-metal.ru/stati/promyshlennye-dragi-dlja-dobychi-zolota.html. Токмаков, П. И. Экология и охрана природы при открытых горных работах / П. И. Токмаков, В. С. Коваленко, А. М. Михайлов, А. Т. Калашников. - М.: Изд-во Моск. Гос. Горного ун-та, 1994.- 418 с.Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (последняя редакция)Филимонов, К. А. Технология подземных горных работ. Учебное пособие / К. А. Филимонов, В. А. Карасёв. – Кемерово: КузГТУ, 2013. – 110 с.Экологический кодекс Республики Казахстан (с изменениями и дополнениями по сост. на 01.01.2024 г.)EP-RLS-0006 Зеленые правила АО АК «Алтыналмас». – Алматы: АО «АК Алтыналмас», 2023. – 10 с.Abdul-Wahab S. A., Marikar F. A. The environmental impact of gold mines: pollution by heavy metals // Central European Journal of Engineering. 2012, vol. 2, pp. 304-313. DOI: 10.2478/s13531-011-0052-3.de Souza Neto H. F., da Silveira Pereira W. V., Dias Y. N., de Souza E. S., Teixeira R. A.,e Lima M. W., Ramos S. J., do Amarante C. B., Fernandes A. R. Environmental and humanhealth risks of arsenic in gold mining areas in the eastern Amazon // Environmental Pollution.2020, vol. 265, Part B, article 114969. DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114969.Iatan L. E. Phytorestoration of abandoned mining and oil drilling sites. Elsevier, 2021, 538 p. DOI: 10.1016/B978-0-12-821200-4.00007-8.Stoica A.-I., Florea R.-M., Baiulescu G.-E. Gold mining: formation and resource estimation, economics and environmental impact. Ch. 3. Nova Science Publishers, Inc. 2009, 227 р.Tsui J. The environmental impact of mining (different mining methods compared).[Электронныйресурс]. URL: https://get-green-now.com/ environ-mental-effects-of-mining/(датаобращения 15.02.2024г.).