Отходы горного производства - важный резерв минеральных ресурсов

В настоящее время одним из важных направлений минералого-геохимических исследований является изучение отходов горного производства — многолетних отвалов, хвосто-хранилищ, техногенных россыпей и озер. Актуальность этого определяется тремя причинами: 1) непрерывно накапливающиеся горные отходы являются естественным источником химических токсикантов, однако о масштабе и механизмах их кругооборота и особенно о формах их минеральной консервации известно очень мало; 2) техногенные среды, в которых протекают разнообразные минералого-геохимические превращения, являются своеобразной лабораторией для непосредственного изучения многих процессов экзогенного и гипергенного минерало-, породо- и рудообразо-вания, известных нам в основном по ископаемым результатам; 3) преобразование и перегруппировка вещества техногенных отходов нередко приводит к образованию так называемых геотехногенных месторождений, роль

Частицы самородно-металлических фаз, извлеченные из геотехногенных отходов отработки золотоплатиновой россыпи: а, б — изоферроплатина с примесью Os, Ir, Pd; в, г — Au-Ag амальгамы; д — Au-Pb сплав с примесью Hg; е — свинец с примесью Au, Hg

которых в обеспечении минеральными ресурсами будущих поколений может оказаться весьма значительной.

Современные исследования геотехногенных отходов имеют преимущественно геохимическое направление, тогда как основной эффект следует ожидать от минералогических исследований с применением современных высоких технологий. Объектом наших исследований послужили пробы, отобранные из многолетних отвалов Исовского золотоплатинового прииска на Среднем Урале и представленные для исследований В. А. Наумовым (ЕНИ, Пермь). В работах наших предшественников было показано, что эти сыпучие и рыхлые отвалы подверглись существенной перегруппировке и вторичной литификации со значительным модифицированием первичных минералов. Согласно нашим данным, участки вторичной литификации представляют собой своеобразные конглобрекчии, в которых частицы модифицированных и новообразованных минералов це- ментируются скрытокристаллическими оксигидроксидами железа. В составе таких геотехногенных брекчий нами обнаружено множество фактически новообразованных самороднометаллических фаз, а также разнообразных халькогенных и оксидных соединений.

Среди самородно-металлических фаз выявлены: 1) растворы никеля и хрома в железе, отвечающие тэниту (Ni,Fe); 2) иридий-осмиевые смеси с примесью до 15—17 ат. % платины и железа; 3) железо-платиновые растворы с содержанием тугоплавких платиноидов, как правило, до 10 ат. % и незначительной примесью палладия, по составу тяготеющие к изоферроплати-не (Pt 3 Fe); 4) многочисленные частицы хорошо окристаллизованных золотосеребряных смесей (до электрума) с варьирующей примесью ртути от 5 (ртутьсодержащее золото) до 20 (около Au₅Hg) ат. %; 5) единичные частицы ртутьсодержащего медистого золота, большей частью близкого по составу к тетрааурикуприду (AuCu); 6) золото-свинцовые фазы, включая хунчу-нит (AuPb 2 ).

Вторичные халькогенные соединения представлены: сульфидами Os-Ru с примесью Ir; сульфидами Ir-Rh-Cu; сульфоарсенидами Pd-Rh-(Pt+Fe), по составу напоминающими холлинг-вортит (Rh, Pt, Pd)AsS; сульфидами Au-Pb-Hg; сульфидами Cu-Au-Hg.

Как показали проведенные нами исследования, важнейшими следствиями преобразований геотехногенных отходов являются: укрупнение частиц и вторичная цементация отвальных песков; снижение смачиваемости и уменьшение гидравлической крупности частиц в результате преобразований их поверхностей; снижение плотности, возрастание удельной поверхности и химической активности частиц из-за появления аутигенных фаз ажурно-губчатого строения; появление особенно дисперсной (20— 50 мкм) фракции новообразованных минералов вследствие разложения

Химизм некоторых новообразованных самородно-металлических (а—в) и сульфидных (г) фаз из геотехногенных отходов. Системы: а — Pt-Fe-(Ir+Os), пунктирной линией отмечен предел обогащения тугоплавкими платиноидами природных железо-платиновых соединений; б — Au-Ag-Hg; в — Au-Pb-Hg; г — Cu-Au-Hg некоторых малоустойчивых новообразований, в частности амальгам. В итоге охарактеризованных выше минералого-геохимических преобразований отвальной толщи возникает вторичная минерализация (вплоть до оруденения), которую действительно можно рассматривать как формирующееся геотехногенное рудное месторождение.

Работа выполнена при поддержке молодежного научного гранта Уральского отделения РАН.