Особливості речовинного складу свинцево-цинкових руд та їх вплив на
екологічна рівновага на прикладі родовищ Буронского рудного поля
асп. Пухаева З.Е.
Кафедра геології та
пошуково-розвідувального справи.
Північно-Кавказький
державний технологічний університет
Дана
оцінка основних рудних мінералів як природним джерелами забруднення
навколишнього середовища на прикладі свинцево-цинкових родовищ Буронского рудного
поля.
Порушення
екологічної рівноваги в біосфері можуть бути викликані різними причинами:
природними глобальними і локальними ендо-і екзопроцессамі, впливом
космогенних факторів і, нарешті, антропогенними впливами на сферу впливу.
Активне вплив людини на довкілля проявляється в декількох
головні напрями антропогенної діяльності: в індустріальному, цивільному
і дорожньому будівництві, в гідроенергетиці, у різних галузях важкої і легкої
промисловості, у сільськогосподарському виробництві і в ході інтенсивного
природокористування, зокрема, у гірничо-промисловому комплексі. Вплив
останнього напрямку антропогенезу на екологічну обстановку важко
переоцінити. У процесі видобутку корисних копалин витягуються мільярди тонн
гірничої маси, порушуються природні ландшафти, тисячі квадратних кілометрів
земної поверхні займаються кар'єрами гірничо-видобувних підприємств, відвалами
гірських порід, хвостосховищами. Розтин вилученого з надр мінеральної
речовини і переклад його на поверхню в інші термодинамічні умови тягне
за собою фізичну та хімічну трансформацію гірських порід та мінералів. На їх
основі формуються нові вторинні продукти різного фазового стану, часто
токсичні, що нерідко створює загрозливу екологічну обстановку в районах
нині діючих і відпрацьованих свій термін підприємств.
Екологічні
проблеми, викликані діяльністю гірничо-збагачувальних комбінатів, обумовлені
як складом переробляються руд і гірських порід, так і технологією їх видобутку та
збагачення. Про склад потоків забруднюючих речовин, які почнуть
формуватися з початком видобутку і збагачення руд разведуемого родовища,
можна судити з розподілу хімічних елементів у рудах і первинних ореолах.
Ці дані визначають загальний характер природних геохімічних аномалій і
ландшафтів досліджуваного рудного поля.
Оцінку
еколого-геохімічного стану різних геохімічних систем зазвичай проводять
за наступними показниками: поширеності (утримання) хімічних елементів
(в планетарних системах це Кларка, в менших - фонові змісту, закони
розподілу, дисперсія) і форми знаходження хімічних елементів.
Детальна
оцінка еколого-геохімічної ситуації вимагає підрозділи рудообразующіх
мінералів як концентраторів домішкових елементів. При цьому необхідно враховувати
доступність елементів, які складають мінерали, або швидкість переходу елементів у
доступну форму. Багато в чому це пов'язано з розчинність мінералів.
Кислотно-основні
властивості і умовний потенціал іонізації. Характеристикою кислотно-основної сили
з'єднань і мінералів служить введений В. А. Жаріковим умовний потенціал
іонізації, який є об'єктивною і суворої характеристикою, що дає
можливість кількісно виразити і зіставити кислотно-основні властивості
самих різних мінералів і з'єднань.
Зіставлення
кислотно-основних характеристик сульфідів свинцево-цинкових родовищ
Буронского рудного поля показує, що з рудообразующіх мінералів
свинцево-цинкових родовищ найбільш нестійкими до окислення є
сульфіди, зокрема, сульфіди заліза (табл. 1).
Таблиця
1
Умовні
потенціали іонізації рудних мінералів
Мінерал
Розрахункова формула
Умовний потенціал іонізації,
Y, ккал/моль
Пірит
FexS1-x
218
Сфалерит
CuFeS2
208
Халькопірит
FeS2
199,8
Пірротін
ZnS
188
Галеніт
PbS
178,5
В
рудах колчедан-поліметалічних родовищ Буронского рудного поля пірит
є домінуючим рудним мінералом, а в поліметалічних рудах Старого Цея
домінує Сфалерит (табл. 2).
Таблиця
2
Середнє
зміст рудообразующіх мінералів Буронского,
Староцейского
і Садонского родовищ,%
Родовище
Пірит
Бенкет-
ротін
Сфале-
рит
Марка-
зит
Магне-
тит
Галі-
нит
Халькопірит
Бурон
55
25
4
2
5
4
5
Старий Цей
8
25
34
10
6
6
17
Садон
30
18
9
16
0,1
18
9
Як
мінерали-концентратори, пірит і Сфалерит в рудах вивчаються родовищ
містять помітні кількості вісмуту, олова, кадмію, кобальту, срібла,
миш'яку, індія, нікелю, селену і титану.
Таким
чином, з усіх рудних мінералів у складі родовищ Буронского рудного
поля найбільш поширені пірит і Сфалерит, *
містять набір домішкових
елементів, що відносяться до 1 і 2 груп екологічної небезпеки. Тому вони
є загрозливо небезпечними в екзогенних процесах, що посилюється техногенними
процесами у навколишньому середовищі.
Коефіцієнти
екологічної небезпеки рудних мінералів. Колчедани і поліметалічні руди
є серйозним джерелом забруднення навколишнього середовища на всіх стадіях їх
технологічної переробки: видобуток, збагачення, металургія. Рудообразующіе
елементи (S, Cu, Zn, іноді Pb) і більшість елементів-домішок (Co, Ni, Te,
In, Ge, Tl, Cd та ін) відносяться до елементів високої (1 клас небезпеки) та
підвищеної (2 клас небезпеки) токсичності.
Хімічний
складу одних і тих же мінералів на окремих родовищах має індивідуальний
характер і, в основному, залежить від складу рудоносних розчинів та умов їх
формування.
Класифікація
мінералів за ступенем їх екологічної небезпеки, як природних потенційних
джерел забруднення навколишнього середовища, знаходиться на стадії розробки.
Підставляючи
у формулу Р. Моксхема для визначення коефіцієнта накопичення мікроелементів в
мінералах замість Кларка елемента його ГДК в літосфері, отримали нову формулу,
яка і використовується для визначення коефіцієнта екологічної небезпеки
мінералу, який дорівнює середньому змісту досліджуваної групи елементів, вираженого в
ГДК:
,
де
Сi - вміст елемента в мінералі, г/т *.
За
наведеним нижче формулами були розраховані коефіцієнти екологічної небезпеки
основних рудообразующіх мінералів Садонского, Староцейского і Буронского
родовищ:
,
де
С - вміст елемента в мінералі, г/т;
,
Z0
- Сумарний коефіцієнт небезпеки;
n
- Кількість проб.
Були
отримані наступні результати (табл. 3):
--
в рудах буронского типу найбільш небезпечними є пірит, Сфалерит і галеніт
(надзвичайно небезпечні - ЧО);
--
в рудах Старого Цея - пірит, галеніт і Сфалерит (ЧО);
--
в рудах садонского типу - Сфалерит, галеніт і пірит (ЧО).
Таблиця
3
Коефіцієнти
екологічної небезпеки рудних мінералів
Родовище
Мінерал
Бурон
Старий Цей
Садон
