Научное обоснование и разработка технологии обогащения платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов в особых экологических условиях камчатки

В диссертационной работе на основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований обоснована возможность промышленного освоения нового вида платиносодержащего минерального сырья – дунитов зональных базит-ультрабазитовых комплексов и доказано, что извлечение платины из них определяется прямым извлечение минералов МПГ, представленных преимущественно платино-железистыми сплавами.

1. Определен петрологический, химический и минеральный состав платинометальных руд и установлены основные критерии платиноносности зональных базит-ультрабазитовых комплексов, что позволило выделить в качестве наиболее перспективного объекта для промышленного освоения – перекристализованные дуниты, несущие признаки высокотемпературных структурных деформаций и интенсивной флюидной проработки.

2. На основе комплекса современных минералого-технологических методов исследования доказано, что платина присутствует в руде исключительно в собственных свободных минеральных формах, установлен качественно-количественный состав и контрастные технологические свойства платиносодержащей минерализации, выявлено совместное присутствие в руде двух минеральных ассоциаций (платино-хромитовой и платиноносных дунитов), определен уровень их продуктивности, различия в составе и технологических свойствах. Это позволило теоретически обосновать неэффективность извлечения платины путем предварительного разделения руды различными физическими методами с выделением хромитового концентрата и доказать необходимость стадиального измельчения руды с межцикловым выделением крупной фракции платиноидов на ранних стадиях дезинтеграции для обеспечения полноты извлечения платины в богатые гравитационные концентраты.

3. Проведена систематизация, типизация и оценка негативного воздействия горно-перерабатывающего производства с использованием гравитационных методов обогащения на экосистемы лососевых нерестово-нагульных рек с выделением основных групп факторов, которые представлены техногенными изменениями руслового и водного режима рыбохозяйственных водных объектов и техногенным стоком взвешенных веществ. Доказано, что наиболее значительное воздействие на гидробионты оказывает поступление в водные потоки высокодисперсных взвешенных частиц, размер которых значительно меньше средней крупности естественной «природной» взвеси. Для объективной количественной оценки загрязнения рыбохозяйственных водных объектов взвешенными веществами, рекомендовано введение показателя, определяемого отношением объема консолидированного стока в условиях техногенного воздействия к объему стока с площади водосбора в естественных условиях.

4. Раскрыты теоретические предпосылки процесса агрегирования взвешенных частиц различной дисперсности при комплексном акустическом воздействии в звуковом и низком звуковом диапазоне частот и выделены следующие его механизмы:

- направленное движение высокодисперсных частиц с «прибиванием» к относительно крупным малоподвижным частицам в силовом поле бегущих гидроакустических волн большой интенсивности.

- перемещение частиц различной дисперсности в области сжатия стоячих гидроакустических волн.

- перемещение частиц различной дисперсности из верхнего слоя воды под действием избыточного акустического давления, возникающего при распространении звуковых волн из воздуха в водную среду.

5. Разработана, прошла полупромышленные испытания и реализована при крупно-объемном опробовании рудных зон Гальмоэнанского зонального массива технологическая схема обогащения платинометальных руд с двухстадиальным измельчением и межцикловым выделением крупной фракции платиноидов в богатые гравитационные концентраты, что позволяет из исходной руды с содержанием 1,69 г/т извлекать до 94% платины.

6. Для объективной количественной оценки загрязнения рыбохозяйственных водных объектов взвешенными веществами рекомендовано применение индикационных эмпирико-аналитических методов расчета объема выноса взвешенных веществ на основе эпизодических наблюдений за параметрами стока по выделенным источникам техногенного загрязнения: организованный сброс сточных вод; поверхностный смыв с площади ведения горно-добычных работ; вынос твердого материала из руслоотводов и аварийные сбросы технологических вод.

7. Экспериментально подтверждена эффективность комплексного физико-механического метода очистки промышленных и сточных вод от взвешенных частиц различной дисперсности с применением акустического воздействия в звуковом и низком звуковом диапазоне частот. Апробация метода в промышленных условиях при разработке россыпных месторождений платины показала возможность роста эффективности работы очистных сооружений, представленных горизонтальными отстойниками различных линейных размеров, на 30-40%.

8. Выполненные в соответствии с теоретически обоснованными и экспериментально апробированными технологическими решениями укрупненные технико-экономические расчеты возможности освоения платиносодержащих дунитовых руд Гальмоэнанского зонального массива на севере Камчатке показали, что себестоимость производства 1 грамма платины составит 475,99 рубля.

Работа значительно расширяет минерально-сырьевую базу производства платины в России, а расчетные показатели инвестиционной привлекательности пионерного проекта и прогноз прибыли от его реализации позволяют высоко оценивать перспективы вовлечения данного вида платиносодержащего сырья в промышленное освоение уже в ближайшее время.

1. Козлов А.П., Чантурия В.А. Платиносодержащие дунитовые руды и их обогатимость. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. - 148 с.

2. Полянин В.С., Ведерников Н.Н., Полянина Т.А., Козлов А.П. Геологическое строение и история формирования Гальмоэнанского мафит-ультрамафитового массива // Отечественная геология. - 2000. - № 1. - С.44-52.

3.Осипенко А.Б., Сидоров Е.Г., Козлов А.П., Ланда Э.А., Леднева Г.В., Марковский Б.А. Геохимия магматических серий Гальмоэнанского базит-гипербазитового массива, Корякия // Тихоокеанская геология. - 2002. - №4. - С.79-90.

4. Сидоров Е.Г., Толстых Н.Д., Козлов А.П. Рудная платина Гальмоэнанского массива // Вестник Томского государственного университета - 2003. - № 3.- С.291-293.

5.Сидоров Е.Г., Осипенко А.Б., Козлов А.П., Костоянов А.И. Хромитовая минерализация в породах мафит-ультрамафитового массива Гальмоэнан // Геология рудных месторождений. – 2004. - Т.46. - №3 - С.235-252.

6. Tolstykh N.D., Sidorov E.G., Kozlov A.P. Platinum-group minerals in lode and placer deposits associated with the Ural-Alaskan-type Gal’moenan Complex, Koryak–Kamchatka platinum belt, Russia // The Canаdean Mineralogist - 2004. - V.42. - №2. -РP.619-630.

7. Козлов А.П. Платинометальные месторождения Сейнав-Гальмоэнанского рудного узла (Корякия)» // Известия ВУЗов. Геология и разведка. – 2007. - №5. – С.47-51.

8. Козлов А.П. Геоэкологические аспекты разработки россыпных месторождений платины Сейнав-Гальмоэнанского рудного узла (Ю.Корякия)» // Маркшейдерия и недропользование. – 2008. - №1. - С.55-58.

9. Козлов А.П. Проблемы освоения россыпных месторождений с учетом особых экологических требований территории (Камчатка) // Известия ВУЗов. Геология и разведка. – 2008. - №2. – С.84-88.

10. Козлов А.П. Воздействие разработки россыпных месторождений на воспроизводство ихтиофауны прилегающих водных бассейнов (Камчатка) // Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ. – 2008. - №5. - С.376-383.

11. Козлов А.П. Прогнозная обогатимость платинометальных руд на основе минералого-технологических исследований (Гальмоэнанский массив, Камчатка) // Маркшейдерия и недропользование. – 2009. - № 2. - С.65-67.

12 Tolstykh N.D., Sidorov E.G., Kozlov A.P. Platinum-group minerals from the Olkhovaya-I placer related to the Karaginsky ophiolite complex the Kamchatkiy mys peninsula, Russia // The Canаdean Mineralogist - 2009. - V.47.- №4 - РP.793-811.

13. Козлов А.П. Прогнозная обогатимость платинометальных руд на основе минералого-технологических исследований (Гальмоэнанский массив, Камчатка) // Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ – 2009. - №15. - С.405-414.

14. Козлов А.П. Минералого-технологическая характеристика россыпеобразующих платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов // Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ – 2009. - №15. - С.529-539.

15. Козлов А.П. Применение метода конечных элементов при моделировании процесса дезинтеграции платиносодержащих дунитовых руд // Маркшейдерия и недропользование. – 2010. - №1. – С.21-25.

16. Козлов А.П. О негативном воздействии горного производства на экосистемы лососевых нерестово-нагульных рек // Обогащение руд. – 2010. - №3. – С.30-34.

17. Козлов А.П., Бахарев С.А. К методологии очистки промышленных сточных вод в особых экологических условиях Камчатки // Обогащение руд (в печати).

18. Бахарев С.А., Козлов А.П. К вопросу использования методов нелинейной акустики при обогащении полезных ископаемых и очистке промышленных сточных вод // Горный журнал (в печати)

19. Kozin N.N., Loginov V.A., Kozlov A.P., Zaitsev V.P., Sidorov E.G. The platinum mining activities of the Koryak mining company in Northern Kamchatka // Abstracts of the PDAC Convention 99. – Toronto, Canada. – 1999.- РP.9-10.

20. Полянин В.С., Полянина Т.А., Козлов А.П. Новые данные о геологическом строении и истории формирования Гальмоэнанского габбро-гипербазитового массива (Корякское нагорье) // Труды международной конференции «Палеозоны субдукции: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез» - Екатеринбург. - 1999. - С.119-131.

21. Сидоров Е.Г., Осипенко А.Б., Леднева Г.Н., Марковский Б.А., Козлов А.П. Геохимия магматических серий зонально-концентрических массивов Ватыно-Вывенкского пояса, Корякия // Труды международного совещания «Общие проблемы петрологии. Петрохимическая типизация магматических ассоциаций». – Сыктывкар. - 2000. - Т.1. - С.157-159.

22. Сидоров Е.Г., Козлов А.П., Ланда Э.А., Осипенко А.Б., Марковский Б.А. Петрогеохимические особенности пород Гальмоэнанского базит-гипербазитового массива, Корякия» // Материалы II научной сессии Камчатского отделения ВМО «Петрология и металлогения базит-гипербазитовых комплексов Камчатки». - М.: Научный Мир. - 2001. - С.14-30.

23. Толстых Н.Д., Сидоров Е.Г., Видик С.В., Козлов А.П., Вильданова Е.Ю. Минералого-геохимические особенности минералов платиновой группы россыпного месторождения р.Левтыринываям // «Петрология и металлогения базит-гипербазитовых комплексов Камчатки». - М.: Научный Мир. - 2001. - С.94-114.

24. Козлов А.П., Сидоров Е.Г., Романов А.П. Рудная платина Гальмоэнанского массива Камчатки (реальность и перспективы). // Материалы всероссийского семинара «Платина в геологических формациях Сибири». – Красноярск – 2001. – С. 79-80.

24. Сидоров Е. Г., Осипенко А. Б., Козлов А.П., Костоянов А.И. «Платиноносные хромититы Гальмоэнанского зонального массива, Корякия: строение, состав и условия формирования» // Материалы Всероссийского совещания «Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики» - Магадан - 2003. - Т.2. - С.179-183.

25. Tolstykh N.D., Sidorov E.G., Kozlov A.P. The origin of mineral assembladge in ofiolitic complex of Kamchatka. // 32nd International Geolological Congress. – Florence, Italy. - 2004. – Pt. 1, abs. 100-43. - РP.478-479.

26. Козлов А.П., Помельников И.И. Рациональные геотехнологии освоения месторождений благородных металлов в условиях особо охраняемых территорий Камчатки // Материалы IV международной научно-практической конференции. «Проблемы и пути устойчивого развития горнодобывающих отраслей промышленности». – Хромтау, Республика Казахстан. – 2007. - С.388-393.

27. Козлов А.П. Геотехнологические аспекты промышленной разработки платинометальных месторождений Гальмоэнанского базит-гипербазитового массива (Корякия) // Материалы международной конференции «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей». – Иркутск: – 2007. - С.381-385.

28. Козлов А.П. Разработка эффективной технологии обогащения руды платинометальных месторождений Гальмоэнанского базит-гипербазитового массива (Корякия) // Материалы международного совещания «Современные методы комплексной переработки руд и нетрадиционного минерального сырья (Плаксинские чтения-2007)» - Апатиты: КНЦ РАН – 2007. - С.98-103.

29. Козлов А.П. Технология промышленного обогащения руд платинометальных месторождений Корякско-Камчатского пояса» // Материалы 4 международной научной школы молодых учёных и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» - М.: ИПКОН РАН – 2007. - С.34-37.

30. Osipenko A.B, Kozlov A.P. An integrated 3d GIS model of Galmoenan mafik-ultramafik massif: a tool for efficient pgm development // 4^th Intеrnational Conference «GIS in Geology. Application in the Eatrh Sciences». - Queretaro, Mexiko. – 2007.

31. Козлов А.П. Проблемы загрязнения рек и прибрежных акваторий при разработке месторождений платины Ю.Корякии // Материалы XVII международной научной конференции (школы) по морской геологии «Геология морей и океанов». – Москва – 2007.

32. Козлов А.П. Технология обогащения платинометальных руд с учетом экологических последствий разработки (Гальмоэнанский массив, Камчатка) // Материалы международного совещания «Современные проблемы обогащения и глубокой комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения-2008)».- Владивосток – 2008. - С.50-52.

33. Козлов А.П. Роль геологических знаний в разработке эффективных технологий обогащения новых видов минерального сырья // Материалы международного совещания «Развитие идей Н.В.Мельникова в области комплексного освоения недр» - М: ИПКОН РАН – 2009. - С.221-224.

34. Козлов А.П. Технология обогащения платиносодержащих дунитовых руд Гальмоэнанского зонального базит-ультрабазитового массива (Камчатка)» // Материалы III международной конференции «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения» - Екатеринбург. – 2009. - Т.1. - С.233-235.

35. Сидоров Е.Г., Толстых Н.Д., Козлов А.П., Чубаров В.М. Коренная минерализация массива Гальмоэнан, Корякия (Урало-Аляскинский тип) // Материалы III международной конференции «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения» - Екатеринбург. – 2009. - Т.2. - С.189-193.

36. Козлов А.П. Модель процесса дезинтеграции платиносодержащих руд в конусной дробилке с неподвижной осью. // Материалы международного совещания «Инновационные процессы в технологиях комплексной, экологически безопасной переработки минерального и нетрадиционного сырья (Плаксинские чтения-2009)». – Новосибирск. – 2009. - С.89-91.