Кинетика природно-техногенных процессов разложения сульфидов как аналог экзогенных процессов на дегтярском месторождении. Экспериментальные данные

Для создания экономически эффективных природоподобных технологий разработки техногенно-минеральных образований сульфидных месторождений и реабилитации измененных территорий нужно понимать процессы преобразования вещественного состава осадков, вод и биоты, взаимодействующих с ними в пределах отвалов, горных выработок (шахт и рудников). Изменение состава техногенных осадков и вод в экзогенных условиях аналогично геологическим процессам физико-химического выветривания. Важными среди природных процессов являются замораживание и оттаивание минерального вещества. Цель настоящей работы – изучение кинетики разрушения и изменения вещественного состава сульфидных минералов и образуемых водных растворов на образцах с отвалов Дегтярского месторождения при их многократных циклах промораживания и оттаивания. Приведены данные проведения экспериментов разложения устойчивых к гипергенным преобразованиям сульфидов в последовательности операций: дробление, рассев дробленных образцов с отвалов на восемь размерных фракций; промораживание и оттаивание каждой фракции в интервале температур от –15 до +20°С в открытых емкостях с участием дистиллированной воды по 3–15 циклам промораживания и оттаивания. Во всех экспериментах измерены pH, окислительно-восстановительный потенциал и масса проб. Каждая фракция до и после экспериментов проанализирована на рентгеновском настольном дифрактометре. Зерна минералов исследованы на сканирующем электронном микроскопе, химический состав воды после экспериментов определен с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой. Наибольшие изменения состава осадков проявлены для класса –0.1 мм, результаты измерений которого приведены в работе. Максимальная скорость потери массы сульфидов, изученных образцов Дегтярского месторождения – до 2% за один цикл, в то же время для сульфидов других объектов потеря первичной массы достигала 20% за один цикл. Основная доля потерь массы в образцах (более половины) связана с механическим выносом тонкодисперсных частиц с водой; в меньшей степени с физико-химическим разложением сульфидов путем образования кристаллогидратов сульфатов железа, растворением их и карбонатов. Экспериментальные исследования послужат основой для создания базы данных поведения сульфидов в процессе криогенного воздействия и последующей разработки природоподобных технологий управления преобразованием минерального вещества.