В России нашли способ использовать отходы алмазодобычи

Одна из важных стадий технологического процесса добычи алмазов — обогащение алмазоносной породы. Для этого процесса необходима вода, которую было бы рационально очищать и использовать снова, за счет так называемого оборотного водоснабжения. Однако полученная при обогащении водная суспензия, которая поступает в специальное хранилище, содержит большое количество трудноосаждаемых частиц природного глинистого минерала сапонита. Это не только осложняет повторное использование воды, но и способно нанести невосполнимый ущерб окружающей природе.


Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова (САФУ) в сотрудничестве с партнерами занимается созданием высокотехнологичной системы подготовки оборотной воды обогатительной фабрики с переработкой отходов в товарную продукцию. Этот проект направлен на повышение эффективности и экологичности процесса обогащения алмазосодержащего рудного сырья, которое добывается на Крайнем Севере России.

Одним из основных видов отходов, образующихся при обогащении алмазосодержащего рудного сырья, является сапонит — минерал из подкласса слоистых силикатов, группы монтмориллонита, который содержит магний, железо, алюминий и кремний. Сапонит имеет высокую водоудерживающую способность и свойство набухания при взаимодействии с водой. Эти свойства делают сапонит опасным для окружающей среды, поскольку он может загрязнять воду, почву и седименты, а также содержать токсичные металлы, которые могут попадать в растения, животных и организм человека через пищевую цепочку. Сапонит может приводить к ухудшению качества воды и почвы, нарушению баланса питательных элементов в экосистеме, замедлению процессов фотосинтеза, уменьшению содержания кислорода в воде, вызывать различные заболевания и нарушения у организмов, такие как гормональные изменения, нарушения развития, репродуктивные аномалии и рак. Поэтому необходимо разрабатывать новые способы переработки сапонитсодержащих отходов в полезные продукты, которые будут способствовать повышению эффективности и экологичности процесса обогащения алмазосодержащего рудного сырья.

Ученые САФУ разработали новую технологию переработки сапонитсодержащих отходов в строительные добавки и минеральные удобрения. Для этого они используют метод гидрометаллургической активации, который заключается в обработке отходов растворами кислот и щелочей при повышенных температуре и давлении. В результате этого процесса получается ряд продуктов:

Строительные добавки на основе сапонита, которые повышают устойчивость строительных материалов к критически низким температурам при использовании на Крайнем Севере. Эти добавки могут быть использованы как модификаторы для бетона, цемента, гипса, штукатурки и других материалов. Они также способствуют увеличению прочности, пластичности, адгезии и гидроизоляции материалов.
Минеральные удобрения на основе сапонита, которые содержат необходимые для растений элементы питания: азот, фосфор, калий, магний, кальций и микроэлементы. Эти удобрения могут быть применены в условиях Крайнего Севера для повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Они также обладают антистрессовым действием, улучшают физиологическое состояние растений и повышают их устойчивость к неблагоприятным факторам.
Новые продукты на основе сапонита обладают низкой себестоимостью и высокой конкурентоспособностью, поскольку для их производства используются отходы, которые не требуют дополнительной транспортировки и хранения. Кроме того, новая технология переработки сапонитсодержащих отходов способствует решению экологических проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и нарушением природного баланса.

Проект по созданию высокотехнологичной системы подготовки оборотной воды обогатительной фабрики с переработкой отходов в товарную продукцию реализуется в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ) при поддержке Архангельского горно-обогатительного комбината (АГОК), входящего в состав АЛРОСА. Проект является междисциплинарным и объединяет ученых из разных областей знаний: химии, геологии, экологии, технологии материалов и других. Проект также имеет практическую значимость для развития алмазодобывающей отрасли и социально-экономического развития Севера России.

Проект основан на научных исследованиях, проведенных в лабораториях САФУ и АГОК, а также на опыте пилотного производства на базе обогатительной фабрики №14 АГОК. В рамках проекта планируется разработать и внедрить комплексное оборудование для подготовки оборотной воды и переработки отходов, а также провести масштабные испытания новых продуктов на основе сапонита в реальных условиях эксплуатации.