Найти скрытые сокровища. Цифровая модель предскажет, что искать в отходах горной промышленности

Исследователи НИТУ МИСИС разработали систему цифрового моделирования отходов горной промышленности и доказали, что с ее помощью можно получить гораздо больше полезного минерального сырья из шламов. Новая технология точно определяет объемы, качество и распределение полезных веществ в отвальных хранилищах. Метод позволит увеличить экономическую выгоду от переработки вторсырья и сохранить невозобновляемые природные месторождения.

Основная задача современной горнодобывающей промышленности — эффективная утилизация хвостов обогащения. Техногенные массивы, накапливаемые при освоении недр земли, опасны для экологии, но при правильной переработке из них можно извлечь еще много полезных компонентов и в перспективе окупить затраты на внедрение дополнительных производственных циклов. По оценкам исследователей, только в Республике Башкортостан отвальные породы содержат миллионы тонн потенциально ценных компонентов.

Значительная часть отвалов остается неиспользованной из-за недостаточной изученности их состава. В условиях дефицита минерального сырья и ужесточения экологических норм становится все более актуальной их переработка. Поэтому мы разработали методику геоинформационного моделирования техногенных месторождений, при помощи которой система позволяет построить точные трехмерные модели хвостохранилищ и показывает наличие в них полезных компонентов.

• Илья Мельниченко, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры геологии и маркшейдерского дела НИТУ МИСИС

Сперва бензобуром берутся пробы, при этом для каждой точки отбора фиксируются глубина и характеристики техногенных отложений. Спектроскопический анализ выявляет полезные компоненты: медь, цинк, серу и прочие. Затем данные импортируются в геоинформационную систему для построения блочных моделей, где каждая ячейка характеризуется определенными свойствами: процентом содержания полезного ископаемого, пористостью, плотностью и т. д.

Финальный этап — геостатистическое районирование, или «предсказание» промежуточных данных. Исследователи вносят известную информацию о физических свойствах и химическом составе, что позволяет детально моделировать структуру, объем и распределение ценных компонентов. Результаты исследований опубликованы в «Горном информационно-аналитическом бюллетене» (Q2) и журнале «Горная промышленность».

Наша работа направлена на комплексное решение экологических и экономических задач. Техногенные отвалы и хвосты часто воспринимаются как отходы, но на самом деле они содержат значительные объемы ценных минеральных ресурсов. Благодаря предложенной методике блочного моделирования и районирования, мы можем не только с высокой точностью оценить содержание полезных компонентов, но и спрогнозировать их пространственное распределение на территории конкретного хранилища. Это позволит с большей эффективностью использовать вторичное сырье и снизить добычу невозобновляемых природных ресурсов.

• Владимир Мосейкин, доктор технических наук, профессор кафедры геологии и маркшейдерского дела НИТУ МИСИС

Апробация методики и дальнейший анализ техногенных отходов проводился на предприятиях горнодобывающего холдинга цветных металлов.

Фото на обложке: МИСИС