Бочаров В.Л., Бугреева М.Н. Экологическая геохимия

Подождите немного. Документ загружается.

бросов промышленных предприятий, технологических продуктов целлюлозно-

го производства ).

Анализ сухих остатков вод основан на управлении процессом испарения

проб в канале дугового электрода и сравнения результатов АЭ и АА-методов

установлена возможность определения группы элементов (Si, Fe, Ti, Al, Ni, V,

Cr, Co, Mo, Pb, Zn, Cu, Ba) в сухих остатках взвешенной и растворенной со-

ставляющей природных и сточных вод, значительно различающихся по соста -

ву . Главная задача состоит в обеспечении надежности результатов на основе

снижения матричных эффектов. Объясняется такое внимание к этой проблеме

значительным изменением состава анализируемых проб (содержание основных

компонентов – Ca, Mg, Si, Fe, Al, Mn – изменяется на 1-2 порядка ) и отсутстви -

ем в большинстве случаев соответствующих стандартных образцов для контро-

ля градуирования. В этих условиях требуется исследовать приемы, позволяю -

щие снизить в определенной мере матричные эффекты, и объективно оценить

суммарную погрешность анализа , обусловленную как погрешностями воспро-

изводимости , так и влиянием состава .

Приемы снижения влияния состава изучаются при совершенствовании

способа внутреннего стандарта . Исследовались возможность и условия его

применения для повышения точности многоэлементного спектрального анали -

за . Выполненные экспериментальные и расчетные измерения массопереноса в

канале дугового угольного электрода позволили разработать способы , улуч -

шающие корреляцию между интенсивностью аналитических линий и линий

сравнения при анализе проб переменного состава . Они сводятся к увеличению

скорости испарения и выбору оптимального времени регистрации спектра .

Увеличение скорости испарения достигается использованием электрода с

уменьшенным теплоотводом и охлаждением дугового электрода потоком воз-

духа в горелке Сталлвуда . Следует отметить, что при определении фоновых

концентраций в природных средах нельзя использовать другие способы уско-

рения парообразования, такие, как разбавление проб перед анализом различны-

ми реагентами для управления химическими реакциями на электроде из-за

опасности загрязнения и увеличения сигнала холостого опыта .

Привлекаются и другие способы контроля – анализ доступных стандарт-

ных образцов, использование литературных данных о содержании микроэле -

ментов в чистых водах. Но главным способом, подтверждающим правильность

результатов АЭ-анализа , является сопоставление их с результатами АА- и НА -

методов. Особенно это относится к анализу объектов, для которых необходимо

предварительное концентрирование упариванием или озолением (воды и гид-

робионты), в ходе которого возможны потери микроэлементов или заражения.

Таблица

Сравнение пределов обнаружения элементов при анализах природных вод

(в мгк / л)

Методы определения

АЭ [6] АА [12]

Эле -

менты

Вода

Байкала

[2]

В сухом

остатке ,

-4%

В воде * ПА ЭТА

НА [13]

АЭ с

ИСП [15]

Al 5-200 80 5,0 30 0,02 10 -

V 0,1-0,5 2 0,1 60 1,0 0,1 4

Cr 0,5-3,0 0,5 0,03 5 0,1 0,2 4

Mn 0,2-4,0 3,0 0,2 2 0,004 1 0,5

Fe 3,0-80 60 3 10 0,03 4 5

Co 0,02-0,1 0,9 0,04 10 0,05 0,001 4

Ni 0,1-1 1 0,06 10 0,1 2 -

Ag 0,02-0,1 0,2 0,01 2 0,002 0,005 -

Ba 3-20 30 3 - - 6 -

Pb 0,4 1 0,06 10 0,02 - 30

Cu 0,9 0,7 0,04 2 0,02 - 3

Zn 3-13 - - 1 0,001 - 2

Cd - - - 1 0,001 - 2

* Для веса сухого остатка 58 мг/л

Примечание. ПА – пламенная атомизация; ЭТА – электротермическая ав-

томатизация; ИСП – индуктивно связанная плазма .

В связи с этим за холостой опыт принимается совокупность операций ана -

лиза , т.е. взятие навесок, разбавление проб рабочей смесью и спектрографиро-

вание. В качестве холостой пробы используется матрица градуировочных стан-

дартов (смесь окиси кальция и хлорида натрия). Состав ее и условия фотомет-

рирования линий элементов в спектре этой матрицы соответствуют составу и

условиям для сухих остатков природных и сточных вод, а также для большин-

ства сухих остатков биологических проб, содержащих в высоких концентраци -

ях кальций. Пределы обнаружения, рассчитанные по 3δ-критерию, приведены в

таблице . Пределы обнаружения в объектах анализа с меньшими содержаниями

кальция обычно ниже указанных . Исключением являются такие объекты, как

дымовые выбросы, налеты на поверхности промышленных труб, некоторые

технологические продукты, для которых пределы обнаружения могут ухуд-

шаться из-за влияния повышенных концентраций соединений железа .

С использованием атомно-абсорбционных спектрометров пламенной и не-

пламенной атомизации определяются Са , Mg, Fe, Mn, Ti, Cu, Co, Ni, Cr, Zn в

почвах и донных осадках, а также в придонных и сточных водах. Перечень оп-

ределяемых элементов и пределы обнаружения приведены в таблице .

Как следует из этих данных , в наиболее удобном объекте анализа – при -

родных и сточных водах – возможно прямое определение только макрокомпо -

нентов Mg, Ca, Fe, Mn. Применение электротермической атомизации позволяет

снизить пределы обнаружения на 1-2 порядка . В природных водах становится

возможным определение цинка и кадмия.

Матричный эффект в АА-методе проявляется прежде всего через неселек-

тивное поглощение, учет которого особенно важен при использовании непла -

менных атомизаторов, где источники помех еще недостаточно изучены. Мини -

мизация неселективного поглощения может быть достигнута использованием

модификаторов, оптимизацией аппаратурных параметров и другими приемами ,

индивидуальными для каждого элемента и матрицы .

Опыт применения АА-метода при определении микроэлементов в различ-

ных природных средах позволяет считать, что ограничение метода для целей

геохимического мониторинга связано с недостаточными пределами обнаруже-

ния его наиболее доступного варианта с пламенным возбуждением. Пределы

обнаружения Cr, Mn, Co, Ni, Cu составляют (1-2)

-3

% для навески 0,5 г поэто-

му определение этих элементов возможно лишь в почвах и донных отложениях .

Для других объектов требуется предварительное концентрирование, но при

анализе концентратов – сухих остатков вод и биологических материалов – пре-

делы обнаружения ухудшаются до (1-2)

-2

% из-за уменьшения доступной

аналитической навески , и определение микроэлементов в этих объектах за -

труднено. Так, при геохимическом мониторинге таких элементов, как Co, Ni,

Cr, Cu, Pb в рациональной схеме анализа АА-метод можно использовать как

контрольный , причем в сочетании пламенного и непламенного вариантов.

Следует обратить внимание также на большую сложность по сравнению с

АЭ-методом объективной оценки пределов обнаружения микроэлементов,

вследствие чего возникает опасность принять холостой сигнал за аналитиче-

ский. Связано это с тем, что при фотоэлектрической регистрации сигнала в АА-

методе, если учет фона производится путем его дискриминации по одной про-

бе , значительная часть информации, необходимая для расчета предела обнару-

жения, теряется. Влияние индивидуального состава проб на значение предела

обнаружения при этом может полностью не учитываться.

Методом НА в воде, донных отложениях и биологических тканях нами оп-

ределялись Al, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Se, Br, Rb, Sr, Mo, Ag, Cd, Sb, Cs,

Ba, La, Sm, Ce, Eu, Yt, Hf, Th, V.

В большинстве случаев использовался инструментальный НА -анализ, ха-

рактеристики которого зависели от вида проб и условий анализа .

Возможности АЭ-, АА- и НА -методов и результаты межлабораторного

контроля рассмотрим отдельно для разных объектов анализа – природных и

сточных вод, донных отложений почв и гидробионтов.

Определение элементов в природных и сточных водах.

Среди объектов окружающей среды наибольшие аналитические трудности

вызывает определение микроэлементов в природных водах из-за чрезвычайно

низких уровней содержания (<1 мкг/л). Вследствие этого в большинстве мето-

дов используется предварительное концентрирование элементов. Существуют

различные схемы концентрирования, но все они неизбежно увеличивают число

операций с пробой и вызывают опасность заражения или потерь элементов.

Наиболее правильным способом концентрирования при анализе чистых при -

родных вод, является упаривание до сухого остатка , так как этот способ может

быть свободен от заражения. Полученные сухие остатки анализируются с ис-

пользованием двух многоэлементных методов. В сухих остатках воды АЭ-

методом определяются Al, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Ag, Ba, Pb; НА -методом – Al,

Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Br, Rb, Sr, Ag, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Sm, Ib, Hf. С исполь -

зованием АА-метода в водных пробах определяются Na, Mg, K, Ca (атомизация

в пламени ) и Zn (электротермическая атомизация). Кроме того , с целью кон-

троля правильности АЭ-анализа в небольшом числе сухих остатков водных

проб определяются Pb и Cu.

Для оценки возможностей АЖ - и НА -метода при определении отдельных

элементов сравниваются пределы обнаружения и результаты, полученные при

межлабораторном контроле .

Определение элементов в биологических материалах.

Для определения фоновых концентраций тяжелых металлов в различных

гидробионтах и для оценки их индикаторных способностей к накоплению мик-

роколичеств элементов изучается содержание металлов с использованием трех

методов анализа . Объектами анализа могут быть зоопланктон, моллюски , гам-

мариды, губки , голомянки , бычки , промысловые рыбы и др.

При определении микроэлементов в биологических тканях требуется

предварительное концентрирование и удаление (разрушение) органических со-

единений путем мокрого или сухого озоления. Сухое озоление при температуре

не выше 450

С с предварительным смачиванием проб спиртом-ректификатом

или мокрое озоление азотной кислотой . Первый способ применяется при под-

готовке препаратов для АЭ- и НА -метода , второй – для АА- и НА -метода .

АЭ-методом установлено, что различаются четыре вида матриц: соедине-

ния натрия, кальция и магния составляют матрицу золы мышц рыб и гаммари -

дов; соединения кремния и натрия – золы губок; магния и кальция – моллю -

ской . Наиболее сложный состав имеет матрица золы жаберной ткани моллю -

сков, состоящая из соединений кальция, магния, железа и марганца . Такое из-

менение основного состава анализируемых препаратов вызывает необходи -

мость особого внимания к учету матричных эффектов и контролю получаемых

результатов при использовании всех инструментальных методов.

В зольных препаратах АЭ-методом определяются Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co,

Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Ba, Pb.

АА-метод используется при определении Cr, Cu, Zn, Cd, Hg и Pb в мышцах

рыб. Применяется мокрое озоление. НА -методом в инструментальном варианте

определяются Al, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Rb, Sr, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm,

Yb, Hf, Hg, Th, V в воздушно-сухих тканях рыб, моллюсков, губок и сухом ве -

ществе планктона .

Контроль результатов биологических проб представляет особые трудности

из-за возможности потерь микроэлементов в процессе концентрирования и от-

сутствия стандартных образцов соответствующего состава .

Определение элементов в почвах и донных отложениях .

При анализе почв и донных отложений, как правило , используются два

прямых многоэлементных метода – АЭ и НА . АЭ-методом определялось 15

элементов: Al, Ti, Mn, Fe, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Ba, Pb; НА – Na,

Mg, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Al, Ni, As, Rb, Sr, Zr, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm,

Eu, Tb, Yb, Lu, Hf, Ta. С целью контроля в отдельных случаях использовался

пламенный вариант АА-метода при определении Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Al, Ti, Mn,

Fe .

Из-за отсутствия операций концентрирования контроль правильности ре-

зультатов представляет меньшие трудности по сравнению с анализом природ-

ных вод и биологических материалов. Кроме того , при анализе почв и донных

отложений обычно имеется достаточное количество материала , что позволяет

использовать разные варианты одного метода и сопоставлять результаты. В ча-

стности , характеристики АЭ-метода при определении элементов повышенной

летучести – Zn, Ag, Ge, Mo, Sn – могут быть улучшены при замене в рабочей

смеси угольного порошка природным кварцем или оксидом алюминия.

Опыт использования комплекса аналитических методов при изучении

микроэлементов в природных средах и техногенных объектах с целью органи -

зации мониторинга показал, что сочетание методов позволяет использовать

рациональную систему анализа различных по составу объектов и получать дан-

ные в широком диапазоне концентраций. Но основной проблемой остается со-

вершенствование методов с целью снижения пределов обнаружения в связи с

чрезвычайно низким уровнем содержания элементов в природных средах.

ЛЕКЦИЯ 9.

ЭКОЛОГО -ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОГЕН-

НЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Появившиеся в последние десятилетия техногенные месторождения явля -

ются результатом интенсивного развития горнодобывающей и перерабаты-

вающей промышленности . Техногенные месторождения – это скопления мине-

ральных веществ на поверхности Земли или в горных выработках, представ-

ляющие собой отходы горного , обогатительного , металлургического и других

производств и пригодные по количеству и качеству для промышленного ис-

пользования, которое становится возможным по мере развития технологии его

переработки и изменения экономических условий.

Образование техногенных месторождений и их классификация

Для последних десятилетий характерен гигантский рост потребления энер-

гетических и минеральных ресурсов: угля , нефти , газа , рудных и нерудных по-

лезных ископаемых . При этом создается масса отходов, что существенно ска -

зывается на экологическом состоянии отдельных регионов. Кроме того , эти от-

ходы могут быть использованы в будущем, а частью и в настоящее время как

дополнительный источник минерального сырья, то есть техногенных месторо-

ждений. Суммарное содержание полезных компонентов, которые накапливают-

ся в техногенных месторождениях за 20-30 лет, сопоставимо, а иногда и пре-

вышает их количество в ежегодно добываемых рудах.

Особенностями техногенных месторождений являются: 1) расположение в

промышленно развитых районах; 2) месторождения находятся на поверхности ,

и материал в них преимущественно раздроблен; 3) количество искусственных

минеральных форм, которые образуются в техногенных месторождениях , пре-

вышает 30000, что значительно превосходит число известных в настоящее вре-

мя природных минералов, составляющее около 3300.

Классификация техногенных месторождений построена на ряде признаков,

важнейшим из которых является процесс их образования.

Горное производство оставляет после себя отвалы , сложенные раздроб-

ленными породами , вмещавшими руды, убогими рудами , которые экономиче-

ски невыгодно перерабатывать, а также продуктами переработки промышлен-

ных руд – отходами обогащения.

В эту группу техногенных месторождений входят терриконы угольных

шахт и разрезов; отвалы рудников и карьеров сульфидных руд цветных метал-

лов; отвалы рудников и карьеров оксидных и силикатных руд черных и леги -

рующих металлов; шламо- и хвостохранилища горнообогатительных фабрик

(отходы обогащения руд специалисты называют хвостами ).

Сложное строение имеют техногенные месторождения, представленные

отвалами энергетического и металлургического производства , которые состоят

из шлаков, шламов, пылей , зол, металлов и их сплавов, используемых в метал-

лургии огнеупорных материалов.

Как и природные месторождения полезных ископаемых , техногенные ме -

сторождения имеют определенную структуру распределения полезных компо-

нентов, зоны вторичного обогащения, окисления, но в отличие от них обычно

характеризуются низкими содержаниями полезных компонентов.

Состав полезных компонентов и использование сырья

техногенных месторождений.

Во многих рудных районах, особенно в Уральском регионе, достаточно

широко распространены техногенные месторождения, представленные раз-

дробленными горными породами и убогими рудами . Отвальные массы исполь -

зуют для строительных целей , закладки выработанного пространства в подзем-

ных выработках, рекультивации. Однако достаточно часто в подобные отвалы

попадают и полезные компоненты, которые во время разработки не представ-

ляли промышленного интереса, например барит при переработке полиметалли -

ческих руд на Салаире. Во многих случаях для переработки техногенного сырья

требуются иные технологии, чем для природных руд, чаще всего новые спосо-

бы , основанные на последних достижениях науки и техники .

Техногенные месторождения подвергаются интенсивному влиянию по-

верхностных (экзогенных ) геологических факторов. Как следствие этого на уг-

ледобывающих предприятиях происходит, например, самовозгорание шахтных

терриконов – конусообразных отвалов высотой до 60-80 м. Их хребтовидная

часть относительно пологая (-18

), по ней к вершине подвозят пустую породу.

Лобовая часть терриконов, вдоль которой породы ссыпаются вниз, крутая (до

). При горении терриконов редко возникает пламя, обычно они просто тле -

ют. Наиболее интенсивно горение происходит в лобовой части , куда непрерыв-

но поступает свежий материал. Здесь в ветреную погоду очаги тления раздува -

ются, температура в них доходит до 1000

и выше, и куски пород спекаются в

пласты.

После окончания отсыпки терриконы тлеют до 10 лет и более, о чем свиде-

тельствуют выходы горячих газов в их хребтовой части . На большинстве тер-

риконов Челябинского угольного бассейна интенсивное горение уже прекрати -

лось, и они разрабатываются для нужд местного дорожного строительства .

Более перспективными по содержанию и запасам полезных компонентов

по сравнению с месторождениями -отвалами горнодобывающих предприятий

являются хвосты обогащения руд черных и цветных металлов. Хвосты – это от-

ходы обогащения полезных ископаемых , в которых содержание ценного ком-

понента естественно ниже, чем в исходном сырье , поскольку в них преоблада -

ют частицы пустой породы. Твердая фаза хвостовой пульпы представлена сме -

сью минеральных частиц разного размера – от 3 мм до долей микрона . Состав

частиц и их плотность зависят от минерального состава пород, вмещающих по-

лезное ископаемое. В настоящее время на Урале работают 10 обогатительных

фабрик, которые перерабатывают медные и медно-цинковые руды. При произ-

водстве медных , цинковых и пиритных концентратов образуется ежегодно 5-7

млн . т хвостов, в которых содержится 0,3-0,4% цинка , 0,2-0,3% меди , 20-35%

серы, более 35% железа . Значительную площадь (260 га ) занимает, например,

Черемшанское шламохранилище Высокогорского ГОКа, в котором сосредото-

чено около 40 млн . т отходов обогащения железных руд.

Отходы обогащения более удобны для утилизации, чем отвалы , поскольку

они , во - первых , более однородны, а во - вторых , представляют собой уже дроб-

леный , иногда фракционированный материал. Наиболее перспективны для ис-

пользования в строительстве отходы, образующиеся при сухих способах обо -

гащения – хвосты сухой магнитной сепарации, сухой гравитации.

Хвосты сухой магнитной сепарации отличаются повышенной крупностью

(20-70 мм) и пониженным содержанием металлов. После предварительной под-

готовки (рассева ) они полностью используются в качестве щебня. Хвосты мок-

рой магнитной сепарации являются мелкодисперсными отходами , за год на

горнообогатительных комбинатах России их накапливается более 150 млн . т .

Например, на шламохранилище Качканарского горнообогатительного комбина -

та на Среднем Урале уже скопилось более 900 млн . т отходов основного произ-

водства – добычи и обогащения титаномагнетитов. Они содержат много цен-

ных металлов, в том числе скандия, галлия, стронция, титана . При этом количе-

ство скандия в отходах превышает 100 000 т – это составляет более 60% миро-

вых запасов этого металла .

Нисколько не уступают по набору и количеству ценных компонентов хво -

стохранилища обогатительных фабрик, перерабатывающих руды цветных ме -

таллов (табл. ).

Характеристика хвостохранилищ обогатительных фабрик, перерабаты-

вающих руды цветных металлов

Запасы и содержание в хвостах,

тыс .т/%

Фабрика Запасы хво -

стов, млн . т

Медь Цинк Сера

Турьинская 13,3 12,2

0,09

13,8

1,0

Красноуральская 26,0 96,5

0,37

183,2

0,70

5080

19,5

Пышминская 4,6 3,7

0,08

138

3,0

Кировоградская 29,6 51,2

0,18

70,9

0,25

2219

7,6

Среднеуральская 32,0 83,4

0,26

136,

0,42

11418

35,7

Карабашская 9,1 23,1

0,25

29,7

0,33

3064

33,6

Пайская 47,0 152,3

0,32

155,1

0,33

7977

17,0

Сибайская 18,4 27,7

0,15

93,1

0,51

6478

35,2

Бурибаевская 5,4 25,7

0,48

10,0

0,18

1488

26,1

Учалинская 24,0 85,6

0,36

142,4

0,59

7982

32,9

Итого или среднее 208,8 770,1

0,37

620,5

0,39

45811

21,9

По общим запасам хвостохранилища уральских предприятий существенно

превосходят многие месторождения. Вовлечение их в разработку облегчается

тем, что при этом не нужны вскрышные и буровзрывные работы. Раздроблен-

ный материал подготовлен для извлечения металлов современными методами ,

в частности , выщелачиванием кислотами .

Запасы металлов в отходах металлургического производства , преимущест-

венно в шлаках, также значительны. Шлак представляет собой затвердевший

металлургический расплав, который покрывал поверхность жидкого металла .

Формируется шлак при плавлении пустой породы, флюсов и т.д. Он является

ценным вторичным сырьем и широко применяется в строительстве . Гранулиро-

ванные шлаки используют для получения шлакопортландцемента , в качестве

заполнителя для бетонов, в дорожном строительстве ; из шлаковых расплавов

вырабатывают минеральную вату, шлаковую пемзу , шлаковое литье .

Разработка техногенных месторождений, представленных отвалами метал-

лургического производства , связана с определенными трудностями из-за слож -

ности состава шлаков и часто значительной неоднородностью отвалов, особен-

но тех, которые накапливаются при электрометаллургическом производстве

ферросплавов.

Объемы отходов крупнейших уральских предприятий черной металлургии

выражаются в следующих цифрах: Нижне-Тагильский металлургический ком-

бинат: шлаков доменных – 30 000 тыс .т, сталеплавильных – 20500 тыс .т; метал-

лургический завод им. А .К .Серова : шлаков мартеновских – 4229 тыс .т; Магни -

тогорский металлургический комбинат: шлаков доменных – 160650 тыс .т; Че-

лябинский металлургический комбинат: шлаков металлургических – 2578

тыс .т.

Вторая группа подобных техногенных месторождений представляет собой

скопления шлаков цветной металлургии, которые поступают в отвалы после

предварительной грануляции или в горячем состоянии. Конвертерный медепла -

вильный шлак содержит до 70% FeO при относительно небольших количест-

вах кремнезема . Его минеральную основу составляет минерал фаялит

(2FeO

SiO

), а второстепенные минералы представлены цинкосодержащим маг-

нетитом, купритом (Cu

O), теноритом (CuO), сульфидами меди и железа . В не-

большом количестве в шлаках присутствуют также стекло и металлическая

медь.

Среди медеплавильных комбинатов Урала наиболее крупными промыш-

ленными отходами , образующими техногенные месторождения, обладают Ка-

рабашский медеплавильный завод, Красноуральский медеплавильный завод

(СУМЗ). В ходе переработки шламоотвала СУМЗа из конвертерных шлаков

получают медно-цинковый концентрат, содержащий золото и серебро, а также

магнетитсодержащий песок, пригодный для производства цемента .

Особое место занимают золоотвалы тепловых электростанций. Золы –

твердый остаток, образующийся при сгорании топлива (углей , горючих слан-

цев, торфа), состоит из тонкодисперсного порошка , так называемой золы - уноса

и шлака – сплавленного кускового материала . Ежегодный выход золы по элек-

тростанциям АО «Свердловэнерго» составляет 6,7 млн . т .

Шлаки используют в строительстве , зола - унос в основном складируется в

мокрых золоотвалах и лишь частично используется в цементной промышлен-

ности в качестве сырья и добавок, при производстве строительной керамики ,

асфальтобетона , обжигового и безобжигового гравия.

Методика исследования и оценки техногенных месторождений

Методика исследования техногенных месторождений в значительной мере

отличается от изучения природных объектов. Это обусловлено, с одной сторо-

ны, компактным размещением техногенных месторождений непосредственно в

зоне промышленных предприятий, с другой стороны – необходимостью иссле -

дования их часто необычного и сложного минерального состава .

Проведение комплексных исследований включает в себя несколько после -

довательных этапов, первым и наиболее важным из которых являются оценоч -

ные работы. Они состоят из опробования материала откосов и поверхности от-

валов, а также керна скважин колонкового бурения. На втором этапе выполня-

ют аналитические и минералогические исследования с целью изучения состава

техногенного месторождения. В последние годы для этих целей все более ши -

роко используют ядерно-физические методы анализа , которые можно приме -

нять для веществ любого агрегатного состояния (твердого , жидкого , газообраз-

ного ) и которые наиболее эффективны для определения тяжелых и радиоактив-

ных металлов.

Третий этап завершается обработкой полученной информации, составле -

нием геологической карты и разрезов, оценкой концентраций полезных компо-

нентов и прогнозной оценкой запасов. С целью представления данных о техно-

генных месторождениях для их последующей переработки в настоящее время

формируется база данных техногенных месторождений Урала . Для оценки про-

гнозных ресурсов полезных компонентов используют все имеющиеся аналити -

ческие данные , прогнозные ресурсы при этом характеризуются в первую оче-

редь объемом отвала и содержанием полезного компонента . Так, для техноген-

ного месторождения – отвала Челябинского электрометаллургического комби -

ната , площадь которого 38 га , средняя мощность, определенная по пробурен-

ным скважинам, 22,55 м, плотность материала 2,50 т/м

, при среднем содержа-

нии марганца 0,0305 г/т прогнозные ресурсы марганца составят 653386 т одна -

ко при неоднородном его распределении необходимо в первую очередь отраба -

тывать участки с высокими его концентрациями .

Таким образом, техногенные месторождения представляют собой новый

источник минерального сырья, образованные в результате промышленного

производства . Подобные месторождения часто обладают необычным мине-

ральным составом и могут служить крупным потенциальным источником раз-

нообразных полезных компонентов, в частности редкоземельных и благород-

ных металлов. В настоящее время идет их детальное изучение с применением

современных аналитических методов и созданием информационно-

аналитической базы данных .