ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2025-9-4-11ekip-2994Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSРазработка подхода к извлечению цветных металлов из лежалых медно-никелевых хвостов методом кучного выщелачиванияDevelopment of an Approach to the Extraction of Non-ferrous Metals from Mature Copper-nickel Tailings by Heap Leaching MethodГорячевА.А.GoryachevA.A.

канд. техн. наук, науч. сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Research Associate

podpiska@kalvis.ruЛатюкЕ.С.LatyukE.S.

мл. науч. сотрудник

Junior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruКомпанченкоА.А.KompanchenkoA.A.

канд. геол.-минерал. наук, науч. сотрудник

Cand. Sci. (Geol.-Mineral.), Research Associate

podpiska@kalvis.ruКудрявцеваЛ.П.KudryavtsevaL.P.

канд. географ. наук, науч. сотрудник

Cand. Sci. (Geography), Research Associate

podpiska@kalvis.ruОдинцоваЕ.А.OdintsovaE.A.

магистрант

Master’s Student

podpiska@kalvis.ruМакаровД.В.MakarovD.V.

д-р техн. наук, директор

Dr. Sci. (Eng.), Director

podpiska@kalvis.ruИнститут проблем промышленной экологии Севера Кольский научный центр РАНРоссияInstitute for Problems of Industrial Ecology of the North – Kola Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian FederationГеологический институт – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследо- вательского центра "Кольский научный центр Российской академии наук"РоссияGeological Institute – Separate Subdivision of the Federal State Budgetary Institution of the Science Federal Research Center "Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences"Russian FederationСанкт-Петербургский государственный университетРоссияSt. Petersburg State UniversityRussian Federation202503092025299411Copyright © ООО "Калвис", 20252025ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2994

Исследованы инженерно-геологические свойства поверхностного слоя хвостохранилища, минеральный и химический составы хвостов, показана вероятность миграции ионов никеля в прилегающие водоемы, предложена схема переработки хвостов посредством предварительной грануляции и последующего выщелачивания с применением воды, раствора серной кислоты и бактериального раствора. Подтверждено, что применение 10 %-ного раствора серной кислоты в качестве связующего с использованием нитрит-иона в качестве окислителя позволяет извлечь свыше 50 % никеля и 47,8 % меди на стадии кучного выщелачивания. Показано, что методом биовыщелачивания предварительно укрепленных полимерным связующим гранул хвостов извлекается 11,6 % никеля и 13,5 % меди.

The engineering and geological properties of the surface layer of the tailing dump, mineral and chemical composition of tailings were studied, the probability of nickel ions migration to the adjacent water bodies was shown, the scheme of tailings processing by means of preliminary granulation and subsequent leaching using water, sulfuric acid solution and bacterial solution was proposed. It is confirmed that the application of 10% sulfuric acid solution as a binder using nitrite ion as an oxidizing agent allows to recover more than 50 % of nickel and 47.8 % of copper at the heap leaching stage. It is shown that 11.6 % of nickel and 13.5 % of copper are recovered by bioleaching of tailings pellets prestrengthened with polymer binder.

медно-никелевое сырьехвосты обогащениягрануляциясерная кислотавыщелачиваниемедьникельcopper-nickel raw materialsrefinement tailingsgranulationsulfuric acidleachingcoppernickelReferencesShi J., Qian W., Jin Z., Zhou Z., Wang X., Yang X. Evaluation of soil heavy metals pollution and the phytoremediation potential of copper-nickel mine tailings ponds. Plos one. 2023. V. 18. No. 3. P. e0277159.Shi J., Qian W., Jin Z., Zhou Z., Wang X., Yang X. Evaluation of soil heavy metals pollution and the phytoremediation potential of copper-nickel mine tailings ponds. Plos one. 2023. V. 18. No. 3. P. e0277159.Макаров В.Н., Васильева Т.Н., Макаров Д.В., Алкацева А.А., Фарвазова Е.Р., Нестеров Д.П., Лащук В.В. Потенциальная экологическая опасность выведенных из эксплуатации хранилищ хвостов обогащения медно-никелевых руд. Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13. № 1. С. 85—93.Макаров В.Н., Васильева Т.Н., Макаров Д.В., Алкацева А.А., Фарвазова Е.Р., Нестеров Д.П., Лащук В.В. Потенциальная экологическая опасность выведенных из эксплуатации хранилищ хвостов обогащения медно-никелевых руд. Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13. № 1. С. 85—93.Селезнев С.Г. Отвалы Аллареченского месторождения сульфидных медно-никелевых руд — специфика и проблемы освоения. Дисс. ... канд. геол.-минерал. наук. Екатеринбург, 2013. 22 с.Селезнев С.Г. Отвалы Аллареченского месторождения сульфидных медно-никелевых руд — специфика и проблемы освоения. Дисс. ... канд. геол.-минерал. наук. Екатеринбург, 2013. 22 с.Петрова Т.А., Корельский Д.С. Разработка способа снижения опасности техногенных массивов. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № 10. С. 294—300.Петрова Т.А., Корельский Д.С. Разработка способа снижения опасности техногенных массивов. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № 10. С. 294—300.Thenepalli T., Chilakala R., Habte L., Tuan L. Q., Kim C.S. A brief note on the heap leaching technologies for the recovery of valuable metals. Sustainability. 2019. V. 11. No. 12. P. 3347.Thenepalli T., Chilakala R., Habte L., Tuan L. Q., Kim C.S. A brief note on the heap leaching technologies for the recovery of valuable metals. Sustainability. 2019. V. 11. No. 12. P. 3347.Watling H.R. The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides–a review. Hydrometallurgy. 2006. V. 84. No. 1—2. P. 81—108.Watling H.R. The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides–a review. Hydrometallurgy. 2006. V. 84. No. 1—2. P. 81—108.Chen K., Yin W., Rao F., Wu J., Zhu Z., Tang Y. Agglomeration of fine-sized copper ore in heap leaching through geopolymerization process. Minerals Engineering. 2020. V. 159. P. 106649.Chen K., Yin W., Rao F., Wu J., Zhu Z., Tang Y. Agglomeration of fine-sized copper ore in heap leaching through geopolymerization process. Minerals Engineering. 2020. V. 159. P. 106649.Thrall B. Heap leaching in extreme northern climates — overview of Brewery Creek Mine, Yukon, Canada. Mining in the Arctic. 2020. P. 161—164.Thrall B. Heap leaching in extreme northern climates — overview of Brewery Creek Mine, Yukon, Canada. Mining in the Arctic. 2020. P. 161—164.Tuovinen H., Pelkonen M., Lempinen J., Pohjolainen E., Read D., Solatie D., Lehto J. Behaviour of metals during bioheap leaching at the talvivaara mine. Finland. Geosciences. 2018. V. 8. No. 2. P. 66.Tuovinen H., Pelkonen M., Lempinen J., Pohjolainen E., Read D., Solatie D., Lehto J. Behaviour of metals during bioheap leaching at the talvivaara mine. Finland. Geosciences. 2018. V. 8. No. 2. P. 66.Маркович Т.И., Павлюкова В.А., Эпова Е.С., Птицын А.Б. К вопросу о механизме криогенного выветривания сульфидов в зоне окисления с участием кислородных соединений азота. Минералогия техногенез. 2003. Т. 4. С. 109—121.Маркович Т.И., Павлюкова В.А., Эпова Е.С., Птицын А.Б. К вопросу о механизме криогенного выветривания сульфидов в зоне окисления с участием кислородных соединений азота. Минералогия техногенез. 2003. Т. 4. С. 109—121.Маркович Т.И., Разворотнева Л.И. Окислительное выщелачивание сульфидной удоканской руды с участием кислородных соединений азота в криогенных условиях. Вестник ОНЗ РАН. 2011. № 3. P. NZ6071.Маркович Т.И., Разворотнева Л.И. Окислительное выщелачивание сульфидной удоканской руды с участием кислородных соединений азота в криогенных условиях. Вестник ОНЗ РАН. 2011. № 3. P. NZ6071.Goryachev A., Svetlov A., Kompanchenko A., Makarov D. Sulfuric Acid Granulation of Copper–Nickel Ore Tailings: Leaching of Copper and Nickel in the Presence of Sulfide Oxidation Activators. Minerals. 2022. V. 12. No. 2. P. 129.Goryachev A., Svetlov A., Kompanchenko A., Makarov D. Sulfuric Acid Granulation of Copper–Nickel Ore Tailings: Leaching of Copper and Nickel in the Presence of Sulfide Oxidation Activators. Minerals. 2022. V. 12. No. 2. P. 129.Кондратьева Т.Ф., Булаев А.Г., Муравьев М.И. Микроорганизмы в биогеотехнологиях переработки сульфидных руд. М., Наука, 2015. 212 c.Кондратьева Т.Ф., Булаев А.Г., Муравьев М.И. Микроорганизмы в биогеотехнологиях переработки сульфидных руд. М., Наука, 2015. 212 c.Ghazi A.B., Jamshidi-Zanjani A., Nejati H. Utilization of copper mine tailings as a partial substitute for cement in concrete construction. Construction and Building Materials. 2022. Т. 317. С. 125921.Ghazi A.B., Jamshidi-Zanjani A., Nejati H. Utilization of copper mine tailings as a partial substitute for cement in concrete construction. Construction and Building Materials. 2022. Т. 317. С. 125921.Latyuk E., Goryachev A., Melamud V., Bulaev A. Hydrometallurgical processing of a low-grade sulfide copper-nickel ore containing Pt and Pd. Processes. 2024. V. 12. No. 6. P. 1213.Latyuk E., Goryachev A., Melamud V., Bulaev A. Hydrometallurgical processing of a low-grade sulfide copper-nickel ore containing Pt and Pd. Processes. 2024. V. 12. No. 6. P. 1213.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.