3.3. Перспективы добычи попутных компонентов из углей и шахтных вод района.
В углях исследуемого района высокие концентрации, достигающие и превышающие промышленные, установлены для германия, галлия, бария, лития и других элементов.
Концентрация германия в углях района колеблется от 1,2 до 63,4 г/т, составляя в среднем 4,7 г/т, что в отдельных случаях до 21 раз превышает среднее содержание для углей Донбасса и в десятки раз – кларк осадочных пород. Практический интерес представляет содержание германия в энергетических углях более 10 г/т, в коксующихся – более 3 г/т сухого угля. Максимальные содержания германия (до 7,86-33,75 г/т) отмечены на участках распространения марок Д, Г, Ж, К по пластам m5, l4, k8, h11, l81, m41, m3, l71, m2, l1, l6, l3 шахт “Трудовская”, им.Засядько, “Панфиловская”, им.Абакумова, “Кировская”, “Лидиевка” (табл. 3). Минимальные содержания германия установлены на полях шахт им.Горького (1,5-3 г/т), “Октябрьский рудник” (2,5-5 г/т).
Таблица 3. Содержания химических элементов, превышающие промышленные, в углях Донецко-Макеевского района.
| Элемент | Промышленные содержания, г/т | Максимальные содержания, г/т | Пласт | Шахта |
| Ge | 3,0 | 33,75 | l71 | им.Засядько |
| 26,1 | m3 | “Панфиловская” | ||
| Ga | 20,0 | 28,1 | l4 | “Трудовская” |
| 28,1 | l7 | им.Челюскинцев | ||
| Sr | 450,0 | 2000,0 | k8 | “Трудовская” |
| 1000,0 | k8 | “Панфиловская” | ||
| Ba | 1000,0 | 7000-10000 | l4-l8 | “Абакумова” |
| 3000,0 | l4 | “Трудовская” | ||
| Mn | 1000,0 | 2000,0 | k8 | “Трудовская” |
| V | 100,0 | 150,0 | m3 | “Трудовская” |
| Cr | 100,0 | 150,0 | l1н | “Панфиловская” |
| 150,0 | m3 | “Трудовская” | ||
| Li | 100,0 | 150,0 | l81 | “Трудовская” |
| Ce | 50,0 | 50,0 | l1н | “Панфиловская” |
Содержание галлия в пределах исследуемого района изменяется в пределах от 0,0 до 60,0 г/т, составляя в среднем 9,1 г/т. Повышенное содержание Ga характерны для пластов h10, h8, h6, g2, l4, l7, l1, l2, k8. Максимальные концентрации галлия выявлены по пластам l4, l7 шх. “Трудовская” и им.Челюскинцев - до 28,1 г/т. Галлий в энергетических углях представляет интерес при содержании его в сухом угле не менее 20 г/т или при содержании не менее 10 г/т при содержании германия более 5 г/т. Второму условию удовлетворяют также пласты l1, l2, k8, m3.
В углях Донецко-Макеевского района выявлены также высокие концентрации бария. При промышленных содержаниях 1000 г/т, концентрации в углях района достигают: по шахте им.Абакумова – 10000 г/т (l8), 7000 г/т (l4), 2000 г/т (m2); по шахте “Трудовская” – 3000 г/т (l4), 1000 г/т (k8), а также по пластам l81 шх. “Лидиевка” – 2000 г/т и k6 шх. “Кировская” - 2000 г/т.
Максимальные концентрации лития выявлены по пластам l81 шх.“Трудовская” - до 150 г/т; h21, h3 ш/у “Донбасс”, h7 шх. “Кировская” и h7 им.Горького - до 100 г/т (при промышленных 100 г/т).
Кроме указанных элементов в содержаниях, подлежащих промышленной оценке обнаружены стронций, хром, марганец, ванадий, церий (табл. 3).
По отдельным пробам в концентрациях, близких к промышленным, встречены цирконий, скандий, иттрий, лантан и серебро.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что наиболее перспективными в плане добычи попутных компонентов в районе являются пласты l4, k8, m3 шахты “Трудовская”, l1н, k8, m3 шахты “Панфиловская”.
В шахтных водах района отмечены лишь единичные достигающие промышленных содержания химических элементов, не представляющие существенного интереса. Однако, на наш взгляд, необходимым является проведение дальнейших исследований с целью изучения возможности добычи ценных компонентов попутно с очисткой шахтных вод района, что может иметь не только экологический, но и экономический эффект.
4. Дискуссия и обсуждение.
По результатам исследований можно сделать следующие выводы.
Концентрации химических элементов I класса опасности (ртуть, мышьяк, бериллий, свинец, цинк) в углях и I, II, III классов опасности (свинец, литий, бор, никель, барий, марганец, стронций и другие) в шахтных водах Донецко-Макеевского района превышают предельно допустимые концентрации в десятки и даже сотни раз.
Использование углей, обогащенных As, Hg, Be и т.п. как в промышленных, так и бытовых целях, а также шахтных вод в сельском хозяйстве и т.д. ведет к загрязнению всех компонентов природной среды. Некоторые элементы, не обладая способностью к летучести, накапливаются в золе и концентратах, что также может иметь негативные экологические последствия при использовании этих углей в коксохимии.
Некоторые элементы в углях района могут рассматриваться как ценные и извлекаться попутно с углями. Содержание таких элементов как германий, галлий, стронций, барий, марганец, ванадий, хром, литий, церий достигают промышленных концентраций, что требует более детального изучения распределения этих элементов в углях. Дальнейшие исследования должны быть направлены на выделение перспективных участков, содержащих в повышенных концентрациях ценные компоненты, разработку технологии их извлечения и обоснования соответствующих кондиций.
В завершении хотелось бы обратить внимание на необходимость более детального изучения факторов накопления и миграции элементов в углях и шахтных водах района, что повысит эффективность решения задач охраны и рационального использования природных ресурсов.
Список литературы
Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры// Геохимия. – 1962. - № 7. – С. 555-571.
Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР: в 12 т. - М.: Госгеотехиздат, 1963. - Т.1: Донбасс. - 1210 с.
Клер В.Р., Перциков И.З. Неорганические компоненты твердых топлив. – М.: Химия, 1991. – 221с.
Panov B.S., Dudik A.M., Shevchenko O.A., Matlak E.S. On pollution of the biosphere in industrial areas: the example of the Donets coal Basin// International Journal of coal geology - 1999, № 40. – Р. 199-210.