В.Г. Яценко, ТЕХНОГЕННІ ЗМІНИ В ГЕОЛОГІЧНОМУ СЕРЕДОВИЩІ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ РОДОВИЩ МАГНЕТИТОВИХ КВАРЦИТІВ КРИВОРІЗЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО БАСЕЙНУ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.04.068
УДК 550.422 (744.63)
ТЕХНОГЕННІ ЗМІНИ В ГЕОЛОГІЧНОМУ СЕРЕДОВИЩІ
ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ РОДОВИЩ МАГНЕТИТОВИХ КВАРЦИТІВ
КРИВОРІЗЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО БАСЕЙНУ
В.Г. Яценко, канд. геол.-мін. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: vgyatsenko@gmail.com; orcid: 0000-0003-3498-3466
В.Г. Губіна, канд. геол.-мін. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: gvg131619@gmail.com; orcid: 0000-0001-7486-5451
В.Г. Верховцев, д-р геол. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: verkhovtsev@ukr.net; orcid: 0000-0002-1015-6725
В.В. Покалюк, д-р геол. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: pvskan@ukr.net; orcid: 0000-0002-9282-0246
Д.В. Чарний, д-р техн. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: dmitriych10@gmail.com; orcid: 0000-0001-6150-6433
Державна установа "Інститут геохімії навколишнього середовища
Національної академії наук України"
03142, м. Київ, Україна, просп. Акад. Палладіна, 34-а
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2025, 47 (4): 68-83
Анотація: Унаслідок багаторічної експлуатації родовищ магнетитових кварцитів Криворізького залізорудного басейну, де до технологічного циклу залучено процес збагачення рудної сировини, відбуваються масштабні техногенні зміни природного геологічного середовища. Вони полягають, зокрема, у поверненні до надр після перероблення мінеральної речовини іншої якості. Мета статті — виявити та обґрунтувати якісні та кількісні зміни фізико-хімічних характеристик магнетитових кварцитів після їх видобування, перероблення та повернення у природне геологічне середовище у вигляді відходів збагачення. Вміст макрокомпонентів у вихідних магнетитових кварцитах та відходах збагачення визначали за допомогою рентгенівського багатоканального спектрометра СРМ-25; вміст мікроелементів — методом емісійної спектрометрії. Гідрохімічні показники технічної води вимірювали за діючими міжнародними стандартами. Водневий показник (рН) визначено портативним рН-метр-оксиметр-кондуктометром AZ-86031 (Тайвань); кислотність, загальну твердість (вміст кальцію і магнію), вміст хлоридів — титруванням; вміст сульфатів, сполук азоту, фосфатів, розчинного заліза та цинку — за допомогою спектрофотометра DR 2800 Hach Lange (США); вміст загального заліза та інших важких металів — за відповідною методикою з використанням атомно-абсорбційного аналізатора АА-850 (Японія). Сумарний вміст натрію і калію розраховано за молярними співвідношеннями. У результаті дослідження доведено істотні зміни структурно-текстурних характеристик, агрегатно-фазового стану, мінерального складу, вмісту хімічних макро- і мікрокомпонентів речовини магнетитових кварцитів після їх видобування та збагачення. Розраховано кларки концентрації хімічних елементів у вихідній руді, товарному магнетитовому концентраті та відходах збагачення. Розраховано баланс мас у системі вихідна залізна руда — магнетитовий концентрат — тверда фаза відходів збагачення. З’ясовано, що під час довготривалого перебування відходів збагачення у хвостосховищах у результаті взаємодії рідкої і твердої фаз відбуваються геохімічні процеси, подібні до кінцевої стадії вивітрювання гірських порід у природних екзогенних умовах. У хвостосховищах, у зв’язку з попереднім штучним диспергуванням гірських порід та наявністю технологічних вод, гіпергенні процеси протікають інтенсивніше, ніж у природних умовах.
References / Література
ArcelorMittal Kryvyi Rih. URL: https://Ukrainian.arcelormittal.com/ (Accessed: 21.02.2024).
Beresnevich, P.V., Kuzmenko, P.K. and Nezhentseva, N.G. (1993), Ohrana okruzhayushej sredy pri ekspluatacii hvostohranilishch, Nedra, Moskva [in Russian].
[Бересневич, П.В., Кузьменко, П.К., Неженцева, Н.Г. (1993), Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилищ. Москва: Недра, 1993.]
Dill, H.G. (2015), Elements, Vol. 11, No. 5, pp. 311-316. https://doi.org/10.2113/gselements.11.5.311
Dill, H.G., Pöllmann, H., Bosecker, K., Hahn, L. and Mwiya, S. (2002), J. Geochem. Exploration, Vol. 75, Iss. 1-3, pp. 43-70. https://doi.org/10.1016/S0375-6742(01)00199-6
Dolgova, T.I. and Smetana, N.A. (2010), Nauk. visn. NHU, No. 7-8, Dnipro, pp. 92-96 [in Ukrainian].
[Долгова, Т.І., Сметана, Н.А. (2010), Наук. вісн. НГУ. № 7—8. С. 92—96.]
Evtekhov, E.V. (2004), Heol.-mineral. visn., No. 1, Kryvyi Rih, pp. 31-38 [in Russian].
[Евтехов, Е.В. (2004), Геол.-мінерал. вісн. № 1. С. 31—38.]
Evtekhov, V.D., Hrytsai, E.Yu., Paranko, I.S., Kovalchuk, L.N., Evtekhov, E.V. and Matys, V.B. (2004), Heol.-mineral. visn., No. 2, Kryvyi Rih, рр. 81-87 [in Russian].
[Евтехов, В.Д., Грицай, Е.Ю., Паранько, И.С., Ковальчук, Л.Н., Евтехов, Е.В., Матыс, В.Б. (2004), Геол.-мінерал. вісн. № 2. C. 74—77.]
Evtekhov, V.D. and Fedorova, I.F. (2001), Heol.-mineral. visn., No. 2, Kryvyi Rih, рр. 81-87 [in Russian].
[Евтехов, В.Д., Федорова, И.Ф. (2001), Геол.-мінерал. вісн. № 2. С. 81—87.]
Eevtekhov, V.D. and Fedorova, I.F. (2002), Heol.-mineral. visn., No. 1, Kryvyi Rih, рр. 90-98 [in Ukrainian].
[Євтєхов, В.Д., Федорова, І.Ф. (2002), Геол.-мінерал. вісн. № 1. C. 90—98.]
Grigoriev, N.A. (2009), Raspredelenie elementov v verhnej chasti kontinentalnoj kory, UrO RAN, Ekaterinburg [in Russian].
[Григорьев, Н.А. (2009), Распределение элементов в верхней части континентальной коры. Екатеринбург: УрО РАН.]
Gubin, G.V., Grablev, S.A. and Harlamov, V.S. (1985), Obogahcshenie tonkovkraplennyh rud, PH Kola branch AS SSSR, Apatity, pp. 86-88 [in Russian].
[Губин, Г.В., Граблев, С.А., Харламов, В.С. (1985), Обогащение тонковкрапленных руд. Апатиты: Изд-во Кольск. филиала АН СССР. С. 86—88.]
Hubin, H.V., Oliinyk, T.A., Kushniruk, N.V and Shestakova, K.M. (2010), Zbahachennia korysnykh kopalyn, Vyp. 41(82)-42(83), Dnipro [in Ukrainian]. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/168413211.pdf (Accessed: 21.02.2024).
[Губін, Г.В., Олійник, Т.А., Кушнірук, Н.В., Шестакова, К.М. (2010), Збагачення корисних копалин. Вип. 41(82)-42(83). Дніпро.]
Hubina, V.H., Pokaliuk, V.V., Verkhovtsev, V.H., Yatsenko, V.H. and Zaborovskyi, V.S. (2023), Mineral. Journ. (Ukrainian), Vol. 45, No. 1, Kyiv, рр. 59-71 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.45.01.059
[Губіна, В.Г., Покалюк, В.В., Верховцев, В.Г., Яценко, В.Г., Заборовский, В.С. (2023), Мінерал. журн. 45, № 1. С. 59—71.]
Hubina, V.H., Verkhovtsev, V.H., Yatsenko, V.H., Pokaliuk, V.V., Zaborovska, L.P., Lavrynenko, O.M. and Lytvynenko, Yu.O. (2024), Visn. Kyiv. Nat. Univ. Taras Shevchenko. Heolohiia, Vol. 1(104), Kyiv, pp. 36-48 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.104.05
[Губіна, В.Г., Верховцев, В.Г., Яценко, В.Г., Покалюк, В.В., Заборовська, Л.П., Лавриненко, О.М., Литвиненко, Ю.О. (2024), Вісн. Київ. нац. ун-ту ім. Тараса Шевченка. Геол. 1(104). С. 36—48.]
Kashyk, S.A. (1989), Formirovanie mineralnoi zonalnosti v korakh vyvetrivaniia, Nauka, Novosibirsk [in Russian].
[Кашик, С.А. (1989), Формирование минеральной зональности в корах выветривания. Новосибирск: Наука.]
Krutilin, A.N., Bestuzhev, N.I., Bestuzhev, A.N. and Kalenkovich, D.N. (2009), Metallurgiya, 4(53), pp. 26-33. [in Russian].
[Крутилин, А.Н., Бестужев, Н.И., Бестужев, А.Н., Каленкович, Д.Н. (2009), Металлургия. 4(53). C. 26—33.]
Kukovsky, E.G. (1981), Fiziko-himicheskaya mehanika i litofilnost dispersnyh sistem, No. 13, pp. 42-46 [in Russian].
[Куковский, Е.Г. (1981), Физико-химическая механика и литофильность дисперсных систем. № 13. С. 42—46.]
Lavrynenko, O.M., Yatsenko, V.H., Shabalin, B.H. and Yatsenko, I.H. (2022), Visn. NTUU "KPI im. I. Sikorskoho". Ser.: Khimichna inzheneriia, ekolohiia ta resursozberezhennia, No. 3 (21), Kyiv, pp. 85-93 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2022
[Лавриненко, О.М., Яценко, В.Г., Шабалін, Б.Г., Яценко, І.Г. (2022), Вісн. НТУУ "КПІ ім. І. Сікорського". Сер.: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. № 3(21). С. 85—93.]
(1977), Mineralogiya Krivorozhskogo bassejna, Lazarenko, E.K. (red.), Nauk. dumka, Kyiv [in Russian].
[(1977), Минералогия Криворожского бассейна. Под ред. Е.К. Лазаренко. Киев: Наук. думка.]
(2021) "Obedinennoe" hvostohranilisha YuGOKa i AMKR. Foto Anatolij Urban Novak. URL: https://www.facebook.com/NovakUrbanKR/posts/pfbid0xxDvsYn4qUsMDTk6twHX7wbUkQghCyLcR7zUD5EKDJNnZcMqJjkjre2LY3NTEZREl) (Accessed 22.09.2025).
[(2021) "Объединенное" хвостохранилища ЮГОКа и АМКР. Фото Анатолий Урбан Новак.]
Ostapenko, P.E. (1977), Obogashchenie zheleznyh rud, Nedra, Moscow [in Russian].
[Остапенко, П.Е. (1977), Обогащение железных руд. Москва: Недра.]
Pedro, Zh. (1971), Eksperimentalnye issledovaniya geohimicheskogo vyvetrivaniya kristallicheskih porod, Mir, Moscow [in Russian].
[Пэдро, Ж. (1971), Экспериментальные исследования геохимического выветривания кристаллических пород. Москва: Мир.]
Protodyakonov, M.M. (1931), Rock Pressure and Mine Support, Pt 1, Rock Pressure. Ed. 2. PH State sci.-technical, Moscow-Leningrad [in Russian].
[Протодьяконов, М.М. (1931), Давление горных пород и рудничное крепление. Ч. 1. Изд. 2. Москва-Ленинград: Гос. науч.-техн. изд-во.]
(2021) Reiestr mists vydalennia vidkhodiv u Dnipropetrovskii oblasti [in Ukrainian]. URL: https://adm.dp.gov.ua/storage/app/media/EKOLOGIA/MVV-REESTR-20-08-2021.pdf (Accessed: 21.02.2024).
[(2021), Реєстр місць видалення відходів у Дніпропетровській області.]
Rudnick, R.L. and Gao, S. (2004), Composition of the Continental Crust, Univ. of Maryland, College Park, MD, USA. 64 p. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4
Sherstiuk, N.P. and Khilchevskyi, V.K. (2012), Osoblyvosti hidrokhimichnykh protsesiv u tekhnohennykh ta pryrodnykh vodnykh obiektakh Kryvbasu, TOV "Aktsent PP", Dnipropetrovsk [in Ukrainian].
[Шерстюк, Н.П., Хільчевський В.К. (2012), Особливості гідрохімічних процесів у техногенних та природних водних об’єктах Кривбасу. Дніпропетровськ: ТОВ "Акцент ПП".]
(2007), Standard Methods, 23rd edition of Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 2007.
Verkhovtsev, V.H., Hubina, V.H., Yatsenko, V.H., Pokaliuk, V.V., Lavrynenko, O.M. and Zaborovska, L.P. (2022), Zb. pr. Vseukr. konf. "Vid mineralohii i heohnozii do heokhimii, petrolohii, heolohii ta heofizyky: fundamentalni i prykladni trendy XXI st.", 28-30 Veres. 2022, KNU Taras Shevchenko, Kyiv, pp. 114-117 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32782/geotech
[Верховцев, В.Г., Губіна, В.Г., Яценко, В.Г., Покалюк, В.В., Лавриненко, О.М., Заборовська, Л.П. (2022), Зб. пр. Всеукр. конф. "Від мінералогії і геогнозії до геохімії, петрології, геології та геофізики: фундаментальні і прикладні тренди ХХІ ст.", 28—30 верес. 2022 р. Київ: КНУ ім. Тараса Шевченка. C. 114—117.]
Yatsenko, V.H., Buzhuk, L.O., Shkapenko, V.V., Pokaliuk, V.V., Tyshchenko, Yu.Ye. and Kuzenko, S.V. (2022), Heokhimiia tekhnohenezu, Iss. 7 (35), pp. 87-91 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32782/geotech2022.35.17
[Яценко, В.Г., Бужук, Л.О., Шкапенко, В.В., Покалюк, В.В., Тищенко, Ю.Є., Кузенко, С.В. (2022), Геохімія техногенезу, Вип. 7 (35). С. 87—91.]
Yatsenko, V.H., Verkhovtsev, V.H., Hubina, V.H., Pokaliuk, V.V., Zaborovska, L.P. and Lavrynenko, O.M. (2024), Zalizorudni rodovyshcha Ukrainy: suchasni problemy ta perspektyvy rozrobky, NNI "In-t heolohii KNU im. Tarasa Shevchenka, 21-22.03.2024, Kyiv, pp. 87-90 [in Ukrainian]. https://doi.org/www.geol.univ.kiev.ua/docs/conf/2024/Thesis_Workshop_2024.pdf (Accessed: 21.02.2024).
[Яценко, В.Г., Верховцев, В.Г., Губіна, В.Г., Покалюк, В.В., Заборовська, Л.П., Лавриненко, О.М. (2024) Залізорудні родовища України: сучасні проблеми та перспективи розробки. ННІ "Ін-т геології КНУ ім. Тараса Шевченка, 21-22.03.2024, Київ. С. 87—90.]