ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА МЕТОДОМ БИОВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

В работе рассмотрены техногенные отходы горно-металлургического комплекса Республики Казахстан как перспективный вторичный источник цветных и редких металлов. Объектом исследования являлись хвосты обогащения медных руд Балхашской обогатительной фабрики (ОФ), характеризующиеся силикатной матрицей (Si ≈ 36 %) и наличием остаточных количеств Cu (≈0,32 %) и Zn (≈0,77 %). Проведён комплексный анализ их химического, гранулометрического и физико-химического состава с использованием метода ICP-OES. Изучены процессы подготовки сырья, дробление, измельчение и классификацию, а также выполнена оптимизация режимов измельчения. Показано, что уменьшение размера частиц до < 40 мкм является критическим фактором повышения эффективности выщелачивания. Предложена интегрированная технология переработки, включающая микрофлюидное разделение и биовыщелачивание. Установлено, что микрофлюидное разделение обеспечивает селективное концентрирование меди до 0,52-0,58 % в целевой фракции при извлечении 70-75 %. Биовыщелачивание при оптимальных условиях (pH 1,8-1,9; T ≈ 31-32 °C) обеспечивает извлечение Cu до 60-63 %, Zn – до 55-58 %. Полученные результаты подтверждают перспективность применения процесса биовыщелачивание для комплексной переработки техногенных отходов и снижения их экологической нагрузки.

1. Lottermoser B.G. Mine Wastes: Characterization, Treatment and Environmental Impacts / B.G. Lottermoser // Springer, Berlin. – 2010. https://doi.org/10.1007/978-3-642-12419-8

2. A review of circular economy strategies for mine tailings / K. Paivi et al // Cleaner Engineering and Technology. – 2022. – № 8. – Р. 100499. https://doi.org/10.1016/j.clet.2022.100499.

3. Cacciuttolo C. Socio-Environmental Risks Linked with Mine Tailings Chemical Composition: Promoting Responsible and Safe Mine Tailings Management Considering Copper and Gold Mining Experiences from Chile and Peru / C. Cacciuttolo, D. Cano, M. Custodio // Toxics. – 2023. – № 11(5). – Р. 462. https://doi.org/10.3390/toxics11050462.

4. Peeyush P. A scientometrics study of advancing sustainable metal recovery from e-waste: processes, challenges, and future directions / P. Peeyush, K. Sushil, Meher Wan // RSC Sustainability. – 2025. – № 3. – Р. 2434-2454. https://doi.org/10.1039/d5su00049a.

5. Unveiling the Bioleaching Versatility of Acidithiobacillus ferrooxidans / L. Tonietti et al // Microorganisms. – 2024. – № 12(12). – Р. 2407. https://doi.org/10.3390/microorganisms12122407.

6. Johnson D.B. Biomining-biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials / D.B. Johnson // Current Opinion in Biotechnology. – 2014. – P. 24-31. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008.

7. Current scenario of chalcopyrite bioleaching: A review on the recent advances to its heap-leach technology / S. Panda et al // Bioresource Technology Reports. – 2015. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.08.064.

8. Bioleaching Modeling – A Review / M. Saldaña et al // Materials. – 2023. – № 16. – Р. 3812. https://doi.org/10.3390/ma16103812.

9. Recovery of Secondary Metals and Concrete Modification from Recycled PC Electronic Waste / N. Kulenova et al // Recycling. – 2026. – № 11. – Р. 39. https://doi.org/10.3390/recycling11020039.

10. Environmental Impact Variability of Copper Tailing Dumps in Fushe Arrez (Northern Albania): The Role of Pyrite Separation during Flotation / G. Grieco et al // Sustainability. – 2021. – № 13. – Р. 9643. https://doi.org/10.3390/su13179643.

11. Gümüşsoy A. Economic potential and environmental impact of metal recovery from copper slag flotation tailings / A. Gümüşsoy, M. Başyı̇ğı̇t, E.U. Kart // Resources Policy. – 2023. – Т. 80. – Р. 103232. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2022.103232.

12. The Challenges and Prospects of Recovering Fine Copper Sulfides from Tailings Using Different Flotation Techniques: A Review / M. Bilal et al // Minerals. – 2022. – № 12. – Р. 586. https://doi.org/10.3390/min12050586.

13. Song W. Mine-on-a-chip: megascale opportunities for microfluidics in critical materials and minerals recovery / W. Song // Lab on a Chip. – 2025. – Т. 25, № 18. – Р. 4461-4472. https://doi.org/10.1039/D5LC00387C.

14. Critical elements: opportunities for microfluidic processing and potential for ESG-powered mining investments / T.N.Q. Le et al // Green Chemistry. – 2022. – Т. 24, № 23. – P. 8879-8898. https://doi.org/10.1039/D2GC02214A.

15. Size-based separation of fine mineral particles using inertial microfluidics: A case of jarosite and anglesite / X. Liu et al // Chemical Engineering Journal. – 2024. – Т. 500. – P. 157509. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157509.

16. Production of high purity silica by microfluidic-inclusion fracture using microwave pre-treatment / A.J. Buttress et al // Minerals Engineering. – 2019. – Т. 131. – P. 407-419. https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2019MiEng.131..407B/doi:10.1016/j.mineng.2018.11.0 25.