ТАУ-КЕН ЖӘНЕ МЕТАЛЛУРГИЯ КЕШЕНІНІҢ ТЕХНОГЕНДІК ҚАЛДЫҚТАРЫН БИОЛОГИЯЛЫҚ ШАЙМАЛАУ ӘДІСІМЕН ӨҢДЕУ

Бұл мақалада Қазақстан Республикасының тау-кен металлургия кешенінің техногендік қалдықтары түсті және сирек кездесетін металдардың перспективалы екінші реттік көзі ретінде қарастырылады. Зерттеу нысаны ретінде Балқаш байыту фабрикасының мыс кендерін байыту қалдықтары алынды, олар силикатты матрицамен (Si ≈ 36 %) және Cu (≈0,32 %) мен Zn (≈0,77 %) қалдық мөлшерлерінің болуымен сипатталады. ICP-OES әдісімен олардың химиялық, гранулометриялық және физика-химиялық құрамына кешенді талдау жүргізілді. Шикізатты дайындау процестері, оның ішінде ұсақтау, майдалау және жіктеу зерттелді, сондай-ақ майдалау режимдерінің оңтайландырылуы жүргізілді. Бөлшек өлшемін < 40 мкм дейін азайту шаймалау тиімділігін арттырудың негізгі факторы екені көрсетілді. Микрофлюидтік бөлу мен биошаймалауды қамтитын интеграцияланған қайта өңдеу технологиясы ұсынылды. Микрофлюидтік бөлу процесі мақсатты фракцияда мыстың 0,52-0,58 %-ға дейін селективті концентрленуін және 70-75% деңгейінде алынуын қамтамасыз ететіні анықталды. Оңтайлы жағдайларда (pH 1,8-1,9; T ≈ 31-32°C) жүргізілген биологиялық шаймалау нәтижесінде металдарды бөліп алу дәрежесі Cu 60-63 %, Zn – 55-58 % дейін жететіні көрсетілді. Алынған нәтижелер биологиялық шаймалау процесін техногендік қалдықтарды кешенді өңдеуде және оның қоршаған ортаға әсерін азайту үшін пайдалану мүмкіндігін дәлелдейді.

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.