Журналы →  Горный журнал →  2023 →  №5 →  Назад

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ВЕДЕНИЯ РАБОТ
Название Инженерно-геологические особенности формирования техногенных массивов из различных видов фосфогипса
DOI 10.17580/gzh.2023.05.03
Автор Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Поспехов Г. Б., Васильева А. Д.
Информация об авторе

Научный центр геомеханики и проблем горного производства, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

Кутепов Ю. И., зав. лабораторией, проф., д-р техн. наук, koutepovy@mail.ru
Кутепова Н. А., главный научный сотрудник, д-р техн. наук
Поспехов Г. Б., ведущий научный сотрудник, канд. геол.-минерал. наук
Васильева А. Д., научный сотрудник, канд. техн. наук

Реферат

Показана актуальность проблемы размещения на поверхности земли фосфогипса – побочного продукта производства экстракционной фосфорной кислоты и минеральных удобрений. Рассмотрены условия образования двух модификаций фосфогипса – полугидрата и дигидрата сульфата кальция, отличающихся химико-минеральным составом, физико-химической активностью, склонностью к самоцементации. Приведены результаты изучения закономерностей формирования во времени физико-механических свойств фосфогипсов, полученных при переработке апатитового и фосфоритового сырья. Рассмотрены материалы инженерно-геологических исследований трех крупнейших объектов складирования фосфогипса в Московской и Саратовской областях. Установлена специфика инженерно-геологического строения и гидрогеологической структуры техногенных массивов отвалов фосфогипса, обусловленная закономерными литогенетическими преобразованиями фосфогипса под воздействием физико-химических процессов и гравитационного уплотнения.

Ключевые слова Полугидраты и дигидраты сульфата кальция, химико-минеральный состав, физико-механические свойства пород, отвалы фосфогипса, инженерно-геологическое строение
Библиографический список

1. Ponomareva M. A., Cheremisina O. V., Mashukova Yu. A., Lukyantseva E. S. Increasing the efficiency of rare earth metal recovery from technological solutions during processing of apatite raw materials. Journal of Mining Institute. 2021. Vol. 252. pp. 917–926.
2. Chukaeva M. A., Matveeva V. A., Sverchkov I. P. Complex processing of high-carbon ash and slag waste. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 253. pp. 97–104.
3. Cheremisina O. V., Sergeev V. V., Fedorov A. T., Mikheeva V. Yu. Intensification of leaching of rare earth metals from phosphogypsum. Obogashchenie Rud. 2021. No. 5. pp. 46–52. DOI: 10.17580/or.2021.05.08
4. Kutepova N. A., Moseykin V. V., Kondakova V. N., Pospehov G. B., Straupnik I. A. Specificity of properties of coal processing waste regarding their storage. GIAB. 2022. No. 12. pp. 77–93.
5. Petrova T. A., Astapenko T. S., Kologrivko A. A., Esman N. M. Reducing the geo-environmental impact of halite waste storage. GIAB. 2022. No. 10-1. pp. 155–162.
6. Kutepov Yu. I., Kutepova N. A., Vasileva A. D., Mukhina A. S. Engineering-g eological and ecological concerns in operation and reclamation of high slope dumps at open-pit mines in Kuzbass. GIAB. 2021. No. 8. pp. 164–178.
7. Petrova T. A., Rudzish E. Types of soil improvers for reclamation of mining-disturbed lands. GIAB. 2021. No. 4. pp. 100–112.
8. Pashkevich M. A., Petrova T. A., Rudzish E. Lignin sludge application for forest land reclamation: feasibility assessment. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235. pp. 106–112.
9. Litvinova T. E., Suchkov D. V. Comprehensive approach to the utilization of technogenic waste from the mineral resource complex. GIAB. 2022. No. 6-1. pp. 331–348.
10. Kondakova V. N., Pankratova K. V., Pomortseva A. A., Pospehov G. B. Analysis of the Problem of Classification of Mining Wastes. Engineering and Mining Geophysics : Proceedings of the 16th Conference and Exhibition. Netherlands : European Association of Geoscientists and Engineers, 2020. Vol. 2020. DOI: 10.3997/2214-4609.202051139
11. Protosenya A. G., Kutepov Yu. Yu. Stability estimation of hydraulic fills in undermined areas. GIAB. 2019. No. 3. pp. 97–112.
12. Volfkovich S. I. (Ed). Gypsum and phosphogypsum : Gypsum and phosphogypsum conversion publication. Moscow : Goskhimizdat, 1958. 304 p.
13. Kopylev B. A. Wet-process phosphoric acid technology. 2nd revised edition. Leningrad : Khimiya, 1981. 224 p.
14. Sirota I. S. Kinetics of phase transitions in calcium sulfate hydrates in wet-process phosphoric acid production : Theses of Dissertation … of Сandidate of Сhemical Sciences. Moscow, 1992. 20 p.
15. Meshcheryakov Yu. G., Fedorov S. V. Industrial processing of phosphogypsum. Saint-Petersburg : Stroyizdat, 2007. 104 p.
16. Kutepova N. A., Kutepov Yu. I., Kudashov E. S., Daniliev S. M. Strength of phosphogypsum mixed with nepheline slime in construction of embankments of gypsum ponds. GIAB. 2020. No. 10. pp. 67–78.
17. Tayibi H., Choura M., López F. A., Alguacil F. J., López-Delgado A. Environmental impact and management of phosphogypsum. Journal of Environmental Management. 2009. Vol. 90, Iss. 8. pp. 2377 –2386.
18. Pérez-López R., Álvarez-Valero A. M., Nieto J. M. Changes in mobility of toxic elements during the production of phosphoric acid in the fertilizer industry of Huelva (SW Spain) and environmental impact of phosphogypsum wastes. Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 148, Iss. 3. pp. 745–750.
19. Gennari R. F., Garcia I., Medina N. H., Silveira M. A. G. Phosphogypsum analysis: total content and extractable element concentrations. 2011 International Nuclear Atlantic Conference. Belo Horizonte, 2011.
20. Potential Uses of Phosphogypsum and Associated Risks: Background Information Document. Washington : U.S. Environmental Protection Agency, 1992. 114 p.
21. Hilton J. Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide. Proceedings of the 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. Lakeland, 2010. 53 p.
22. Kouloheris A. P. Chemical Nature of Phosphogypsum as Produced by Various Wet Process Phosphoric Acid Processes. Phosphogypsum: Proceedings of the International Symposium on Phosphogypsum. Utilization and/or Disposal of Phosphogypsum Potential Barriers to Utilization. Lake Buena Vista, 1980. pp. 8–33.
23. Korovyakov V. F. Gypsum binders and application in construction. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. Khimiya sovremennykh stroitelnykh materialov. 2003. Vol. XLVII, No. 4. pp. 18–25.
24. Iglenkova M. G. Physicochemical laws of production of composite materials from phosphogypsum : Theses of Dissertation … of Сandidate of Сhemical Sciences. Saratov, 2013. 20 p.
25. Mirsaev R. N., Babkov V. V., Yunusova S. S., Kuznetsov L. K., Nedoseko I. V. et al. Phosphogypsum waste of chemical industry in production of walling materials. Moscow : Khimiya, 2004. 176 p.
26. Ivanitskiy V. V., Klassen P. V., Novikov A. A. et al. Phosphogypsum and its use. Moscow : Khimiya, 1990. 222 p.
27. Kochetkov A. V., Yankovskiy L. V. Application of phosphogypsum for the construction of indistinguishable layers of road pavement. Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 2017. No. 4. pp. 91–102.
28. Guidelines on construction of subgrades using fresh phosphor-hemihydrate of calcium sulfate. Moscow : SoyuzDorNII, 1987. 28 p.
29. Danilev S. M., Danileva N. A. Perspective Electrical Exploration the Dams of Gypsum Accumulator in the Framework for Geotechnical Monitoring. Engineering and Mining Geophysics 2019 : Proceedings of the 15th Conference and Exhibition. Netherlands : European Association of Geoscientists and Engineers, 2019. Vol. 2019. DOI: 10.3997/2214-4609.201901716
30. Danilev S., Danileva N. Characteristics Electromagnetic Waves of Gpr Data for Study of Hidden Cavities in the Engineering Objects. Engineering and Mining Geophysics 2018 : Proceedings of the 14th Conference and Exhibition. Netherlands : European Association of Geoscientists and Engineers, 2018. DOI: 10.3997/2214-4609.201800540
31. Lychko Yu. M. Geotechnical characteristics of some manmade soils. Inzhenernaya geologiya. 1983. No. 1. pp. 28–36.
32. Ogorodnikova E. N., Nikolaeva S. K. Manmade soils : Tutorial. Moscow : Izdatelstvo Moskovskogo universiteta, 2004. 250 p.
33. Ivochkina M. A. Geotechnical safety and stability of phosphogypsum dumps : Dissertation … of Candidate of Engineering Sciences. Saint-Petersburg, 2013. 172 p.
34. Kudashov E. S. Geotechnical feasibility evaluation of stability of sluiced gypsum storages : Dissertation … of Candidate of Engineering Sciences. Saint-Petersburg, 2015. 210 p.
35. Korobanova T. N. Geodynamic feasibility evaluation of stability of phosphogypsum dumps on clay beds : Dissertation … of Candidate of Engineering Sciences. Saint-Petersburg, 2018. 178 p.
36. Pashkevich M. A., Alekseenko A. V., Nureev R. R.Environmental damage from the storage of sulfide ore tailings. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 260. pp.155–167. DOI: 10.31897/PMI.2023.32
37. Petrova T. A. et al. Rehabilitation of disturbed lands with industrial wastewater sludge. Minerals. 2022. Vol. 12(3). pp. 376.

Полный текст статьи Инженерно-геологические особенности формирования техногенных массивов из различных видов фосфогипса
Назад