Российские исследователи создали технологию, которая позволяет перерабатывать сапонит — минерал, образующийся как отход при добыче алмазов — в полезные материалы. Из этого сырья можно производить органоминеральную глину, пригодную для разнообразных сфер. По себестоимости она в 2–5 раз дешевле современных аналогов. Особое применение — использование в качестве модифицирующей добавки, способной улучшать характеристики изделий из пластика, клеев и буровых растворов. Перспективным направлением считается использование сапонита для задержки тяжелых металлов в почвах около автомагистралей и производственных зон, загрязняющих окружающую среду. На данную технологию оформлен патент РФ. Внедрение поможет проводить рекультивацию природных территорий в районах добычи полезных ископаемых, считают специалисты.
Применение отходов алмазодобычиУченые из Санкт-Петербургского горного университета им. Екатерины II разработали инновационный метод вторичного применения сапонита — минерала, который в больших объемах остается отходом при добыче алмазов. Они предложили изготавливать из него состав в виде органоминеральной глины, пригодной для множества задач. Данная разработка получила патент РФ.
Как пояснили специалисты, суть технологии состоит в смешивании сапонита с аммониевой солью — органическим поверхностно-активным веществом.
Фото: Ольга Зубкова— Сапонит содержит ионы таких металлов, как натрий, кальций и магний, которые при перемешивании можно заменить иными элементами или органическими соединениями, что придает материалу новые свойства, — рассказала «Известиям» старший научный сотрудник Научного центра «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов» Горного университета СПБ Ольга Зубкова.
Она также отметила, что полученную органоминеральную глину можно применять как ловушку для тяжелых металлов. Например, слой модифицированного сапонита, размещенный рядом с предприятиями или трассами, поможет предотвратить миграцию тяжелых металлов в грунте. Еще одно полезное направление — включение материала в состав антимикробных покрытий. В текстильной промышленности порошок из сапонита будет эффективен как антистатик для тканей.
Кроме того, добавление сапонита в буровые растворы сделает их более стабильными и вязкими. В клеях он усилит связывающие свойства. Применение в производстве пластика повысит термостойкость изделий и продлит их срок службы. В различных смесях и суспензиях добавка препятствует расслаиванию при хранении.
Производство материалов для очистки сточных водОдин из вариантов применения органоминеральной глины на базе сапонита был протестирован на одном из российских алмазных месторождений, где скопилось около 30 млн тонн отходов, пояснила Ольга Зубкова. Совместно с экспертами Санкт-Петербургского государственного университета была разработана технология превращения сапонитового шлама в сорбент для очистки сточных вод от тяжелых металлов.
— Для проекта подготовлено техническое описание и экономическое обоснование. Учитывая почти нулевую стоимость сырья, цена сорбента будет 10–15 тысяч рублей за тонну, что в 2–5 раз дешевле аналогов. На выходе образуются гранулы размером до 1,5 см, удобные для заполнения труб и каналов стоков. Материал проверен в лаборатории — эффективность улавливания ионов меди гранулами составила 94%, — пояснил руководитель команды экологического комитета СПбГУ Даниил Акулов.
Он также сообщил, что проект завоевал первую премию на международном научно-практическом форуме «Земляне» в июне 2025 года. Награда в размере миллиона рублей будет потрачена на покупку оборудования и техники.
— Добыча и обработка полезных ископаемых создают значительные объемы отходов. Хотя не всегда они представляют высокую опасность, возможности их вторичной переработки исследуются давно. Так, сапониты и бентониты используют в производстве стройматериалов — цемента, керамики, кирпича. Существуют идеи применения их как минеральных добавок, — рассказала «Известиям» доктор химических наук, профессор органической и неорганической химии СФУ Светлана Дидух-Шадрина.
Основная проблема — экономическая сторона: часто стоимость переработки выше, чем затраты на захоронение. Например, извлекать редкоземельные элементы из светодиодных ламп технически можно, но пока это невыгодно. Без четких систем и государственной поддержки многие разработки остаются теоретическими, добавила она.
Кроме того, использование сапонита как сорбента поднимает вопрос о дальнейшей утилизации накопленных тяжелых металлов. Необходимы простые и доступные методы их извлечения из материала, считает эксперт.
— Годовой объем добычи полезных ископаемых в мире превышает 150 миллиардов тонн, при этом лишь около 10% превращается в готовую продукцию, оставшиеся 90% — это отходы, накапливающиеся и наносящие большой вред экологии. В России запас техногенного минерального сырья составляет порядка 100 миллиардов тонн, а ежегодно образуется более 7 миллиардов тонн отходов, перерабатывается из них лишь 1–2%, — отметил профессор химии Уральского государственного горного университета Рафаил Апакашев.
Как отметил старший научный сотрудник УрФУ Кирилл Ахтямович, отвалы и хвостохранилища занимают обширные территории и вызывают серьезные экологические проблемы, в том числе загрязнение воды и воздуха. Для их решения требуются меры на государственном уровне и поддержка крупных корпораций. В то же время в России создаются эффективные технологии переработки отходов, востребованные за рубежом.
— Производство полезных продуктов из отходов алмазной добычи — важное направление, оно способствует вовлечению вторичных ресурсов в экономику и улучшению экологической ситуации, — подчеркнул председатель Ассоциации производителей и потребителей редких и редкоземельных металлов Руслан Димухамедов. — Но объем этого рынка значительно меньше масштабов накопленных и ежегодно образующихся отходов.
По его словам, это не умаляет значимость разработанных технологий, однако подчеркивает ограничения, которые накладывают рамки для их применения в решении проблем отходов в целом. Предлагаемые решения составляют лишь часть комплексной стратегии управления отходами горнодобывающей отрасли.