Рост производительности горно-обогатительных предприятий влечет за собой увеличение объемов наливных и намывных хвостохранилищ отходов переработки руд. Перед предприятиями стоит задача минимизировать воздействие отходов на окружающую среду и гарантировать санитарно-эпидемиологическую безопасность населения. В статье представлена возможность утилизации одного из видов таких отходов (глиносодержащих хвостов обогащения апатито-нефелиновых и сильвенитовых руд, хвостов углеобогащения) путем использования их после предварительной термохимической обработки в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам, в том числе к бетонным смесям, применяемым для стабилизации грунтов, в обустройстве территорий, рекультивации горных выработок, в качестве компонента изолирующего слоя полигонов для захоронения твердых коммунальных отходов. Анализ фазовых изменений каолинита, одного из основных минералов, входящих в состав глиносодержащих отходов, в диапазоне температур 200-1000 °С показал, что изменение его минеральной формы при термообработке – основной фактор изменения его пуццолановой активности. Рассмотрено влияние термообработки глинистых минералов при температуре 700-800 °С на их пуццолановую активность, оцениваемую по способности поглощать гидроксид кальция (0,7 г Ca(OH)2 на 1 г модифицированного каолинита). Показано, что добавление термообработанных образцов (20 % по массе) улучшает качество цемента, повышая его активность на 15 %, в сравнении с использованием немодифицированных глинистых минералов. Экспериментально доказано, что частичная замена портландцемента термомодифицированным каолинитом увеличивает прочность твердеющей закладки до 15 %. Такой подход к переработке руд, содержащих слоистые силикаты, предусматривающий термохимическое модифицирование исходной руды, интенсифицирует процессы сгущения и фильтрования хвостов.

Growing productivity of mining and processing enterprises entails an increase in the volumes of liquid tailings impoundments and upstream impoundments of ore processing waste. Enterprises face the challenge of minimizing the environmental impact of waste and guaranteeing the sanitary and epidemiological safety of population. The article presents a possibility of recycling one type of such waste (clay-containing concentration tailings of apatite-nepheline and sylvinite ores, coal beneficiation tailings) by using them after preliminary thermochemical treatment as pozzolanic additives to cements and concretes, including concrete mixtures used for soil stabilization, development of territories, reclamation of mine workings, as a component of the insulating layer of landfills for the disposal of municipal solid waste. An analysis of the phase changes of kaolinite, one of the main minerals that make up clay-containing waste, in the temperature range of 200-1,000 °С showed that a change in its mineral form during heat treatment is the main factor in changing its pozzolanic activity. The effect of heat treatment of clay minerals at temperature of 700-800 °C on their pozzolanic activity, estimated by the ability to absorb calcium hydroxide (0.7 g Ca(OH)2 per 1 g of modified kaolinite), is considered. It is shown that the addition of heat-treated samples (20 % by weight) improves the quality of cement increasing its activity by 15 %, in comparison with the use of unmodified clay minerals. It was proved experimentally that partial replacement of Portland cement with thermally modified kaolinite increases the strength of consolidating stowing mixture by up to 15 %. This approach to processing of ores containing layered silicates, which provides for thermochemical modification of run-of-mine ore, intensifies the processes of tailings thickening and filtering.