В горнодобывающей промышленности пустая порода ( / ɡ æ ŋ / ) [1] — это коммерчески бесполезный материал, который окружает или тесно смешан с желаемым минералом в рудном месторождении . Таким образом, он отличается от вскрыши , которая представляет собой пустую породу или материалы, залегающие над рудным или минеральным телом, которые смещаются во время добычи без обработки, и от хвостов , которые представляют собой породу, уже лишенную ценных минералов.
Отделение ценного минерала от пустой породы известно как переработка полезных ископаемых , обогащение полезных ископаемых или обогащение руды. Это необходимый и часто значимый аспект горнодобывающей промышленности . Это может быть сложный процесс в зависимости от природы вовлеченных минералов. [2] Например, галенит , руда свинца, обычно встречается в больших кусках в пустой породе, поэтому для его извлечения обычно не требуется обширная обработка; но касситерит , главный рудный минерал олова , обычно рассеян в виде очень мелких кристаллов по всей пустой породе, поэтому при его добыче из твердой породы рудоносную породу сначала необходимо очень мелко измельчить, [3] а затем подвергнуть сложным процессам для отделения руды.
Для любого конкретного месторождения руды и в любой конкретный момент времени концентрация нужного минерала(ов) в пустой породе будет определять, является ли добыча этого месторождения коммерчески выгодной. Легкость, с которой нужный минерал(ы) может быть отделен от пустой породы, также играет важную роль. Ранние горнодобывающие предприятия, имея относительно простые методы, часто не могли достичь высокой степени разделения, поэтому большие количества минералов попадали в отвалы отработанных минералов шахт. По мере того, как ценность минерала увеличивается или когда вводятся новые и более дешевые способы переработки руды для извлечения нужного минерала(ов), может стать целесообразным перерабатывать такие старые отвалы, чтобы извлечь нужные минералы, которые они все еще содержат.
Пустые минералы, однажды отделенные в процессе обогащения (большинства) ценных рудных минералов и сброшенные в хвосты шахт, могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду. В частности, окисление пирита, распространенного пустого минерала, [4] является одним из основных источников кислотного дренажа шахт . [5] [6]
Минералы, которые когда-то считались пустой породой и были сброшены, позже могут найти коммерческое применение. Когда это происходит, старые отвалы часто перерабатываются для извлечения нужного минерала. Например, на медных рудниках в 19 веке минерал арсенопирит сбрасывался до тех пор, пока соединения мышьяка не стали популярными в качестве инсектицидов в конце века.
В 21 веке использование пустой породы рассматривалось с экологической точки зрения. Например, в 2002 году в Китае при добыче угля ежегодно производилось около 130 миллионов тонн пустой породы. Это, смешанное с 60 миллионами тонн угольного шлама, также произведенного, можно было бы использовать для выработки электроэнергии; а пустую породу из угольной шахты можно было бы объединить с угольной летучей золой для производства строительных материалов. Оценочная стоимость таких проектов составит до 4 миллиардов юаней , но, как ожидается, они позволят сэкономить чуть более 4 миллионов тонн условного угля в год. [7]