7. Эволюция парадигмы (модели) комплексного использования минерального сырья

Различные парадигмы (мод рационального недропользования на основе комплексной переработки минерального сырья по материалам выдающихся отечественных учен сформулированы и охарактеризованы В.А.Резниченко. В последующем они дополнены А.Д.Верхотуровым с позиции минералогического материаловедения. Эволюция моделей недропользования с кратким описанием их сущности.

Авторы моделей	Краткое описание сущности
В.И. Вернадский	Рециркуляция металлов и неметаллических полупродуктов, создание сплавов и материалов с учетом не только свойств, но и распространенности элементов в природе (на основе Si, Al, Fe, Са, Na, К, Mg, Ti). Рациональное сознательное преобразование биосферы в "ноосферу", сосуществование общества в гармонии с природой.
А.Е. Ферсман	Полное использование всех ценных компонентов минерального сырья, создание комбинированных межотраслевых производств, в которых технологические процессы подбираются к составу сырья
И.П. Бардин	Отходы одних технологических переделов минерального сырья или производств должны служить сырьем для других.
Э.В. Брицке	Технология производства материалов сосуществует с окружающей средой, когда используется принцип комплексного использования сырья.
Н.В. Мельников М.И. Агошков	Комплексное освоение недр: достижение оптимальных для народного хозяйства страны и интересов будущих поко­лений показателей полноты использования всех видов ресурсов недр и участвующих в процессе их освоения трудовых и материальных ресурсов.
В.А. Резниченко	Организация замкнутого комплексного производства: создание межотраслевых технологически замкнутых производств в рамках предприятий, месторождений, регионов, отраслей; рециркуляция материалов; разработка материалов с учетом распространенности элементов в природе; сохранение окружающей среды.
А.Д. Верхотуров	Создание минизаводов в местах добычи сырья с исполь­зованием высоких технологий; идеальной схемой безотходного производства, ориентиром на будущие технологии, должна быть разомкнутая схема производства материалов, т.е. с полной переработкой отходов.
А.Д. Верхотуров	Разложение минералов, их восстановление и получение элементов, сплавов и соединений при воздействии на минералы (минеральное сырье) концентрированных потоков энергии (высоких градиентов температур и давлений) в условиях лазерной, электронно-лучевой, электроискровой, электрошлаковой, плазменной обработки, алюмотермии, экстремальных методов порошковой металлургии, а не пиро-и гидрометаллургические процессы.
К.Н. Трубецкой В.А. Чантурия	Развитие минерально-сырьевого комплекса как составной части процесса устойчивого развития при сохранении естественной биоты Земли путем создания эко-, геотехнологий освоения недр на принципах поточности, малоотходности, ресурсосбережения, ресурсовоспроизведения, повышения контрастности свойств разделяемых компонентов с обеспечением экологической чистоты, аналогичной с функционированием биологических систем.

В зависимости от конкретных целей и условий любой элемент системы может исследоваться обособленно. Однако для выявления оптимального варианта КИМС более продуктивным будет подход с включением в систему конкретного участка недр в его природном состоянии и совокупно технологических процессов и видов работ, необходимых для извлечения полезного ископаемого на поверхность, важные дополнительные элементы, во многом, определяют как общий объем природно-ресурсного потенциала недр, так и эффективность его комплексного использования.

В соответствии с необходимостью целостного системного рассмотрения проблемы введены еще две модели недропользования].

Безусловно, основоположником научного недропользования как части природопользования является В.И.Вернадский [10] в рамках его основополагающего философского учения о ноосфере как целостной планетной оболочки Земли населенной людьми и рационально сознательно преобразованной ими согласно законам сохранения и поддержания жизни для гармоничного сосуществования общества и природы. Большинство приведенных моделей представляют собой необходимую конкретизацию, дополнение и последующее развитие и В.И.Вернадского для конкретных условий и стадий производства.

Общепризнанным в научной литературе является приоритет академ. А.Е.Ферсмана во введении в научный оборот понятия КИМС, определении характеристики его сущности, направлений, значимости и эффективно а также конкретных практических примеров организации комплексных природ ресурсных производств.

Модель Н.В.Мельникова, М.И.Агошкова существенно расширяет перечень видов и масштабы ресурсов земных недр, а следовательно, повышает эффективность комплексного недропользования.

Модель Н.К.Трубецкова, В.А.Чантурия ориентирует на преобразование традиционной технологии добычи и переработки полезных ископаемых путем целенаправленного создания экологически безопасных геотехнологий, позволяющих не превышать порога возмущения биоты, допустимого по условиям ее существования. Основными элементами таких биогенных технологий являются: замкнутый цикл обращения твердых, жидких и газообразных отходов; избирательная добыча полезного ископаемого (перевод в подвижное состояние, сегрегация и селективная дезинтеграция горной массы; управление контрастностью свойств минеральных компонентов; предконцентрация руды радиометрическими методами в очистном пространстве); восходящий порядок горных работ с размещением основной части отходов в отработанном пространстве; минимизация экологической цены продукции; ограничение (нормирование) уровня техногенного воздействия на конкретные экосистемы и т.д. Обоснованные биогенные принципы построения горной технологии составляют концептуальную основу "идеальной разработки". И хотя такая технология, как отмечают авторы, скорее всего, останется мечтой, ее формирование укажет основные направления научного поиска экологически безопасных решений

Значительный интерес представляет модель замкнутого КИМС с рециркуляцией полезных компонентов на основе утилизации и переработки отходов, предложенная В.А.Резниченко.

А.Д.Верхотуров (в развитие модели В.А.Резниченко) предлагает разомкнутую схему производства материалов с полной переработкой отход на основе создания минизаводов в местах добычи сырья с использованием высоких технологий. В качестве таких грядущих технологи в его восьмой модели рассматриваются воздействия на минеральное сырье концентрированных потоков энергии с разложением минералов, их восстановлением и получением элементов, сплавов и соединений. Вариант создания минизаводов на каждом месторождении явно более затратный по сравненению с расходами на транспортировку и совместную переработку концентратов на ограниченном числе более крупных заводов. Во-вторых в связи с постоянным снижением содержания полезных компонент в минеральном сырье, его переработка с применением концентрированных потоков энергии будет весьма энергоемкой и дорогостоящей по сравнени с простыми методами механического обогащения с последующей переработке меньшего объема более чистого и богатого сырья (концентратов) новы» методами. В-третьих, значительная часть горной массы необходима для закладки выработанного пространства и рекультивации нарушенных земель. Кроме того, по мнению многих исследователей, является недостижимы полностью безотходное производство на всех без исключения стадиях трансформации природного сырья, также как и совпадет потребностей общества со структурой и объемами выпуска продуктов от переработки отходов производства и потребления. Поэтому более вероятно на обозримое будущее представляется схема с частичным складированием отходов некоторых стадий производства.

Современная парадигма недропользования должна включать наиболее важные совместимые элементы всех перечисленных моделей и дополняться новыми достижениями науки и техники, в частности, нового научного направления - "нанотехнологии".