16742

Перспективы вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства на базе золоторудных месторождений

Научная статья

География, геология и геодезия

Перспективы вовлечения в переработку отходов горноперерабатывающего производства на базе золоторудных месторождений УДК 622 c Шеметов П.А. Сытенков В.

Русский

2013-06-25

123 KB

20 чел.

Перспективы вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства на базе золоторудных месторождений

УДК 622                                                                                                              c Шеметов П.А., Сытенков В.Н., Наимова Р.Ш. 2009 г.

Шеметов П.А., главный инженер НГМК, докт. техн. наук; Сытенков В.Н., главный инженер Центрального рудоуправления НГМК, докт. техн. наук, профессор; Наимова Р.Ш., декан Зарафшанского ОТФ НГГИ, канд. техн. наук 

Ухудшение горно-геологических и горнотехнических условий освоения месторождений в сочетании с истощением запасов заставляет обратить пристальное внимание на отходы горно-перерабатывающего производства. В Кызылкумском регионе ситуация складывается таким образом, что через определенное время оставшиеся запасы месторождений Мурунтау, Кокпатас и Даугызтау не смогут обеспечить работу заводов на достигнутом уровне, поэтому сначала объемы горных работ, а затем и объемы переработки руды начнут уменьшаться.
В то же время при освоении этих месторождений накоплено значительное количество золотосодержащих отходов добычи и переработки, и подошло время уже сегодня приступить к их изучению с точки зрения возможного использования в качестве резервного сырьевого источника в будущем, рассматривая их в качестве техногенных месторождений (рис. 1-3, табл.). Для этого необходимо:
- оценить ситуацию, сложившуюся с образованием отходов в горно-перерабатывающем производстве и формированием техногенных месторождений;
- разработать программу вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства и освоения техногенных месторождений;
- разработать график освоения техногенных месторождений.
1. Оценка ситуации

Оценка ситуации предусматривает: определение видов отходов горно-перерабатывающего производства; рассмотрение предпосылок для вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства; определение факторов, способствующих и препятствующих вовлечению в переработку отходов производства.
1.1. Виды отходов
горно-перерабатывающего производства
Отходы горно-перерабатывающего производства складываются из отходов открытой и подземной добычи, а также отходов переработки минерального сырья.
Отходы открытой и подземной добычи представлены забалансовой рудой и вскрышными породами.
Забалансовая руда входит в сырьевую базу перерабатывающих заводов и в соответствии с проектами планомерно вовлекается в переработку, поэтому такая руда лишь временно может быть отнесена к отходам. Вскрышные породы до настоящего времени в качестве сырья для получения золота не рассматривались, поэтому они и являются собственно отходами добычи. Такие отходы образовались и продолжают образовываться при открытой разработке месторождений Кокпатас и Мурунтау (рис. 1, а).
Отходы переработки минерального сырья представлены твердыми <хвостами> и сбросными растворами гидрометаллургических заводов (ГМЗ), перерабатывающих золотосодержащую руду месторождений Мурунтау (ГМЗ-2), Кокпатас и Даугызтау (ГМЗ-3) и Марджанбулак (МЗИУ). Такие отходы накапливаются в специально созданных хвостохранилищах (рис. 1, б).
Отходы добычи при открытой разработке месторождения Кокпатас и Даугызтау накоплены в отвалах  карьера в  количестве ~45 млн. т, а отходы переработки руды  в  количестве ~37 млн. т - в  хвостохранилище, которое продолжает интенсивно заполняться. Поскольку эти месторождения находятся на такой стадии освоения, когда вопрос о снижении объема добычи еще не актуален, то отходы добычи и переработки могут рассматриваться лишь в качестве потенциального источника минерального сырья на отдаленную перспективу. Поэтому отходами этих месторождений сегодня заниматься преждевременно, тем более что количество таких отходов относительно невелико (~3% от общего объема отходов добычи и переработки).
Отходы добычи, образовавшиеся при освоении месторождения Марджанбулак, уже практически переработаны, поэтому сегодня они представлены только отходами переработки, скопившимися в хвостохранилище в количестве ~10 млн. т. Эти отходы требуют самого пристального внимания как источник минерального сырья, поскольку сырьевая база для МЗИУ фактически отсутствует, а вовлечение этих отходов в переработку может оказать существенное влияние на эффективность работы горно-перерабатывающего комплекса и социально-экономическую ситуацию в районе.
Отходы горно-перерабатывающего производства на базе месторождения Мурунтау представляют наибольший интерес, связанный с тем, что от работы этого комплекса зависит социально-экономическая ситуация во всем регионе. Эти отходы складываются из запасов вскрышных пород, <хвостов> переработки рудной массы методом кучного выщелачивания, а также <хвостов> гидрометаллургической переработки руды на ГМЗ-2.

<Хвосты> гидрометаллургической переработки руды на ГМЗ-2 в количестве ~720 млн. т уложены в хвостохранилище. Поскольку содержание в уложенных <хвостах> в 2,5?3,0 раза ниже экономического предела, то в обозримом будущем их не целесообразно рассматривать даже в качестве потенциального сырьевого источника. Поэтому все внимание следует сосредоточить на отходах добычи.
На разных этапах освоения месторождения к вскрышным породам карьера Мурунтау относилась горная масса с разным содержанием золота: сначала менее 1,5 г/т, затем - менее 1,0 г/т, а в перспективе - 0,5 г/т [1].
Однако следует отметить, что указанная горная масса всегда складировалась раздельно. При этом по мере увеличения производительности перерабатывающего завода горная масса с содержанием золота более 1,0 г/т фактически переводилась в разряд товарной руды и вовлекалась в переработку.
Вскрышные породы, накопленные в отвалах за 40 лет существования карьера Мурунтау, сегодня представляют отходы горного производства. Эти отвалы сформированы из пород внешней и внутренней вскрыши.
Породы внешней вскрыши располагаются за внешними границами рудных залежей. Содержание золота в таких породах составляет в среднем 0,15 г/т, что меньше чем в <хвостах> переработки гидрометаллургического завода [2].
Породы внутренней вскрыши располагаются внутри рудных залежей. Содержание золота в них в среднем на 26% меньше его содержания в товарной руде самого низкого сорта. Часть пород внутренней вскрыши с 01.01.2009 г. выделена в отдельный грузопоток с формированием специальных складов. При этом следует отметить, что неизбежно потерянная при добыче балансовая руда попадает в породы внутренней вскрыши, в результате чего содержание в них золота повышается, а интерес к ним возрастает.
За 40 лет существования в отвалах карьера Мурунтау на 01.11.2008 г. накоплено 2,26 млрд. т вскрышных пород. Эти отвалы формировались с использованием автомобильного и конвейерного транспорта из пород внешней и внутренней вскрыши, которые смешивались друг с другом в произвольном соотношении. При этом известно, что среднее содержание золота в таких отвалах составляет 0,35 г/т [1].
В <хвостах> кучного выщелачивания на 01.11.2008 г. накоплено ~160 млн. т отходов переработки со средним содержанием, достаточным для их экономически выгодной переработки по <заводской> технологии. Эти отходы представляют собой однородную рудную массу, измельченную до крупности -3,25 мм, уложенную в штабель и обработанную цианистыми растворами. В перспективе количество таких отходов достигнет ~300 млн. т, что обеспечит работу ГМЗ-2 на протяжении ~9 лет.
1.2. Предпосылки для вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства
<Хвосты> кучного выщелачивания включены в сырьевую базу горно-перерабатывающего производства, а их переработка на ГМЗ-2 может быть начата после 2020 г.
Интерес к отвалам вскрышных пород как к резервному источнику сырьевых ресурсов проявлен в 1998 г., когда были сделаны их первые оценки распределения содержания золота в уложенной горной массе. Однако системная работа в этом направлении началась в 2008 г. с обработки накопленных горно-геологических материалов и проведения поверхностного опробования на характерном отвале, в качестве которого выбран один из отвалов комплекса ЦПТ. Обработка полученных результатов позволила сделать следующие предварительные выводы:
1. Автомобильные и конвейерные отвалы вскрышных пород представляют типичные техногенные месторождения.
2. Характер распределения золота в техногенных месторождениях соответствует характеру его распределения того месторождения природного происхождения, при освоении которого они сформированы.
3. В техногенных месторождениях при бортовом содержании 0,5 г/т ~25?30% горной массы со средним содержанием, достаточным для ее экономически выгодной переработки. Эта горная масса может рассматриваться в качестве резервного источника сырьевых ресурсов ГМЗ-2 на период после 2020 г.
4. Потенциальные запасы резервного источника сырьевых ресурсов с указанными параметрами оцениваются в ~550?650 млн. т, что обеспечит работу ГМЗ-2 на протяжении не менее ~20 лет. Естественно, что снижение бортового содержания, например, до 0,4 г/т увеличит потенциальные запасы до ~850?900 млн. т при снижении среднего содержания на 10?15%, что позволит продлить работу ГМЗ-2 еще на ~10 лет.
1.3. Факторы, способствующие вовлечению в переработку отходов производства
К факторам, способствующим вовлечению в переработку отходов производства, относятся:

  •  при освоении техногенных месторождений из вскрышных пород - наличие транспортных коммуникаций с пунктами погрузки рудной массы в ж/д думпкары, что позволяет организовать ее переработку сразу же после принятия решения;
  •  

при вовлечении в переработку <хвостов> кучного выщелачивания - наличие измельченной рудной массы с относительно равномерном распределением содержания в ней, что позволяет снизить энергетические, материальные и финансовые затраты на переработку с увеличением пропускной способности (производительности) измельчительного и классифицирующего оборудования.

.4. Факторы, осложняющие вовлечение в переработку отходов производства
К факторам, осложняющим вовлечение в переработку отходов производства, относятся:

  •  при освоении техногенных месторождений из вскрышных пород - необходимость проведения геологической разведки с обоснованием горнотехнических параметров горных работ;
  •  при освоении техногенных месторождений из <хвостов> кучного выщелачивания - низкая пропускная способность транспортных коммуникаций при отсутствии погрузочных пунктов.

2. Программа вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства
Программа вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства должна опираться на график освоения имеющихся сырьевых ресурсов, сосредоточенных в контурах карьера IV-ой и V-ой очереди, и техногенных месторождениях.

Анализ такого ориентировочного графика (рис. 2) показывает, что имеющиеся сырьевые ресурсы в контурах карьера и рудных складах не обеспечивают потребности перерабатывающего завода уже с 2020 г. При этом неизбежно возникнет дилемма: сокращать производство, либо привлекать дополнительные ресурсы с пониженными потребительскими характеристиками. Поскольку политика государства в области экономического развития может быть сформулирована как <Создание условий для получения гарантированных доходов для большинства трудоспособного населения>, то ответ на поставленный вопрос практически однозначен: <Привлекать дополнительные ресурсы с пониженными потребительскими характеристиками>. Такое решение позволит поддерживать интегральный ресурс региона на уровне, предотвращающем его деградацию, за счет продления срока существования горно-перерабатывающего комплекса на базе месторождения Мурунтау.
Программа вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства должна включать решение следующих задач.
2.1. При освоении техногенных месторождений из вскрышных пород:
- провести геологическую разведку отвалов с обоснованием сети и интервала опробования;
- построить математическую модель техногенных месторождений;
- обосновать величину потенциального (предельно низкого) и базового бортового содержания (рис. 3);
- разработать прогноз изменения содержания от базового значения к потенциальному значению;
- отработать методику построения сортовых планов;
- обосновать технологию выемки (валовая, селективная) с определением ее горно-технологических параметров (высота уступа, выемочная порция) с учетом технологии формирования отвалов (автомобильная, конвейерная);
- определить целесообразность и область применения крупно-порционной, мелко-порционной или покусковой сортировки в зависимости от технологии формирования отвалов (автомобильная, конвейерная);
- провести технологическую паспортизацию техногенных месторождений;
- определить последовательность отработки техногенных месторождений и повторного запо

лнения освободившегося пространства новыми отходами.
2.2. При освоении техногенных месторождений из <хвостов> кучного выщелачивания:
- выбрать способ транспортирования <хвостов> кучного выщелачивания от места размещения штабеля до перерабатывающего завода (ж/дорожный, конвейерный, трубопроводный, комбинированный);
- обосновать технологию разработки штабеля <хвостов> кучного выщелачивания в комплексе с погрузкой извлеченного материала в транспортные средства;
- определить технологические показатели (извлечение, производительность) переработки <хвостов> кучного выщелачивания по заводской технологии;
- разработать технологическую схему переработки <хвостов> кучного выщелачивания по заводской технологии;
- определить способ детоксикации материала в штабеле до начала выемочно-погрузочных работ.
2.3. Обеспечение согласованного освоения техногенных месторождений:
- провести технико-экономическое сравнение вариантов переработки отходов горного производства (<на месте>, на перерабатывающем заводе или в комбинации);
- обосновать технологическую схему (совместная с добываемой рудой и техногенным сырьем или раздельная по происхождению сырья - природное или техногенное) и определить рациональное соотношение объема переработки отходов горного производства и природного минерального сырья;
- оценить целесообразность применения упрощенных технологий переработки отходов на основе гравитационных и сухих методов обогащения для частичной компенсации снижения выпуска золота после прекращения переработки руды методом кучного выщелачивания;

организовать вовлечение в переработку отходов добычи и <хвостов> кучного выщелачивания (проектирование, строительство транспортных коммуникаций и т.п.);
- собственно переработка отходов добычи и <хвостов> кучного выщелачивания.

3. График освоения техногенных месторождений


График освоения техногенных месторождений при современном уровне знаний может быть разработан только в оценочном варианте исходя из изменения структуры перерабатываемой рудной массы во времени, но без привязки к конкретным технологическим и техническим решениям, которые еще только требуется обосновать или разработать. Поэтому такой график следует рассматривать в качестве ориентира для своевременного выполнения задач (табл.).
При этом необходимо отметить, что технологические задачи по освоению отходов должны быть решены в течение 6-7 лет, нормативно-экономические задачи (ТЭО, проекты и т.п.) - через 7-8 лет и организационно-финансовые (принятие решений, выделение средств, перестройка транспортных коммуникаций и т.п.) - 8-10 лет.

Таким образом, предварительными исследованиями установлено, что отходы добычи (вскрышные породы) и переработки (<хвосты гидрометаллургических заводов) золоторудного сырья представляют типичные техногенные месторождения, которые могут рассматриваться в качестве резервных источников минерального сырья.
Среди таких техногенных месторождений наибольший интерес представляют отвалы карьера Мурунтау, в которых накоплено ~2 млрд. т вскрышных пород и которые формировались из его разных зон, поэтому в них перемешены вскрышные породы, содержащие золото. Предварительная оценка показала, что в этих отвалах от 25% до 40% горной массы содержит золото в количестве, достаточном для экономически выгодной переработки.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45978. Составление пресс-релиза 16.96 KB
  Грамотно написанный прессрелиз создаст положительное впечатление о вашей компании что внушит и журналистам и людям для которых они пишут уважение к вашему бренду. Подготовка прессрелиза – дело непростое. Но это главный инструмент для связи с прессой.
45979. PR-служба в российской консалтинговой компании 37 KB
  Вследствие этого создание PRотдела в компании не вызывает сомнений почти ни у одного российского собственника. PRотдел российской консалтинговой компании подчиняется в основном ее руководителю или его заместителю реже директору по маркетингу если такая должность существует в компании. В действительности бренд и имидж абсолютно любой компании занимающейся консалтингом зависит напрямую от каждого ее консультанта.
45981. Саморегулирование электродвигателей 137.57 KB
  Под искусственным понимают изменение скорости электродвигателя, возникшее в результате изменения параметров питающей сети или самого электродвигателя при помощи схемы управления электродвигателя.
45982. СИСТЕМА СРЕДСТВ МАССОВОЙ КОММУНИКАЦИИ (СМК): СТРУКТУРА, СПЕЦИФИКА ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ 13.04 KB
  К средствам массовой коммуникации СМК относятся особые каналы и передатчики при помощи которых распространяются информационные сообщения на большие территории. Массовая коммуникация имеет следующие особенности как то: 1 использование технических средств которые устанавливают постоянность и тиражированность; 2 общественная значимость информации содействующая повышению мотивации массовой коммуникации; 3 массовость аудитории которая вследствие распространения на большие расстояния и анонимности требует скрупулезно обдуманной ценностной...
45983. Расчет мощности и выбор электродвигателя для различных режимов работы 67.6 KB
  Определение номинальной мощности электродвигателя (ЭД) для работы в длительном режиме с постоянной нагрузкой сводится к расчету мощности – исполнительного механизма, приведенной к валу двигателя (с учетом К.П.Д. передач, редукторов и т.д.).
45984. Галузі застосування сертифікації 122 KB
  Процедура оцінювання відповідності та стандартизація тісно пов’язані між собою. Вона може проводитись лише за наявності нормативних документів, на відповідність якому оцінюється продукція, процес чи послуга.