CC BY
49
їШШшш
Б.Р.РАКИШЕВ Казахский Научно-технический университет
ЩЩІііШІІІІІ!
ШІІШШІііШї
1ІІ1І1ІІІ
ПАМЯТИ академика I
||!!!!1!11||!Ш11
О состоянии комплексного использования минерального сырья в горно-металлургическом комплексе Казахстана
По данным академика В.В.Ржевского при современном положении горной технологии и техники только в недрах теряется больше половины поставленного на учет полезного сырья. Из разработанных и добытых горных пород остается очень мало полезной) продукта: только 1-2% железа из железосодержащих руд и еще меньше -из руд цветных металлов. Все остальное превращается в отвалы, шламы, хвосты и другие отходы и загрязняет окружающую среду [ 1 ]. Отмеченные негативные последствия, как известно, могут быть существенно снижены при рациональном освоении недр и комплексном использовании минерального сырья, что является главным направлением научно-технического прогресса в горно-добывающей и перерабатывающей отраслях промышленности [2]. При этом выбор наиболее прогрессивных и экономически эффективных технологий добычи и переработки полезных ископаемых, создание новых малоотходных, безотходных производств могут быть осуществлены на основе анализа структуры использования минерального сырья (рис. 1).
і—I
Рис. 1. Структура использования минерального сырья.
Здесь
ті — масса /-го компонента в ба-
лансовых запасах;
п —число всех компонентов,
включая породы в объеме запасов;
ер —коэффициент извлечения из
недр полезного ископаемого;
%
—коэффициент удаления из рудной массы кусковой породы (£У=1—е’р;
— коэффициента извлечения из руд в 1-ый концентрат;
— коэффициент извлечения из концентрата в г-ый металл;
Р —число полезных компонентов,
извлекаемых из руд в концентрат;
д —число полезных компонентов,
извлекаемых из концентрата в металл.
В соответствии с технологиями переработки полезного ископаемого всегда соблюдается условие:
п> Р >д
(1)
Идеальным является случай, когда
Р = п-],Р^д (2)
При существующих технологиях добычи и переработки руд ер = 0,5-0,97 (нижний предел при подземной, верхний — при открытой разработке месторождений), е'у= 0,1-0,3 (еу = 0,7-0,9), ад = 0,4-0,98, гт1 =
0,85-0,98. Для полезных компонентов, не извлекаемых на данном производстве из руды, а также из концентрата соответственно ш = 0, ЕтI = 0, они уходят в хвосты и отходы.
Анализ рис. 1 показывает, что для рационального освоения недр и комплексного использования минерального сырья на этапе геологоразведочных работ необходимо повышать полноту и достоверность геологического изучения месторождения, более досконально определять веществен-
иъгй состав балансовых запасов основных я совместно с ними залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов, изучать технологические свойства руд, физико-механические и агрохимические свойства пород вскрыши. Результатом этой части работы должно являться составление погоризонтных геолого-технологи-ческих карт, разрезов и государственного кадастра месторождения.
Достоверная геолого-технологическая информация о качестве и объеме полезного ископаемого и вмещающих пород позволяет расширить спектр полезных компонентов в недрах (п), следовательно, увеличить величину 2 тг и области использования пород вскрыши. Она также поможет подойти к концепции гибкой технологии отработки месторождений, т.е. спланировать, на какие технологические типы, сорта подразделять руду, как изменять схему последовательности операций и режима обогащения. Пересмотр кондиций на полезное ископаемое вследствие создания и внедрения новых технологий переработки, а также ряда других обстоятельств, способствует переводу части забалансовых запасов в балансовые, следовательно, увеличить Ящ.
В процессе горно-добычных работ необходимо обеспечить полноту извлечения из недр полезных ископаемых, т.е. увеличить коэффициент Ер за счет применения эффективных и нетрадиционных технологий добычи основных, попутных и совместно с ними залегающих полезных компонентов; обеспечить раздельное складирование, хранение и учет попутно добытых, временно не используемых полезных компонентов, а также пород вскрыши; расширить области использования пород вскрыши в различных отраслях народного хозяйства, особенно в стройиндустрии. На этапе рудоподготовки нужно реализовать эффективные приемы сортировки в транспортных емкостях или на конвейере рудного потока на технологические типы и сорта с удалением из него кусковой породы в виде щебня и другой попутной продукции. Это увеличит коэффициент е'у и уменьшит величину Еу, тем самым улучшит подготов-
ку рудной массы к обогащению. В процессе дробления и измельчения руда может подвергаться к различного рода обработке, способствующей ее эффективному обогащению.
Поскольку все руды цветных и редких металлов являются комплексными и содержат примеси благородных и других попутных полезных компонентов, то их извлечение в товарные концентраты на основной технологической линии обогащения нереально. Это требует сооружения и функционирования нескольких технологических схем переработки руд или коллективного концентрата, что способствует увеличению коэффициента ад. В случае невозможности извлечения исходных концентратов минеральные агрегаты необходимо направлять на металлургический передел, что повышает коэффициента ад и ет1 и устремляет число д и р. В цикле металлургического переделе целесообразно создавать дополнительные производства, обеспечивающие извлечение всех полезных компонентов из концентрата, что способствует увеличению коэффициента Ещ1 И числа д. Для современной минерально-сырьевой базы Казахстана характерно систематическое ухудшение горно-геологических условий разрабатываемых и взятых на учет месторождений, снижение содержания основных полезных компонентов в руде, усложнение их минералогического состава, рост доли труднообогатимых руд и т.д. Однако, несмотря на это, предприятия ГМК благодаря применению более совершенных технологий добычи и переработки минерального сырья (МС) вплоть до последнего времени занимали передовые позиции и по многим показателям находились на уровне ведущих зарубежных фирм. Например, старейшее горное предприятие, республики - Коунрадский карьер в результате научно-обоснованного выбора способа вскрытия, системы разработки, структуры комплексной механизации и ведения горных работ стал образцом практического воплощения в жизнь новых технических идей и решений. По конструктивному оформлению бортов карьер является одним из уникальных в мире.
Он выдает самую дешевую и самую бедную медную руду в странах СНГ. Переработка последней стала рентабельной за счет повышения комплексности использования сырья, из которого в полезную продукцию извлекают 18 сопутствующих компонентов. Вследствие этого и снижения бортового содержания полезного ископаемого значительно увеличен объем балансовых запасов, что предопределило третью реконструкцию карьера и продление срока его существования еще на 30 лет. При проектировании Актогайского карьера и карьеров Жыландинской группы в Жезказганской области благодаря применению системы автоматизированного подсчета запасов медных руд существенно уточнен их объем в сторону увеличения (на 10-12%), предусмотрена более масштабная утилизация пород вскрыши. В настоящее время отходы открытых горных работ используются в небольших количествах для производства строительной и тонкой керамики, керамзитового гравия, глинистого компонента и активных добавок при изготовлении цемента, строительной извести; в качестве микроудобрений и химических мелиорантов сельскохозяйственных угодий. В качестве примера конкретно принятых мер следует отметить то, что на базе местного сырья из отходов добычи построены и действуют в г. Рудном керамический и камнедробильный заводы. Отходы открытых работ в основном используются для собственных внутрихозяйственных нужд: сооружения дамб различного назначения, отсыпки полотна автомобильных и железных дорог, планировки строительных площадок, засыпки открытых горных выработок и провалов, в качестве закладочного материала для подземных рудников. Однако в последние годы значительно снизились темпы развития и эффективности ГМК. Намеченные важные мероприятия по улучшению комплексности использования минерально-сырьевых ресурсов (МСР) не реализованы, что объясняется происходящими во всём постсоветском пространстве изменениями, сменой общественно-политической формации и переходом на рыночные отношения. Они породили серьезные проблемы в ГМК. некогда прославленные, всемирно признанные флагманы цветной, черной металлургии АО «Усть-Каменогорский свинцовоцинковый комбинат», АО «Усть-Каменогор-
ский титано-магниевый комбинат», АО «Жезказганцветмет», АО «Павлодарский алюминиевый завод», ССГПО, АО «Кар-меткомбинат», АО «Донской ГОК» и другие за короткий срок стали банкротами, многие из них перешли под управление иностранных фирм. Спад производства в ГМК, вызванный необдуманным отпуском цен на энергоносители, услуги транспорта, взаимными неплатежами и другими причинами искусственного происхождения, ряд представителей средств массовой информации и отдельных ведомств связывают с ухудшением качества используемого (МС). Со ссылкой на отзывы зарубежных экспертов они распространяют мнение о нерентабельности, неперспективности ныне разрабатываемых месторождений в виду низкого содержания в них основных полезных компонентов и для поправки дела проповедуют идею интенсивной выборочной отработки более богатых участков, не представляя масштабы катастрофического последствия реализации этой идеи. Между тем предприятия ГМК Казахстана одними из первых в мире накопили богатый опыт использования непервокласснога МС. Действительно, по своему мононаправлен-ному качеству МСР республики уступают зарубежным практически по всем цветным металлам. Так, содержание меди, цинка, свинца, молибдена, вольфрама и других элементов в эксплуатируемых одноименных месторождениях в 2,0-2,4 раза ниже, чем в аналогичных месторождениях стран дальнего зарубежья. В то же время руды месторождений цветных, редких и благородных металлов Казахстана являются комплексными, многокомпонентными. Для их переработки созданы и в промышленном масштабе освоены новые прогрессивные технологии. Это, например, эффективные процессы извлечения цветных металлов из руд сложного состава: признанные во всем мире кивцэтный способ переработки свинцово-цинковых концентратов, плавка медных концентратов в жидкой ванне, плавка гранулированной медной шихты с оборотом конвертерного шлака в электропечах и т.д.
Указанные технологии переработки на предприятиях ГМК позволили извлечь из комплексных руд й коллективных концентратов в полезную продукцию 15-20 сопутствующих полезных компонентов, что значительно повысило ценность исходного сырья и рентабельность разрабатываемых месторождений. Например, стоимость единицы массы осмия, извлеченного из медных руд Жезказгана, на мировом рынке превышает аналогичную стоимость чистой меди в 7 миллионов раз, т.е. по ценности 1 г осмия эквивалентен 7 т чистой меди. Содержание указанного элемента в руде составляет миллиардные доли процента. Приведенный пример убедительно подтверждает чрезвычайную важность комплексной переработки МС, в том числе получения из него редких, редкоземельных и других высокоценных металлов (элементов, содержащихся в мизерных количествах. Опыт работы предприятий ГМК Казахстана по комплексному использванию МС, интересы государства по охране недр и землепользованию не оставляют сомнений в том, что в условиях рыночной экономики ценность месторождений и эффективность их разработки должны определяться не содержанием профильных металлов (элементов) в сырье, а конечными экономическими результатами комплекса. Под последними понимаются доходы, получаемые от реализации всей совокупности конечной продукции: основных и сопутствующих металлов и других элементов. Эти доходы значительно превышают ожидаемые поступления за профильную основную продукцию. Отклонение от указанного направления может привести к непоправимым последствиям. Например, выбочная
отработка богатых основным полезным компонентом участков месторождения может ослабить требования и комплексности извлечения попутных, а также неучтенных в руде полезных компонентов, вызвать ускоренное истощение их запасов. А это -невозвратные большие экономические и минерально-сырьевые потери.
Кроме того, возникнут проблемы об экономической целесообразности разработки оставшихся в недрах бедных участков месторождения. В итоге выборочная отработка может привести к необоснованному списанию запасов с баланса, сокращению сроков обеспеченности действующих предприятий разведанными запасами и снижению объема производства, т.е. к большому бедствию. Это совершенно недопустимо. Таким образом, установление балансовых запасов полезных ископаемых и целесообразности их разработки должны проводиться, как правило, на основе расчетов, выполненных для всего цикла добычи и переработки, включая этап металлургического передела. Повышение комплексности использования рудного сырья при этом позволит значительно (по данным академика В.В.Ржевского не менее двух раз) сократить объем добычи полезных ископаемых, так как потребное количество конечных компонентов может быть получено из той же массы. Кроме того, соответствующее уменьшение объема отвалов вскрыши и отходов обогащения существенно оздоровит экологическую обстановку в регионах их скопления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ржевский В.В. Проблемы горной промышленности и комплекса горных наук. М. «Ладья». 1991, 244 с.
2. Ракишев Б.Р. Стратегически задачи комплексного использования минерального сырья. / / Комплексное использование минерального сырья. Алматы. 1993.
© Б.Р. Ракишев
