К вопросу о готовности садонских месторождений полиметаллических руд к технологической конверсии
К вопросу о готовности садонских месторождений
полиметаллических руд к технологической конверсии
Асп. Сатцаев А. М., асп. Кабисова И. К., проф. Голик
В. И.
Кафедра технологии разработки месторождений.
Северо-Кавказский государственный технологический
университет
На
основании комплексных исследований и обобщения опыта показано, что конверсия
горного производства на основе технологий с выщелачиванием садонских
месторождений может восстановить ослабленный потенциал региона и способствовать
его развитию в увязке с тенденциями природоохранности технологий и обеспечения
минеральным сырьем.
Садонское
месторождение известно с глубокой древности. В 1768г. экспедиция рудознатцев
дала описание найденным серебряным признакам, в 1846 г. было получено первое
серебро и свинец, а с 1852 г. началась его промышленная эксплуатация.
В
1923-1925 гг. на долю Садонского рудника приходилось 36 % добытого свинца и все производство
цинка. В 70-е годы ХХ в. мощность горно-обогатительного передела превысила 700
тыс. т руды в год. С 1843 по 2001 гг, на Садонских рудниках добыто 500 тыс. т
Pb и 830 тыс. т Zn.
Начиная
с 90-х годов XX в., комбинат переживает острый кризис, последствиями которого
явилось снижение объемов добычи до 30-70 тыс. т/год.
В
основе современного финансового положения комбината -глубокий и многолетний
кризис технологий добычи руд. В 1970-1998 гг. разубоживание достигало 60 % и
более при средней величине около 40 %, фактические потери были не менее 20 %.
Извлечение свинца и цинка в концентрат снизилось на 10-15 % и более.
Причиной
кризиса являются изъяны технологий:
выборочная выемка руд в две стадии с
деконцентрацией работ;
потери и разубоживание при отработке камерных
запасов 5 и 20 % и 20 и 60 % – при выемке целиков;
технология обогащения с образованием
неутилизируемых хвостов;
пирометаллургический передел руд с потерей
сопутствующих компонентов, стоимость которых сравнима со стоимостью основных
компонентов.
Многие
предприятия в аналогичных условиях применяют технологии с выщелачиванием
металлов, а пирометаллургия при переработке многокомпонентных руд уступила
место гидрометаллургии.
Опыт
горного производства свидетельствует, что применяемые технологии добычи и
переработки руд не обеспечат финансового благополучия без освоения технологий
подземного и кучного выщелачивания металлов.
Садонским месторождениям присущи следующие
закономерности :
-
увеличение потерь при интенсификации добычных работ;
-
выборочная выемка, деконцентрация работ и оставление целиков при изменении
кондиций на руду;
-
увеличение величины потерь и разубоживания одновременно с уменьшением
содержания металлов в рудах с понижением работ.
Потери
компенсировали выборочной отработкой богатых руд. Пустоты частично заполняли
породой из «горных мельниц» и хвостами сортировки руд. Варианты естественного
управления горным давлением ослабляли массив, что выражалось повышением
разубоживания и потерями за 10 лет в 1,3-1,8 раз.
Из
потерянных в недрах запасов сформированы техногенные месторождения, в которых
содержание компонентов сравнимо с содержанием в разведанных запасах, а
количество потерянных руд сопоставимо с запасами еще неотработанной части
месторождения. Минералы в пустотах выщелачиваются рудничными водами, вынося в
гидросферу сотни тонн, в том числе, полезных компонентов.
Хвостохранилища
садонских рудников являются техногенными месторождениями ванадия, титана,
марганца, никеля, молибдена и др. металлов. В результате разработки месторождений
в регионе образовались ореолы химического загрязнения, где содержание металлов
превышает фоновое в десятки и сотни раз.
Перспективы
комбината связывают с увеличением производственной мощности до 200 тыс. т, при
добыче на флангах и глубоких горизонтах Згидского, Садонского и Архонского месторождений
- до 100 – 120 тыс.т и на новом Джимидонском месторождении – 80 тыс. т руды в
год.
Реализация
перспективных планов возможна при конверсии технологий с учетом концепции
природосбережения:
-
добыча богатых руд в одну стадию с закладкой пустот твердеющими смесями;
-
подземное выщелачивание бедных и потерянных руд;
-
кучное выщелачивание выданных на поверхность бедных руд;
-
выщелачивание хвостов обогащения с активацией процессов средствами механической
и электрохимической технологий.
В
пустотах Садонского месторождения оставлено значительное количество потерянных
руд, удовлетворяющих кондиции при современных способах обогащения. Значительная
часть металлоносной закладки сконцентрирована в интервале 500 м по падению и
2000 м по простиранию. Суммарное содержание свинца и цинка здесь в свое время
достигало 17-18 %. Более 100 лет до освоения технологии получения цинка
добывали только штуфной галенит, а цинковую обманку оставляли в пустотах.
Количество
закладки и вкрапленных руд в недрах Садонского месторождения достигает 30 млн.
т.
Особенность
ресурсосберегающей концепции состоит в перенесении процессов переработки
основного объема руд в подземные условия. Богатые руды выдают на поверхность и
перерабатывают на гидрометаллургическом заводе, остальные - в подземных блоках
рудников и штабелях на промплощадках. Продуктивные растворы выщелачивания
перерабатывают по электрохимической технологии, хвосты активируют в
дезинтеграторах. Товарными продуктами комбинированной технологии являются
металлы, строительное сырье, обессоленная вода, хлор, водород, кислород,
кислоты и щелочи, товарная стоимость которых удешевляет основное производство.
Геотехнологические
методы добычи металлов в условиях Садона прошли достаточную апробацию. Они
подтверждаются практикой природного выщелачивания. В пустотах месторождений
атмосферные воды растворяют и выносят металлы в количествах, достаточных для
получения товарных осадков. С учетом того что металлы уже находятся в водах,
экономическая эффективность их извлечения приемлема. В результате осаждения
попутно решается проблема охраны окружающей среды.
Дебит
шахтных вод Холстинского рудника составляет в среднем 70 м3/ч при содержании
цинка 10-40 г/м3 и свинца 7,8 г/м3 при рН=6,7. Концентрация металлов: цинка от
120 до 130 г/м3, свинца - от 6 до 10 г/м3. Воды Згидского рудника сбрасывают 24
м3/ч при содержании в них свинца около 4,24 г/м3 , цинка - 1,9 г/м3 и 90,3 м3/ч
при концентрации свинца - 5,54 г/м3 и цинка - 12,2 г/м3 , рН=6,8. На Хаником-Какадурском
месторождении истекает 140-160 м /ч воды, содержащей 60-100 г/м3 Zn и 4,5-5,5
г/м3 Pb. Вынос цинка рудничными водами достигает 3,5 т в сутки или величины
суточной добычи при традиционной технологии.
На
Фиагдонском месторождении из рудничных стоков раствором кальцинированной соды и
цинковой пылью за 48 суток осаждено 32 т Zn в геле с влажностью 65-78 %. В
составе геля (%): цинка - до 30, никеля - 6, железа - 6, свинца - до 0,54, меди
- до 0,15, кадмия - 0,021.
В
сбрасываемых шахтных водах после обработки концентрация цинка снижена до
0,01-0,1 мг/л, свинца – 0,1-0,15 мг/л при рН = 8,5.
На
Архонском руднике за 51 рабочий день кальцинированной содой осаждено 40 т Zn в
геле влажностью 65-78 %, В составе геля, %: цинка до 25; железа - 6,0; свинца -
0,3-0,5; меди - 0,15-0,28; кадмия - 0,054; кобальта - 0,08; никеля - 0,075;
кварца 4-20.
Комплекс
проблем конверсии включает положения:
-
эффективность добычи руд должна определяться с учетом ценности извлекаемых и не
извлекаемых металлов, а также величины действительного ущерба окружающей среде;
-
применение комбинированных конверсионных технологий позволяет извлечь до 70-80
% потерянных металлов без существенных затрат;
-
выщелачивание металлов ликвидирует необходимость вовлечения в эксплуатацию
новых месторождений, приносит прибыль и обеспечивает полноту использования
недр.
Эколого-технологическому
перевооружению производства препятствует концепция оценки технологий добычи
руд, в соответствии с которой в качестве компенсации экосистемам принимается не
полная величина ущерба, а только ее часть в виде штрафа, несоизмеримая с
подлинным ущербом окружающей среде. Для комбината штраф за причиняемый вид
окружающей среде, определяемый по принятой методике, составляет 15 млн. р. в
год.
Заключение. Конверсия горного производства на
садонских месторождениях призвана восстановить ослабленный потенциал региона и
способствовать гармоничному развитию региона в увязке с тенденциями
природоохранности технологий обеспечения минеральным сырьем.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.skgtu.ru/