Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии переработки руд. Учебное пособие
.pdf
до 10 г/т и крупные запасы – до 100 тонн (Константинов М.М., 2002) [24]. Этот тип
золоторудных месторождений характеризуется приуроченностью к карбонатно-
терригенным толщам, обогащенным углеродистым веществом, которые называются
черными сланцами. На Урале перспективы обнаружения золоторудных
месторождений весьма велики, поскольку черносланцевые толщи имеют широкое
распространение, как в Западноуральской внешней зоне складчатости, так и на
Восточно-Уральском поднятии. В Оренбургской области такие черносланцевые
формации широко распространены на Восточно-Уральском поднятии, с ними
связаны месторождения золота, в рудах которого установлено присутствие платины
и палладия. В рудах Кировского месторождения средние содержания платины и
палладия составляют соответственно 399 мг/т 251 мг/т, в рудах месторождения
Васин Кумакского рудного поля – 539 мг/т (Pt) и 196 мг/т (Pd) [25 и др.]. Новые
геолого-промышленные типы возникают при усовершенствовании и технологии
переработки руд, при комплексном использовании минерального сырья, вовлечение
в производство новых видов сырья, так, отходы одного производства могут служить
сырьем для других производств и т.д. Например, месторождения редких элементов
или рассеянных элементов. Комплексная переработка и извлечение всех полезных
компонентов, помимо возникновения новых типов, удорожает месторождение, а
также решает экологические проблемы.
Усовершенствование техники, применяемой при добыче и переработки, также
способствует возникновению новых геолого-промышленных типов месторождений,
одновременно позволяя снизить требования промышленности к исходному сырью и
вовлечь в производство и бедные руды. Например, медно-порфировые
месторождения характеризуются колоссальными запасами меди, однако содержания
металла достаточно низкие. Поэтому промышленная разработка таких
месторождений стала осуществляться только с внедрением мощной техники,
предназначенной для открытых разработок, разработкой специальных методов
обогащения.
В связи с ростом населения планеты наблюдается и рост потребления
различных полезных ископаемых, которые относятся к невозобновимым ресурсам,
11
поэтому геологи вынуждены вести поиски новых источников минерального сырья.
Так появляются возможности вовлечения в разработку ранее недоступных для
изучения и проведения ГРР месторождений. К числу таких месторождений, прежде
всего, следует отнести перспективные объекты дна Мирового океана, Лунные
объекты. Таким образом, выделяются новые геолого-промышленные типы, которые
представляются перспективными. Вовлечение их в промышленность технически
обосновано и ожидается в недалеком будущем. Это такие объекты как
металлоносные осадки Красноморского рифта, железомарганцевые конкреции
океанских котловин (например, провинция Кларион-Клиппертон), кобальтоносные
железомарганцевые корки подводных океанских поднятий – Магеллановы горы,
месторождения фосфора на континентальном шельфе, подводных горах, сюда же
можно отнести и залежи газогидратов. Вполне вероятно, что когда-нибудь станет
возможной добыча массивных сульфидов с океанического дна.
Говоря об общей характеристике понятия геолого-промышленной
классификации, следует указать важное обстоятельство. Если обнаруженное или
находящееся в стадии геологического изучения месторождение или объект
принадлежит к какому-либо известному промышленному типу, это еще не является
гарантией его промышленной значимости. Каждый промышленный тип реально
представлен различными по масштабу проявления объектами – от очень крупных
по запасам месторождений до незначительных рудопроявлений. Например, у нас, в
Оренбургской области открыто более 200 месторождений, проявлений, пунктов
минерализации, представлены практически все известные геолого-промышленные
типы. Но не все эти объекты разрабатываются, так как промышленная значимость
определяется количеством, качеством полезного компонента и горно-
геологическими условиями залегания, которые должны быть доступны для
разработки на данном этапе развития техники и технологий.
Генетические процессы, ведущих к возникновению скоплений минерального
сырья определенных геолого-промышленных типов, тем не менее, обладают
разнообразными геологическими особенностями. В случае промышленной оценки
месторождений, прежде всего, учитываются, как было отмечено выше,
12
определяющие критерии: крупность месторождения (то есть запасы полезных
компонентов), уровень и особенности концентрации запасов (количество
минерального сырья, размер и формы залежей), расположение рудных тел,
геологические условия залегания, качество сырья, технические и технологические
показатели качества, а также горнотехнические условия разработки и добычи
полезных ископаемых данного месторождения.
В дальнейшем остановимся кратко на самых главных геолого-промышленных
типах месторождений металлических полезных ископаемых. Более подробно вопрос
рассматривается в специальных курсах (Авдонин и др., 2005;Поиски…, 2007;
Авдонин, 2010) [10, 13].
В металлических (рудных) месторождениях выделяют основные группы.
1 Месторождения руд черных металлов.
2 Месторождения руд цветных металлов.
3 Месторождения руд редких, рассеянных и редкоземельных металлов.
4 Месторождения благородных металлов.
5 Месторождения радиоактивных металлов.
Месторождения руд черных металлов
В группу черных металлов включены такие металлы, как Fe, Mn, Cr, Ti, V.
Главная роль в этой группе металлов принадлежит железу, которое является
основой черной металлургии. Все другие металлы применяются, как правило,
(около 90 %) для получения легированных сталей. Титана до 85 % расходуется на
получение пигментного диоксида.
Железо. Ежегодное производство железных руд составляет порядка 1 млрд т.
В мире (95 стран) суммарные запасы железных руд оцениваются в 300 млрд т.
Ведущая роль здесь принадлежит Росси, Австралии, Китаю, Бразилии, Украине,
США (от 50 до 15 млрд т). Добычу ведут 55 стран. По количеству оцененных
запасов месторождения подразделяются (млн т руды): мелкие – до 50, средние – 50 –
300, крупные – 300 – 1000, весьма крупные – 1000 – 3000 и реже – уникальные –
13
более 3000. Согласно Н. Голивкина и др. (1998), всего в мире выявлено порядка
1200 месторождений железных руд, но большая их часть (свыше 79 %)
подтвержденных запасов сконцентрирована в 126 крупных, весьма крупных и
уникальных месторождениях, которые сосредоточены в рудных районах и
бассейнах 33 стран. Так, например, в России – на 42 месторождениях (составляют
около 90 % запасов категорий А + В + С).
Главнейшие минералы железных руд – это магнетит, мартит и гематит, гетит и
гидрогетит, а также сидерит, шамозит, тюрингит. К богатым относятся руды с
содержанием Fe более 57 %. В общем случае массовая доля железа в рудах должна
составлять не меньше 20 %. Содержание вредных примесей также
регламентировано: S – не более 0,3 %; P – 0,2 %; Zn, Pb, As, Cu – 0,1 %.
Основными геолого-промышленными типами являются:
а) залежи метаморфизованных железистых кварцитов и связанные с ними
железные руды. На Южном Урале – это Тараташские руды;
б) осадочные пластовые месторождения выветривания. В Оренбургской
области к этому типу относится оолитовая шамозит-гидрогетитовая формация,
представленная группой экзогенных остаточно-осадочных руд Орско-Халиловских
месторождений. Аккермановское месторождение наиболее известно. Гидрогетит,
гидрогематитовые руды месторождения содержат разнообразные металлы – никель,
хром, и другие, поэтому они являются природно-легированными железными рудами
(рисунок 1);
в) магматические титаномагнетитовые месторождения, связанные с
основными, ультраосновными породами (в Оренбургской области объекты титан-
железорудной мафитовой формации не образуют месторождений, но выявлено 4
проявления – Базарбайское и Базарбайское 1, Бездорожное и Кенгуссайское). На
Урале известны титаномагнетитовые и ильменит-титаномагнетитовые
месторождения – Качканарское, Гусевогорское, Копанское, Первоуральское и ряд
других месторождений;
г) скарново-магнетитовые месторождения широко развиты на Урале. К ним
относятся такие известные объекты как Высокогорское, Гороблагодатское и др.
14
Шиликтинское проявление в Оренбургской области также относится к
железорудной скарновой формации.
Всего на территории Оренбургской области известно 10 месторождений и 17
проявлений железа различной рудноформационной принадлежности: железорудной
скарновой, кремнисто-магнетит-гематитовой, бурожелезняковой (осадочного и
остаточно-осадочного подтипов) согласно П.В. Лядскому и др. (2013) [8] (Режим
доступа: ).
Рисунок 1 – Природно-легированные железные руды. Лимонит оолитовый.
Оренбургская область. Халилово
1.2 Требования, предъявляемые к минеральному сырью в
промышленности
Для промышленности имеет значение, как правило, не все месторождение с
точки зрения геологии, а лишь некоторая его часть, которая по качеству полезного
компонента и горно-геологическим условиям пригодна для экономически выгодной
разработки. Иногда месторождения полезных ископаемых не имеют видимых
границ с вмещающей толщей. В таких случаях пригодные для промышленной
выемки объемы сырья определяют по некоторым предельным значениям
15
концентраций полезного сырья.
Очевидно, что реально для разработки месторождения наиболее важную роль
играют не геологические, а экономические контуры тел полезных ископаемых. Эти
контуры определяют и по концентрациям полезных компонентов, и по мощности
их залежей, и по глубине залегания, и по условиям эксплуатации и ряду других
показателей, которые получили название кондиции.
Таким образом, кондиции – это требования к качеству полезного компонента в
недрах, а также к горнотехническим условиям разработки, определенных в виде
конкретных значений некоторых предельных показателей. Кондиции необходимы
для подразделения запасов месторождения на промышленные и непромышленные.
Это в свою очередь, определяет балансовые и забалансовые запасы (Каждан, 1985;
Прокофьев, 1973; Шумилин, 1998). Кондиции устанавливаются в результате
технико-экономических расчетов, учитывающих уровень современного развития
экономики, буровой техники, технологий добычи, переработки сырья, в том числе и
комплексного. В связи с этим периодически приходится пересматривать требования
к показателям качества сырья [13, 21, 24].
Кондиции принято определять для всех стадий ГРР. Согласно нормативным
документам в России устанавливаются разведочные и эксплуатационные кондиции.
Разведочные кондиции различают временные и постоянные.
Временные разведочные кондиции устанавливаются на стадии
предварительной разведки. Они являются основой для предварительной оценки
месторождения, а также определения целесообразности дальнейших геологических
работ (детальной и эксплуатационной разведки).
Постоянные разведочные кондиции устанавливаются на завершающей стадии
детальной разведки. В свою очередь постоянные разведочные кондиции
представляют основу для промышленной оценки объекта недропользования и
дальнейшего проектирования разработки и целесообразности инвестиций для
проектирования и строительства добывающих предприятий.
Разрабатывают кондиции при написании специального отчета – технико-
экономического обоснования кондиций (ТЭО). Технико-экономическое
16
обоснование разведочных кондиций должно включать геологическое,
горнотехническое, технологическое, экологическое и экономическое обоснование.
Обоснование должно учитывать реальные условия, для обеспечения необходимого
уровня достоверности. ТЭО кондиций подвергаются государственной экспертизе.
По окончании разведочных работ с получением дополнительной
геологической информации уже в процессе разработки месторождения, как
правило, приходится адаптировать установленные параметры разведочных
кондиций к различным участкам. Для этого устанавливаются эксплуатационные
кондиции на основе проекта разработки объекта недропользования. Это выполняют
учитывая планы развития эксплуатации, графиков объема добычи сырья,
уточняются капитальные и эксплуатационные затраты, схемы и показатели
процесса обогащения и технологической переработки минерального сырья в
конечные продукты. Необходимо учитывать и скачки цен на конечную продукцию,
возможные изменения существующих рыночных условий.
Основные кондиционные показатели – это:
1. Минимальное промышленное содержание полезного компонента в
подсчетных блоках.
2. Бортовое содержание полезного компонента, при котором производится
оконтуривание балансовых запасов, при отсутствии четких
геологических границ.
3. Нижний предел содержания полезного компонента для оконтуривания
забалансовых запасов.
4. Максимально допустимое содержание вредных примесей в руде.
5. Попутные компоненты, запасы которых подлежат учету, и минимальное
их содержание в руде.
6. Требования о выделении типов и сортов руд.
7. Минимальная мощность тел п и, включаемая в подсчет запасов.
8. Максимальная допустимая мощность прослоев вмещающих пород и
некондиционных руд, включаемых в контур промышленных руд.
Рассчитываются и некоторые другие показатели [10].
17
1.2.1 Минимальное промышленное содержание
1
обобmin
M
A
м
м
мp
SSS
С
Ц
КKKC
МОБР
MА
ККК
CSS
С
М
M
Ц
)Sоб(
min
Минимальное промышленное содержание (МПС) – очень важный общий
показатель кондиций. Его определение сопряжено с очень сложными техникоэкономическими расчетами.
МПС – это нижний предел среднего содержания полезного компонента в
рудах, запасы которых отнесены к балансовым запасам. МПС рассчитывают для
каждого подсчетного блока.
Нижний предел экономической рентабельности промышленного применения
полезного компонента представляет собой равенство издержек производства по
добыче и переработке природного сырья и рыночной стоимости ценных
компонентов, которые извлекаются из данного полезного ископаемого:
Следовательно
где C
– минимальное промышленное содержание полезного компонента в
min
подсчетном блоке, %;
SA – себестоимость добычи 1 т сырья и доставка его до горно-обогатительной
фабрики, руб.;
Soб – себестоимость обогащения 1 т, руб.;
S
– себестоимость металлургического процесса, доставка до
М
перерабатывающего предприятия, (из расчета на 1 т полезного ископаемого), руб.;
К
– коэффициент разубоживания;
р
18
Р
РКр
100
где Р – разубоживание при добыче, %;
Коб – коэффициент извлечения полезного компонента при обогащении;
К
– коэффициент извлечения полезного компонента при передаче;
М
Ц
– цена полезного компонента в готовом продукте, руб.;
М
С
– содержание полезного компонента в готовом продукте, %.
м
Все величины, учитываемые при расчете, являются переменными и
взаимозависят между собой. Также эти показатели определяются геологическими
особенностями месторождения, способом разработки и переработки полезного
ископаемого, уровнем развития техники и организации производства, географоэкономических условий региона и др. Все это и определяет МПС как важнейший
обобщающий показатель кондиций, отражающий главные критерии, влияющие на
промышленную ценность месторождения. Главная цель МПС – подразделение
запасов в месторождении на балансовые и забалансовые.
МПС – это такое содержание, при котором обеспечивается безубыточное
использование сырья в настоящий момент. Реальное содержание полезного
компонента конечно выше, чем МПС, это гарантирует получение прибыли, однако
применение его для всего месторождения, для крупных его участков
нецелесообразно. МПС применяется к конкретным подсчетным блокам, объемы
этих блоков обычно, не должны превышают полугодовой или годовой
производительности предприятия.
При расчете МПС полезных компонентов в комплексном сырье содержания
этих компонентов принято выражать в условных единицах основного, ведущего
компонента. Так, в случае медноколчеданных руд содержания меди, свинца, цинка и
других металлов принято выражать в «условной меди». Пересчет концентраций
металлов в концентрацию какого-либо условного главного компонента
производится с применением специальных коэффициентов. Эти коэффициенты
19
находятся в зависимости от рыночной цены на конкретный металл, а также
00
11
1
ИЦ
ИЦ
К
Металлы
Содержание
металла в руде,
%
Цена 1 т
металла в
концентрате, Ц,
р
Извлечение
металла в
концентрат, И,
%
Переводной
коэффициент К
Медь (основной
металл)
Свинец
Цинк
0,8
0,7
0,6
Ц
о
=470
Ц
о
=420
Ц
о
=300
И
о
=90
И
1
=45
И
2
=40
К
0
=1,00
К
1
=0,45
К
2
=0,28
45,0
90470
45420
00
11
1
ИЦ
ИЦ
К
28,0
9470
40300
00
22
2
ИЦ
ИЦ
К
сквозного коэффициента извлечения металла в конечную продукцию. Специальные
переводные коэффициенты рассчитывают следующим образом:
где Ц
Ц
Ио, И
– цена главного, основного компонента (например, меди);
о
– цена другого полезного элемента;
1
– сквозные коэффициенты извлечения главного и другого полезного
1
элемента в конечную продукцию.
Пример расчета содержания металла (или несколько металлов) в комплексной
руде в так называемый условный металл приведен в таблице 1. Конечным
продуктом в этом примере выступает концентрат.
Таблица 1 – Пример расчета специальных переводных коэффициентов.
Цифры приведены условные [13]
Таким образом, содержание условной меди будет равно:
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]