CC BY
78
УДК 622.34.013
П.А. Филиппов, С.А. Неверов, А.А. Неверов Институт горного дела СО РАН, Новосибирск М.Б. Устюгов СГГ А, Новосибирск
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
P.A. Filippov, S.A. Neverov, A.A. Neverov
Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Science, Novosibirsk, Russia M.B. Ustyugov
Siberian State Academy of Giodesy (SSGA), Novosibirsk, Russia
INNOVATIVE TECHNOLOGY OF WORKING OFF ORE-DRESSING WASTE OF DEPOSITS THE WESTERN SIBERIA
There is a trend to increase the quantity of industrial waste in the result of activities if the home companies, the share of wastes produced by mining companies makes up 75-90 %. About
о
1 milliard m waste from iron ore mines is accumulated on the territory of the Western Siberia. At the moment these wastes are of industrial interest. There have been made the geophysical sampling of the man-caused dump formations of the worked over iron ore deposits of Gornaya Shoria as well as industrial testing of the innovative technology of ore-dressing waste processing which was developed by the Insitute of Mining SO RAN. The technology enables to get a marketable product like iron concentrate, fractioned crash stone for construction works and recultivate lands in the recreation area - Gornaya Shoria.
В январе текущего года президент Российской Федерации В.В. Путин отметил, что в результате деятельности отечественной промышленности темпы роста отходов производства превысили темпы роста внутреннего валового продукта (ВВП) и эта негативная тенденция должна быть устранена. Действительно, в современной России ежегодный выход промышленных отходов в результате деятельности горнодобывающих предприятий, металлургических заводов и тепловых электростанций составляет около
4,0 млрд. т. Большую часть отходов составляют породы от вскрышных работ (75-90 %), некондиционные продукты обогащения добытых полезных ископаемых (10-25 %), шлаки металлургического производства (2-3 %) и зола угольных котельных (1-2 %).
На долю горнодобывающих предприятий РФ приходится свыше 40 % всех нарушенных земель, более 30 % вредных выбросов в атмосферу и до 20 % сбросов в водоемы неочищенных сточных вод.
К настоящему времени только на территории Западной Сибири накоплено около одного миллиарда кубических метров отходов рудников по добыче железной руды, которые размещены на земной поверхности в виде отвалов горных пород от вскрытия месторождений и техногенных образований - шламо- и хвостохранилищ. Ежегодно при разработке железорудных месторождений карьерным способом в Западной Сибири
отвалы горнодобывающих предприятий пополняются более чем на 5 млн. м вскрышных пород, а дробильно-обогатительные фабрики рудников с подземным и открытым способом добычи складируют свыше 2,0 млн. т отходов обогащения.
Обеспечение Западно-Сибирского и Новокузнецкого металлургических комбинатов железной рудой местной сырьевой базы ведут рудники ОАО «Евразруда». Таштагольский, Шерегешский, Казский (Кемеровская область) и Абаканский (Хакасия) рудники осуществляют отработку железорудных месторождений подземным способом, а рудники Тейский (Хакасия) и Ирбинский (Красноярский край) используют открытый способ ведения горных работ.
За период своей деятельности этими рудниками добыто 680,0 млн. т сырой руды, из которых 475,0 млн. т (70 %) добыто подземным способом, на рудничных дробильно-обогатительных фабриках произведено 330,0 млн. т первичного железорудного концентрата. Наибольший объем руды подземным способом (141,5 млн. т) добыт на шахте «Шерегешской», открытым способом
- на Тейском карьере (134,9 млн. т).
Отвалы четырех рудников с подземным способом добычи в основном сформированы хвостами своих обогатительных фабрик, вмещают 51,0 млн. т и занимают под собой 85,0 га земли.
Во внешние отвалы Тейского и Ирбинского рудников вывезено
234,0 млн. м вскрышных
пород, занимающих площадь более 300,0 га, в хвостохранилищах ДОФ
находится 28,0 млн. т отходов обогатительного передела, расположенных на 24,0 га производственной территории.
Динамика роста
количества отходов
производства на железорудных предприятиях Западной
Сибири приведена на рис. 1.
Тем не менее, в отвалах рудников к настоящему времени сосредоточено значительное количество рудных отходов, что характеризуют данные табл. 1.
Общее количество отходов обогащения почти в 80,0 млн. т соответствует запасам крупного техногенного месторождения и эти отходы подлежат системным исследованиям с перспективой дальнейшего освоения и извлечения из них ценных и благородных металлов.
Рис. 1. Динамика роста отходов горнорудного производства Западно-Сибирского региона
Таблица 1. Количество отходов обогатительного производства
Наименование рудника Количество, млн. т Площадь, га
Шерегешский 23.2 50,9
Казский 7,2 6,3
Таштагольский 0,5 0,4
Абаканский 20,1 28,0
Тейский 21,2 19,1
Ирбинский 6,7 4,7
Итого 78,9 109,4
Результатом выполненных в последнее время исследований ИГД СО РАН по изучению состава и свойств горнопромышленных отходов сибирского региона стал вывод о том, что довольно значительная часть их может быть утилизирована использованием новых технологий [1]. При этом во многих случаях использование техногенного минерального сырья является достаточно эффективным и соизмеримо по экономическим показателям с переработкой полезных ископаемых, извлекаемых непосредственно при разработке природных (геогенных) месторождений [2, 3].
Наибольшее количество отходов горно-обогатительного производства (23,2 млн. т) сформировано в отвалах Шерегешского рудника, образовавшихся в результате эксплуатации двух железорудных месторождений - Шалымского и Шерегешевского, из которых первое полностью отработано. В отвалах Шалымского месторождения на балансе рудника числится 12,1 млн. т лежалых хвостов с диапазоном содержания железа в них от 9 до 20 %.
В процессе подготовки промышленных испытаний обогащения лежалых хвостов на Шерегешской дробильно-обогатительной фабрике была проведена геофизическая съемка отвалов и отобрана представительная технологическая проба. Геофизическим опробованием отвалов зафиксировано значительное количество точек с повышенным содержанием железа по отношению к фону (фон - 10,3 % - предел чувствительности прибора). Среднее содержание железа по отвалу составило 11,4 % железа общего, а максимальное - 17,2 %. Наиболее высокие содержания отмечены на участках, где в результате осыпания склона оголилась мелкая фракция (0-10 мм).
Химическим анализом отобранных проб в точках геофизических замеров установлено, что среднее содержание железа в этих пробах примерно на 3 % превышает значения, полученные геофизическими измерениями. Такие данные объясняются тем, что обломки магнетитовых руд верхних слоев отвала под воздействием окислительных процессов покрылись пленкой гидроокислов железа и снизили их магнитные свойства. Таким образом, последовало предположение о фактическом содержании железа в глубоких слоях рудных отходов в отвале до 14,5 %.
Проведенные технологические испытания по переработке отвалов Шалымского месторождения на дробильно-обогатительной фабрике
Шерегешского рудника в количестве пяти проб показали результаты, приведенные в табл. 2.
Таблица 2. Результаты технологических испытаний рудных отходов
№ проб п/п Скорость вращения барабана, об / мин Содержание Fe общего, % Технологический выход
Рудные отходы Концентрат Отходы обогащения
1 режим обогащения
1 65 10,1 39,2 7,1 0,093
2 65 13,5 40,1 8,5 0,158
Среднее 11,8 39,7 7,8 0,125
2 режим обогащения
1 43 9,5 35,8 9,5 0,000
2 43 16,2 42,3 8,7 0,223
3 43 12,6 37,1 7,8 0,164
Среднее 12,8 38,4 8,7 0,129
Таким образом, результаты технологических испытаний
показали реальную возможность получения первичного
железорудного концентрата (Бе = 3840 %) из рудных отходов с выходом до 22 % и позволяют сделать вывод о перспективах промышленного
использования отвалов Шалымского месторождения.
На основе проведенных исследований предложена следующая схема цепи аппаратов по переработке отвальных хвостов: приемный бункер
- грохот - сепараторы - конвейер промпродуктов - конвейер отходов (рис. 2).
Согласно этой схемы обогащения лежалые хвосты отвалов
первоначально разделяются на два класса крупности 0-10 и 10-60 мм и раздельно обогащаются на сепарационной установке с получением железорудного
концентрата с содержанием железа в пределах 36-42 %.
Переработка отвалов Шалымского месторождения должна производиться с использованием модульного обогатительного комплекса непосредственно на площадке размещения отвалов.
Рис. 2. Схема цепи аппаратов для получения промпродукта (железорудного концентрата) из отвалов лежалых хвостов:
1 - приемный бункер; 2 - бункерный затвор-дозатор; 3 - грохот; 4 - однобарабанный сепаратор; 5 - конвейера; 6 - бункер разгрузочный
Подача исходного материала в приемный бункер может осуществляться экскаваторной, бульдозерной или скреперной техникой. Геометрическое расположение отвалов Шалымского месторождения таково, что позволяет использовать всю имеющуюся в наличии у рудника техники автотранспортного управления.
В процессе работы модульного обогатительного комплекса по переработке отвальных хвостов его промпродукт, в виде первичного железорудного концентрата и строительного щебня, легким автомобильным транспортом по асфальтированной дороге доставляется для реализации на погрузочные площадки железнодорожной станции. Невостребованные отходы обогащения складируются, а затем конвейером подаются в
существующую воронку обрушения для рекультивации нарушенных ранее земель.
В целом, расчеты показывают, что по климатическим условиям и среднесуточной производительности сепаратора 4 500,0-5 000,0 т / сутки модульный комплекс ежегодно может перерабатывать свыше 1,0 млн. т лежалых отходов и производить 200,0-300,0 тыс. т первичного
железорудного концентрата. Кроме того, будет рекультивировано более
40,0 га земель Гонной Шории, исключена экологическая нагрузка сбросов и выбросов в туристическую рекреационную зону.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Патент РФ №2190027. Способ переработки отходов железорудного
производства // Фрейдин А.М., Филиппов П.А., Гайдин А.П. и др. Опубл. в БИ № 27, 2002.
2. Филиппов П.А., Усков В.А., Фрейдин А.М. Перспективы переработки техногенного сырья на Шерегешском руднике. В сб. «Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2003. - С. 164-166.
3. Дорогунцова Н.П. Совершенствование использования природных и вторичных минеральных ресурсов на основе диверсификации деятельности добывающего предприятия: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Новосибирск, 2006. - 22 с.
© П.А. Филиппов, С.А. Неверов, А.А. Неверов, М.Б. Устюгов, 2008
