CC BY
71
УДК 622.271.45/48:330.122
Л.П. Рыжова, Е.В. Носова
К ВОПРОСУ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РУДНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Изложены некоторые особенности освоения техногенных месторождений рудных полезных ископаемых, проведен обзор экономических и экологических факторов, оказывающих сильное влияние на эффективность отработки таких месторождений. Проанализирован научный опыт выдающихся российских исследователей в этой области. Приведены наиболее существенные положения методики эколого-экономической оценки эффективности освоения техногенных месторождений. Указана сравнительная характеристика техногенных месторождений пиритных огарков, выделены районы их складирования, содержания полезных компонент в отвалах, возможности их освоения, предполагаемые трудности при переработке. Рассмотрены существующие способы переработки подобного сырья, дано их описание. На примере техногенного месторождения пиритных огарков проведена упрощенная эколого-экономическая оценка перерабатывающего производства с использованием хлоридной технологии. Оценена рентабельность перерабатывающего производства.
Ключевые слова: техногенные месторождения рудных полезных ископаемых, эффективность отработки месторождений, пиритные огарки, особенности, эколого-экономи-ческая оценка, рентабельность перерабатывающего производства.
DOI: 10.25018/0236-1493-2017-9-0-79-85
Значительно расширить минерально-сырьевую базу цветных металлов и снизить возрастающее вредное воздействие горнопромышленных отходов на окружающую среду поможет отработка техногенных ресурсов [10—12].
Оценка влияния отработки техногенных месторождений на окружающую среду производится в соответствии с «Методическими указаниями к экологическому обоснованию проектов разведочных кондиций на минеральное сырье» (ГКЗ, 1995 г.). При этом особое внимание уделяется тому, что геологоразведочные работы производятся в пределах промыш-
ленно развитых зон, поэтому дополнительный ущерб от их освоения меньше, чем от основного производства; в отличие от разработки природных месторождений, предполагающей изъятие земель из хозяйственного оборота, отработка техногенных месторождений позволяет возвращать их в оборот. Качество извлекаемого техногенного минерального сырья оценивается в соответствии с «Требованиями к комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых» [3, 13].
Процесс переработки техногенного сырья оказывает отрицательное воздей-
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 9. С. 79-85. © Л.П. Рыжова, Е.В. Носова. 2017.
ствие на окружающую среду (пыление, испарение вредных веществ, загрязнение поверхностных и подземных вод и пр.), поэтому необходим комплексный подход к отработке техногенных месторождений, учитывающий не только экономический, но и экологический аспекты.
Оцениваются следующие экологические факторы: 1) экологическое состояние техногенных минеральных образований; 2) влияние геологоразведочных работ, добычи и переработки техногенного минерального сырья на окружающую среду; 3) эколого-экономическая оценка освоения техногенного минерального образования как возможного источника загрязнения окружающей среды. Экономические факторы: 1) количество и качество техногенного минерального сырья; 2) цены на продукцию, получаемую из техногенного минерального сырья; 3) годовой объем переработки техногенного минерального сырья и срок обеспеченности предприятия запасами; 4) капитальные вложения в промышленное освоение техногенного образования; 5) годовые эксплуатационные расходы; 6) годовой объем прибыли, срок окупаемости капитальных вложений, рентабельность, эксплуатационные расходы, прибыль за весь период отработки запасов техногенного минерального сырья; 7) площадь изъятых земель сельского хозяйства под техногенное образование; 8) экономический ущерб от изъятия земель сельского хозяйства и загрязнения окружающей среды. Полная оценка месторождения включает в себя тщательное изучение этих, а также геологических факторов [5, 14].
Комплексным использованием минеральных ресурсов и вопросами техногенного минерального сырья занимались такие ученые как М.И. Агошков, П.В. Березовский, А.В. Иванов, О.С. Краснов, Л.А. Крючкова, Ф.Д. Ларичкин, Б.К. Михайлов, Н.В. Пашкевич, С.Г. Селезнев,
К.Н. Трубецкой, В.В. Чайников и др. В их работах отражены особенности освоения техногенного минерального сырья, описана специфика его образования, основы изучения и оценки потенциала месторождений техногенного характера [7].
На практике организационно-правовой механизм, стимулирующий вовлечение в хозяйственный оборот техногенных минеральных образований с использованием для этого возможных инноваций, а также эффективной поддержки проектов освоения техногенных месторождений с учетом их особенностей и необходимости внедрения новых технологий, до сих пор не создан.
Методика подхода к определению экологического ущерба на начало разработки техногенного месторождения до сих пор окончательно не апробирована. Не все факторы влияния горнопромышленного производства на окружающую среду могут быть количественно измерены или выражены в стоимостной форме (нарушение природного ландшафта, изменение производственной инфраструктуры, социальной среды и другие). Сложность эколого-экономической оценки состоит также в нестабильности экономических параметров, — цен, тарифов, нормативов и других.
По каждому объекту предусматривается: 1) определение суммарного эколо-го-экономического эффекта на весь срок отработки техногенного месторождения; 2) обоснование годовой производительности предприятия; 3) обоснование показателей себестоимости и капитальных вложений; 4) обоснование технологических параметров и методов их оптимизации; 5) обоснование критерия для ранжирования и отбора объектов первоочередного освоения; 6) определение и учет экономического риска [3, 15].
Например, к 2016 г. в РФ скопилось свыше 50 млн т пиритных огарков. Они
образуются при обогащении сульфидного медного, свинцового, цинкового сырья и содержат цветные и редкие металлы, а также токсичные — ртуть, кадмий, мышьяк [4].
Пиритные огарки рассматриваются, как техногенные минеральные ресурсы, складируемые горно-обогатительными и металлургическими предприятиями при переработке пиритного сырья. Необходимо отметить, что содержание пирита в рудах — 60—80%, в хвостах — 90—95%. Можно выделить четыре наиболее крупных хранилища, в которых складированы пиритные огарки (свыше 1 млн т) после производства серной кислоты: ОАО «Аммофос» (г. Череповец) — 12 млн т, АО «Мелеузовские минеральные удобрения» (Республика Башкортостан, г. Мелеуз) — 2,5 млн т, ОАО «Кировградский медеплавильный комбинат» (г. Кировград) — 7 млн т, ПАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (г. Крас-нокаменск) — 4,5 млн т, что составляет 26 млн т. Пиритные огарки с успехом применяются при изготовлении цемента, где сосредоточенное в отходах железо используется для формирования вяжущего алюмоферрита кальция [6].
Вопрос комплексной отработки пи-ритных огарков для извлечения цветных и редких металлов открыт с 1930-го года. Исследования в этой области проводились А.И. Заболоцким, установившим, что данные отходы являются ценным источником металлов и содержат 1,1— 2,1 г/т золота, 20—30 г/т серебра, 0,3—0,4% меди, 0,7—1,0% цинка и 40—50% железа, а в результате их отправки на цементные производства ежегодно утрачивается 0,5 т золота [6].
В настоящее время пиритные огарки рассматриваются в качестве альтернативных ресурсов, переработанное сырье может использоваться для производства строительных материалов.
Существующие способы комплексной переработки пиритных огарков можно условно разделить на две группы — хло-ридные и бесхлоридные. Наиболее перспективными из них являются:
• Хлоридные
а) способ, предусматривающий низкотемпературный хлорирующий обжиг огарка поваренной солью (или хлористым кальцием) и последующее сернокислотное выщелачивание прохлориро-ванного огарка;
б) способ, включающий смешивание огарка с хлористым кальцием, окатывание, сушку и высокотемпературную хлоридовозгонку, улавливание хлоридов цветных металлов и получение высокопрочных окатышей для доменного производства.
• Бесхлоридные
а) способ, предусматривающий плавку пиритных концентратов в нейтральной атмосфере с возгонкой серы, получение троилитового штейна, удаление шлака, грануляцию в воде штейна и его окислительный обжиг;
б) способ, включающий стадии окислительного обжига измельченного пирита с получением SO2 и огарка, магнетизирующего обжига огарка и магнитной сепарации его продуктов;
в) способ переработки пиритных огарков, предусматривающий стадии нагрева огарка в присутствии известковых флюсов и углеродистого восстановителя; последующего расплавления с извлечением летучих компонентов ^п, Pb и др.) в возгоны и железа в чугун [6].
Приведена упрощенная экономическая оценка техногенного месторождения на примере техногенного месторождения пиритных огарков с применением хлоридного способа переработки.
План реализации проекта предусматривает создание в первые 2 года перерабатывающего производства мощностью 50 тыс. т пиритных огарков в год
Этапы работы Время от начала работ, кварталы Затраты, млн руб.
1 2 3 4 5 6 7 8
1. Геолого-технологическое картирование отвалов огарка. Изучение сырья. Разработка технического задания и технико-экономического обоснования инвестиций 20
2. Адаптация технологии, разработка эскизного проекта производства 42
3. Выполнение опытно-конструкторских работ, разработка технического проекта и рабочей конструкторской документации 42
4. Изготовление нестандартного технологического оборудования 150
5. Комплектация стандартным оборудованием 180
6. Выполнение строительных и монтажных работ 20
7. Пусконаладочные работы, сдача производства в эксплуатацию 26
Итого: 480
(см. табл. 1) и переработку отвалов в течение последующих 22-х лет.
Представленные затраты носят ориентировочный характер, они получены методом экспертных оценок и подлежат уточнению на стадии проектирования.
Содержание в отвалах, вероятный выход и стоимость продуктов переработки 50 тыс. т. пиритного огарка со степе-
Таблица 2*
нью извлечения компонентов 95% представлены в табл. 2.
Рассчитанные экономические показатели сведены в табл. 3.
Анализ полученных показателей свидетельствует, что проект переработки пи-ритных огарков является эффективным, поскольку срок окупаемости инвестиций равен 3 года, что ниже среднеотрасле-
№ п/п Товарные продукты Содержание, % или (г/т) Выход, т Цена, USD/т Валовый доход
млн USD млн руб.
1 Золото, г/т 1,8 0,0855 0,508 16,256
2 Серебро, г/т 9 0,225 0,142 4,544
3 Цинк (концентрат) 1,0 475
4 Свинец (концентрат) 0,6 285
5 Медь (концентрат) 0,6 285
6 Fe2O3 (концентрат) 73,4 34 865 18 0,627 20,1
7 Строительный песок 20 9 500 5 0,0475 1,52
Итого: 1,32 42,42
*Примечание: В расчетах использованы справочные цены на металлы, а также курс USD.
№ Показатели Значение
А
1 Валовый доход от переработки 1 т. пиритного огарка 848 руб.
2 Сумма налога на драгоценные металлы (6%), приходящаяся на 1 т переработанного огарка, с учетом того, что 49% дохода обеспечиваются золотом и серебром 281 руб./т
3 НДС при реализации продукции переработки 1 т огарка 909 руб./т
Б
1 Себестоимость переработки 1 т огарков* 1566 руб./т
2 Чистая прибыль от переработки 1 т огарков 1956 руб./т
3 Рентабельность перерабатывающего производства 125%
4 Рентабельность инвестиций в проект (480 млн руб.) при условии полного износа технологического оборудования за 8 лет (в ходе переработки всего имеющегося в отвалах пиритного огарка (1,1 млн т)) 92% годовых из расчета 10 лет осуществления проекта
5 Срок окупаемости инвестиций с момента запуска производства 10 месяцев
6 Срок окупаемости инвестиций с момента запуска производства с учетом 24 месяцев на создание производства 34 месяца
* Примечание: На основании затрат для существующих производств с аналогичными технологическими стадиями разработки себестоимость переработки 1 т огарков можно предварительно оценить ~20% от рыночной цены получаемой продукции. Стоимость сырья (огарков) порядка 500 руб./т. Применяется технология с использованием электрохимического сенсора.
вого, а рентабельность инвестиций по чистой прибыли составляет 92%, что намного превышает среднеотраслевой уровень. Учитывая приближенность оценки затрат, ненадежность десятилетнего прогноза цен на металлы и сложность определения дисконтного множителя в условиях финансового кризиса, дисконтирование денежных потоков при выполнении представленных выше оценок не проводилось. Не учитывался также возврат по НДС и доходы от реализации концентратов меди, цинка и свинца. Оценка величины выгоды, связанной с экологическим ущербом, в связи с недостаточностью данных не проводилась.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В последние годы в России наблюдается заметное увеличение спроса (прежде всего со стороны банков) на аффинированное золото и другие ценные металлы. В связи с этим, а также, учитывая высокую рентабельность перерабатывающего производства, в условиях современной конъюнктуры рынка и кризисной экономики, создание конкурентоспособного технологического комплекса глубокой переработки техногенных ресурсов с максимальным извлечением ценных металлов для растущих потребностей внутреннего и мирового рынка является одной из первостепенных задач российской экономики.
1. Федеральный закон РФ «О недрах» от 21.02.1992 № 2395-1 (действующая редакция от 01.07.2013).
2. Коняев В.П., Крючкова Л.А., Туманова Е.С. Техногенное минеральное сырье России и направление его использования. Информационный сборник. Вып. 1. — М.: АО «Роснедра», 1994.
3. Лисов В. И., Назарова З. М., Рыжова Л. П. и др. Повышение эффективности деятельности геологоразведочных и горных предприятий в современных условиях. — М.: ВНИИгеосистем, 2014.
4. Анисимов В. Н., Булгаков И. С., Кушнаренко В. К. Новый технологический комплекс по переработке отходов обогащения металлосодержащих руд // Горный журнал. — 2007. — № 6.
5. Трубецкой К. Н., Уманец В. Н., Никитин М. Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия // Горный журнал. — 1989. — № 12.
6. Заболоцкий А. И. Практика и перспектива извлечения металлов из отходов сернокислотных производств — пиритных огарков / Материалы Всероссийской конференции «Проблемы рационального использования отходов горнодобывающих производств». — М.: СФ РФ — maxconference, 2013.
7. Рыжова Л. П., Носова Е. В. К вопросу эффективности отработки техногенных месторождений рудных полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 8. — С. 49—55.
8. Кружкова Г. В., Костюхин Ю. Ю. Методические вопросы совершенствования конкурентной стратегии обеспечения сырьем предприятия вторичной металлургии драгоценных металлов // Экономика в промышленности. — 2014. — № 1. — С. 74—79.
9. Савон Д.Ю., Тибилов Д.П. Управление инвестиционной деятельностью предприятия в области охраны окружающей среды и экологической безопасности на отходообразующих производствах угольной отрасли // Горный журнал. — 2014. — № 12. — С. 31—35.
10. Савон Д. Ю. Совершенствование процесса экологизации территорий нарушенных угледобычей в Восточном Донбассе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S1. — С. 167—176.
11. Савон Д. Ю., Абрамова М. А. Применение инновационных методов ресурсосбережения при переработке и утилизации отходов в производственной сфере // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 8. — С. 280—288.
12. Савон Д. Ю. Снижение уровня загрязнения окружающей среды при повышении качества угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № S1. — С. 145—153.
13. Skufina Т.P., Samarina V.P., Krachunov H., Savon D.Y. Problems of Russia's arctic development in the context of optimization of the mineral raw materials complex use // Eurasian mining, 2015. — № 2 (24). — С. 18—21.
14. www.itar-tass.com, декабрь 2015.
15. www.mining-enc.ru/, декабрь 2015. ti^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Рыжова Людмила Павловна — кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник,
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ-РГГУ), Носова Екатерина Васильевна — аспирантка, e-mail: [email protected],
Институт экономико-правовых основ недропользования, МГРИ-РГГУ.
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 9, pp. 79-85.
UDC 622.271.45/48:330.122
L.P. Ryzhova, E.V. Nosova
ECO-ECONOMIC EFFICIENCY OF METAL MINE WASTE MANAGEMENT
One of the most pressing problems in the steel industry today is the problem of technogenous deposits mining. This article clarifies some features of technogenous ore mineral deposits mining, it has a review of economic and ecological factors that haves a strong influence on the efficiency of such deposits mining. It is analyzed a scientific experience of the leading Russian researchers in this area. It is given the most significant provisions of the methodology of ecological-economic assessment of efficiency of technogenious deposits mining. It is specified the relative characteristic of pyrite
calcines technogenious deposits, selected the areas of their storage, the content of useful components in the tailings, possibilities of their assimilation, probable difficulties with it's processing. The article discusses the existing methods for processing such materials, it is given it's description. It is assessed a simplified ecological-economic evaluation of the processing production, using chloride technology, on the example of pyrite calcines technogenous deposit. It is evaluated the profitability of the processing production.
According to the authors, an integrated approach to processing of the mine wastes, specifically, pyrite calcines, also development of organizational and law mechanism, which stimulates the involvement of technogenic mineral formations to the economic turnover using to this possible innovation, effective support for the development of technogenic deposits, considerating to their features, can helps greatly to expand the base metals mineral resource base and to reduce the increasing deleterious effect of mine wastes on the environment.
Today, more and more attention is paid to working out of the secondary minerals — the so-called man-made deposits, presented in the form of mining waste and the processing of minerals. Volumes of mining waste currently make up about 60 billion tonnes of their share in the structure of industrial waste — 90%.
Key words: technogenous ore mineral deposits, efficiency of mineral deposits mining, pyrite calcines, features, ecology-economic evaluation, profitability of the processing manufacturing.
DOI: 10.25018/0236-1493-2017-9-0-79-85
AUTHORS
Ryzhova L.P.1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Senior Researcher, Nosova E.V.1, Graduate Student, e-mail: [email protected], 1 Russian State Geological Prospecting University named after Sergo Ordzhonikidze (MGRI-RSGPU), 117997, Moscow, Russia.
REFERENCES
1. Federal'nyy zakon RF «O nedrakh» ot 21.02.1992 № 2395-1 (deystvuyushchaya redaktsiya ot 01.07.2013) (RF Federal Law on Subsoil No. 2395-1 as of February 21, 1992).
2. Konyaev V. P., Kryuchkova L. A., Tumanova E. S. Tekhnogennoe mineral'noe syr'e Rossii i naprav-lenie ego ispol'zovaniya. Informatsionnyy sbornik. Vyp. 1 (Mine waste materials and their utilization trends in Russia. Information booklet, issue 1), Moscow, AO «Rosnedra», 1994.
3. Lisov V. I., Nazarova Z. M., Ryzhova L. P. Povyshenie effektivnosti deyatel'nosti geologorazvedoch-nykh i gornykh predpriyatiy v sovremennykh usloviyakh (Effectivization of exploration and mining performance under modern conditions), Moscow, VNIIgeosistem, 2014.
4. Anisimov V. N., Bulgakov I. S., Kushnarenko V. K. Gornyy zhurnal. 2007, no 6.
5. Trubetskoy K. N., Umanets V. N., Nikitin M. B. Gornyy zhurnal. 1989, no 12.
6. Zabolotskiy A. I. Materialy Vserossiyskoy konferentsii «Problemy ratsional'nogo ispol'zovaniya otkhodov gornodobyvayushchikh proizvodstv» (Problems of Efficient Use of Mine Waste: All-Russian Conference Proceedings), Moscow, SF RF maxconference, 2013.
7. Ryzhova L. P., Nosova E. V. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no 8, pp. 49—55.
8. Kruzhkova G. V., Kostyukhin Yu. Yu. Ekonomika v promyshlennosti. 2014, no 1, pp. 74—79.
9. Savon D. Yu., Tibilov D. P. Gornyy zhurnal. 2014, no 12, pp. 31—35.
10. Savon D. Yu. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no S1, pp. 167—176.
11. Savon D. Yu., Abramova M. A. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no 8, pp. 280—288.
12. Savon D. Yu. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2016, no S1, pp. 145—153.
13. Skufina T. P., Samarina V. P., Krachunov H., Savon D. Y. Problems of Russia's arctic development in the context of optimization of the mineral raw materials complex use. Eurasian mining, 2015, no 2 (24), pp. 18—21.
14. www.itar-tass.com, December 2015.
15. www.mining-enc.ru/, December 2015.
