CC BY
247
--------------------------------------- © В.В. Никифоров, В.Я. Хроленко,
А.П Литвиненко, В.С. Примак,
А.Т. Фуреев, И.И. Ручкин, 2009
УДК 553.32 (571.51)
В.В. Никифоров, В.Я. Хроленко, А.П. Литвиненко,
В. С. Примак, А. Т. Фуреев, И.И. Ручкин
ПЕРСПЕКТИВЫ ВОВЛЕЧЕНИЯ В ПЕРЕРАБОТКУ УСИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦЕВЫХ РУД
Приведены планы и дано описание практических шагов по вовлечению в отработку Усинского месторождения марганцевых руд.
Ключевые слова: технологические схемы добычи марганцевых руд, Усинское месторождение, открытая разработка, подземная добыча, окисленные и карбонатные руды.
V. V. Nikifirov, V. Y. Hrolenko,
A. P. Litvinenko
THE PERSPECTIVES OF INVOL VEMENT OF THE MANGANESE ORE IN THE REPROCESSING AT THE USINSKOEDEPOSIT
The plans are presented; the description of the practical steps or involvement of the manganese ore in the reprocessing at the Usinskoe deposit is given
Key words: technological schemes of manganese ore mining, Usinskoe deposit, open-cut mining, underground mining, oxide ores, carbonate ores.
Усинское месторождение марганцевых руд было открыто в 1939 г. Радугиным К.В. и расположено на территории Междуреченского района Кемеровской области Российской Федерации.
По компактному расположению рудной залежи Усинское месторождение является уникальным, а по утвержденным ГКЗ запасам (98,5 млн. тонн) - самым крупным месторождением марганцевого сырья в России.
До настоящего времени Усинское месторождение не разрабатывалось по причинам преимущественных запасов в нем карбонатных руд (около 94%) с высоким соотношением фосфора к марганцу (P/Mn
Семинар № 25
>0,01), неблагоприятных для производства ферросплавов на основе марганца, где этот показатель желательно иметь на уровне не более, чем 0,0055. Кроме того, месторождение расположено в труднодоступной гористой местности, что с учетом природно-климатических условий г. Междуреченска также негативно сказывалось на вовлечении его в переработку.
В условиях кооперативных поставок сырья по регионам в бывшем СССР Мин-чермет развивал более богатые марганцевые месторождения на Украине, в Грузии и Казахстане.
С распадом Союза Российская Федерация осталась практически без действующих мощностей по добыче и переработке марганцевого сырья и вынуждена закупать марганцевую руду и ферросплавы на основе марганца по импорту на Украине, в Казахстане и странах дальнего зарубежья.
По Усинскому месторождению выполнены многочисленные поисковооценочные, геологоразведочные работы, исследования вещественного состава и металлургической оценки, в которых были задействованы институты «Уралмеха-нобр», «Механобрчермет», ЦНИИчермет, ВИМС, Центрогипроруда, Сибирский ме-
таллургический институт, УкрНИИспец-сталь, Гипросталь, и другие.
ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» специально создано для освоения Усинского месторождения, названо по одной из ближайших рек
- Чек-Су, что в переводе с татарского языка на русский означает «исходящая вода». Со времени получения лицензии КЕМ 13182 ТЭ от 06.06.2005 г. ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» выполняет все условия лицензионного соглашения, а по отдельным позициям даже опережает установленные сроки. Проект «Строительство Усинского ГОКа» имеет отличительную особенность от действующих в РФ и странах СНГ гор-но-обога-тительных комбинатов: в его состав, кроме объектов по добыче и обогащению марганцевого сырья, входит также завод по производству ферросплавов на основе марганца.
По технологическим схемам добычи марганцевых руд предусматривается отработка Усинского месторождения двумя очередями.
1-я очередь - открытая разработка осуществляется двумя карьерами, расположенными на обоих берегах реки Уса -Левобережным и Правобережным, с применением буровзрывных работ (БВР). Средний коэффициент вскрыши при открытой добыче марганцевых руд Усин-ского месторождения составляет от 1,3 до 1,5 м3 на 1 т добываемой руды. Для сравнения по действующим карьерам Никопольского марганцевого бассейна на Украине он колеблется от14 до 30 м3 на 1 т руды. Взорванная горная масса будет отгружаться экскаваторами с емкостью ковша от 2,5 до 4 м3 в автосамосвалы грузоподъемностью до 30 т и направляться: руда - на дробильно-обогати-тельную фабрику (ДОФ), вскрыша - на внешний отвал.
2-я очередь - подземная добыча марганцевых руд с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью на ос-
нове цемента и вскрышных пород карьеров. Вскрытие - вертикальными стволами. В первую очередь отрабатывается Левобережный участок, затем - Правобережный, транспортное оборудование самоходное. Добываемая руда из шахты подается на ДОФ.
Окисленные и карбонатные руды намечено перерабатывать на ДОФ с унифицированной технологией и оборудованием. Концентраты обогащения окисленных и карбонатных руд грузятся в автотранспорт и направляются на перегрузочный терминал железнодорожной станции Ту-им в Ширинском районе Республики Хакасия, где перегружаются на железнодорожный транспорт и вывозятся на ферросплавный завод. ДОФ будет расположена вблизи от карьеров для минимизации затрат по перевозкам руды и отходов переработки.
В 2006 г. институты ОАО «Уралги-проруда» и ОАО «Уралмеханобр» (г. Екатеринбург) с участием других организаций выполнили «Технико-эко-номическое обоснование постоянных разведочных кондиций для подсчета запасов марганцевых руд Усинского месторождения в Кемеровской области». В декабре 2006 г. материалы по этой работе переданы в ГКЗ МПР РФ для рассмотрения и утверждения. По ТЭО кондиций предусматривается выплавка 150 тыс. т в год ферросплавов на основе марганца.
За основу технологических схем обогащения в вышеуказанном ТЭО кондиций, 2006 г., были приняты разработанные в 2003 г. ВИМСом два технологических регламента обогащения окисленных и карбонатных руд Усинского месторождения. В процессе разработки ТЭО кондиций «Уралмеханобром» по предложениям заказчика ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» были внесены следующие существенные изменения в схемы обогащения по сравнению с регламентами ВИМСа:
- крупность дробления руды снижена с 200,0 до 100,0 мм;
- радиометрическая сепарация (РРС) для окисленных руд заменена промывкой;
- исключены операции глубокого до-обогащения промпродуктов переработки карбонатных руд крупностью -20мм и химического обесфосфоривания низкосортных и высокофосфористых окисленных марганцевых концентратов как капиталоемкие и высокозатратные;
- введена единая шкала классификации для окисленных и карбонатных концентратов: кусковых, крупностью +10 мм для прямой плавки и агломерационных концентратов (-10 мм) для их декарбонизации и оку-скования агломерацией перед выплавкой ферросплавов.
Такая корректировка схем обогащения обусловливалась, прежде всего, экономическими соображениями, а также ограниченными возможностями размещения дробильно-обогатительной фабрики (ДОФ) Усинского ГОКа в гористой местности и природно-климатическими условиями региона.
По принятым в ТЭО кондиций схемам обогащения качество промпродуктов переработки карбонатных руд не соответствовало требованиям технических условий (ТУ) на аналогичные товарные марганцевые концентраты Никопольского бассейна и Казахстана.
Для повышения эффективности проекта «Строительство Усинского ГОКа» в выполнены следующие основные работы, рекомендуемые в качестве исходных данных, в задании на выполнение в I полугодии 2007 г. Обоснования инвестиций проекта:
1. Произведен сравнительный анализ основных технологических показателей за 2004-2006 гг. по действующим (Никопольский арганцевый бассейн, Украина) и проектируемым марганцеворудным обогатительным и агломерационным
фабрикам Порожинского и Усинского месторождений Российской Федерации (таблица 1 прилагается).
2. Рассмотрены выполненные институтами ОАО «Уралгипроруда» и ОАО «Уралмеханобр» «ТЭО постоянных разведочных кондиций для подсчета запасов марганцевых руд Усинского месторождения в Кемеровской области» с составлением отзывов с замечаниями, дополнениями и предложениями по их корректировке и рекомендациями для последующих стадий проектирования.
3. Предложены технологические схемы обогащения окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения, приведенные на рисунках 1 и 2, в которых по сравнению с ТЭО кондиций, 2006 г., внесены следующие существенные изменения:
3.1. Повышена глубина обогащения дробленных карбонатных руд за счет применения радиометрической сепарации для класса -20+10 мм.
3.2. Расширена шкала классификации окисленных и карбонатных руд с -10 мм на -10 +4 мм и -4 мм, для повышения качества которых применена отсадка. Предложено ввести контрольное грохочение по классам 10 и 4 мм на мытой руде и сливе промывки окисленной руды для повышения качества кусковых (+10 мм) концентратов и агломерационных крупностью -10 +4 мм и -4 мм за счет раздельной отсадки классов -10 мм.
3.3. Введена операция контрольной фильтрации технической воды оборотного водоснабжения ДОФ для улучшения ее очистки и качества продуктов обогащения.
Увеличено время работы ДОФ с 180 до 300 дней в году, коэффициент использования оборудования
364
Таблица 1
Сравнительный анализ основных технологических показателей за 2004-2006 гг.
по действующим (Никопольский бассейн, Украина) и проектируемым марганцеворудным обогатительным и агломерационным фабрикам (Порожинского и Усинского месторождений РФ)
Наименование месторождения горнообогатительного комбината (ГОКа) и обогатительной фабрики Исходная руда Суммарный концентрат Хвосты обогащения
Содержание Мп, % (а) Степень концент- рации р/а Содер- жание Мп (в) Выход (сухой) Извле- чение Мп Степень утилизации руды 0/а Содержание Мп (0) Выход сухой Извле- чение Мп
% % % % % %
Никополь-Марганцевый бассейн (в среднем за 3 года с 2004 по 2006 гг.)
ОАО «Марганецкий ГОК» Грушевская обогатительная фабрика (ГОФ) (смешанная окисно-карбонатная руда) 25,27 1,43 36,27 48,03 68,93 0,59 15,10 51,97 31,07
ОАО «Орджоникидзевский ГОК» Чкаловская обогатительная фабрика (ЧОФ) (окисная руда) 22,82 1,67 38,30 39,61 66,47 0,55 12,67 60,39 33,53
Александровская обогатительная фабрика (АОФ) (карбонатная руда) 15,15 1,88 28,50 35,37 66,53 0,51 7,84 64,63 33,47
Богдановская агломерационная фабрика (агломерация окисных с ЧОФ и карбонатных с АОФ концентратов) 33,9 1,18 40,0 81,4 96,05 0,212 7,2 18,6 3,95
Порожинское месторождение (ТЭО кондиций)
Обогащение малофосфористых руд (с Р=0Д2) Вариант I 19,24 2,08 40,19 36,62 76,49 0,37 7,13 63,38 23,51
Вариант II 19,24 2,08 40,05 37,29 77,62 0,35 6,86 62,71 22,38
Вариант III 19,24 2,15 41,50 29,99 63,95 0,51 9,90 70,01 36,05
Обогащение высокофосфористых руд 19,38 2,09 40,65 34,64 72,65 0,41 8,10 65,36 27,35
(Р=0,77)
Усинское месторождение
По регламентам ВИМСа, 2003 г.
- окисленная руда (без химического обогащения); 25,50 1,59 40,77 43,11 68,92 0,55 13,93 56,89 31,08
365
- карбонатная руда (без дообогащения пром-продуктов). 18,47 1,41 26,08 34,87 49,24 0,77 14,39 65,13 50,76
По ТЭО кондиций 2006 г. - карьерная добы-
ча (борт - 10%Мп)
150 тыс.тонн ферросплавов в год.
Обогащение окисленных руд. 24,37 1,40 34,12 62,60 87,63 0,33 8,06 37,40 12,37
Обогащение карбонатных руд. 19,23 1,26 24,32 70,40 89,02 0,37 7,13 29,60 10,98
Агломерация окисленных аглоконцентратов 32,29 1,08 35,03 84,03 91,16 0,55 17,87 15,97 8,84
(-10мм).
Агломерация карбонатных аглоконцентратов 18,84 1,20 22,62 74,07 88,93 0,42 8,04 25,93 11,07
(-10мм).
Исходные данные для Обоснование инве-
стиций на производство 250 тыс. тонн фер-
росплавов.
Обогащение окисленных руд. 24,37 1,43 34,84 52,46 75,0 0,526 12,82 47,54 25,0
Обогащение карбонатных руд. 19,23 1,41 27,13 56,0 79,0 0,51 9,18 44,0 21,0
Агломерация окисленных аглоконцентратов 34,2 1,10 37,62 89,09 98,0 0,319 3,19 10,91 2,0
(-10мм).
Агломерация карбонатных аглоконцентратов 25,49 1,342 34,2 73,04 98,0 0,074 1,89 26,96 2,0
(-10мм).
Таблица 2
Основные показатели повышения эффективности проекта «Строительство Усинского ГОКа» по производству марганцевых концентратов и ферросплавов на основе марганца (по стадиям проектирования)
№ п/п Наименование показателей по проектам (годовые) Ед.изм. ТЭО Кондиций 2006 Исходные данные для обоснования инвестиций Прирост, снижение со знаком (-)
1 3 6 Объем производства ферросплавов на основе марганца. Сухой вес, тыс.т 150,0 250,0 100,0
366
Продолжение таблицы 2
2 Переработка руды, всего: 770,0 1321,0 551,0
в том числе тыс. т
- окисленной 153,0 215,0 62,0
- карбонатной 617,0 1106,0 489,0
3 Массовая доля марганца в руде:
- окисленной % 24,37 24,37 -
-карбонатной 19,23 19,23 -
4 Режим работы ДОФ часов 4320 7200 2880
5 Среднегодовая часовая производительность ДОФ т/час 178,2 183,5 5,3
6 Степень концентрации руд: - окисленных доли 1,40 1,43 0,03
- карбонатных ед. 1,26 1,41 0,15
7 Массовая доля Мп в концентратах:
- из окисленных руд % 34,12 34,84 0,72
- из карбонатных руд 24,32 27,13 2,81
- в суммарном 26,28 28,36 2,08
8 Степень утилизации руд: доли ед.
- окисленных - карбонатных 0,33 0,37 0,526 0,510 0,19 0,14
9 Массовая доля Мп в хвостах:
- окисленных руд % 8,06 12,82 4,76
- карбонатных руд 7,13 9,18 2,05
- среднегодовая в целом на ДОФ 7,28 9,78 2,50
10 Массовая доля Мп в агломерате:
- из окисленных руд % 35,03 37,62 2,59
- из карбонатных руд 22,62 34,20 11,58
11 Расход аглоконцентратов (-10 мм) на 1 тонну агломерата:
- из окисленных руд т/т 1,186 1,120 - 0,066
- из карбонатных руд 1,350 1,360 0,010
12 Среднегодовой расход руды для производства 1 тонны ферросплавов 5,133 5,284 0,151
367
Технологическая схема
обогащения окисленных руд Усинского месторождения (для Обоснования инвестиций в Усинский ГОК)
Рис. 1
Рис. 2
(КИО) за счет перераспределения объемов переработки дефицитных по запасам окисленных руд в первые 20 лет эксплуатации Усинского ГОКа. При возросших по ОИ в 1,7 раза годовых объемах переработки руды, часовая производительность ДОФ при годовом режиме работы в 7200 часов (против 4320 часов по ТЭО кондиций) возросла всего на 3%. Это позволит обеспечить возросшую переработку руд без дополнительных капитальных затрат при строительстве ДОФ и их снижение за счет уменьшения объемов складирования руд и концентратов, транспортных коммуникаций, перегрузок и других мероприятий.
4. Подготовлены рекомендации по применению при обосновании инвестиций и техпроекта преимущественно се-рийно-изготовляемого на российских машзаводах технологически более эффективного оборудования и менее дорогостоящего по сравнению с рекомендуемыми в ТЭО кондиций. Предложено заменить неэффективные для дробления марганцевых руд щековые дробилки на двухвалковые зубчатые ДДЗ 1500х1200 с разным числом оборотов валков для улучшения раскрытия рудных минералов и их последующего обогащения.
Основные показатели повышения эффективности проекта «Строительство Усинского ГОКа» по ТЭО кондиций, 2006 г., и в по исходным данным для выполнения ОИ приведены в табл. 2.
В соответствии с условиями соглашения к лицензии КЕМ 13182 ТЭ ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» после окончания ОИ и проектных работ в 2007 г. намечено начать реализацию проекта «Строительство Усинского ГОКа» с его выходом на про-
ектную мощность через 6 лет от начала строительства.
Основными потребителями намеченного на Усинском ГОКе производства ферросплавов на основе марганца могут быть металлургические предприятия «Евраз Групп», в том числе в Кемеровской области - Западно-Сибирс-кий и Новокузнецкий, а также Нижнетагильский, Магнитогорский, Челябинский и другие.
По вопросам вовлечения в переработку Усинского месторождения марганцевых руд и перспективам развития Усин-ского горно-обогатитель-ного комбината руководством и специалистами ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» проведены в октябре-декабре 2006 г. с участием жителей и представителей общественных организаций г. Междуреченск «Круглый стол», «Неделя открытых дверей», в 2007 г. намечено обсуждение выполняемой «Урал-гипрорудой» и «Уралмеханобром» «Оценки воздействия Усинского ГОКа на окружающую среду» (ОВОС), опубликованы многочисленные материалы в местной прессе г. Междуреченск и других изданиях.
Руководство и специалисты ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК», институтов «Уралгипро-руда», «Уралмеханобр» и других организации проводят последовательную политику по выполнению проектных и других работ, обеспечивающих своевременное выполнение условий соглашения к лицензии КЕМ 13182 ТЭ от 06.06.2005 г. на вовлечение в переработку марганцевых руд Усинского месторождения в Кемеровской области и твердо убеждены в том, что
«Российскому Усинскому марганцу -Быть!»ЕШ
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Никифоров В.В., Хроленко В.Я., Литвиненко А.П. - ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК», ПримакВ.С. - ОАО Институт «Уралгипроруда», ruda@mail.utnet.ru ФуреевА.Т., РучкинИ.И. - ОАО«Уралмеханобр», umr@umbr.ru
