Технико-экономическая оценка технологий освоения техногенных россыпей Дальнего Востока Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© И.А. Краденых, Г.П. Пономарчук, 2005

УДК 622. 271. 4 (571.56)

И.А. Краденых, Г.П. Пономарчук

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Золотодобывающая промышленность России является народнохозяйственным комплексом, обеспечивающим потребности отечественной промышленности в драгоценных металлах и пополнение золотовалютных резервов страны. Проводимые в последнее десятилетие социально-экономи-ческие преобразования и общий кризис хозяйства в полной мере затронули эту отрасль. Вместе с тем необходимо отметить что, несмотря на некоторое снижение объемов производства, золотодобывающая промышленность остается одной из немногих отраслей экономики, сохранивших свои позиции. Золотодобыча относится к базовым отраслям промышленности, определяющим экономический потенциал, как отдельных регионов, так и Российской Федерации в целом.

Исторически сложилось так, что на территории Дальневосточного региона 85-90 % золота добывалось из россыпных месторождений, при освоении которых неизбежно возникали техногенные месторождения. Прогнозные техногенные ресурсы сосредоточены в россыпных месторождениях, отработанных открытым гидромеханизированным способом (50 %) и в россыпях, отработанных первично дражным способом (45 %). Постепенное истощение запасов природных россыпей и развитие технических средств переработки и обогащения золотосодержащих песков предопределяют необходимость вовлечения в эксплуатацию новых сырьевых источников, в частности техногенных россыпей, содержащих мелкое и тонкое золото [1].

Объемы техногенных запасов на территории Дальнего Востока составляют десятки миллиардов кубических метров с содержанием золота от 100 мг/м3 и выше. Определенному временному периоду присущи свои способы и технологии разработки россыпей.

В зависимости от длительности эксплуатации россыпей в пределах каждого региона имеются характерные особенности техногенных запасов, на которые накладывают отпечаток значительные различия, обусловленные целым рядом факторов, таких как геологические, литодинамические, морфоструктурные, климатические и др.

Техногенные россыпи, независимо от первичного способа отработки, характеризуются рядом факторов, которые способствуют их эффективному освоению. Поскольку такие россыпи ранее эксплуатировались и представляют собой вторичные образования, они территориально расположены в уже освоенных районах, и их разработка, как правило, связана с восстановлением и совершенствованием ранее действующей инфраструктуры (жилья, ремонтных баз, транспорта, связи, энергообеспечения, социальной сферы) [2].

Низкое качество перерабатываемого минерального сырья техногенных образований не позволяет эффективно применять технологии и оборудование, используемые при разработке природных (геогенных) россыпей, поэтому необходим поиск и обоснование новых технологических решений.

Экономическая ситуация, сложившаяся в последние годы, заставляет предприятия искать новые нетрадиционные технологии переработки россыпей, позволяющие сохранить и увеличить добычу драгметаллов. Наиболее перспективными представляются техногенные месторождения действующих горнодобывающих предприятий, хотя они и уступают по качеству более богатым месторождениям, находящимся в пределах золотороссыпных узлов с разрушенной инфраструктурой, разработка которых закончилась в начале60-х годов (Сутарский, Агние-Афанасьевский и др.).

Наиболее актуальные технологические задачи эффективного освоения техногенных россыпных месторождений ставятся при промывке и обогащении песков. Все промывочные установки и комплексы имеют ряд общих недостатков:

- неэффективно извлекается золото мелких и тонких фракций, причем потери могут достигать 30-60 процентов;

- плохое качество процесса дезинтеграции высокоглинистых песков способствует увеличению потерь металла;

- существенное отклонение параметров процесса обогащения от оптимальных значений, что также негативно влияет на эффективность извлечения металла.

Этими недостатками обладают все применяемые в регионе промывочные приборы (ПГШ-11-50, приборы скрубберного типа, дражные обогатительные комплексы на основе шлюзовой или отсадочной технологий и др.), промывающие пески, содержащие мелкие и тонкие фракции металла. Существенное отклонение параметров обогатительных процессов от оптимальных значений приводит к технологическим потерям частиц золота средних и крупных фракций. Низкое содержание золота в техногенных запасах россыпей и наличие рыхлых отложений с нарушенными прочностными связями создают условия для применения выемочного и обогатительного оборудования высокой единичной мощности.

Решение проблемы эффективного освоения техногенных россыпей должно осуществляться по нескольким направлениям:

- совершенствование процессов и технологий выемки продуктивной горной массы. В этом направлении перспективным является применение земснарядной технологии, особенно на разработке техногенных россыпей, и гидромеханизации на основе комплексного использования напорных и безнапорных потоков воды;

- более глубокая подготовка песков россыпных месторождений всех генетических типов (в том числе переработка эфельных хвостов промывки на традиционных промприборах), с целью обеспечения оптимальных режимов процесса обогащения;

- обоснование и применение развитых технологических схем обогащения с помощью нового оборудования, позволяющего обеспечить полноту извлечения ценных компонентов [3].

В Институте горного дела ДВО РАН проведен комплекс научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по созданию технологических схем и более эффективного оборудования. Целью данной работы является технико-экономическое обоснование способов переработки природно-техногенных россыпей золота открытым (раздельным) способом на основе базового и дополнительного оборудования.

Для технико-экономической оценки открытого способа разработки за базовую технологию нами принят наиболее распространенный на добыче золота промывочный прибор ПГШ-50 (гидравлический, шлюзовой) с часовой производительностью 50 м3/ч.

После вскрыши торфов и оттайки горной массы бульдозер подает пески на гидровашгерд, где производится их размыв, дезинтеграция и грохочение. Крупная фракция удаляется в галечный отвал

бульдозером, а подрешетный материал попадает в приемный бункер, откуда гидроэлеватором подается на шлюзы глубокого наполнения (ШГН), и далее, после грохочения по классу крупности 10 мм, обогащается на шлюзах мелкого наполнения (ШМН). Хвосты обогащения самотеком поступают в эфельный отвал. Снимаемый вручную один раз в сутки концентрат шлюзов доводится на ШОУ.

Второй рассматриваемый вариант технологии отличается от базового комплекса ПГШ-50 включением в технологический процесс центробежного концентратора (комплекс ПГШ-50 + ЦБК), за счет которого производится дополнительное грохочение хвостов промывки песков на основных шлюзах по классу крупности - 4 мм. Для грохочения используют шпальтовые сита, устанавливаемые в конце шлюзов мелкого наполнения. После сгущения в бункере - обезвоживателе пески подвергают обогащению в центробежном концентраторе Кпе^оп -30’, работающем на очищенной от органических включений воде. Получаемый концентрат доводится в ШОУ.

Третьим вариантом оборудования, обеспечивающего усовершенствованную технологию промывки и переработки песков является комплекс «ГГ + СПК», который включает следующее оборудование и аппараты (рис. 1):

- гидрогрохот ГГ-50 конструкции ОКБ ИГД ДВО РАН;

- спирально-пластинчатый концентратор СПК ИГД ДВО РАН;

- сепаратор СЦ-1 и концентратор ЦВК-100;

- доводочный комплект МКТС (ОАО «Грант»).

После дезинтеграции и грохочения по классу - 60 мм, пески гидроэлеватором подаются в питающий бункер гидрогрохота ГГ-50 (часовая производительность 50 м3/ч), минусовой продукт которого (- 5 мм) поступает на спирально-пластинчатый концентратор СПК-30. Далее сгущенный материал обогащается в центробежном сепараторе СЦ-1. Концентрат СЦ-1 подвергается перечистке в центробежном концентраторе ЦВК-100 и доводится на комплексе МКТС с использованием магнитно-жидкостной сепарации.

Схема технологической переработки и обогащения техногенных песков с применением гидрогрохота ГГ-50

Комплекс «ГГ + СПК» оснащен более совершенным классифицирующим, обогатительным и доводочным оборудованием, что обеспечивает данной технологии самую высокую степень извлечения золота.

Эффективность производства оценивается критерием - максимумом суммарной дисконтированной прибыли за рассматриваемый период времени, или в современной терминологии - интегральным эффектом.

При помощи моделей низшего уровня рассчитаны техникоэкономические показатели работы технологического оборудования, в том числе себестоимость продукции и капитальные вложения для всех исследуемых вариантов [4, 5]. На основе сравнения капитальных и эксплуатационных затрат определяется наиболее экономически целесообразная технологическая схема.

Исходные данные и результаты технико-экономических расчетов технологий открытого способа разработки россыпных месторождений представлены в таблице.

В состав капиталовложений включаются затраты на строительно-монтажные работы и оборудование, формирование оборотных средств. В эксплуатационные затраты входят прямые затраты на добычу, транспорт, обогащение и переработку продуктивной горной массы, получение товарной продукции с учетом системы налогов и платежей за использование недр, на возмещение ущерба землепользователю, охрану поверхности и сооружений от вредного влияния горных работ, на водоохранные мероприятия, развитие промышленной инфраструктуры.

Сравнение вариантов технологий открытого способа разработки показывает, что наиболее высокая себестоимость добычи металла, равная 203,9 руб/г, получена при использовании прибора ПГШ-50 в базовом исполнении.

Предлагаемые технологические варианты являются более предпочтительными по отношению к базовой технологии. Так за счет более высокого уровня добычи золота и полноты извлечения металла, добыча увеличивается более чем на 20 кг при этом происходит снижение эксплуатационных затрат.

Расчеты показывают, что наиболее выгодным является третий вариант технологии для открытого способа, обеспечивающий уровень дисконтированного дохода в сумме 72,4 млн. руб., что в 1,7 раза выше базового варианта.

Технико-экономические показатели разработки россыпных

месторождений открытым способом с использованием различного технологического оборудования

Показатели ПГШ-50 ПГШ-50 и Гидровашгерд,

(базовый) ЦБК ГГ-50, СПК-30 и др.

Производительность, м3/ч 50 50 50

Объем промывки песков, тыс. м3 140 140 140

Объем вскрышных работ, тыс. м3 200 200 200

Объем горно-

подготовительных работ, 30 30 30

тыс. м3

Содержание золота на пласт, г/м3 0,8 0,8 0,8

Число дней работы, сутки 160 160 160

Коэффициент извлечения 0,6 0,8 0,8

золота

Себестоимость добычи, 203,9 172,1 142,2

руб/г

Добыча металла, кг 67,2 89,6 89,6

Товарная продукция, 26880 35840 35840

тыс. руб.

Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/ м3 3,45 3,51 3,59

Внутренняя норма доходно- 12,5 13,6 11,2

сти (ШЛ)

Чистый дисконтированный 41587 64615 72433

доход (КРУ), тыс. руб.

Выводы

1. Применение более совершенного оборудования обеспечивает повышение эффективности открытого способа добычи, способствует росту и интенсивности горных работ, их удешевлению, увеличению извлечения ценного компонента, уменьшению отрицательного воздействия горно-обогати-тельного производства на окружающую природную среду.

2. Для вывода предприятий и старательских артелей на современный технологический уровень необходимо техническое перевооружение золотодобывающей отрасли Хабаровского края, что обеспечит высокий экономический эффект при сравнительно небольших капитальных вложениях.

3. Рентабельное освоение техногенных россыпных месторождений возможно при условии совершенствования технологии переработки песков и методов извлечения мелкого и тонкого золота.

--------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мамаев Ю.А. Рациональное освоение техногенных россыпей золота в Дальневосточном регионе // Открытые горные работы,2000, № 1. С. 38-43.

2. Крупномасштабное и комплексное освоение природных и техногенных россыпных месторождений Дальнего Востока // Добыча золота. Проблемы и перспективы.: Докл. научн.-практ. семин. 25-27 сентября 1997. / Мамаев Ю.А., Лит-винцев В.С., Ван-Ван-Е А.П., Шевелева Е.А., Пельцман И.С., Пономарчук Г.П., Корнеева С.И. / Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 1997. С. 53-56.

3 Создание научных основ эффективных технологий и технических средств освоения россыпных место-рождений, включая техногенные // Отчет по НИР ГУ ИГД ДВО РАН, ГР № 01910003370 / Мамаев Ю.А., Литвинцев В.С., Шевелева Е.А., Пономарчук Г.П. и др. г. Хабаровск, 1996. С.290

4. Единые нормы выработки и времени на разработку россыпных месторождений открытым способом. Магадан, 1991. С.250.

5. Сборник норм расхода материальных ресурсов. МЦМ СССР. Магадан,

1983.

— Коротко об авторах --------------------------------------------

Краденых И.А. - младший научный сотрудник,

Пономарчук Г.П. - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,

Институт горного дела ДВО РАН.