» » Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений

Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений

07.08.2016

Руды Садонской группы месторождений с неравномерным распределением минералов, прорастаниями, замещениями и микротрещинами наследственных деформаций представляют собой благоприятную среду для реализации на практике теоретических положений выщелачивания. В качестве основного варианта технологии в условиях доработки месторождения может быть рациональным выщелачивание потерянных рудосодержащих материалов в камерах (рис. 10.6).
Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений
Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений
Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений

Для выщелачивания локальных участков целесообразен вариант одиночных блоков (рис. 10.7).
В качестве основного варианта выщелачивания металлов может использоваться вариант сплошного магазинирования (рис. 10.8).
Специальные способы разработки являются альтернативой традиционным технологиям в условиях рынка. Технология выщелачивания металла из металлосодержащих минералов является экологически корректной и обеспечивает восстановление естественного равновесия на отработанном месторождении. Технология экономически эффективна при доработке забалансовых и потерянных руд месторождений, хотя и характеризуется сравнительно долгими сроками получения металлов. Рациональное управление режимами ПВ, интенсификация физико-химических процессов, профилактика кольматационных явлений, сокращение горно-подготовительных и нарезных работ значительно снижают себестоимость металлов.
Элементы технологий подземного выщелачивания выбирают, в том числе и по экологическому фактору, обеспечивая повышенную по сравнению с традиционными технологиями полноту использования недр. Для определения экономической эффективности комбинированной технологии сравнивают альтернативные способы добычи и переработки: традиционная подземная выемка, КВ, ШПВ, СПВ и комбинация (СГД—КВ).
Традиционный способ подземной выемки и обогащения руд. Анализ себестоимости добычи 1 т руды подземным способом с производительностью до 1 млн т /год руды показывает, что с ростом глубины работ не только увеличивается себестоимость, но и изменяется ее структура. Если с понижением горных работ на 1000 м себестоимость руды возрастает на 80 %, то себестоимость горно-капитальных работ повышается почти в 6 раз, в 3 раза растут затраты на подъем горной массы, в 13 раз на водоотлив и закладку пустот. В целом затраты на горные работы возрастают более чем в 2 раза.
Кучное выщелачивание руд. Эффективность технологии основана на повышении производительности предприятия и снижении стоимости металла при вовлечении в переработку бедных руд, сокращении затрат на транспортирование руды и измельчение при обогащении. Технологии КВ, ШПВ и СПВ являются взаимодополняющими, поэтому оценка эффективности каждого вида работ при анализе должна увязываться с альтернативными технологиями. Для простого KB такое сопоставление доказывает преимущество ШПВ за счет выщелачивания забалансовых руд без подъема на поверхность и транспортирования на площадки.
Шахтное подземное выщелачивание руд. Рудничная себестоимость с понижением работ на 1000 м возрастает лишь в 1,5 раза. Несмотря на повышение себестоимости горно-капитальных работ в 4 раза, горно-подготовительных в 1,5 раза, а очистных на 25 %, удельный вес себестоимости горных работ остается на том же уровне, составляя около двух третей рудничной себестоимости. Благодаря переработке методами ШПВ части руд на месте залегания затраты с глубиной повышаются незначительно, хотя более чем в 5 раз увеличиваются затраты на откачку продуктивных растворов на поверхность. Увеличение рудничной себестоимости по горным работам при ШПВ составляет всего 4—6 % по сравнению с 8—9 % при традиционных способах добычи.
Экономическая эффективность геотехнологий определяется тем, что при сравнимых затратах из недр извлекается больше металла за счет рентабельного освоения забалансовых запасов и убогих руд. Если к балансовым запасам прирастить запасы бедных и забалансовых руд, то масса металла увеличивается. Извлечение металла из руд уступает по величине извлечению металла, получаемого на заводах, но значительно превышает извлечение металла при КВ. Если извлечение рассчитать от объема металла, учитываемого только при системах ШПВ, то извлечение металла при использовании заводской переработки окажется тем меньшей, чем выше значения прироста запасов. Максимальный экономический эффект достигается при разработке тех месторождений, в запасах которых существенную долю составляют некондиционные руды.
Себестоимость полезных компонентов при ШПВ ниже, а интенсивность разработки выше, чем при традиционной технологии добычи. Хотя удельное извлечение металлов геотехнологическими способами меньше по сравнению с традиционным способом, «сквозное» извлечение металлов выше.
Критерием оценки комбинированной технологии добычи металлов с учетом разновременности затрат и прибыли является сумма дисконтированной прибыли за вычетом затрат в расчетный период времени при новой и базовой технологиях:
Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений

где tc и tp — время на подготовительные работы, лет; Kcl — затраты на приобретение оборудования и подготовительные работы в t-м году, руб.; At — производственная мощность при комбинировании технологий от СГД и KB в t-м году, т/год; Eнt — коэффициент, учитывающий процентную ставку на кредит для подготовительных работ в t-м году, доли ед.; Цдt и Cдt — соответственно извлекаемая ценность металла и затраты на комбинированные технологии в t-м году, руб/т.
Основные факторы ущерба: потеря запасов в недоступных для традиционной технологии плывунных участках, химическое загрязнение подземных вод и минерализация поверхности при ШПВ и СПВ.
Технология выщелачивания характеризуется рядом факторов: природных, горно-технических, технологических, экономических, организационных и множеством состояний, каждое из которых подчиняется закону функционирования. Группу управляемых параметров составляют производственная мощность, количество потерянных и извлеченных руд, коэффициент извлечения металлов, расход реагентов и энергии и т.д. Выходные параметры характеризуют обобщающие экономические показатели: себестоимость добычи и переработки, прибыль, экономические преимущества, экологические достоинства и т.д.
Схема оптимизации параметров комбинированной технологии и блок-схема программы расчета приведены на рис. 10.9.
Модель эколого-экономической оценки комбинирования СГД—КВ:
Перспективы специальных технологий выщелачивания металлов Северо-Кавказских месторождений

где П — прибыль от освоения запасов геотехнологиями; P — продукты переработки; J — вовлекаемые в производство ресурсы; N — схемы подготовки производства; E — виды энергии, используемые при подготовке; T — время использования технологий, лет; Aт — количество добываемой руды по базовой технологии, физ. ед.; ΔAт — приращение количества руды, физ. ед.; E — извлечение металлов, доли ед.; A0 — количество некондиционных руд, физ. ед.; Eп — извлечение металлов комбинированными методами, доли ед.; Цм — цена металлов, ден. ед./физ. ед.; Pт — количество товарной продукции, получаемой от геотехнологий, физ. ед.; Цр — цена попутной продукции; ден. ед./физ. ед.; Cэ, Cз, Ct — приведенные стоимости эксплуатации, подготовки производства и добычи руды, ден. ед./физ. ед.; Cо — приведенная стоимость геотехнологического производства, ден. ед./физ. ед.; УН ос — нанесенный окружающей среде ущерб, ден. ед.; УП ос — предотвращенный ущерб среде, ден. ед.; Kэ, Kз, Kт — приведенные капитальные затраты при эксплуатации, приготовлении и добыче руды, ден. ед.; Сд, Cэх — приведенные стоимости геотехнологической переработки, ден. ед.; Kп — коэффициент использования возможностей геотехнологий; Kо — коэффициент использования потерянных и забалансовых руд; Kм — приведенные капитальные затраты на строительство геотехнологических установок; Смд — приведенная стоимость дополнительно извлеченного металла, ден. ед.
Использование комбинированных геотехнологий экономичнее базовых технологий за счет повышения количества товарного продукта при освоении запасов руд.
В урановой промышленности освоена технология подземного выщелачивания без применения серной кислоты. Ее суть заключается в том, что в рудный горизонт взамен серной кислоты подают смесь воды и воздуха, инициируя растворитель, содержащийся в самих рудах. Эта технология по полноте извлечения металла из недр не уступает «кислотной», а экономичнее на 15—20 %. Главное ее достоинство — общая минерализация подземных вод, состав и содержание основных компонентов в пределах контура рудного тела практически не отличаются от фоновых значений.
Сегодня назрела необходимость внедрения новых способов разработки месторождений, позволяющих вести отработку рудных тел избирательно, с минимальным объемом буровых работ, надежно изолируя окружающую среду от вредного воздействия.
Вся проблема технологической перестройки горно-добывающих отраслей в том, что наряду с выработкой и внедрением в жизнь новых комплексных принципов оценки эффективности производства нужно произвести смену приоритетов: защита и охрана недр земли стала первичной целью, а добыча — вторичной.