ИТС 23-2017 Добыча и обогащение руд цветных металлов

     1.3 Ресурсный потенциал отходов горно-металлургических производств

Текущая обеспеченность базовых отраслей экономики разведанными запасами основных видов полезных ископаемых представляется достаточно удовлетворительной. В то же время наметились или обострились проблемы МСБ цветных металлов.

Не обеспечен собственным сырьем ряд медеплавильных заводов Урала: Красноуральский, Среднеуральский, Карабашский, Медногорский. На Кольском полуострове с выбыванием Ждановского карьера, основного поставщика (около 80%) медноникелевых руд в регионе, в сложном положении окажутся металлургические комбинаты Печенганикель и Североникель.

Без достаточной сырьевой базы на оперативных, практически ежегодно приращиваемых запасах работают свинцово-цинковые рудники в Читинской области, Приморье и на Северном Кавказе, оловянные - в Хабаровском и Приморском краях, вольфрамовые - в Приморском крае.

По мере исчерпания запасов разрабатываемых месторождений техногенные объекты могут стать приоритетным, а в некоторых случаях и единственным источником минерального сырья.

В хвостах обогащения руд цветных металлов доля неизвлеченных компонентов от их количества в исходной руде составляет соответственно (средние и максимальные значения), %: олова - 35 и 58; вольфрама - 30 и 50; цинка - 26 и 47; свинца - 23 и 39; молибдена - 19 и 53; меди - 13 и 36; никеля - 10 и 25. Показатель извлечения основных полезных ископаемых в России составляет 65%-78%, а попутных элементов (в цветной металлургии) - от 10% до 30%.

При флотации медных руд извлечение Mo, Cd, Sb, Se, Те, Re колеблется в достаточно широком диапазоне значений. Практически полностью остаются в хвостах флотации In, Ga, Tl, Bi, Hg. В хвостах флотационного обогащения медных руд теряется, % отн.: 28,72-92,59 Мо, 22,54-92,08 Cd, 79,09-97,31 In, 81,42-99,54 Ga, 92,08-98,44 Ge, 92,08-98,35 Tl, 56,49-96,88 Sb, 6,28-49,33 S, 43,43-99,54 Se, 73,24-97,00 Те, 47,88-96,18 Re, 89,59-97,15 Bi, 89,44-99,90 Hg.

В хвостах флотационного обогащения полиметаллических руд теряется, % отн.: 1,64-80,36 Мо, 6,36-18,57 Cd, 14,64-81,48 In, 67,78-97,87 Ga, 69,37-92,48 Ge, 51,09-95,88 Nl, 18,67-80,29 Sb, 22,93-57,38 Se, 52,25-94,09 Те, 71,75-93,66 Re, 39,88-83,58 Bi, 58,01-78,27 Hg.

Примером ценности горнопромышленных отходов могут служить техногенные отходы медной подотрасли Урала - 220 млн т хвостов обогащения, в которых среднее содержание меди (0,34%-0,37%) в отвалах некондиционных руд и хвостах обогащения близко к кондиционным (0,35%-0,5%). Наибольшую ценность в хвостах обогащения уральских руд представляют сера (30%-50% общей стоимости хвостов), драгоценные металлы (25%-45%), медь (10%-20%) и цинк (10%-15%).

Хвосты обогащения медно-никелевых руд Норильского рудного узла содержат промышленные, с точки зрения современных технологий переработки, концентрации платиноидов, золота и серебра.

На обогатительных фабриках, перерабатывающих вольфрамо-молибденовые руды, не извлекаются от 22% до 60% меди, до 81% висмута, до 62% тантала, а также золото, серебро и другие элементы. На крупнейшем Тырныаузском комбинате, осуществляющем добычу и переработку вольфрамо-молибденовых руд, кондиционными считаются руды с содержанием >0,1% . В хвостах его содержание превышает 0,04%. На долю кондиционных руд приходится всего 13,5% всей добытой горной массы. В этих рудах содержится лишь 34,6% полезного компонента. Некондиционные руды (86,5% добытой горной массы) уходят в отвал, унося с собой 65,4% металла, содержащегося в эксплуатационном блоке.

Изучение технологической пробы некондиционной руды Тырныаузского месторождения показало, что отвалы некондиционной руды - полноценное техногенное месторождение, пригодное для отработки, причем со значительно меньшими затратами, чем месторождения коренных руд.

В целом на обогатительных фабриках вольфрамо-молибденовой подотрасли накоплено значительное количество хвостов флотационного и флотационно-гравитационного обогащения, которые содержат около 400 тыс. т молибдена и более 100 тыс. т вольфрама. Из общего объема лежалых молибденсодержащих хвостов более половины составляют хвосты с промышленным содержанием молибдена 0,012%-0,02%, в остальной массе содержание молибдена менее 0,005%.

Большие перспективы связаны с переработкой техногенных месторождений драгоценных металлов - золота и платины.

По ориентировочной оценке, в отходах медной, свинцово-цинковой, никель-кобальтовой, вольфрамо-молибденовой, оловянной, алюминиевой подотраслей промышленности содержится более 8,0 млн т меди, 9,0 млн т цинка, 1,0 млн т свинца, 2,5 млн т никеля, 33,5 млн т , 600 тыс. т олова, 200 тыс. т молибдена, около 1 тыс. т золота и 12 тыс. т серебра. Резервы полезных компонентов в накопленных отходах равноценны открытию многих новых месторождений.

Из наиболее крупных техногенных накоплений рудного минерального сырья могут быть выделены хвосты обогащения Гайского, Норильского, Салаирского, Учалинского и Солнечного ГОКов; шлаки металлургических заводов - Среднеуральского, Электроцинк, Печенганикель, Североникель; некондиционные руды Гайского, Сибайского и других ГОКов.

Суммарная ценность накопленных извлекаемых металлов в горнопромышленных отходах, по ориентировочной оценке, подчас сопоставима с ценностью потенциальных ресурсов минерального сырья в недрах и более чем в 4 раза превышает ценность идентифицированных ресурсов или известных запасов в недрах, которые пока не используются.

Несмотря на такой огромный ресурсный потенциал, горнопромышленные отходы в России используются лишь как сырье для стройиндустрии (не более 10% годового объема их образования). В то же время за рубежом из отходов с помощью нетрадиционных технологий (различных видов выщелачивания) получают более 40% годового объема меди, 35% золота и значительную долю других металлов.

При вовлечении в переработку отходов горнорудного производства наряду с пополнением МСБ решаются экологические проблемы. При толщине слоя 20 м отходы занимают площадь более 1300 км. Ежегодное увеличение площади отчуждаемых земель составляет не менее 85-90 км. Негативное воздействие на окружающую среду проявляется на территории, в 10 раз и более превышающей площадь, занимаемую отходами. Значительная часть отчуждаемых земель находится в промышленно развитых районах, нередко в границах населенных пунктов и крупных городов.

При вовлечении в переработку отходов горнорудного производства наряду с пополнением МСБ решаются экологические проблемы. Особую привлекательность придает техногенным месторождениям то, что, как правило, они расположены в промышленно развитых районах, находятся на поверхности земли и горная масса в них преимущественно дезинтегрирована, что резко снижает затраты на их разработку.