Эколого-экономическая оценка месторождений (твердые полезные ископаемые) (стр. 20 )

Необходимость снижения возросшего остаточного ущерба в первом случае приведет к росту Спр, но при достаточно высокой эффективности природоохранных мер это не должно привести к значительному увеличению себестоимости. К тому же, себестоимость добычи на более крупных объектах обычно меньше, чем на мелких.

В проекте производятся прогнозные расчеты эколого-экономических показателей на каждый год отработки месторождения, что необходимо для определения сбалансированности предлагаемого варианта. Например, слишком большой удельный вес капитальных затрат (включая и природоохранные) на ранних стадиях деятельности предприятия может привести к нехватке средств для дальнейшего развития производства.

ГЛАВА 6.0ПТИМИЗАЦИЯ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Улучшение эколого-экономических показателей и повышения рентабельности отработки месторождений определяется тремя взаимосвязанными направлениями:

1. Использование техногенного сырья (месторождений).

2. Повышение комплексности использования природных месторождений.

3.Разработка и внедрение малоотходных и безотходных технологий в процесс добычи и переработки минерального сырья.

Техногенные месторождения

Техногенные месторождения в горной промышленности представляют собой отходы, образующиеся при добыче и переработке руд, которые в количественном и качественном отношении могут быть предметом промышленной разработки при данном состоянии техники и в данных экономических условиях.

При современной технологии добычи и использования полезных ископаемых в среднем лишь около 5% от всего объема извлекаемых из недр горных пород реализуется в виде продукции производства. В отдельных случаях эта величина снижается до 1%. Ежегодно в отвалы поступают сотни миллионов кубометров пород вскрыши и отходов обогащения, что приводит к нарушению больших площадей земель.

Утилизация отходов дает возможность значительно уменьшить площади нарушения земной поверхности, снизить загрязнение атмосферы и вод из-за пылевого сноса и выщелачивания загрязнителей из отвалов пустых пород и шламохранилищ, а также значительно сократить число карьеров по добыче строительных горных пород.

По способу образования выделяют три типа техногенных месторождений, приуроченные (22):

к сухим отвалам;

к гидроотвалам, хвосто - и шламохранилищам;

к комбинированным отвалам.

Сухие отвалы распространены наиболее широко. В них сосредоточено свыше 80% всех отходов горнодобывающей промышленности и значительная часть других отходов. Они сложены отходами разработки месторождений горными выработками, отходами сухого обогащения, шлаками, золошлаковыми отходами ТЭС сухого удаления, отходами дражной добычи. Часто они состоят из пород разного состава (общие отвалы валового складирования) и даже из строительного мусора. Такие отвалы промышленного значения не имеют.

Гравитационная дифференциация пород в сухих отвалах незначительна. Закономерности формирования нередко нарушаются в результате различного рода деформаций, в частности, оползней.

Гидроотвалы и хвостохранилшца формируются в естественных или искусственных (создаваемых с помощью упорных или ограждающих дамб) емкостях, заполняемых пульпой, которая поступает по трубам, прокладываемым на дамбах. При этом происходит гидравлическая дифференциация взвеси: более крупный и тяжелый материал осаждается в "пляжной" зоне, более мелкий - в "прудковой". Таким образом, внутреннее строение гидроотвала (хвосто-, шламохранилитда) характеризуется литологической зональностью, особенности которой (состав и мощность зон) определяются составом пульпы, режимом и продолжительностью ее поступления. Внутреннее строение гидроотвала осложняется одновременным поступлением пульт, разного состава, сменой режима ее поступления или другими факторами.

Месторождения, приуроченные к гидроотвалам, хвосто - и шламохранилищам, имеют плоскую поверхность, а нижняя граница определяется формой вмещающей емкости. Сложены они мелкозернистым или тонкозернистым материалом. Гидроотвалы и хвостохранилища в различной степени обводнены. Различают месторождения: сухие, влажные, обводненные, с внутренними плывунными зонами.

Комбинированные отвалы образуются при сочетании сухого и гидравлического способов формирования. Внутреннее строение таких отвалов сложное, но иногда в них выделяют достаточно однородные зоны, которые могут иметь промышленное значение.

При разработке месторождений добытые вскрышные и вмещающие породы превращаются в сыпучую массу. Изменения происходят главным образом за счет разрушения сплошности и перемешивания горной массы при ее извлечения из недр, транспортировке и складировании. Иногда, например, при гидродобыче в процессе перемыва и переотложения горной массы происходит механическая дифференциация, приводящая к локализации пород выдержанного зернового состава, каких не было в природном залегании.

При сухой переработке и обогащении полезных ископаемых исходную породу подвергают дроблению и сортировке, обычно по размеру или плотности. Образующиеся отходы (отходы переработки строительного камня, песчано-гравийных материалов, флюсовых известняков, кварцитов для металлургии, хвосты обогащения асбестовых руд, слюдяных, керамических и прочих пегматитов, хвосты сухой магнитной сепарации железных руд и др.) представлены обломочной массой, в которой присутствуют, как правило, и крупные глыбы и тонкообломочный материал. По составу и свойствам они так же, как и отходы разработки месторождений, близки к исходной породе.

Однако множество видов отходов существенно отличается от природных полезных ископаемых по своему вещественному составу и свойствам. Сюда относят хвосты большинства мокрых способов обогащения полезных ископаемых, металлургические шлаки, золошлаковые отходы тепловых электростанций, отходы химической промышленности.

Мокрое обогащение применяют при переработке почти всех руд черных и цветных металлов, угля, многих видов горно-химического и горнотехнического сырья. Отходы мокрого обогащения поступают в хвостохранилище в виде пульпы, твердая составляющая которой представлена мелко - и тонкообломочным материалом. Основными методами мокрого обогащения являются мокрая магнитная сепарация, мокрая гравитация и флотация.

Мокрой магнитной сепарации (ММС) подвергают различные типы железных руд. Выход хвостов составляет от 35 до 80% от исходной руды. В хвостах ММС железистых кварцитов КМА преобладающий минерал - кварц, в хвостах ММС апатит-магнетитовых руд Ковдорского ГОКа преобладают форстерит (44,6%) и карбонаты (39,5%), в хвостах ММС титаномагнетитовых руд Качканарского ГОКа - пироксен (до 90%). Химический состав хвостов ММС зависит от типа перерабатываемых руд. Хвосты обогащения марганцевых руд представляют собой после высушивания порошок, состоящий из плагиоклаза, микроклина, браунита, пиролюзита.

Флотацией обогащают более 95% руд цветных металлов. Хвосты флотации представляют тонкодисперсную массу с содержанием фракции 0,074 мм 40-80%, фракции 0,15 мм - 50-80%. Минеральный и химический составы хвостов разнообразны и зависят от типа перерабатываемой руды. Обычно в них содержатся кварц, карбонаты, полевой шпат, слюда, барит, различные рудные минералы. Например, хвосты флотации апатит-нефелиновых руд содержат 58-59% нефелина, 11-14% эгирина, 5-6% апатита, полевой шпат, гидрослюды, ильменит и другие минералы. Флотацией обогащают и угли. Но основным методом их обогащения (90% всех обогащаемых углей) является гравитация. По вещественному составу и свойствам к отходам углеобогащения близки шахтные породы. Особенностью углеотходов (отходов обогащения шахтных пород) является наличие остаточного угля. В отходах гравитации его содержится обычно 10-20%, в хвостах флотации -15-30%, в шахтных отвалах может быть еще выше.

По объему техногенные отходы составляют: породы вскрыши и забалансовые руды -82%, хвосты и шламы -16%, зола, шлаки и газы -2%. Степень использования отходов находится в обратной зависимости к их объему. Хвосты и шламы используются в среднем на 15-18%, но значительная их часть идет на закладку, а меньшая - для производства стройматериалов.

Все виды техногенного минерального сырья условно подразделяют на 2 группы: близкие по вещественному составу и свойствам к природному сырью и существенно отличающиеся от них.

Техногенное минеральное сырье первой группы (вскрышные и вмещающие породы, отходы сухой переработки и сухого обогащения полезных ископаемых) используют практически в тех же направлениях, что и природное - в качестве рудного горнохимического, горнотехнического, нерудного строительного и кристаллосырья. Его качественную оценку производят по методикам и нормативным документам, разработанным для природного минерального сырья.

Техногенное минеральное сырье второй группы (отходы мокрых способов обогащения, металлургические шлаки и шламы, золошлаковые отходы) требует при изучении возможных областей утилизации специального подхода. Его используют в качестве рудного, агрохимического, горнотехнического и нерудного строительного сырья.

В качестве рудного сырь применяют отходы обогащения руд, металлургические шлаки и шламы. Их оценка как источника извлечения металлов принципиально не отличается от соответствующей оценки природного рудного сырья (табл. 1.6).

В качестве агрохимическою сырья отходы используют в двух основных направлениях: для доизвлечения ценных компонентов (апатита, фосфорита), а также для производства удобрений.

В качестве горнотехнического сырья используют хвосты глубокой переработки полезные ископаемых, металлургические шлаки и шламы, золошлаковые отходы тепловых электростанций. Они пригодны для доизвлечения ценных компонентов (слюд, барита, полевых шпатов, талька, графита, флюорита, асбеста и др.) и производства флюсовых, формовочных, огнеупорных материалов, стекольных изделий (табл.2.6).

Возможности использования отходов как сырья для производства флюсовых, огнеупорных, формовочных материалов и стекольных изделий устанавливают испытаниями и оценкой качества полученных материалов и изделий по действующим нормативным документам. Сталеплавильные шлаки и хвосты обогащения лопаритовых руд могут использовать в качестве основного флюса. Как кислый флюс могут быть применены хвосты мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов.