Эколого-экономическая оценка месторождений (твердые полезные ископаемые) (стр. 23 )

Проект был одобрен и принят к финансированию в 1996 г. в результате неоднократною прохождения процедуры ОВОС. Проект основывался на детальном анализе состояния окружающей среды в зоне Нижнего Тагила, где из-за выбросов производств (до 700 тыс. т в год) в почвах и водах установлено многократное превышение ПДК по ряду токсикантов. Затем был создан банк данных по экологическим требованиям и нормативам и произведена опенка альтернативных вариантов проекта.

Комплексность использования месторождений

Повышение комплексности использования месторождений за счет более полной отработки различных видов попутных полезных ископаемых и также извлечения сопутствующих компонентов позволит решить сразу несколько проблем:

- использование техногенных отходов;

- уменьшение экологического ущерба при отработке месторождений,

- повышение рентабельности горных предприятий и рыночной устойчивости проектов их разработки;

- увеличение занятости населения (дополнительные рабочие места).

Прогнозные расчеты показывают, что мобилизация резервов в этой области позволит уже в обозримой перспективе увеличить потенциал горнодобывающих и перерабатывающих отраслей примерно на 25% и при сравнительно небольших затратах получить значительный объем дополнительной продукции. Потенциал практически всех типов месторождений в этом отношении велик и будет возрастать по мере развития новых технологий (табл. 3.6). Иногда общая экономическая ценность сопутствующих превышает ценность основного компонента. Так, например, ценность попутно получаемой продукции медной промышленности составляет 40%.

За последние 20 лет содержание металлов в добываемых рудах основных типов снизилось на 30-50%. В ближайшем будущем ожидается дальнейшее снижение содержаний меди, никеля, вольфрама, молибдена в добываемых рудах на 30-40 %. Возрастет степень экологического ущерба окружающей среде, если уже в настоящее время при производстве чугуна 95-97% горной массы уходит в отвалы, а при получении меди -99,5%. При этом, соответственно, на 1т произведенного чугуна отвалы возрастают на 2-5 кв. м, а 1т меди - до 10 кв. м. Годовой объем отвалов вскрыши и вмещающих пород в России составляет 3 млрд. т, а объем хвостов - 500-600 млн. т.

Роль сопутствующих компонентов в повышении ценности руд (12)

Табл.3.6

Руды	Основная продукция	Сопутствующие компоненты	Доля сопутствующих в стоимости, %
Бокситы	глинозем	Ga	15
Нефелиновые сиениты	глинозем	Na, K, Ga, Si	28
Алуниты	глинозем	Na, K, S, Ga, V	44
Pb-Zn	Pb, Zn, пирит, барит, Au, Ag	Ag, Ta, Sb, Sn, Se, TeCd, In, Ga, Co, Ge, Hg, Mo, S	38
Cu-Zn (колчеданные)	Cu-Zn, пирит, барит, Au, Ag	In, Bi, Se, Te, Cd, In, Pb, Ge, Ag, GaS, Co, Ni (As, Co)	50
Cu-Mo	Mo Cu	Re, W, Au, Se, Te Bi, Ag, Se, Te	45
Cu-Ni	Cu Ni, пирротиновый концентрат	Cd, Co, Au, Ag, Se, Te, V, S Cu, Pt-группа Ni	24
Ti-магнетитовые	Fe-V, сульфидный и апатитовый к-т	Cr Ta, Nb, Zr, La Cu, Au, Ag, Pt, Os, Ir
Sn-сульфидные	Sn-сульфидный	In, W, Bi, ScPb, Zn, Cu, Ag

В настоящее время на основе новых технологий цветная металлургия извлекает более 10% общего количества меди, свинца и молибдена, получаемых из некондиционных руд. Однако, при переработке комплексных руд еще теряется более 15% меди, 50% цинка, 45% свинца и до 14% благородных металлов. В целом горно-металлургические предприятия помимо 12 основных металлов (Al, Cu, Ni, Co, Pb, Zn, W, Mo, Au, Hg, Sn, Sb) попутно извлекают еще 63 компонента. Это в основном редкоземельные и благородные металлы.

Приведенные данные свидетельствуют об острой уже в настоящее время проблеме создания малоотходных технологий в горно-обогатительном производстве. Наибольшее значение здесь должны иметь процессы обогащения как кондиционных, так и забалансовых руд и в перспективе всех техногенных отходов, а также геолого-технологическое картирование.

Геолого-технологическое картирование представляет собой комплекс геологических и технологических работ по выделению и изучению распределения на месторождениях технологических типов и сортов руды с определением показателей обогащения по сортам и участкам месторождения.

На стадии разработки месторождений комплексность использования включает:

-внедрение новых технологий и схем добычи для снижения потерь и

разубоживания руд,

-использование вскрыши, отходов обогащения для получения продукции,

-внедрение технологии рециркулирования - использование вскрыши, отходов обогащения, сбросов сточных вод и выбросов в атмосферу для производственных нужд после обработки (очистки и возможного извлечения полезных компонентов).

В отдельных случаях предусматривается продажа отходов предприятиям, имеющим требуемые технологии переработки. В США распространена продажа предприятиями неиспользованной части лимитов выбросов и сбросов загрязнителей другим организациям, работающим на данной территории, для которой установлены эти лимиты.

Новым направлением совершенствования процессов обогащения в плане снижения количества отходов является развитие способов и средств направленного воздействия на компоненты рудной массы, позволяющего увеличить эффективность их последующего разделения. Основными способами такого воздействия в настоящее время являются следующие:

- термическая обработка (окислительный, восстановительный, сульфатизируюший, хлорирующий обжиг, спекание, плазменная обработка);

- механическая (или механо-химическая) активация;

- автоклавная обработка (при достаточно высоких температурах и давлениях);

- ультразвуковая и радиационная обработка;

- обработка сверхтонкими дисперсоидами.

Сочетание перечисленных способов воздействия на минеральные агрегаты с последующим разделением рудного сырья по максимально контрастным свойствам позволяет разрабатывать технологические схемы обогащения с наибольшим выходом полезных продуктов.

Так, усиление селективности адсорбции реагентов во флотационном процессе происходит при обработке пульпы ультразвуковыми, радиационными, электрохимическими и другими методами. Для электросепарации частиц производится предварительная электростатическая зарядка поверхности; при проведении радиометрической сепарации и флотации производится радиоактивация частиц. Градиент концентраций частиц может создаваться центробежными гравитационными силами (центрифугирование), магнитными, электрическими полями (электрофорез), применением мембранных технологий.

В настоящее время понятие "безотходности" производства и его оценка становится одной из ключевых проблем, тесно связанной с эколого-экономическими показателями отработки месторождений. Безотходным принято считать производство, при котором используется 89-90% сырья, малоотходным - 75-80%.

Существует значительное число показателей для количественной характеристики полноты использования природных ресурсов (1, 21). Наиболее общим из них является показатель рациональности:

KP = (Qи/Qh) 100%, (2.6)

где Qи - использованный объем ресурсов,

Qh - объем нарушенных (изъятых) ресурсов (остаточный ущерб). Более информативный с экономической точки зрения коэффициент комплексности определяется с учетом стоимости сырья:

Кк = (Цп/Цс) 100%, (3.6)

где Цп - ценность получаемой продукции,

Цс - суммарная ценность компонентов в рудах.

В экологическом отношении важен коэффициент безотходности:

Кб = (Му/Мо) 100%, (4.6)

где My - масса утилизируемых отходов (предотвращенный ущерб),

Мо - общая масса образующихся отходов.

Эколого-экономическая оценка комплексности отработки и применения новых технологий при эксплуатации природных (геогенных) месторождений осуществляется аналогично техногенным. При этом в расчет эколого-экономического эффекта (Э) от их применения входит стоимость дополнительно полученной продукции (Сдоп), суммарные затраты на ее получение (3) и величина предотвращенного эколого-экономического ущерба (Уэп):

Э = Сдоп + Уэп – 3 (5.6)

Степень безотходности горного производства оценивается комплексными показателями по следующим направлениям:

- использование вскрышных пород и отходов обогащения,

- утилизация сточных вод и отходящего воздуха (оборотные схемы, дополнительное извлечение компонентов при очистке),

- использование старых выработок как хранилищ отходов,

- потери и разубоживание.

Открытый способ разработки дает более 80% горной массы, извлекаемой из недр. Зато потери (балансовые запасы, остающиеся в недрах) здесь меньше (2-10%, на сложных месторождениях - до 20%). Разубоживание может, наоборот, быть выше (до 50% на рудных телах с невыдержанной морфологией).

Новые технологии в повышении селективности отработки определяются, прежде всего, раздельным взрыванием рудных и безрудных участков, буферным взрыванием на неубранную горную массу с оконтуривающим щелевым врубом, комбинированием вертикальных и наклонных скважин и другими схемами отбойки и отработки блоков.

Потери и разубоживание могут быть снижены при уменьшении высоты уcтупa, при развитии работ от висячего к лежачему боку, предварительной сортировке руд, а также повышении детальности геологической изученности месторождения.

Использование вскрышных пород и отходов обогащения для закладки старых выработок и снижения риска просадок может принести дополнительную прибыль за счет снижения остаточного экологического ущерба. Так, на одной из угольных шахт Руркола (Германия) дробленая масса пород и отходов закачивалась с цементирующим компонентом в выработки. Доход предприятия от этого мероприятия составил около 600 тыс. долларов.