Самосий Д. А., для НПК «Спирит»
Хвосты обогащения являются неизбежным побочным продуктом производственной деятельности предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых. Невозможно точно оценить количество хвостов, скопившихся за все время. По самым скромным оценкам, мировой объем всех хвостов исчисляется миллиардами тонн.
Мобильная опытно-промышленная установка винтовой сепарации ОПУВС-30 производительностью 30 т-ч для обогащения лежалых хвостов ЗИФ рудника «Джульетта»
Продолжающееся накопление хвостов представляет собой серьезную экологическую проблему, поскольку они занимают огромные площади земли и, как правило, содержат тяжелые металлы и опасные вещества, которые в случае утечки могут нанести вред окружающей среде. При этом в хвостохранилищах содержится значительное количество разнообразных ценных компонентов, не извлеченных в процессе обогащения руды.
Вовлечение хвостов в повторную переработку позволяет доизвлечь ценные компоненты, повысив прибыль и общую эффективность добычи полезных ископаемых. Повторная отработка является важным процессом для снижения негативного воздействия на окружающую среду, сокращения занимаемых площадей и высвобождения земли под другие нужды, попутного извлечения тяжелых металлов и дезактивации опасных химических веществ.
Повторная переработка хвостов требует наличия технологий, позволяющих обеспечить высокую рентабельность и производительность этого процесса, достаточный уровень извлечения, простоту аппаратурного оформления, минимальное или полное отсутствие строительных работ и низкие эксплуатационные затраты.
Процесс получения гравитационных концентратов из лежалых хвостов на концентрационном столе и винтовом сепараторе
Наиболее подходящим процессом, с точки зрения максимального соответствия всем этим требованиям, бесспорно, является процесс обогащения на винтовых сепараторах.
- Производительность. Производительность винтовых сепараторов зависит от многих факторов, таких как: тип минерального сырья, гранулометрический состав, форма спирали, ее размер, скорость подачи и т. д. Невозможно указать единое точное значение производительности, поскольку оно может сильно различаться в зависимости от случая и условий применения винтовой сепарации. Между тем в целом винтовые сепараторы достаточно производительны и могут обрабатывать большие объемы материала.
- Показатели извлечения. Несмотря на то что извлечение на винтовых сепараторах зависит от размера, формы и соотношения различных минералов, скорости подачи материала, условий эксплуатации и т. д., для большинства минералов промышленно значимых элементов показатель извлечения находится на высоком уровне, в том числе более 90 %.
- Эксплуатационные расходы. Винтовые сепараторы — один из немногих типов оборудования, в которых нет движущихся механизмов, или электроприводов. Изготовленные из легких, но прочных и устойчивых к истиранию материалов, они требуют минимального технического обслуживания и ремонта. Винтовые сепараторы относятся к оборудованию с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.
- Экологичность. Работа винтовых сепараторов основана на экологически чистом процессе гравитационного разделения по плотности, что означает отсутствие какого-либо негативного влияния на окружающую среду. Это один из главных моментов, позволяющих сделать выбор в пользу винтовых сепараторов для переработки хвостов, где сокращение опасных отходов и минимизация воздействия на окружающую среду является главным приоритетом.
- Простота эксплуатации. Имея простую конструкцию, совсем не требующую электричества и каких-либо систем управления, винтовые сепараторы могут обслуживаться персоналом без специальной квалификации и знаний. Равномерная подача материала и отсутствие заиленных участков на желобе — вот все, что нужно контролировать оператору винтовой сепарации.
В целом винтовая сепарация — это экономичное и экологически безопасное решение для переработки хвостохранилищ, эфельных и золошлаковых отвалов, а также гидроотвалов угольных шламов, которое обеспечивает сокращение количества опасных отходов, повышает коэффициент извлечения ценных компонентов и способствует устойчивому развитию предприятий горно-обогатительной отрасли, на которых оно применяется.
Винтовые сепараторы производства НПК Спирит
В России давно существуют примеры успешного применения винтовой сепарации для переработки хвостов и всевозможных отвалов.
- Техногенное месторождение Бом-Горхон. Вольфрамитовое месторождение Бом-Горхон состоит из основных минералов: кварц, микроклин, мусковит, пирит и генерит — и вторичных: флюорит, мелкозернистый мусковит, биотит, альбит, эпидот, молибденит, сфалерит, висмутит и козалит. Переработка руды месторождения ведется по флотационно-гравитационной схеме с получением вольфрамитового и сульфидного концентратов. Хвосты обогащения, накопленные за время отработки, образуют техногенное месторождение, включающее сотни тысяч тонн материала с содержанием WO3 0,1–0,35 %. Сегодня переработка этого техногенного месторождения осуществляется на обогатительной установке винтовой сепарации производства НПК «СПИРИТ» и позволяет получать товарный гравитационный концентрат с качеством 50 % WO3 в количестве до 650 т в месяц.
- Хвостохранилище ЗИФ рудника Джульетта. Золотоизвлекательная фабрика (ЗИФ) на золотосеребряном месторождении Джульетта ежегодно перерабатывает более 160 тыс. т руды по технологии флотационного обогащения с последующим цианированием получаемых флотоконцентратов. В результате многолетней работы фабрики в хвостохранилище уложено свыше 2,5 млн т флотационных хвостов со средним содержанием золота 1–1,2 г/т и серебра 40 г/т. С целью доизвлечения золота и серебра из лежалых хвостов ЗИФ в 2020 году СП ЗАО «Омсукчанская ГГК», владелец и оператор данного месторождения, совместно с НПК «СПИРИТ» ввела в эксплуатацию сезонную установку гравитационного обогащения производительностью 30 т/ч. Основу технологии извлечения золота и серебра хвостохранилища ЗИФ рудника Джульетта составляют винтовые шлюзы диаметром 1 000 мм. Ежемесячно установка доизвлекает из хвостов более 30 кг золота и 80 кг серебра в виде гравитационного концентрата, перерабатываемого на мощностях ЗИФ в цехе цианирования флотоконцентратов.
- Эфеля шлюзовых приборов артели «Анжу». Эфеля приборов шлюзового обогащения золотосодержащих песков месторождения Мокрундя отличаются высоким содержанием тяжелой фракции (с удельной плотностью минералов более 4,0 т/м3), состоящей преимущественно из магнетита, рассредоточенного по всем классам крупности, а также циркона и касситерита с преобладающей крупностью менее 0,25 мм. Несмотря на повышенное содержание тяжелой фракции, являющейся усложняющим фактором в процессах гравитационного обогащения, использование обогатительного винтового модуля (ОВМ-45) для повторного обогащения эфелей шлюзовых приборов позволяет поднять извлечение золота на 10–25 %, в зависимости от технологических свойств промываемых песков. Средняя крупность золота, извлекаемого винтовыми сепараторами, составляет 0,13 мм и имеет в основном пластинчатую, уплощенную форму, в то время как золото, извлекаемое шлюзом, — комковатое и таблитчатой формы со средней крупностью 0,32 мм.
- Шламохранилище № 2 ПАО «ММК». Шламохранилище № 2 Магнитогорского металлургического комбината входит в состав шламового хозяйства цеха рудообогатительных фабрик (РОФ) горно-обогатительного производства и представляет собой емкость, образованную плотиной и ограждающей дамбой в русле и пойме р. Сухая Речка. Предназначение данного шламохранилища — складирование мокрых отходов производства: хвостов обогащения железных руд, поступающих от цеха РОФ, шламов сероулавливающих установок от агломерационного цеха и шламов газоочисток от электросталеплавильного цеха. Со времени ввода в эксплуатацию в 1951 году оно накопило более 14 млн т железосодержащих шламов со средним содержанием железа 28–29 %. В 2018 году на сырьевой базе этого шламохранилища была запущена обогатительная установка, позволяющая получать порядка 530 тыс. т железорудного концентрата в год с содержанием железа не менее 58 % по самой простой технологической схеме, включающей две стадии магнитной сепарации и обогащение на винтовых шлюзах. Запуск новой обогатительной установки по переработке шламов на Магнитогорском металлургическом комбинате позволил не только получить доступ к дополнительному сырью для производства агломерата с низкой себестоимостью, но и снизить экологическую нагрузку на город Магнитогорск, в черте которого располагается это шламохранилище.
- Золошлаковые отвалы ТЭЦ. После сжигания угля в котлах ТЭЦ остаются зола и шлак, они поступают с котельного цеха станции в специальные хранилища — золошлаковые отвалы. Несмотря на то что это отходы, в них содержатся различные ценные компоненты в количествах, представляющих интерес как для промышленности, так и для сельского хозяйства. Специалистами НПК «СПИРИТ» внедрены две установки по переработке этого ценного сырья на Ангарской ТЭЦ № 9 и на Северской ТЭЦ. Применение винтовой сепарации в технологическом процессе переработки золошлаковых отходов позволяет получать шлаковый песок, железный концентрат, недожог угля, минеральные добавки.
- Угольные гидроотвалы. В январе 2023 года в новостях горно-обогатительной отрасли прошла информация о разработке проектной документации обогатительной установки, включающей в свой состав модуль винтовой сепарации для переработки угольных шламохранилищ Касьяновской обогатительной фабрики. Результатом переработки гидроотвалов станет выпуск дополнительной продукции на ООО «Разрез «Черемховуголь» в виде угольного концентрата марки ДСШ и железосодержащего концентрата с содержанием железа 64 %.
Приведенные примеры показывают, что винтовая сепарация является одним из основных высокоэффективных и надежных решений в процессах извлечения ценных компонентов из различного рода хвостов и отходов производства. Учитывая, что в России сегодня в повторную переработку идет менее 10 % минеральных отходов, то перспектива использования винтовой сепарации в переработке этих продуктов является многообещающим технологическим решением, предлагающим как технологические, так экономические и экологические преимущества, что делает ее важным аспектом устойчивого развития предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых.
Специалисты Addrecovery имеют опыт реализации проектов повторной переработки лежалых и текущих хвостов обогатительных производств. В случае заинтересованности, или наличия у вас каких-либо вопросов, вы можете обратиться к ним любым удобным для вас способом указанным на странице контакты.