Обогащение руд цветных металлов

Обновлено: 07.05.2024

РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ, методы переработки природного минерального сырья, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и пустой породы, с целью получения концентратов, существенно обогащенных одним или несколькими ценными компонентами. Обогащение руды осуществляется преимущественно механическими, а также термическими и химическими методами.

Исторически обстоятельства сложились таким образом, что обогащение полезных ископаемых началось с обогащения руд; в связи с необходимостью дальнейшей переработки концентратов, полученных в результате обогащения руд, а также другого природного сырья, которое приобрело промышленную значимость, появились и другие отрасли горного дела. Первоначальные процессы обогащения руды заключались в промывке россыпных месторождений золота и дроблении крупных глыб горных пород, обогащенных самородными металлами, такими, как золото, серебро и медь. Г.Агрикола в своем труде О горном деле (De re metallica, 1556) цитирует записи, свидетельствующие о промывке россыпного золота раньше 4000 до н.э. Добыча золота из жил путем дробления и промывки производилась уже в 2400 до н.э. Сильное нагревание свинцово-серебряных руд практиковалось в Греции в 3–2 в. до н.э. Агрикола описал сложную переработку руд благородных и цветных металлов посредством методов, элементы которых включает и современная гравитационная концентрация.

К главным процессам обогащения руды относятся измельчение руды и выделение концентрата. Измельчение заключается в дроблении природного материала, обычно механическими методами, с получением смеси частиц ценных и ненужных компонентов. Дробление может также дополняться химическим разложением молекул компонентов для освобождения полезных атомов. Выделение, или концентрация, состоит в обособлении полезных частиц одного или нескольких продуктов, называемых концентратами, и исключении ненужных частиц пустой породы (хвостов, или отходов). Частицы, которые не попали ни в концентрат, ни в отходы, называются промежуточным продуктом и обычно требуют дальнейшей переработки.

Дробление.

К дроблению относятся механические процессы, посредством которых добытая в руднике порода разбивается до размеров, подходящих для дальнейшего измельчения посредством размалывания. Устройства, которые разбивают добытое в руднике сырье, относятся к первичным дробилкам; дробилки щекового и конусного типов среди них являются основными. Вторичное дробление осуществляется в один, два, реже в три этапа.

Размалывание.

Размалывание представляет собой конечный этап механического отделения полезных минералов от пустой породы. Обычно оно производится в водной среде посредством машин, в которых порода измельчается при помощи чугунных или стальных шаров, кремневой гальки, а также гальки, образующейся из твердых кусков руды или вмещающей породы.

Грохочение.

Грохочение применяется для приготовления материала определенной размерности, поступающего на концентрирование. Грохотами обычно разделяют зерна, размер которых превышает 3–5 мм; механические классификаторы используются для более тонкой сепарации мокрого материала.

Грохота.

Большинство грохотов относится к вибрационному типу. Их главным элементом является сито, пластина с отверстиями или какая-либо другая плоская перфорированная конструкция (обычно устанавливаемая наклонно под углом 20–40 ° ), которой придается вибрация с частотой 500–3600 циклов в минуту.

Механические классификаторы.

Механические классификаторы представляют собой прямоугольные лотки с наклонным дном, которым сообщается встряхивающее и возвратно-поступательное движение. Материал, подлежащий разделению по крупности зерен, смешивается с водой, подается на верхний край классификатора и перемещается под действием силы тяжести в углубление на нижнем крае лотка. Там более тяжелые и крупные частицы оседают на дно и забираются конвейером. Более легкие и мелкие частички выносятся потоком воды.

Центробежные конусные классификаторы.

В центробежных конусных классификаторах для выделения рудных частиц используются центробежные силы в водной среде. Процесс разделения в таких классификаторах позволяет получить мелкозернистую песчано-шламовую фракцию, пригодную для дальнейшего концентрирования методом флотации.

МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Механические методы обогащения позволяют отделить ценные рудные частицы от частиц пустой породы с использованием чисто физических процессов, без химических превращений.

Гравитационная концентрация.

Гравитационная концентрация основана на использовании разной плотности различных минералов. Частицы разной плотности вводятся в жидкую среду, плотность которой имеет промежуточное значение между плотностями минералов, подлежащих разделению. Этот принцип можно проиллюстрировать отделением песка от опилок, когда их бросают в воду; опилки всплывают, а песок тонет в воде.

Обогащение в тяжелой среде.

Метод обогащения в тяжелой среде основан на использовании суспензии, состоящей, помимо частиц руды, из воды и твердого компонента. Плотность суспензии варьируется от 2,5 до 3,5 в зависимости от свойств разделяемых минералов. При этом используются конические или пирамидальные емкости.

Отсадочные машины.

Отсадочная машина – это один из видов гравитационного концентратора, в котором суспензия состоит из воды и рудных частиц.

В отсадочных машинах непрерывного действия имеются по крайней мере два отделения. Тяжелые частицы, попавшие в приемное отделение, скапливаются на дне; более легкие частицы всплывают. Подаваемый материал захватывается текущей водой и поступает в поверхностный слой на нижней части уклона, который стремится выплеснуться через край. Однако тяжелый материал проседает через более легкий и оказывается в придонном слое. Легкий материал смешивается с верхним слоем, и поперечный поток воды сносит его через перегородку в соседнее отделение, где происходит аналогичная сепарация. Автоматические разгрузочные устройства удаляют придонный слой с такой скоростью, чтобы он сохранял необходимую толщину.

Концентрационные столы.

Концентрационные столы представляют собой гравитационные концентраторы, приспособленные для переработки материала песчаной фракции с размером зерна менее 2,5 мм. Главный их элемент – это покрытая линолеумом прямоугольная дека шириной 1,2–1,5 м и длиной около 4,8 м. Она устанавливается с небольшим регулируемым поперечным уклоном и испытывает возвратно-поступательное движение вдоль длинной стороны с частотой 175–300 циклов в минуту и амплитудой от 6 до 25 мм.

Дека имеет рифленую поверхность; при этом высота ее гребней уменьшается в направлении диагонали деки от края стола, где производится подача материала, к его выгрузочному концу. Водная суспензия попадает в бороздки и там расслаивается: более тяжелый материал оседает на дно, а более легкий оказывается наверху. Под воздействием возвратно-поступательного движения легкий материал передвигается по деке. Поскольку высота гребней к выгрузочному концу стола уменьшается, верхний слой смывается потоком воды, идущим поперек стола, и уносится вниз к его боковой стороне, тогда как более тяжелый материал переносится к выгрузочному концу.

Шлюзы.

Концентрационный шлюз представляет собой наклонный желоб с шероховатым дном, вдоль которого перемещается гравий россыпи (золотоносной или оловоносной), увлекаемый потоком воды; при этом тяжелые минералы оседают на дне углублений и удерживаются там, тогда как легкие выносятся. Шероховатость дна создается деревянными брусками, рейками, рифленой резиной, небольшими жердями и даже железнодорожными рельсами, устанавливаемыми вдоль или поперек желоба. Для переработки мелкозернистого песка и шлама дно шлюза покрывают мешковиной, брезентом или другим подобным материалом, который обычно прикрепляется металлической решеткой или грубой проволочной сеткой. При переработке золотоносного гравия для сепарации довольно часто используется ртуть благодаря ее способности прилипать к мелким частичкам золота и удерживать их в потоке воды. Ширина шлюза составляет от 0,5 до 2 м, а длина – от 3–6 м до 1,5 км и более. Наклон варьируют в пределах 2,0–12,5 см/м; при этом в нижней части шлюза преобладает тонкозернистый материал с большим количеством воды, а в верхней части – более грубозернистый с меньшим количеством воды. Периодически подачу материала прекращают и создают легкий поток воды, рифли снимают, начиная с выходного конца, осевший песок переворачивают лопатами для отмывки легкого песка, а оставшуюся часть сгребают в бадьи. Очищенный золотоносный продукт затем обрабатывается в промывочном лотке (диаметром 0,45 м и глубиной 5–8 см) с наклонными под углом 45 ° стенками. Когда песок вместе с водой в лотке встряхивается, тяжелый материал оседает, а легкие отходы смываются через край.

Флотация.

Флотация основана на различиях физико-химических свойств поверхности минералов в зависимости от их состава, что вызывает селективное прилипание частиц к пузырькам воздуха в воде. Агрегаты, состоящие из пузырьков и прилипших частичек, всплывают на поверхность воды, тогда как не прилипшие к пузырькам частицы оседают, в результате чего происходит разделение минералов.

Прилипание к пузырькам усиливается при селективном покрытии частиц одного из минералов поверхностно-активным веществом. Примером такого вещества может служить парафин. Погрузите покрытую парафином частицу в газированную воду, и пузырьки выделившегося углекислого газа прилипнут к нему. Если частица достаточно маленькая, то она всплывет. Углеводородные ионы, в которых химически активная группа представлена производными тиокислот (ксантогенаты, тиофосфаты, меркаптаны и подобные им соединения), взаимодействуют предпочтительно с ионами тяжелых металлов.

Флотация обеспечивает получение высокосортных концентратов. При этом флотационные реагенты составляют главную статью расходов. Этот процесс позволяет разделить практически любые два минерала, которые содержат существенно разные химические элементы или ионные группы.

Электрическая и магнитная сепарация.

Сепарация такого рода основана на различной поверхностной проводимости или магнитной восприимчивости разных минералов.

Магнитная сепарация.

Магнитная сепарация применяется для обогащения руд, содержащих минералы с относительно высокой магнитной восприимчивостью. К ним относятся магнетит, франклинит, ильменит и пирротин, а также некоторые другие минералы железа, поверхности которых могут быть приданы нужные свойства путем низкотемпературного обжига. Сепарация производится как в водной, так и в сухой среде. Сухая сепарация больше подходит для крупных зерен, мокрая – для тонкозернистых песков и шламов. Обычный магнитный сепаратор представляет собой устройство, в котором слой руды толщиной в несколько зерен перемещается непрерывно в магнитном поле. Магнитные частицы вытягиваются из потока зерен лентой и собираются для дальнейшей переработки; немагнитные частицы остаются в потоке.

Электростатическая сепарация.

Электростатическая сепарация основана на различной способности минералов пропускать электроны по своей поверхности, когда они находятся под поляризующим воздействием электрического поля. В результате частицы разного состава заряжаются в разной степени при определенных значениях напряженности этого поля и времени его воздействия и, как следствие, по разному реагируют на одновременно действующие на них электрические и другие силы, обычно гравитационные. Если таким заряженным частицам предоставить возможность свободно перемещаться, то направления их движения будут различаться, что и используется для разделения.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Химические методы обогащения включают, в качестве предварительного этапа, измельчение руды, которое открывает доступ химическим реагентам к ценным компонентам руды, после чего облегчается извлечение этих компонентов. Химические методы могут быть применены как непосредственно к рудам, так и к концентратам, полученным в результате обогащения руд механическими методами. Терминология методов химического обогащения до некоторой степени запутана. В рамках этой статьи разделение в расплаве относится к процессу плавления, а разделение путем селективных химических реакций – к процессу выщелачивания.

Плавление.

Плавление – это химический процесс, происходящий при высоких температурах, в ходе которого ценный металл и пустая порода переходят в расплавленное состояние. Поскольку металл имеет более высокую плотность и нерастворим в расплавленной пустой породе, он отделяется от последней и погружается на дно. Метод плавления имеет свои специфические особенности для каждого металла. Например, свинцовый концентрат смешивается с твердыми реагентами в определенных соотношениях, чтобы получить загрузку печи такого состава, которая при нагревании до достаточно высоких температур приводит к образованию за счет пустой породы сложных силикатов (шлака), остающихся на поверхности расплавленного металлического свинца. При выпускании металла со дна печи получается черновой свинец. При наличии в свинцовом концентрате меди образуются три слоя: нижний слой свинца, средний слой сульфида меди (штейн) и верхний слой шлака. Они выпускаются из печи раздельно. Штейн затем перерабатывается в другой печи (конвертере), через которую продувают воздух для удаления серы, получая в результате черновую (пористую) медь.

Обжиг.

Обжиг в ходе подготовки к выщелачиванию применяется либо для изменения химического состава полезных составляющих, что делает их пригодными для выщелачивания, либо для удаления некоторых примесей, присутствие которых значительно затрудняет и удорожает процесс выщелачивания ценных компонентов. Например, некоторые руды золота, содержащие мышьяк и серу, перед выщелачиванием подвергают обжигу для удаления этих составляющих.

Выщелачивание.

При выщелачивании ценные компоненты руды растворяются и отделяются от нерастворимого остатка посредством подходящего растворителя. В некоторых случаях для перевода ценного компонента в растворимую форму добавляется реагент. Эффективность (скорость и полнота протекания) процесса зависит от размера частиц, свойств реагентов, применяемых для выщелачивания, температуры и метода приведения в соприкосновение руды с растворителем или реагентами. Обычно чем меньше размер частиц, выше температура и концентрация выщелачивающих химических соединений, тем быстрее идет процесс.

Методы непосредственного воздействия на руду выщелачивающих растворов.

К этим методам относятся кучное выщелачивание, выщелачивание при просачивании и выщелачивание при перемешивании. Эти методы могут применяться как в периодических, так и в непрерывных процессах. В свою очередь непрерывные процессы могут быть реализованы как прямоточные либо как противоточные. В прямоточном процессе выщелачивающий раствор движется вместе с рудой и пополняется по мере его истощения. В противоточном процессе выщелачивающий раствор движется навстречу потоку руды. При этом передовой фронт раствора, встречаемый свежей порцией руды, обеднен реагентами и насыщен экстрагированным материалом, а тыловые порции раствора, которые позже встречаются с рудой, представлены свежим выщелачивающим раствором.

Кучное выщелачивание применяется для переработки руд, содержащих легко растворимые полезные компоненты; такие руды должны быть относительно пористыми и недорогими (обычно они добываются в открытых разработках). Иногда кучное выщелачивание используется для переработки отвалов, возникших в результате процессов предшествующей добычи и утилизации руды, когда затраты на добычу уже произведены. Для загрузки руды подготавливается слабо наклонная поверхность, непроницаемая для выщелачивающих растворов. Вдоль и поперек этой поверхности создаются водосборные углубления для дренажа. После загрузки руда заливается большим количеством выщелачивающего раствора, достаточным для того, чтобы пропитать всю ее толщу. Раствор проникает между частицами руды и производит растворение полезных компонентов. Через некоторый период времени материал высушивают и извлекают корку, образованную растворившимися ценными составляющими, а обработанную рыхлую породу смывают в дренажную систему.

Выщелачивание путем просачивания используется при переработке руд, которые при дроблении измельчаются плохо и не содержат природного шлама или глины. Это довольно медленный процесс. Выщелачивание при просачивании осуществляется главным образом в баках, хорошо приспособленных для загрузки и разгрузки. Дно бака должно быть эффективным фильтром, позволяющим производить через него закачку и откачку раствора. Баки загружаются раздробленной рудой определенной фракции крупности; иногда в целях более плотной и равномерной загрузки она смачивается. Затем выщелачивающий раствор закачивается в бак и впитывается в руду. По истечении необходимого времени выдержки раствор с выщелоченными компонентами откачивается, а руда промывается для удаления остатков выщелачивающего раствора.

Выщелачивание с перемешиванием обычно применяется при переработке высокосортных руд или концентратов с относительно небольшим объемом материала, подлежащего выщелачиванию, а также руд, содержащих тонкую рассеянную вкрапленность полезных компонентов либо измельченных до весьма мелкозернистой фракции. Выщелачивание с перемешиванием позволяет сократить время взаимодействия растворов с рудой до нескольких часов по сравнению с сутками, которые требуются для выщелачивания при просачивании.

Извлечение ценных компонентов.

Извлечение ценных компонентов из растворов после выщелачивания, содержащих растворенные полезные составляющие, может осуществляться путем химического осаждения, экстракции растворителем, ионообменным методом или электролизом.

Для химического осаждения раствор после выщелачивания подвергается воздействию соответствующих химических реагентов, в результате чего ценные компоненты переходят в форму нерастворимых соединений, которые выпадают в осадок, а затем отделяются путем отсадки или фильтрования.

Экстракция растворителем представляет собой сравнительно новый метод, предложенный для переработки урановых руд. Раствор, содержащий выщелоченные ценные компоненты (называемый водной фазой), взаимодействует с несмешивающимся органическим растворителем (называемым органической фазой), в результате чего полезная составляющая переходит из водной фазы в органическую. Затем органическая фаза, несущая ценные компоненты, отделяется и взаимодействует с другой водной фазой, куда компоненты и переходят; этот процесс называется десорбированием. Новая водная фаза с извлеченными ценными компонентами обрабатывается с целью их осаждения. Органической фазой служит какой-либо органический растворитель, например, трибутилфосфат, а в качестве разбавителя обычно используется керосин.

Ионообменный процесс извлечения из руды ценных компонентов разработан сравнительно недавно. Он основан на том явлении, что синтетические смолы могут селективно экстрагировать нужные компоненты из содержащих их растворов. Ионообменные смолы синтезируются путем полимеризации с отщеплением воды. После полимеризации в смоле возникают функциональные группы, например, карбоксиловая (– COONa), сульфониловая (– SO₃Na) или аминовая (– NH₂ Ч HCl). Первые два примера соответствуют катионообменной смоле, ион натрия (Na +1 ) которой обменивается на положительно заряженный ион, содержащий ценный компонент; отрицательно заряженный ион хлора (Cl –1 ) анионообменной смолы с аминовой группой обменивается на отрицательно заряженный ион, содержащий ценный компонент.

Обогащение руд цветных металлов

Статьи

Обогащение руд цветных металлов

Объектами для процессов обогащения являются, как правило, твердые полезные ископаемые, добываемые из недр или с поверхности земли.

В результате обогащения происходит:

концентрация ценного компонента увеличивается в десятки, сотни раз;

удаление вредных примесей из концентратов, что облегчает металлургический или другой последующий передел;
сокращение затрат на перевозки потребителю;
увеличение производительности последующего передела, уменьшение расхода топлива и электроэнергии, снижение потерь ценного компонента

Целесообразность обогащения перед металлургическим переделом показана в табл. 1.

Содержание свинца в концентрате

Относительная производительность завода, %

Расход кокса на 1т свинца, т

Тоже самое происходит и при выплавке медного, цинкового, оловянного концентратов. Кроме того, руды, как правило, полиметаллические и для осуществления плавки необходимо разделить концентраты на стадии обогащения, например, если в свинцовом концентрате содержится много цинка, то извлечь его обычным металлургическим методом нельзя.

Руды цветных металлов обладают рядом характерных особенностей, которые определяют не только выбор технологии их переработки и обогащения, но и технология разработки месторождений. Разработка месторождений осложняется необходимостью выдачи руд по технологическим сортам. Промышленные типы руд выделяются по содержанию в них основных и сопутствующих компонентов, а так же по форме рудных тел и генезису. Различный характер минерализации перерабатываемых руд требует разработки более совершенной технологии рудо подготовки, применения более сложных стадиальных схем обогащения. Оптимальную конечную и промежуточную (по стадиям) крупность измельчения выбирают на основании зависимостей показателей обогащения от крупности руды. Условно различают крупное (45-55%, т. е. – 0.074 мм), среднее (55-85 %) и тонкое (более 85 %) измельчение.

Типичная схема обогащения руды представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Процесс обогащения руды

Эффективность работы обогатительных фабрик во многом зависит от качества перерабатываемого сырья. Для получения максимального извлечения полезных компонентов при обогащении рудного сырья требуется постоянство его состава во времени, по крайней мере, в течение смены. В условиях частой смены химического и минералогического состава перерабатываемого сырья или задержки информации о них обогатители не в состоянии оперативно изменять режим переработки руд. Эта проблема может быть устранена, путем внедрения в промышленный процесс обогащения, поточных анализаторов, таких как АРП-1Ц, работающих в онлайн режиме. Такие анализаторы позволяют отслеживать изменения концентраций элементов в руде на потоке в реальном времени, что дает возможность обогатителям применять быстрые и своевременные решения об изменениях в процессе обогащения, без каких либо задержек во времени. Помимо этого, приборы типа АРП-1Ц, позволяют вести непрерывный контроль других, не интересных с точки зрения извлечения элементов, влияющих на условия проведения процесса флотации. Например, флотационное извлечение окисленных минералов свинца из сильно разрушенных руд, становится практически невозможным, если в них присутствуют оксиды и гидроксиды марганца.

В общем случае стадии процесса обогащения руд цветных металлов включает в себя следующие стадии:

Дробление и измельчение руды.
Грохочение и классификация (разделение по классам крупности).
Основные обогатительные процессы.
Заключительные операции.

К основным обогатительным процессам относятся всевозможные процессы такие как:

Флотационные методы, основанные на различие в смачиваемости компонентов руды водой.
Методы электрической сепарации, в основе которых лежат различия в электропроводности компонентов, либо в способности приобретать различные заряды под действием тех или иных факторов.
Методы, основанные на использовании различий в форме зерен и коэффициентов трения компонентов руды.

Таким образом, решающим фактором в определении необходимого процесса обогащения руды, а так же условий проведения этого процесса, является достоверная и своевременная информация о компонентном составе руды, что и является задачей поточных анализаторов вещества типа АРП-1Ц.

Методы обогащения руд:

применяются с для п овышения содержания металла в руде. Это достигается путем удаления большей части пустой породы, а так же селективного обогащения с последующим получением концентрата. Если в руде присутствуют вторичные элементы представляющие интерес и имеющие экономическую ценность, то данную задачу решает коллективное обогащение (коллективная флотация) с последующим выделением каждого металла в отдельный продукт, пригодный для дальнейшего обогащения или обработки. Например, для руд цветных металлов характерен многокомпонентный состав, в результате обогащения таких руд, получают до 5-6 концентратов различных элементов. Условно способы обогащения можно разделить на следующие стадии:

Измельчение руды. Измельчение производится для наиболее полного раскрытия сростков, в следствии чего ценные компоненты руды максимально отделяются от пустой породы, однако, измельчение довольно наукоемкий процесс, так как требует тщательного анализа руды, для выбора необходимой крупности измельчения. Переизмельчение может сильно ухудшить процессы последующего обогащения.
К процессам, которые используются в основном для первичного обогащения можно отнести процессы магнитной сепарации, гравитационное обогащение и др.
Наибольшее распространение и хорошую эффективность обогащения обеспечивают процессы флотации.

Предварительное обогащение рудного сырья обеспечивает следующие преимущества:

Повышает комплексность использования исходного сырья за счет выделения ценных компонентов в отдельные концентраты, пригодные для дальнейшей самостоятельной металлургической обработки.
Удешевляет стоимусть последующих металлургических оперций и снижает себестоимость конечного продукта в первую очередь за счет сокращения объема перерабатываемых материалов.
Позволяет перерабатывать бедные руды, не пригодные для прямой металлургической переработки.

Флотацией называется способ обогащения, основанный на избирательном прилипании минеральных частиц, взвешенных в пульпе, к пузырькам воздуха. Плохо смачиваемые водой частицы минералов прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются вместе с ними на поверхность пульпы, образуя на поверхности пульпы минерализованную пену. Частицы, которые хорошо смачиваются водой остаются во внутреннем объеме пульпы. Однако такое разделение возможно только с применением флотационных реагентов – органических и не органических соединений. Реагенты, в зависимости от своего назначения, делятся на собиратели, пенообразователи, депрессоры, активаторы и регуляторы среды.

Собиратели – реагенты, избирательно уменьшающие смачиваемость определенных минеральных частиц водой. К ним относятся калиевые (реже натриевые) ксантогенаты.

В качестве пенообразователей чаще всего используются алифатические спирты, фенолы, крезол и ряд других синтетических соединений на основе оксидов пропилена и этилена. Основное действие вспеневателей – уменьшение межфазного натяжения на границе жидкость – воздух, в следствии чего образуются более мелкие пузырьки воздуха в пульпе, что, в свою очередь, приводит к образованию прочной и устойчивой пены.

Депрессоры, задерживают флотацию какого – либо минерала, как бы подавляют его. Они способствуют образованию на минерале хорошо смачиваемой поверхности.

Противоположное действие депрессорам, оказывают активаторы, которые восстанавливают флотируемость депрессированных материалов.

Регуляторы среды используются для создания среды с определенными физическими и химическими свойствами.

Флотацию проводят в устройствах называемых флотационными машинами.

Каждому элементу в руде, можно сопоставить реагент который либо усиливает флотируемость данного элемента, либо ухудшает ее. Весь спектр реагентов и их основные свойства можно найти в специальных справочниках по флотации.

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ДОБЫЧА И ОБОГАЩЕНИЕ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Extraction and refining of non-ferrous metals

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Добыча и обогащение руд цветных металлов" (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при добыче и обогащении руд цветных металлов.

В соответствии с положениями Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [1], объекты, оказывающие воздействие на окружающую среду, подразделяются на четыре категории.

Предприятия первой категории обязаны получать комплексные экологические разрешения на осуществление своей деятельности.

Общая цель комплексного подхода к экологическому нормированию хозяйственной деятельности заключается в совершенствовании регулирования и контроля производственных процессов с целью обеспечения высокого уровня защиты окружающей среды.

Хозяйствующие субъекты должны осуществлять все необходимые меры, направленные на предотвращение загрязнения окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, в частности, посредством внедрения НДТ, обеспечивающих выполнение экологических требований.

Краткое содержание справочника НДТ

Введение. Представлено краткое содержание настоящего справочника НДТ.

Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется настоящий справочник НДТ.

Раздел 1. В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития добычи и обогащения руд цветных металлов в Российской Федерации. Описаны основные предприятия-производители и потребители цветных металлов, географическое расположение горно-обогатительных предприятий, вещественный состав и характеристика руд цветных металлов, качество товарной продукции. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов добычи и обогащения руд цветных металлов.

Раздел 2. В разделе 2 представлено описание типовых процессов добычи и обогащения руд и россыпей цветных металлов, управления отходами горного производства, очистки сточных и кондиционирования оборотных вод.

Приведены сведения о химических и физических методах интенсификации процессов разделения минералов, методах обработки реагентов перед флотацией и их дозирования в процесс с целью сокращения расхода, методах энерго- и ресурсосбережения в процессах рудоподготовки и обогащения, мероприятиях по снижению потерь металлов с отвальными хвостами, уровне потребления основных и вспомогательных производственных материалов, контроле и управлении процессами обогащения руд цветных металлов и отходов горно-металлургических производств.

Раздел 3. В разделе 3 приведена информация о регламентируемых и фактических уровнях эмиссий в окружающую среду для существующих технологических процессов и дана оценка потребления сырья, топлива, вторичных сырьевых и энергетических ресурсов, характерных для добычи и обогащения руд и россыпей цветных металлов и отходов горно-металлургических производств в Российской Федерации, с указанием применяемых методов определения.

Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями РФ в рамках разработки настоящего справочника НДТ, а также различных литературных источников.

Раздел 5. В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для процессов добычи и обогащения руд, в том числе технические и технологические решения и методы минимизации негативного воздействия на окружающую среду при процессах добычи открытым способом, подземным способом, процессах рудоподготовки и обогащения. Описаны технологии обращения с отходами и побочными продуктами производства, обеспечивающие рост ресурсосбережения и энергоэффективности, снижение уровня эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду.

Раздел 6. В разделе 6 приведены доступные сведения об экономических аспектах реализации НДТ на горно-обогатительных предприятиях Российской Федерации.

Раздел 7. В разделе 7 приведены сведения о перспективных технологических и технических решениях (не применяемых в России на момент подготовки настоящего справочника НДТ, но находящихся на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ или опытно-промышленного внедрения), позволяющих повысить эффективность производства и снизить влияние на окружающую среду эмиссий загрязняющих веществ и отходов горно-обогатительного производства. Указаны условия, при которых перспективные технологии станут доступными экономически и технически.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах технической рабочей группы (ТРГ 23), принимавших участие в разработке настоящего справочника НДТ. Даны рекомендации горно-обогатительным предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их деятельности.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке настоящего справочника НДТ.

Предисловие

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Настоящий справочник НДТ разработан технической рабочей группой "Добыча и обогащение руд цветных металлов" (ТРГ 23), состав которой утвержден приказом Росстандарта от 28 декабря 2016 г. N 2026 "О создании технической рабочей группы "Добыча и обогащение руд цветных металлов".

Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке настоящего справочника НДТ, приведен в разделе "Заключительные положения и рекомендации".

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание применяемых при добыче и обогащении руд и россыпей цветных металлов и отходов горно-металлургических производств технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, потребление воды и сырья, повысить энергоэффективность. Из числа описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся НДТ. В справочнике НДТ установлены технологические показатели НДТ, где это необходимо и возможно.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Справочник НДТ разработан в соответствии с Федеральным законом [1] (статья 28.1, пункт 7) на основе результатов анализа отрасли в Российской Федерации и с учетом материалов проекта справочника Европейского союза по наилучшим доступным технологиям по обращению с отходами и пустыми породами горнодобывающей промышленности (BREF for the Management of Waste from the Extractive Industries)* [3].

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при добыче и обогащении руд и россыпей цветных металлов и отходов горно-металлургических производств в Российской Федерации, собрана в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Минпромторга России от 18 апреля 2017 г. N 1234.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

- добычу и обогащение руд и россыпей цветных металлов;

В соответствии с кодами ОКВЭД (см. Приложение А).

- добычу и обогащение отходов горно-металлургических производств;

- технологические процессы, применяемые при добыче и обогащении руд и россыпей цветных металлов и отходов их переработки.

Справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий и (или) масштабы загрязнения окружающей среды:

- производственные процессы добычи (подготовительные работы - проходка и крепление выработок, очистная выемка и вспомогательные процессы - транспортировка и управление качеством руд, доставка людей, материалов и оборудования, содержание выработок в рабочем состоянии, вентиляция, водоотлив и др.) и обогащения (подготовительные - дробление, измельчение, классификация в воздушной и водной средах, основные - гравитационное обогащение, магнитное обогащение, электрическое обогащение, специальные - усреднение руд, рудосортировка, избирательные методы раскрытия минералов, комбинированные процессы, вспомогательные - сгущение, фильтрование и сушка, химические процессы в комбинированных схемах обогащения руд) руд и россыпей цветных металлов и отходов горно-металлургических производств;

- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

- хранение и транспортировка продукции, пустой породы и хвостов обогащения.

Общие процессы и методы, относящиеся ко всей горнодобывающей промышленности, описаны в справочнике НДТ ИТС 16-2016 "Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы".

1 ИТС 3-2015 "Производство меди";

2 ИТС 11-2016 "Производство алюминия";

3 ИТС 12-2016 "Производство никеля и кобальта";

4 ИТС 13-2016 "Производство свинца, цинка и кадмия";

5 ИТС 14-2016 "Производство драгоценных металлов";

6 ИТС 24-2017 "Производство редких и редкоземельных металлов".

Добыча руд и песков драгоценных металлов (золота, серебра и металлов платиновой группы) описана в ИТС 49-2017 "Добыча драгоценных металлов". Описание добычи и обогащения железных руд приведено в ИТС 25-2017 "Добыча и обогащение железных руд".

Дополнительные виды деятельности при добыче и обогащении руд цветных металлов приведены в таблице.

Соответствующий справочник НДТ

Методы очистки сточных вод, направленные на сокращение сбросов металлов в водные объекты

Промышленные системы охлаждения (например, градирни, пластинчатые теплообменники)

ИТС 20-2016 "Промышленные системы охлаждения"

Хранение и обработка материалов

ИТС 46-2017 "Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)"

Обращение с отходами

ИТС 15-2016 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов)"

Выработка пара и электроэнергии на тепловых станциях

Методы производства цветных металлов

ИТС 12-2016 "Производство никеля и кобальта";

ИТС 13-2016 "Производство свинца, цинка и кадмия";

ИТС 14-2016 "Производство драгоценных металлов"

Повышение энергетической эффективности

Общие процессы и методы горнодобывающей деятельности

ИТС 16-2016 "Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы"

Методы добычи драгоценных металлов

ИТС 49-2017 "Добыча драгоценных металлов"

Раздел 1 Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

1.1 Добыча руд

1.1.1 Медные руды

Россия располагает значительной сырьевой базой меди - запасы металла составляют почти 98 млн т, из которых 70 млн т подсчитаны по категориям . Запасы меди высоких категорий разрабатываемых и осваиваемых месторождений составляют 58 млн т, что сопоставимо с сырьевой базой меди США и уступает лишь чилийской и перуанской. Российская Федерация имеет перспективы наращивания сырьевой базы меди, однако прогнозные ресурсы категории составляют всего 12,6 млн т, а большая часть прогнозных ресурсов оценена по категориям и (см. таблицу 1.1).

Читайте также: