Перспективы вовлечения в эксплуатацию техногенных месторождений марганцево-рудного сырья

© А.Г. Шапарь, Б.С.Гулямов, 2003

УЛК 658.567:622.015

А.Г. Шапарь, Б.С.Гулямов

ПЕРСПЕКТИВЫ ВОВЛЕЧЕНИЯ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖЛЕНИЙ МАРГАНЦЕВО-РУЛНОГО СЫРЬЯ

Стратегия устойчивого развития человеческой цивилизации предполагает, что будущие поколения имеют такие же права на природные ресурсы, как и нынешние. Но как обеспечить эти права, если речь идет о невозобновляемых ресурсах, к которым относятся минерально-сырьевые? Как показано в работах [1, 2], к тезису об исчерпаемости подобных ресурсов следует относиться неоднозначно. Действительно, если в каком-то определенном месте отработано месторождение полезных ископаемых с определенным содержанием полезного компонента, то оно исчерпано полностью и ни о каком его воспроизводстве речи не может быть. С другой стороны, исчерпаемости данного вида минерального ресурса в данном месте не наступило и не наступит, если за границами отработанного месторождения имеются запасы сырья с более низкими кондициями, в недрах оставлены охранные целики, а на поверхности заскла-дированы отходы обогащения. В этом случае возникает только один вопрос: когда эти виды сырья целесообразно вводить в эксплуатацию? Как справедливо отмечается в цитируемых работах, проблем исчерпаемости минеральных ресурсов и связанного с этим мирового экономического кризиса не существует, если каждая страна и мировое сообщество в целом отслеживают складывающуюся на рынке сырья ситуацию и способны ее прогнозировать, своевременно выделить необходимые силы и средства на предотвращение дефицита отдельных видов ресурсов. Рано или поздно такая ситуация складывается с каждым видом минерального сырья, сколько б велики не были его запасы.

Так, запасы марганцевой руды в Никопольском бассейне были настолько велики, что долгое

время даже не возникал вопрос об обеспеченности этим видом ресурса. Месторождения разрабатываются уже более 100 лет подземным и открытым способами. В основном добывались легко обогатимые окисные руды. Темпы их добычи во второй половине XX столетия были настолько велики, что к 2010-2020 гг. ожидалось их исчерпание. В связи с этим уже в 80-тых годах началось строительство Таврического ГОКа по добыче карбонатных руд. В кратчайшие сроки он был введен в эксплуатацию. Этот опыт является ярким примером правильного прогнозирования развития минерально-сырьевой базы и своевременного выделения необходимых средств. Была допущена только одна ошибка: все решения принимались без учета возможности распада СССР. А вот дальше, с точки зрения научного прогнозирования, большинство решений принималось без достаточных обоснований. И самой большой ошибкой было решение о закрытии Таврического ГОКа с мокрой консервацией подземных выработок.

Вместе с тем, при прогнозировании развития марганцеворудной базы нельзя было не обратить внимания на шламохрани-лища - потенциальные техногенные месторождения. Ведь они представляют из себя мелкодисперсную массу, с содержанием марганца до 20%, которая легко может быть разработана различными способами. Вся эта масса уже поднята из карьеров и шахт и заскладирована вблизи объектов хозяйственной деятельности, что существенно снизит транспортные затраты при освоении этих ресурсов.

Все это постоянно побуждало исследователей вести поиски возможных технических реше-

ний, в основном, в области обогащения шламов как наиболее сложном технологическом процессе. Эти поиски велись в следующих основных направлениях: биологическом и химическом обогащении, а также повышении эффективности традиционных технологий. В результате был изучен широкий спектр возможных способов, вплоть до экзотических. Так, голландская фирма «Амеко» предложила в шламохра-нилища направлять хозбытовые стоки, где должны произойти реакции по нейтрализации кислоты и более компактное размещение марганца. Технико-экономические и экологические оценки биологического и химического способов обогащения показали, что они пока еще не могут составить конкуренции традиционным способам. Более того, усовершенствование последних позволило существенно повысить эффективность извлечения полезного компонента и создало предпосылки для вовлечения в эксплуатацию намытых ранее шламохра-нилищ как техногенных месторождений. Так, проведенная опытнопромышленная проверка схемы обогащения, условно представленной на рисунке, показала, что из марганцеворудных шламов могут быть получены весьма конкурентноспособные термоокатыши с содержанием марганца 45% и брикеты с содержанием марганца 40%. Как видно из приведенной схемы, основные процессы обогатительного передела (классификация, сепарация, сушка, обжиг и брикетирование) достаточно энергоемкие, поэтому они, в основном, будут определять экономическую целесообразность переработки шламов. Следующее по значимости звено -транспорт шламов от места добычи до места их переработки. Расстояние транспортирования определяется местом расположения мощностей по магнитной сепарации, после которой примерно половина объема шламов будет выделена в мелкозернистый и крупнозернистый пески. Как правило, все мощности обогатительного передела будут сосредотачиваться в местах брикетирования и обжига концентрата.

Возможен также вариант применения передвижной обогатительной фабрики, область применения которого будет зависеть от объемов добычи шламов, расстояния их транспортирования до места переработки, наличия удобных транс -портных коммуникаций, эффективности способов утилизации отходов и т.п.

Наименее значимым с экономической точки зрения является сама добыча шламов. Принципиально возможны два варианта добычи шламов: экскаваторный и с использованием земснаряда. Первый рекомендуется для разработки давно намытых и сдренирова-ных шламонакопителей. Главной

проблемой здесь может быть несущая способность забойных дорог и всего массива щламов, от которой будет зависеть выбор оборудования и технологических схем разработки. При этом весь объем шламов будет вывезен на переработку, территория будет рекультивирована и передана в сельхозпользование.

При втором варианте разработки (в действующем шламохра-нителе) только часть шламов будет извлечена, объем которой зависит от проектной консистенции засасываемой пульпы. В этом случае целесообразно ограничиться извлекаемым продуктом с крупностью частиц +0,15 мм, где содер-

Укрупненная структурно-технологическая схема переработки шламов

жание марганца достигает 20-22%. При этом срок службы действующих шламохранилищ будет существенно увеличен и в результате получен как экономический, так и экологический эффект.

Следует отметить, что при любой степени вовлечения шламов в переработку общая экологическая ситуация улучшается. Во-первых, потому, что часть территории, занятой шламами, освобождается и она может быть возвращена в традиционное пользование. Во-вторых, при тех же общих объемах потребления ресурса (марганца) уменьшается его изъятие из недр и, следовательно, пропорционально доли шламов в этих объемах снижается воздействие на окружающую среду (отпадает необходимость дополнительного отчуждения земель под карьеры, отвалы и шламохранилища, уменьшаются сбросы и выбросы и т.д.).

Таким образом, изложенные выше соображения свидетельствуют о том, что уже в настоящее время значительная часть марганцеворудных шламов может быть введена в эксплуатацию. Так, по оценкам Управления «Укрчермет-геология» только на территории ОАО Марганецкого ГОКа в шламо-хранилищах заскладировано 46490 тыс. т. шламов с содержанием марганца 10,5-16,4%.

Проведенные исследования и опытно-промышленная проверка основных технологических решений подтвердила их эффективность, а выполненное техникоэкономическое обоснование предприятия по переработке шламов подтвердило, что уже при производительности 34,0 тыс. т термоокатышей и 19,0 тыс. т брикетов по экологическим и экономическим показателям его целесообразно вводить в эксплуатацию.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шапарь А.Г., Копач П.И. Минеральные ресурсы: их исчерпаемость, целесообразность и условия ввода в эксплуатацию. Ж.» Экотехнология и ресурсосбережение», № 2. К.,2001. С.11-17.

2. Шапар А.Г. Проблеми сталого розвитку і забезпеченість природними ресурсами. Зб.наукових праць “Екологія і природокористування”, вип. 3. Дніпропетровськ, 2001, с.7-23.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------

Шапарь А.Г, Гулямов Б.С. — Институт проблем природопользования и экологии НАНУ, Украина.