УтверждаюПрезидент некоммерческого партнерства «Российские Горные Технологии»_________________С.А.Паничкин"___" ____________ 2006 г Проект«Создание экологически чистых и энергосберегающих горно-технологических автоматизированных комплексов (модульных мини-фабрик) для извлечения и обогащения полезных ископаемых на основе российских инновационных технологий» (на примере золотосодержащих месторождений с запасами полезного компонента от 50 кг и выше, расположенных в труднодоступных и отдаленных от развитых инфраструктур районах) "Согласовано"Директор компании ООО «Техника и Технология Дезинтеграции», к.т.н.______________ В.Г. КочневГенеральный директор ООО «ЭГОНТ», к.т.н.______________В.В. Новиков Санкт-Петербург 2006 годЦель проекта: Разработка и создание мобильных, энергосберегающих и экологически чистых обогатительных комплексов для рентабельной отработки мелких и средних месторождений, в том числе, расположенных в удаленных и труднодоступных районах (на примере золотосодержащих руд). обоснование постановки работ по проектуЦелесообразность освоения многочисленных мелких, а в некоторых случаях, и средних месторождений с целью добычи полезного компонента очевидна. Необходимо лишь учитывать экономическую составляющую, которая определяется: труднодоступностью, удаленностью от инфраструктуры, содержанием полезного компонента, горной технологией, технологией извлечения полезного компонента и, конечно, техническими решениями, принятыми при проектировании фабрики.^ Рассмотрим несколько вариантов подходов к решению этой задачи на отдельных примера: 1. Первые разработки мобильных фабрик были выполнены конце 80-х начале 90-х г.г. в институте Механобр. Был разработан, так называемый, типовой сборно-разборный обогатительный комплекс типа ПРОК, который должен был обеспечить производительность переработки руды - 4,2; 8,4; 16,8т/час. Первый проект, производительностью 17т/час, был реализован в 1992г на золоторудном месторождении Оночалах в Якутии. Принятые технические решения комплекса ПРОК не в полной мере оправдали себя. Последующий проект горно-обогатительного комплекса на месторождении Майское (Карелия), производительностью (7 т/час), был выполнен в соответствии с его горно-геологическими условиями и носил индивидуальный характер. Предполагалось, что руда будет отрабатываться 2 года в течение 200 календарных дней. Принятая технологическая схема предусматривала: двухстадийную схему дробления исходной руды от 350 до 15 мм и одностадийную схему измельчения в шаровой мельнице до 60 % класса менее 74 мкм. Технология обогащения была принята комплексная - гравитационная (60% полезного компонента) и флотационная (20%). Отвальные хвосты складировались в специально подготовленное хвостохранилище, откуда осветленная вода направлялась на обогатительную фабрику. Строительные решения предусматривали отдельное расположение дробильного комплекса на площадке 30х19м и обогатительного - 28х14м. Оборудование дробильного комплекса устанавливалась на столбчатых железобетонных фундаментах, а обогатительное на отдельных металлоконструкциях, которые также опирались на железобетонные фундаменты. Обеспечение электроэнергией осуществлялось от дизельных электростанций мощностью 75 кВт (для поселка), 100 кВт (для карьера) и 500 кВт (для дробильно-обогатительного комплекса). Всего 675 кВт. Общая масса оборудования составляла 125 т (без учета дизель-генераторов), металлоконструкций 10 т, при этом монолитного бетона и железобетона потребовалось 800 м3. Кроме того, потребовалось три здания, в т.ч., одно для склада реагентов. Как видно из описания, несмотря на небольшую проектную производительность, комплекс трудно назвать сборно-разборным, а тем более мобильным. Совершенно очевидно, что доставка такого количества оборудования, реагентов, шаров, металла, зданий с крупногабаритными металлоконструкциями, мостовыми кранами в труднодоступное место, например в среднее течение реки Колымы в Якутии или гористые районы БАМА при плановой 2-х годичной отработке месторождения была бы весьма затратной операцией с длительным сроком ввода предприятия в эксплуатацию. Именно поэтому, более поздние разработки института Механобр, выполненные для обогатительных фабрик малой производительности стали уже называться стационарными (пример горно-обогатительного предприятия для отработки медно-цинковых руд Александровского месторождения).2. В последние годы весьма активно предлагает модульные и мобильные фабрики производительностью 5-12 т/час институт Иргиредмет. Сравнивая их с вышеописанной, видишь, что за 10 лет в технологии рудоподготовки, громоздкой и дорогой, изменений практически нет, за исключением того, что предлагается зачастую оборудование импортного, в основном китайского производства.3. Среди зарубежных предложений можно встретить мобильные, в полном смысле этого слова, установки, смонтированные на автомобильном шасси в основном для геологоразведочных работ, а также портативные (portable plant), которые выполняются из нескольких узлов высокой готовности (рис.1-2). Причем, циклы «демонтаж-транспортирование-монтаж-работа» могут повторяться довольно большое число раз. Рис.1. Мобильные установки 1-2 т/час О ^ Рис. 2. Сборно-разборная установка 3-4 т/часдин из примеров такой фабрики приведен в Горном журнале №5 за 2000г. Показано, что переработка хвостов в Кении, оставшихся после проведения комплекса горных и обогатительных работ в 40-х годах, может быть весьма рентабельна с использованием чанового выщелачивания с производительностью 14 т/час и затратами 150 американских долларов за унцию. Такого рода фабрики не требуют рудоподготовительных работ, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты, но при этом высоки риски экологической катастрофы. Снижение этих рисков до минимума возможно за счет применения предварительного центробежного обогащения, когда на выщелачивание направляется 1,5-5% материала вместо 100%, как по технологии в Кении, т.е. в цикл необходимо включить предобогащение полезного ископаемого. ^ Подводя итог краткого обзора, можно сделать следующие выводы: подавляющее большинство, представленных в литературных источниках, сборно-разборных мини-фабрик предназначены для переработки золотых, алмазных месторождений или золотосодержащих хвостов. Как правило, для переработки полиметаллических руд, даже с небольшой производительностью, применяются стационарные фабрики; принцип сборно-разборных обогатительных комплексов для отработки удаленных и труднодоступных месторождений трудно переоценить, даже если иметь ввиду лишь золотосодержащие руды; проектно-компоновочные технологические решения и номенклатура оборудования для подобных мини-фабрик требуют коренного пересмотра - они должны выполняться на басе инновационных технологий, прежде всего, российских, с учетом требований экологии и энергосбережения.^ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТАС целью дальнейшего совершенствования технологии и проектных решений, предлагаются следующие основные критерии к проекту создания мобильных обогатительных комплексов: компактность, легкая доставка и сборка/разборка оборудования, сопутствующих материалов и изделий на месторождение; низкие эксплуатационные затраты за счет самых современных методов рудоподготовки, в том числе, отсутствия шаров и минимизации расходных материалов; высокие технологические показатели: извлечение полезного компонента (например, золота - на уровне 94-96%) экологическая чистота при переработке месторождений, что возможно только при использовании безреагентных процессов обогащения и складировании хвостов в обезвоженном состоянии. низкое энергопотребление отдельных агрегатов и комплекса в целом.С учетом этих критериев в компании ТТД была разработана и внедрена установка для работы на алмазных речных россыпях в республике Конго (рис.3).^ Рис.3. Сборно-разборная установка производительностью 10 – 12 т/час, смонтированная на катамаранеНа переднем катамаране смонтировано добычное устройство -погружной землесос, способный рыхлить и поднимать алмазосодержащий гравий с глубины до 60м, а также дизель-генератор мощностью 150 кВт. Далее за ним на втором катамаране расположен блок окончательного извлечения алмазов и обогатительный модуль. Установка работает следующим образом: добытый со дна реки гравий за счет напора, развиваемого землесосом, поднимается на самую верхнюю точку обогатительного модуля , откуда он уже самотеком распределяется по классифицирующим и обогатительным технологическим узлам, Полученный концентрат направляется в блок окончательного извлечения, где алмазы уже после определенных операций в чистом виде взвешиваются, классифицируются и подготавливаются для отгрузки в пункт приема. Хвосты обогатительного модуля и блока окончательного извлечения алмазов сбрасываются за борт. Катамараны связаны между собой гибкой связью, и за счет лебедок, установленных по углам комплекса, могут перемещаться как поперек реки, так и вверх по течению. Основные технические решения, особенно по компоновке обогатительного модуля, можно, или даже необходимо, использовать для золотодобывающих минифабрик, описание которой приведено ниже. ^ Рис.4. Сборка мини-фабрики производительностью 10 – 12 т/час Описание установки: установка смонтирована на основе разборных рам, выполненных в виде ферм, причем, рамы используются для колонн, перекрытий и фундаментов, что позволяет строить фабрику в условиях вечной мерзлоты без свайных фундаментов (рис.4); в установке принята схема подачи руды, которая исключает ее смерзание в зимний перид в головном бункере; применение рентгенорадиометрической сепарации позволяет, на некоторых объектах, значительно повысить качество руды для последующей переработки и увеличить производительность минифабрики (рис.5). Описание возможности выполнения предконцентрации полезного компонента с помощью рентгенорадиометричского метода подробно изложено в прил. 1; Рис.5. Установка с радиометрическим сепаратором дробление, измельчение, обогащение и доводка смонтированы в едином блоке – здании, что позволяет экономично расходовать тепло и проводить профилактические работы; дробление и измельчение происходит практически в одном агрегате - мельнице самоизмельчения - с преддодрабливанием критического класса крупности (рис.6.)Рис.6 . Пример применения мельниц самоизмельченияпроизводительностью 15 -20 т/час предусмотрено гравитационное обогащение золота крупностью +10 мкм с использованием последних разработок по центробежной отсадке; доводка концентратов крупнее 40 мкм осуществляется с помощью селективного измельчения в планетарной мельнице (рис.7), а класса -74 +10 мкм выщелачиванием на основе бесцианидных реагентов или вывозом на стационарную фабрикуРис. 7. Планетарная мельница для доводки золотосодержащих концентратов образование оборотной воды с получением полусухих хвостов осуществляется с помощью осадительных центрифуг (рис.8);Рис.8. Осадительные центрифуги производительностью 15 – 20 т/час при отсутствии или недостатке воды на месторождении возможно сухое обогащение, однако для этого потребуются другие технические решения с комплексом НИР и ОКР. Энергообеспечение установки производится с помощью дизель-генератора, входящего в комплект. Впоследствии весьма актуально проработать применение альтернативных источников энергии: например, миниэлектростанций, поскольку месторождения часто располагаются вблизи ручья, небольшой речки, а также ветроэнергетических установок или солнечных батарей. Возможно, что применение перечисленных источников в сочетании может дать наибольший эффект.^ Срок выполнения программы Срок выполнения проекта определяется наличием знаний о конкретном месторождении: утвержденных запасов, содержаниями полезного компонента, данными лабораторных исследований по возможностям его извлечения и т.д. В зависимости от тех или иных условий срок ввода в эксплуатацию составляет: золотоизвлекательной фабрики (Магаданская обл., Якутия, Приполярный Урал) производительностью 10-12 т/час может составить 10-14 месяцев; алмазоизвлекательной (Анабарский район, Архангельская обл.) – 20-30 т/час – 14-16 месяцев; по извлечению хрома (Карелия) – 20-25 т/час – 10-12 месяцев. затраты на выполнение программыВ табл.1 приведен расчет затрат для реализации основных технических решений при создании первой золотоизвлекательной мини-фабрики для работы в отдаленных и труднодоступных местах. Предполагается, что месторождение изучено и содержит в основном золото крупностью +40 мкм и частично -40+10 мкм.^ Таблица 1Затраты на реализацию проекта по созданию минифабрики для извлечения золота производительностью10-12 т/час № п/п Наименование этапов работ Срок выполнения, мес. ^ Стоимость этапа работ, тыс. руб. Основной Исполнитель, Предпосылки выполнения работ I Изучение технической документации по конкретному месторождению, разработка концепции отработки, технологии горных работ, обогащения и складирования хвостов. Согласование с Заказчиком основных технико-экономических параметров будущего комплекса, необходимых исследований, испытаний и доработка перспективных инновационных разработок 8 7400,00 Наличие у Заказчика исходных данных по месторождению. Исследование руды на обогатимость на пробе, представленной Заказчиком. Имеющиеся разработки.НП «Российские Горные Технологии», Заказчик 1.1. Проведение технологических испытаний на валовых или керновых пробах 2 1300,00 Пробу предоставляет Заказчик.Испытания проводится на технологическом стенде ТТД 1.2. Изучение возможности предконцентрации на основе радиометрических приборов 2 800,00 Компания «ЭГОНТ» 1.3. Испытание макета центробежной отсадки с целью извлечения золота крупностью -74+10 мкм 1 600,00 Имеется действующий макет непрерывного действия производительностью до 200 кг/час. Компания ТТД 1.4. Испытание полупромышленного образца доводочной установки на базе планетарной мельницы 1 600,00 Имеются макеты периодического и непрерывного действия планетарных мельниц. Компания ТТД 1.5. Исследование раскрытия золотин в мельнице самоизмельчения с преддодрабливанием критического класса крупности 2 2800,00 Имеется стенд Компания ТТД 1.6. Испытание конусной инерционной дробилки в схеме преддодрабливания 2 500,00 Имеется опытное оборудование.«Механобр-Техника» 1.7. Испытание центробежного грохота с целью эффективного разделения по крупности 40 мкм 2 500,00 Имеется макетКомпания ТТД 1.8. Испытание процесса глубокого сгущения хвостов на основе центрифуги 3 300,00 Компания ТТД II ^ Разработка, изготовление промышленных образцов перспективного оборудования, предназначенного к использованию на минифабриках 16 56000,00 НП «Российские Горные Технологии» 2.1. Доработка КД и изготовление промышленного образца планетарной мельницы производительностью 10-12 т/час для работы в схеме доизмельчения 8 19900,00 Имеются рабочие макеты, опытные м промышленные образцы.Компания ТТД 2.2. Доработка КД и изготовление промышленного образца планетарной мельницы производительностью 0,2-0,5 т/час для работы в схеме доводки 5 8200,00 Имеется опытный образецКомпания ТТД 2.3. Разработка КД и изготовление промышленного образца центробежной отсадочной машины производительностью 10-12 т/час 6 6700,00 Имеется макетКомпания ТТД 2.4. Разработка КД и изготовление опытного образца радиометрического сепаратора производительностью 10-12 т/час, работающего на куске 300-400 мм 6 15500,00 Имеются аналоги в компании «РАДОС»Компания «ЭГОНТ» 2.5. Разработка КД и изготовление опытного образца центрифуги производительностью 1,2-1,5 т/час 4 2800,00 Компания ТТД 2.6. Разработка КД и изготовление опытного образца центробежного грохота для разделения по крупности 40 мкм с высокой эффективностью и производительностью 1,5-2,0 т/час 4 2900,00 Имеется макетКомпания ТТД III Проектирование, изготовление, монтаж и пуско-наладка гравитационной минифабрики для компании «Полиметалл» производительностью 10-12 т/час с энерго, -водо - и рудообеспечением 12 99800,00 НП «Российские Горные Технологии»