Производство медного концентрата из отходов железорудного производства

Появившиеся в последние десятилетия техногенные месторождения являются результатом интенсивного развития горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. Техногенные месторождения - это скопления минеральных веществ на поверхности Земли или в горных выработках, представляющие собой отходы горного, обогатительного, металлургического и других производств и пригодные по количеству и качеству для промышленного использования, которое становится возможным по мере развития технологии его переработки и изменения экономических условий .

Гигантский рост потребления минеральных ресурсов создает массу отходов, что существенно сказывается на экологическом состоянии отдельных регионов. Кроме того, эти отходы могут быть использованы в будущем, а частью и в настоящее время как дополнительный источник минерального сырья.

Горное производство оставляет после себя отвалы, сложенные раздробленными породами, вмещавшими руды, убогими рудами, которые экономически невыгодно перерабатывать, а также продуктами переработки промышленных руд - отходами обогащения.

Во многих рудных районах, особенно в Уральском регионе, достаточно широко распространены техногенные месторождения, представленные раздробленными горными породами и убогими рудами. Отвальные массы используют для строительных целей, закладки выработанного пространства в подземных выработках, рекультивации. Однако достаточно часто в подобные отвалы попадают и полезные компоненты, которые во время разработки не представляли промышленного интереса. Во многих случаях для переработки техногенного сырья требуются иные технологии, чем для природных руд, чаще всего новые способы, основанные на последних достижениях науки и техники.

Перспективными по содержанию и запасам полезных компонентов по сравнению с месторождениями-отвалами горнодобывающих предприятий являются хвосты обогащения руд черных и цветных металлов.

Хвосты - это отходы обогащения полезных ископаемых, в которых содержание ценного компонента естественно ниже, чем в исходном сырье, поскольку в них преобладают частицы пустой породы. Твердая фаза хвостовой пульпы представлена смесью минеральных частиц разного размера - от 3 мм до долей микрона. Состав частиц и их плотность зависят от минерального состава пород, вмещающих полезное ископаемое.

При производстве медных, цинковых и пиритных концентратов образуется ежегодно 5-7 млн т хвостов, в которых содержится 0,3-0,4% цинка, 0,2-0,3% меди, 20-35% серы, более 35% железа .

По общим запасам хвостохранилища уральских предприятий существенно превосходят многие месторождения. Вовлечение их в разработку облегчается тем, что при этом не нужны вскрышные и буровзрывные работы. Раздробленный материал подготовлен для извлечения металлов современными методами, в частности выщелачиванием кислотами.

Сейчас в УГМК разрабатывается ряд проектов по решению проблемы переработки отходов производства.

Среди медеплавильных комбинатов области наиболее крупными промышленными отходами, образующими техногенные месторождения, обладают Красноуральский медеплавильный комбинат, Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ).

В ходе переработки шламоотвала СУМЗа из конвертерных шлаков получают медно-цинковый концентрат, содержащий золото и серебро, а также магнетитсодержащий песок, пригодный для производства цемента. Завод является носителем передовых технологий в комплексной переработке техногенных отходов. На обогатительной фабрике ОАО «СУМЗ» планируется переработать 1,04 млн тонн шлаков медеплавильного производства, что позволит вовлечь в производство дополнительно 5567 тонн меди в концентрате. На предприятии действует самая современная система экологического мониторинга.

«Святогор», как и другие медеплавильные заводы области, испытывают недостаток сырья – медного концентрата. Поэтому на предприятии существует ряд инвестиционных проектов в добычу руд. В часности, существует проект переработки окисленных руд на Волковском руднике. Ранее на этом руднике окисленные руды не использовались, а складировались. Таких руд со средним содержанием меди 0,7% скопилось около 2,5 млн. т. В недрах имеется еще, по меньшей мере, 5 млн. т. В настоящее время на предприятии пущена опытно-промышленная установка по выщелачиванию меди из окисленных руд, а в дальнейшем предполагается наладить выщелачивание в промышленных масштабах.

Дефицит сырья в медной промышленности области частично решается Высокогорским горно–обогатительным комбинатом.

ВГОК - знаменитый производитель железной руды, стал ещё и производителем медного концентрата. Здесь налажено извлечение медного концентрата из отходов обогащения железной руды.

За почти трёхвековую историю предприятия на земельном отводе появились чаши карьеров, терриконы отвалов. Значительную площадь (260 га) занимает Черемшанское шламохранилище, в котором сосредоточено около 40 млн т отходов обогащения железных руд.

Черемшанское шламохранилище, расположенное на окраине Нижнего Тагила, в конце восьмидесятых годов можно было справедливо назвать зоной экологического бедствия. На километры здесь тянулся безжизненый «лунный» пейзаж, а летом пыльные бури обрушивались на жителей близлежащего посёлка. ГОК – владелец этой территории – в самое, пожалуй, экономически нестабильное время своей жизни, в середине 90-х годов, начал реализацию сразу двух проектов. Их экологическая и социальная перспективность была настолько очевидна, что сразу нашлись зарубежные инвесторы. ВГОК получил два международных гранта. Комбинат начал рекультивацию нарушенных земель и переработку техногенных образований.

На большей площади шламохранилища проведена биологическая рекультивация. На ста двадцати гектарах травы надёжно укрыли под собой песок. Берега хранилища густо заросли подлеском и стали домом для множества дикой живности.

Переработкой отходов обогащения ВГОКа занимается совместное российско–американское предприятие «Эконт». Предприятие перерабатывает пески Черемшанского шламохранилища. За последние 5 лет работы через фабрику прошло 3200 тысяч тонн шламов, из которых ежегодно получают

20. тыс тонн медного концентрата с содержанием меди 26,5%.

Складирование отходов производства идёт в Главный карьер. По поводу целесообразности использования карьера для этих целей до недавнего времени было много дебатов.

За использование карьера в качестве шламохранилища выступают производственники. Ссылаясь на исследования учёных, они настаивают на том, что хранение переработанных отходов в экологическом отношении для города не опасно. Руководители ВГОКа сообщили, за карьером установлено постоянное наблюдение специалистов. Пробурены шесть скважин, с помощью которых ведётся химический анализ подземных вод. Отрицательных показателей не наблюдается.

Категорически против такой технологической операции выступают представители природоохранных и общественных организаций. Экологи считают, что Главный карьер и шахта «Магнетитовая» являются водосборником, сердцем всех подземных вод огромной территории. Они объединяют в одну систему все разломы и трещины земной коры. Карьер проницаем, жидкая фаза может попасть с шахтными водами, откачиваемыми из шахты «Магнетитовая» в открытые водоёмы. Всё что закладывается в карьер, может стать достоянием всех вод территории города.

Поведение флотоотходов в подземной гидросфере не изучено. Если отходы начнут мигрировать из хранилища, то они пойдут в направлении Выйского и Верхне – Выйского водохранилищ, а это источники технического и питьевого водоснабжения. Главный карьер превращается в главную отстойную яму.

Мы считаем, что окончательно утверждать о полной безопасности использования карьера в качестве хранилища производственных отходов преждевременно. Данный вопрос очень сложен, он требует глубокого научного изучения и постоянного наблюдения геологами, гидрологами и химиками.

Техногенные месторождения представляют собой новый источник минерального сырья, образованный в результате промышленного производства. Подобные месторождения часто обладают необычным минеральным составом и могут служить крупным потенциальным источником разнообразных полезных компонентов, в том числе и меди.