книги / Управление качеством руд при добыче

– силикатные, составной частью которых является минерал родонит, применяемый главным образом в качестве облицовочного или поделочного материала.

Металлургическая промышленность предъявляет в отношении марганцевых руд требования высокого содержания марганца (25–50 %) и желательно железа, ограничивая содержание кремнезема (менее 10–25 %) и фосфора (менее 0,02 %). Конкретные значения показателей качества зависят от функционального назначения руды. Во всех случаях регламентируется и влажность руды. Большое значение придается стабильности показателей качества в каждой партии руды (табл. 12.3).

			Таблица 12.3
Основные показатели качества марганцевой руды
Назначение	Основные	Относительный уровень качества
или отрасль,
использующая	учитываемые
	качественные
полезное	признаки	Высокий	Рядовой	Низкий
ископаемое
Металлургия	Содержание мар-	Содержание мар-	Содержание	Содержание
	ганца, железа, вред-	ганца более 45 %,	марганца	марганца не
	ных примесей фос-	вредных приме-	35–45 %	менее 35 %,
	фора и кремния,	сей в пределах	либо совме-	труднообо-
	стабильность пока-	нормы	стно мар-	гатимые
	зателей		ганца и же-	руды
Производство	Содержание:		леза более
сухих батарей	Mn	> 89 %	45 %, легко-
	ClO2	< 4 %	обогатимые
	Fe2O3	< 1 %
Химическая	Химический	Используются
промышлен-	состав руды	только высокока-
ность		чественные руды
Стекольное	Содержание	> 80–90 %
производство	MNO2Fe

Медные руды используются в цветной металлургии в качестве сырья для производства чистой меди и ее сплавов. Различают типы медных руд, характеризуемые наличием или отсутствием окисленных минералов (сульфидные, смешанные и окисленные),

181

структурными и текстурными особенностями руд (сплошные и вкрапленные, массивные и россыпные). Основные сорта медных руд следующие: халькопирит-борнитовые, колчеданные, молибде- ново-медные, полиметаллические (в них совместно содержатся сульфиды свинца, цинка и меди), медно-никелевые, скарновые,

кварцево-халькопиритовые (жильные) и медно-железованадиевые.

Выделяют медные руды: богатые, с содержанием меди более 2 %,

среднего качества – 1–2 % и бедные – менее 1 %. Конкретные тре-

бования к качеству руд в зависимости от месторождения могут изменяться в довольно широких пределах. Главные регламентируемые показатели – это содержание основного и попутных металлов (в том числе драгоценных), содержание вредных примесей (например, мышьяка), гранулометрический состав, влажность. В последние годы все большее внимание уделяется стабильности показателей качества руды (табл. 12.4).

			Таблица 12.4
Основные показатели качества медной руды
Назначение		Относительный
или отрасль,	Основные учитываемые	уровень качества
использующая
	качественные признаки	Высо-	Рядо-
полезное				Низкий
ископаемое		кий	вой
Металлургия	Содержание меди	> 2 %	1–2 %	0,5–1 %
	Учитывается также вещественный со-
	став руд: окисленные и неокисленные;
	содержание попутных компонентов;
	структурные и текстурные особенности

Свинцовые и цинковые руды встречаются в природе, как правило, совместно в виде полиметаллических руд, в состав которых часто входят также серебро, медь, олово, кобальт, кадмий, золото и другие элементы.

Различают следующие типы свинцово-цинковых руд: поли-

металлические руды замещения эффузивных пород, полиметаллические руды замещения карбонатных пород, скарновые, пла-

182

стовые и жильные. В каждом из этих типов выделяются сорта руд, характеризуемые отсутствием или наличием окисленных минералов свинца и цинка, содержанием попутных элементов, состоянием рудного агрегата. По содержанию главных компонентов в свинцово-цинковых рудах различают: богатые руды с суммарным содержанием свинца и цинка более 6 %, среднего ка-

чества – 2–6 % и бедные – менее 2 % (табл. 12.5).

Таблица 12.5 Основные показатели качества свинцовых и цинковых руд

	Назначение или отрасль,	Основные	Относительный
	использующая полезное	учитываемые каче-	уровень качества
	ископаемое	ственные признаки	Высокий	Рядовой	Низкий
	Металлургия и химическая	Тип руд.
		Содержание	> 5 %	2–6 %	< 2 %
	промышленность
		Pb + Zn

Алюминиевые руды включают в себя бокситы, нифелины, силуниты и каолины. Бокситы являются основным сырьем для получения глинозема, из которого электрометаллургическим способом извлекают чистый алюминий. Кроме того, из бокситов изготавливают высококачественный глиноземистый цемент, огнеупоры, искусственный корунд. Алюминиевые руды используются также в химической промышленности. Бокситы – одно из немногих полезных ископаемых, накотороеимеетсягосударственный стандарт.

Регламентируются следующие показатели качества алюминиевых руд, идущих на производство алюминия:

–содержаниеА12О3 в бокситах должно быть неменее 28 %;

–отношение содержания А12О3 к содержанию SiO3 должно быть не менее 2,6;

–содержание вредных примесей: кремнезема, кальцита, доломита, сидерита, пирита, серы и др.

Бокситы, используемые для производства огнеупоров,

должны содержать А12О3 не менее 46 %, так как чем больше глинозема в огнеупорах, тем выше их температура плавления.

183

Во всех случаях важное значение имеет стабильность качества руд (табл. 12.6). Нефелиновые руды – второе по значению алюминиевое сырье. Наиболее высокосортные нефелиновые руды – уртиты – состоят из 75–85 % нефелина и 10–15 % пироксена.

Таблица 12.6 Основные показатели качества алюминиевых руд

	Назначение или от-	Основные учитываемые			Относительный
					уровень качества
	расль, использующая	качественные признаки
	полезное ископаемое				Высокий	Рядовой	Низкий
	Производство алю-	Содержание Al2O3			> 50 %	35–50 %	25–30 %
		Соотношение Al2O3/SiO2			> 2,6 %	>2,6 %	–
	миния, корунда, ог-
	неупоров, химическая	Регламентируется	также	со-
	промышленность	держание вредных	примесей
		кремнезема, доломитаидр.

Фосфатные руды применяются для получения чистого фосфора и его соединений, для производства фосфорных и сложных удобрений, а также в качестве присадок в металлургии (табл. 12.7). Различают типы руд: апатитонефелиновые и фосфоритовые. Апатитонефелиновые руды содержат около 22 % пятиокиси фосфора. Фосфатные руды делятся на следующие сорта (категории) в зависимости от содержания Р2О5: первый – более

25 %, второй – 22–25 %, третий – 15–22 % и четвертый – 7–15 %.

Таблица 12.7 Основные показатели качества фосфатных руд

	Назначение или		Относительный уровень качества
	отрасль, исполь-	Основные учитываемые
	зующая полезное	качественные признаки	Высокий	Рядовой	Низкий
	ископаемое
	Производство	Содержание P2O5	> 25 %	15–25 %	< 15 %
	фосфатных
		Содержание CaO + MgO	35–45%	35–45 %	–
	удобрений

184

Основные требования к фосфатным рудам определяются их назначением:

1.Для фосфатов, применяемых в производстве фосфоритной муки, содержание пятиокиси фосфора не менее 19 % является показателем пригодности минерального сырья для изготовления удобрений.

2.В фосфатной руде, используемой для производства суперфосфата, содержание Р2О5 не должно быть менее 28–29 %,

апри переработке в смеси с апатитовым концентратом – не ме-

нее 23–24 %.

3.Минимальное содержание пятиокиси фосфора в фосфатных рудах, являющихся сырьем для получения кислоты, стандартами и техническими условиями не установлено, оно определяется наличием вредных примесей.

4.Минимальное содержание Р2О5 в фосфатном сырье, предназначенном для производства обесфторенных фосфатов, каль- циево-магниевых фосфатов и термофосфатов, должно составлять соответственно 23–26, 17–28 и 24–26 %.

5.Для апатитонефелиновой руды, используемой в качестве добавки к шихте в металлургической промышленности, минимальное содержание пятиокиси фосфора – 28,5 %.

185

13. ОСНОВЫ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Геолого-экономическая оценка месторождений – важнейшая составная часть геолого-разведочного процесса. Проводится с целью определения народно-хозяйственного значения месторождения в наиболее эффективном варианте его возможного промышленного освоения.

Основные задачи оценки месторождений:

–определение количества и качества балансовых (экономических) и забалансовых (потенциально экономических) запасов,

атакже кондиций для их подсчета;

–выбор перспективных месторождений при определении направлений развития минерально-сырьевой базы и геологоразведочных работ;

–определение экономических показателей объектов, передаваемых в недропользование;

–расчет технико-экономических показателей, характеризующих промышленную ценность месторождения и эффективность его будущего освоения.

Объектом геолого-экономической оценки может быть отдельное месторождение, участок крупного месторождения, или группа сближенных месторождений, на базе которых экономически целесообразно строительство предприятия по добыче полезного ископаемого.

По завершении стадии разведки месторождения составляется ТЭО постоянных кондиций и промышленного освоения с подсчетом запасов, которое представляется на государственную экспертизу. Все расчеты должны носить вариантный характер в последовательности: оконтуривание, способ и система разработки, технология переработки.

Выбирается оптимальный вариант; численные значения его параметров признаются кондиционными, а запасы – балансовыми. При расчетах эксплуатационных затрат и капитальных вложений обычно используются показатели проектовпредприятий-аналогов.

186

13.1. Последовательность проведения геолого-экономической оценки месторождений

1.Анализ экономико-географических условий района. Анализируются географическое положение месторождения, климат, рельеф, освоенность района, наличие промышленных предприятий, численность населения и его занятость, наличие свободной рабочей силы, транспортные условия, обеспеченность электроэнергией, стройматериалами, водными ресурсами, возможность кооперации горнорудного комбината с действующими предприятиями, возможные потребители товарной продукции, транспортная связь с ними, необходимость и объемы строительства дорог, ЛЭП, водоводов, наличие связи, нефте- и газопроводов и т.п.

2.Анализ геологических особенностей месторождения и подсчет запасов. Анализируются геологические, гидрогеологические, инженерно-геологические и другие условия месторождения. Определяется перечень необходимых параметров для оконтуривания запасов, устанавливаются диапазоны и намечается «шаг» изменения этих параметров (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Пример повариантного оконтуривания запасов железорудного месторождения по результатам опробования скважин: 1 – рыхлые отложения; 2 – вулканогенно-осадочные породы; 3 – контуры рудного тела при различном бортовом содержании железа, мас. %: а – 25; б – 20; в – 15

187

По намеченным крайним и промежуточным значениям параметров производится вариантное оконтуривание и подсчет запасов (не менее трех вариантов). Два крайних варианта принимаются как базовые. Первый базовый вариант – это вариант с наибольшими запасами (для рудных месторождений с низким средним содержанием полезного компонента); второй базовый – с наименьшими запасами, но достаточными для строительства горнодобывающего предприятия (для рудных месторождений с высоким содержанием полезного компонента). Для всех вариантов рассчитываются показатели извлечения, производительности, себестоимости, капитальных вложений и др.

3.Горно-техническое обоснование. Производится обоснование способа и систем разработки месторождения исходя из рельефа местности, мощности, угла падения и глубины залегания залежей, их механических свойств, перекрывающих и вмещающих пород. Определяется уровень потерь и разубоживания. Рассчитываются эксплуатационные запасы полезного ископаемого и их качественная характеристика (для рудных месторождений содержание металла в рудной массе), годовая производительность по руде и вскрышным породам (при открытой разработке), сроки эксплуатации и строительства предприятия по каждому варианту.

4.Обоснование технологии обогащения (переработки) полезного ископаемого. По результатам минералогического, технического и технологического опробования рекомендуется технологическая схема переработки полезного ископаемого. Производится расчет основных показателей комплексной переработки сырья (извлечение при обогащении, содержание металла в концентрате, выход концентрата) по вариантам оконтуривания запасов. Определяется перечень конечной товарной продукции по маркам. При отсутствии вблизи месторождения обогатительной фабрики предусматривается ее строительство и определяется ее производительность по полезному ископаемому.

5.Расчет экономических показателей оценки. Экономические показатели рассчитываются в действующих намоментоценкиценах

188

(оптовых, мировых или договорных). Рассчитывается выручка от будущей реализации товарной продукции, общие капитальные вложения с разбивкой по годам строительства предприятия, эксплуатационные затраты на добычу и переработку, включая обязательные отчисления, платежи и выплату процента за кредит, себестоимость добычи и переработки. Определяются показатели эффективности освоения месторождения без учета налогов, платежей и отчислений (дисконтированный доход, индекс доходности, срок окупаемости капитальных вложений, внутренняя норма доходности, рентабельность предприятия по отношению к производственным фондам и эксплуатационным затратам). Рассчитывается величина уплачиваемых налогов. Вычисляются показатели эффективности освоения месторождения с учетом существующих налогов, платежей и отчислений: чистая дисконтированная прибыль, индекс прибыльности, срок окупаемости капитальных вложений, внутренняя норма прибыли, рентабельность по отношению к производственным фондам иэксплуатационнымзатратам.

6. Выбор оптимального варианта запасов. Сопоставляются результаты геолого-экономической оценки по вариантам оконтуривания, и на основе экономического критерия определения балансовой принадлежности запасов производится выбор оптимального варианта запасов и кондиций, использованных для их подсчета. В оптимальном варианте запасов рассчитывается размер регулярного платежа за право добычи, а также показатели сравнительной эффективности, применяемые в международной практике: внутренняя норма прибыли, срок окупаемости капитальных вложений с учетом платы за кредит.

13.2. Кондиции к подсчету запасов

Кондиции – это совокупность экономически обоснованных требований к количеству и качеству полезного ископаемого в недрах конкретного месторождения, к горно-техническим условиям его разработки и переработки.

189

Кондиции – категория временная. Они могут изменяться по мере развития и совершенствования техники, технологии, изменения рыночных цен.

Кондиции устанавливаются для всех стадий ГРР, начиная со стадии «Поисковые работы».

Виды кондиций:

–браковочные кондиции – действуют на стадии «Поисковые работы»;

–временные кондиции – применяются на стадии «Оценочные работы»;

–постоянные (включая районные) – действуют на стадии «Разведка месторождения»;

–эксплуатационные – могут быть разработаны и утверждены на определенный срок для действующих горнодобывающих предприятий и использоваться при доразведке и эксплуатационной разведке.

Браковочные кондиции устанавливаются по принципу аналогии; временные, постоянные и эксплуатационные определяются с помощью специальных технико-экономических расчетов, которые оформляются в виде специального документа – ТЭО кондиций. Кондиции не характеризуют оптимальных условий разработки месторождения (так как не содержат данных о среднем качестве полезного ископаемого). Они определяют предельные значения важнейших горно-геологических параметров, при которых обеспечивается экономическая целесообразностьразработки месторождения.

Кондиции могут быть разделены на 4 группы:

1. Минимальное промышленное содержание в подсчетном блоке.

2. Кондиции, определяющие качество и технологические свойства полезного ископаемого.

3. Кондиции, определяющие условия оконтуривания залежей полезных ископаемых.

4. Кондиции, определяющие условия отработки месторождения.

190