Целью данной статьи является оценка и целесообразность извлечения из руд попутных компонентов в зависимости от их количественного содержания в рудах и технико-экономического обоснования.
Ключевые слова: попутные компоненты руд, молибден, селен, сера, технико-экономическое обоснование, товарная продукция.
Руды месторождения Западный Нурказган являются комплексными, кроме основных компонентов (меди, золота и серебра) содержат попутные компоненты: селен, молибден и серу.
Селен и молибден относятся к группе редких и рассеянных элементов. Селен присутствует в виде примесей (изоморфные, механические, микровключения) в главных рудообразующих минералах месторождения и не образует скоплений собственных минералов. Молибден представлен в рудах месторождения второстепенным минералом молибденитом (сульфид молибдена). [1]
При обогащении попутные компоненты накапливаются в концентратах, а при переработке концентрируются в товарных продуктах или в горнопромышленных отходах.
В настоящее время на медеплавильном заводе, перерабатывающем руды месторождения Западный Нурказган, не получают товарные продукты из попутных компонентов. Фактически селен, молибден и сера пиритная концентрируются в отходах производства, и, со шлаками, накапливаются в шлакохранилище завода.
С целью изучения фактического материала о распределении попутных компонентов руд месторождения Нурказган, и определения возможности их переработки, а также для последующего определения балансовой принадлежности данных попутных компонентов выполнена работа по анализу проб и составлению материальных балансов попутных компонентов в рудах. [1]
Для этого были отобраны и изучены представительные пробы руд месторождения, медного концентрата, а также пробы хвостов и сливов Нурказганской обогатительной фабрики, сформированные из месячных проб. Пробы отбирались с целью определения полного химического анализа проб руды и продуктов ее переработки и составления расчетных материальных балансов попутных компонентов в рудах месторождений.
Все отобранные пробы были проанализированы на основные (медь, золото, серебро) и попутные компоненты (свинец, цинк, рений, селен, теллур, сера, молибден, кадмий, индий, ртуть, галлий, германий, таллий, висмут, сурьма, барит). [2]
Был проведен аналитический контроль сырья и продуктов его переработки в химико-аналитической и спектральной лаборатории и проанализировано поведение попутных компонентов при обогащении руд и металлургической переработке концентратов. В результате получено, что руды и медные концентраты, получаемые на обогатительной фабрике, характеризуются низкими содержаниями попутных компонентов: селен — 0.0005 %; сера — 11.561 %; молибден — 0.1371 %. [4]
Следует отметить, что достижения в совершенствовании технологии флотационного обогащения руд цветных металлов отражаются на повышении показателей извлечения редких и рассеянных элементов в концентраты.
При переработке медных концентратов на заводе извлекаются в товарную продукцию медь, золото и серебро, в качестве попутных продуктов могут получать теллур, селен и серу. Теллур и селен в виде туллурида меди и селена чернового не имеют рынков сбыта. Молибден, цинк, индий и значительная часть других попутных компонентов остаются в отвальных шлаках. Селен, теллур и ряд других компонентов в значительной степени выносятся с газами сернокислотного производства и концентрируются в сернокислотных шламах, после нейтрализации которых сливаются в хвостохранилище.
Исходя из практических показателей предприятия, сквозное извлечение в товарную продукцию при обогащении и металлургической переработке концентрата руды месторождения Нургазган не превысит: для селена 2.6 %, теллура — 0.8 %, серы — 64.2 %.
Приведенные данные по сквозному извлечению попутных компонентов из руд рассматриваемых месторождений приведены с учетом самых благоприятных возможностей, фактически извлечение может быть значительно ниже.
Для руд Нурказганского месторождения, для повышения извлечения молибдена повысить качество концентрата флотационными методами не представляется возможным из-за накопления углерода в молибденовых промпродуктах. Это происходит из-за близости флотационных свойств органического углерода и молибденита, в результате чего углерод накапливается в молибденовом промпродукте в сопоставимых или даже значительно более высоких концентрациях, чем молибден. Кроме того, качество получаемого промпродукта снижается из-за нахождения значительной части молибденита в руде в тонких сростках с пиритом, халькопиритом и некоторыми породными минералами. Сквозное извлечение в молибденовый продукт с содержанием молибдена ~15–16 %. [3]
Промпродукты с содержанием молибдена 10–25 % не находят сбыта поскольку не могут перерабатываться на металлургических предприятиях по схемам, предназначенным для переработки стандартных концентратов в связи со значительным количеством примесей, усложняющим или делающим невозможным получение качественной товарной продукции. Кроме того, перерабатывающие предприятия отказываются брать промпродукты на переработку и по экономическим причинам. Например, обжиг стандартных концентратов с высоким содержанием молибдена и, соответственно, серы идет в автогенном режиме, а при обжиге промпродуктов требуются дополнительные энергозатраты. [1]
В связи с крайне низким содержанием в руде молибден не имеет промышленного значения. Молибден, поступающий на металлургическую переработку в медное производство в составе медного концентрата, остаётся практически полностью в отвальных шлаках.
Возможности извлечения молибдена в товарный продукт имеются только на стадии флотационного обогащения.
Молибденовый концентрат могут выделять на стадии обогащения из медно-молибденового концентрата. Возможность получения селективного молибденового концентрата зависит от многих факторов, определяющих и саму возможность, и экономическую целесообразность. Содержание молибдена, приемлемое для проведения дальнейшей селекции молибдена из медного концентрата, как правило, выше 0,3 %. [2]
Доход, получаемый горнодобывающим и перерабатывающим предприятием в общем виде, определяется как стоимость товарной продукции — R или NSR (net smelter return), уплачиваемая ее покупателем, за вычетом понесенных производителем затрат на реализацию этой продукции, т. е. на транспортировку ее до потребителя, страхование, маркетинг и т. д.
Для горнодобывающего и перерабатывающего предприятий очень важно определить уровень цен на металлы в получаемых товарных концентратах и полупродуктах. Методика расчета стоимости товарной продукции и дохода предприятия для разных видов полезных ископаемых имеет свои особенности, однако общие принципы являются одинаковыми для большинства металлургических компаний мира.
Стоимость товарной продукции (концентрата и полупродукта) определяется в мировой практике на основании цен реализации продукции металлургическими комбинатами за вычетом издержек и прибыли металлургического передела. Величину NSR удобнее выражать в процентах от стоимости произведенного из концентрата (полупродукта) товарного металла.
Плата за металлургическую переработку концентратов и рафинирование металла слабо связана с ценой на металл, поскольку на нее влияют также степень загруженности металлургических мощностей, обменные курсы валют и нестандартные ситуации (например, закрытие крупного рудника, форс-мажорные случаи и т. д.).
В ряде публикаций при рассуждениях о комплексности переработки сырья уверяется, что стоимость попутных компонентов существенно влияет на стоимость товарной продукции, а в ряде случаев больше стоимости основных компонентов. Фактически это справедливо, только если в качестве попутных компонентов рассматривать благородные металлы, стоимость которых в концентратах в ряде случаев весьма значительна. Содержание редких компонентов практически не влияет и не может значительно влиять на стоимость флотационных концентратов руд цветных металлов. Приведенные в работе расчеты показывают, что общая стоимость селена, теллура и серы в тонне концентрата Нурказганской ОФ не превышает 3.5 долларов, молибдена — 0.2 долларов, что в сумме составляет 0.4 % от стоимости основных компонентов (меди, золота и серебра). [1]
Фактические содержания селена в концентрате меньше минимально извлекаемых содержаний данного компонента в сырье металлургических переделов для медно-порфировых руд. Тем не менее, учитывая наличие возможности получения селена чернового, была выполнена оценка экономических показателей производства. Был выполнен анализ себестоимости получения селена чернового и общее производство селена чернового из всех переработанных медных концентратов за указанный период составило 41.139 тонн.
При переработке медных концентратов на медных заводах селен распределяется по продуктам переработки, концентрируясь в медеэлектролитных шламах и шламах сернокислотного производства.
Извлечение селена при переработке анодных шламов в зависимости от его исходного содержания в концентрате составляет ~30–45 % от концентрата.
Согласно «Методическому руководству по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов» минимальное рентабельное извлекаемое содержание селена в медном концентрате составляет 0,0075 %, содержание селена в концентрате месторождения Нурказган составляет 0,0005 что в 15 раз ниже. [1]
Согласно данным, себестоимость производства 1 т серной кислоты составляет 20.6 долларов при стоимости реализации 20 долларов за 1 т. Экономическая целесообразность производства может наступить при повышении цены реализации на 30 %, однако, нестабильность потребления не позволяет оценить реальную экономику производства, так как при отсутствии возможностей хранения, предприятие вынуждено нейтрализовать нереализованную серную кислоту.
На основании вышеизложенного, учитывая небольшие запасы попутных компонентов, низкие их содержания, отсутствие самостоятельных залежей попутных компонентов, отсутствие экономически эффективных технологий обогащения и переработки попутных компонентов на 2020 год, а также ограниченные возможности извлечения попутных компонентов на соответствующих производствах предлагается отнести балансовые запасы попутных компонентов, учтенных по категориям С1 и С2, в забалансовые запасы. Из этого следует, что извлечение попутных компонентов не целесообразно, в связи с их низким содержанием на нынешний год, а так же не достаточностью технологий для их переработки.
Литература:
- «Методическому руководству по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов» (Астана. 2009 г.)
- Гранкин М. С., Мальченко Е. Г., Козлов А. Д. Медно-порфировое оруденение девонского вулканоплутонического пояса//Геология и разведка. Недр Казахстана. 1995. № 1. С. 18–24.
- Серых В. И., Евдокимов И. В. О геологической позиции медно-порфирового оруденения девонского вулканоплутонического пояса (Центральный Казахстан) //Геология Казахстана. 2001. № 1. С. 41–58.
- Irvine, T.N. & Baragar W. R. A. 1971. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences, 8. P. 523–548.
- Рафаилович М. С., Колоскова С. М. Эксплозивные брекчии на золоторудных и золотомедно-порфировых месторождениях Центральной Азии//Известия НАН РК, Серия геология и технических наук. 2014. № 4. С. 11–30.
