Сырьевая база цветной металлургии

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Сырьевая база цветной металлургии

09.12.2019

Основные виды продукции цветной металлургии — руды, концентраты, литые металлы и сплавы цветных металлов, порошки, соединения цветных металлов. Добыча руд цветных металлов неразрывно связана с ее переработкой. Поэтому основными предприятиями в цветной металлургии являются горно-обогатительные и горно-металлургические комбинаты, карьеры, в состав которых входят на правах цехов.

Руды цветных металлов в подавляющем большинстве комплексные с низким содержанием ценных компонентов. В руде вместе с основными элементами — Al, Cu, Pb, Zn, Sn, W, Mo — содержатся также Co, Au, Ag, As, Re, Ga, Se, Te, Cd, Sc, Ge, S, металлы платиновой группы и другие. Комплексная переработка руд позволяет извлекать многие попутные элементы. Большинство редких и драгоценных металлов, около 30% серной кислоты получают в результате комплексной переработки руд.

Переработка руд цветных металлов ведется по комбинированным многостадиальным технологическим схемам. Основной способ обогащения руд — флотация. Извлечение полезных компонентов из руд во многом определяется их качеством. Поэтому к карьерам предъявляются жесткие требования по обеспечению качества добываемого полезного ископаемого и стабилизации качественных показателей в отгружаемой руде.

Сырьевая база цветной металлургии рассматривается по основным подотраслям, к которым относятся: алюминиевая, медная, никель-кобальтовая, вольфрамо-молибденовая, свинцово-цинковая, золотодобывающая и алмазная, редких и радиоактивных металлов. Деление на подотрасли условно, так как при разработке комплексных руд на одном предприятии получают различные элементы. Так на заводах свинцово-цинковой подотрасли наряду со свинцом и цинком извлекаются 18 ценных компонентов. На медных предприятиях извлекается 20 элементов и производится свыше 40 видов товарной продукции.

Ниже рассматривается сырьевая база цветной металлургии по подотраслям.

Алюминиевая промышленность. В качестве сырья для алюминиевой промышленности используют бокситы, алунитовые и нефелин-апатитовые руды и потенциально кианиты. Алюминиевые руды I являются комплексным сырьем, из которого попутно извлекают галлий, ванадий, скандий и другие элементы. Главной рудой для получения алюминия являются бокситы. Качество бокситов регламент тируется ГОСТом, в соответствии с которым выделено 8 марок бокситов в зависимости от содержания глинозема и кремнезема.

Наиболее крупные месторождения алюминиевых руд сосредоточены на Севере Европейской части России, Урале и в Казахстане.

Особенно богат алюминиевыми рудами Север Европейской части России, где сосредоточено до 40% бокситов, 80% нефелинов и 90% кианитов. Из бокситовых месторождений следует выделить в этом регионе Северо-Онежскую группу месторождений: Иксинское месторождение в Архангельской области, Средне и Южно-Тиманский район в Республике Коми (Выжаго-Ворыквинское, Тимшерское, Пузлинское месторождения), Тихвинское месторождение в C-Петербургской области. Крупным месторождением бокситов в Европейской части России является Висловское месторождение в Белгородской области.

Из бокситовых месторождений Урала разрабатываются Северо-Уральский бокситоносный район и Южно-Уральские месторождения, расположенные соответственно в Екатеринбургской и Челябинской областях.

В Восточной Сибири бокситы имеются в районе Чадобецкого поднятия, Приангарья и Восточных Саян.

В Казахстане месторождения бокситов имеются в Кустанайской области (Краснооктябрьское, Белинское и др.) и Тургайской области (Восточно-Тургайские месторождения).

Нефелин-апатитовые руды являются комплексными, из которых извлекается кроме нефелина, пятиокись фосфора. Нефелины — второе по значению сырье для получения алюминия. Крупнейшим предприятием по разработке нефелин-апатитовых руд является производственное объединение «Апатит» на Кольском полуострове в Хибинах. Из руд этого месторождения получают апатитовый, нефелиновый, сфеновый, титаномагнетитовый и эгириновый концентраты. Кроме этого месторождения нефелин-апатитовые руды имеются в Кузнецком Алатау (Кия-Шелтырское, Горячегорское, Тулуюльское месторождения), в Туве (Мухальское, Нижнебурульзельское месторождения) и Бурятии (Баян-Кольское месторождение). Месторождения нефелиновых сиенитов имеются в Красноярском крае, Средней Азии и на Украине (Мариупольский массив).

Месторождения алунитовых руд расположены на Дальнем Востоке (Аскумское, Шелиховское), в Азербайджане (Загликское месторождение), на Украине (Беганьское месторождение).

Добыча алюминиевых руд в основном осуществляется открытым способом.

В качестве примера ниже приводятся некоторые показатели работы карьера Ачинского глиноземного комбината (Кия-Шалтырский нефелиновый рудник) в Кузнецком Алатау. Производственная мощность карьера по добыче нефелиновой руды — 4,5 млн т при содержании Al2O3 в руде 26,5%. Текущий коэффициент вскрыши колеблется в пределах 0,8-1,2 м3/т. Горная масса вся скальная и разрабатывается с применением буровзрывных работ. Бурение скважин осуществляется станками СБШ-250МН. Погрузка горной массы производится мехлопатами ЭКГ-8И и ЭКГ-5А в автосамосвалы БелАЗ-75191, БелАЗ-549, БелАЗ-548. Среднее расстояние транспортирования горной массы 1,5 км. В настоящее время глубина карьера 192 м (см. табл. 7.9).

Североонежский бокситовый рудник (Архангельская область) разрабатывает Иксинское месторождение бокситов, включающее 6 пластообразных залежей мощностью от 0,8 до 16 м. Углы падения пластов до 6°. Глубина залегания от 39 до 137 м. Породы вскрыши мягкие, сильно обводненные. Разрабатывается месторождение с перевалкой вскрышных пород во внутренние отвалы драглайнами. Вскрышные породы с верхних горизонтов и руда вывозятся автотранспортом.

Медная промышленность. Главное значение имеют 4 типа медных руд: медно-никелевые, медистых песчаников и сланцев, медноколчеданные, меднопорфировые. Содержание меди в различных типах руд колеблется в пределах 0,3-5%. Медные руды являются комплексными и кроме меди часто содержат цинк, молибден, свинец, золото, серебро, платину, кадмий, висмут, никель, редкие металлы и др. Поэтому при производстве меди получают еще около 20 ценных элементов.

Крупными месторождениями медно-никелевых руд являются месторождения Печенгской группы (Кольский полуостров) и Hoрильского района (север Красноярского края). На этих месторождениях ведутся как открытые, так и подземные горные работы. Примером месторождений медистых песчаников являются Удоканское (Восточная Сибирь) и Джезказганское (Казахстан) месторождения. Меднорудные месторождения Урала представлены в основном медно-колчеданными рудами (Красноуральское, Сибайское, Гайское и др.). Медно-порфировые руды характерны для таких месторождений, как Коунрадское, Бозшакольское (Казахстан), Кальмакырское (Узбекистан).

Открытым способом добывается 70% медных руд.

Удоканское месторождение медистых песчаников расположено на севере Читинской области в зоне с суровыми климатическими условиями. Район месторождения имеет сложный рельеф и сейсмически активен. Месторождение представлено брахосинклиналью с горизонтальным залеганием пород в центре и углами падения 10-40° на крыльях. Мощность рудного тела находится в пределах от 60 до 140 м, составляя в среднем 80 м. Продольный схематический разрез по Удоканскому месторождению приведен на рис. 7.2. Руда и породы вскрыши имеют значительную прочность. Коэффициент крепости руды и пород вскрыши находится в пределах 9,5-13,5.
Сырьевая база цветной металлургии

Разработка Удоканского месторождения намечается одним крипным карьером большой производственной мощности. Значительные запасы руды обеспечивают срок службы карьера более 50 лет. План карьера на 36 год отработки приведен на рис. 7.3. В конечных контурах карьер должен иметь следующие параметры: длина 6 км; ширина 2,5 км, глубина максимальная — 900 м, в том числе по замкнутому контуру 360 м, угол откоса борта — 40°. При производстве горных работ предполагается использование мощных экскаваторно-автомобильных комплексов с оборудованием большой единичной мощности. Отвалы размещаются за пределами контура карьера на горных склонах. Часть пород на заключительном этапе разработки месторождения может быть складирована во внутренние отвалы.

Алмалыкский горно-металлургический комбинат (Узбекистан) работает на сырье Кальмакырского месторождения медно-порфировых руд. Рудные тела месторождения в виде мощных зон и линз расположены вокруг штока гранодиорит-порфиров и образуют общую зону оруденелых пород в форме опрокинутой чаши. Разрез по Кальмакырскому месторождению приведен на рис. 7.4. Показатели работы карьеров Алмалыкского ГМК приведены в табл. 7.9.



Рабочие горизонты в нагорной части Кальмакырского карьера вскрыты группой полутраншей с выходом на северную группу отвалов. Рабочие горизонты глубинной части карьера вскрыты внешней капитальной траншеей, а нижние внутренней траншеей со спиральной формой трассы. Система разработки углубочная в нагорной части однобортовая продольная, в глубинной веерная рассредоточенная. Высота уступов 10 и 15 м. Размеры карьера по поверхности 1400x2400 м. Конечная глубина 460 м. Углы откоса бортов: рабочего 10-11°, нерабочею 30-56°. Длина фронта работ по горизонтам находится в пределах 1400-3200 м. Средняя скорость подвигания фронта работ — 55 м в год.

Основные объемы горной массы на Кальмакырском карьере перевозятся железнодорожным транспортом. В качестве локомотивов используются электровозы со сцепной массой 150 т. Думпкары грузоподъемностью 100-105 т. Для транспортирования горных пород с нижних горизонтов используется комбинированный автомобильножелезнодорожный транспорт.


Никель-кобальтовая промышленность. Никелевые руды подразделяются на сульфидные медно-никелевые руды (около 70% запасов) и силикатные никелевые руды (30% запасов).

Медно-никелевые руды имеют содержание никеля 0,25-4,5%. Отношение Ni:Cu = 4:1 до 1:4. Руды комплексные и кроме никеля и меди содержат кобальт, платиноиды, золото, серебро, селен, теллур и др. элементы. Наиболее известные месторождения России — Hoрильское, Талнахское, Печенгское. Разрабатывают месторождения открытым и подземным способом.

Силикатные никелевые руды содержат никеля 0,75 — 4% и 0,03-0,12% кобальта. Месторождения силикатных никелевых руд расположены на Урале (Серовское, Черемшанское, Синарское, Липовское, Буруктальское и др.), на Украине (Деренюхское, Капитановское), в Западном Казахстане. Месторождения силикатных никелевых руд разрабатываются открытым способом.

В настоящее время из открытых работ добывают около 30% никелевых руд. Наиболее крупные предприятия: Норильский горно-металлургический комбинат на севере Красноярского края (подземные и открытые горные работы), комбинаты Печенганикель (открытые и подземные работы) и Североникель (подземные работы) на Кольском полуострове, комбинат Южуралникель (открытые работы) и комбинат Тувакобальт (подземные работы).

Вольфрамо-молебденовая промышленность. Вольфрамо-молибденовые руды являются комплексными и кроме основных элементов содержат бериллий, медь, висмут, иногда сурьму, ртуть, золото, серебро, мышьяк, рений, серу, тантал, ниобий, скандий. Большинство элементов извлекают при переработке руд.

Основными регионами добычи вольфрамо-молибденовых руд являются Восточная Сибирь (Джидинский ГОК, Жирекенский ГОК, Сорский молибденовый комбинат), Дальний Восток (Приморский ГОК), Чукотка (Иультинский ГОК), Северный Кавказ (Тырныаузский вольфрамо-молибденовый комбинат), Урал. Кроме того месторождения вольфрамо-молибденовых руд разрабатываются в Казахстане (Коунрадское, Коктенкольское и др.), в Средней Азии, Армении (Зангезурский вольфрамо-молибденовый комбинат). Показатели работы некоторых карьеров приведены в табл. 7.9.

Известны коренные и россыпные месторождения оловянных руд. Первые разрабатываются преимущественно подземным способом, вторые — открытым.

Коренные месторождения оловянных руд имеются в Карелии, Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, в Якутии, Магаданской области и Чукотке, в Казахстане и Средней Азии. Россыпные месторождения имеются в Читинской (Ононское, Шерловогорское) и Магаданской областях, на Чукотке и в Якутии.

Разработка россыпных месторождений оловянных руд ведется дражным, бульдозерным и гидравлическим способами.

Свинцово-цинковая промышленность. Свинцово-цинковые руды являются комплексными и кроме свинца и цинка содержат медь, барит, серу, серебро, золото, селен, теллур, а иногда индий, таллий, германий. Содержание свинца в руде — 1-2%, цинка — 2-4%. Открытыми работами добывается около 25% руды.

Основными регионами добычи свинцово-цинковых руд являются Восточная Сибирь, Казахстан, Средняя Азия, Кавказ.

На территории России свинцово-цинковые руды разрабатываются на Алтае, в Красноярском крае, в Забайкалье, Дальнем Востоке и Северном Кавказе. На Алтае (Карабалихинское, Степное, Среднее, Золотушинское, Салаирское, Урское и др. месторождения) ведутся подземные и открытые работы. В Красноярском крае Горевским ГОКом разрабатывается одноименное месторождение. В Восточном Забайкалье на базе Нерчинской группы месторождений работает Нерчинский полиметаллический комбинат, в состав которого входит 2 карьера и 4 подземных рудника, а на Благодатском месторождении ведутся подземные работы. В Бурятии открытым способом разрабатываются Озерное и Холоднинское месторождения свинцово-цинковых руд. В Приморье подземные горные работы ведутся на Вознесенском и Дальнегорском месторождениях. На Северном Кавказе работает Садонский свинцово-цинковый комбинат на базе руд Садонского, Згидского, Архонского и Эльбрусского месторождений, разработка которых ведется подземным способом.

Основные регионы добычи свинцово-цинковых руд Казахстана — Рудный Алтай и в меньшем объеме Центральный и Южный Казахстан. Действует 18 подземных рудников и 6 карьеров. Из открытых работ добывается 20% руды. Основные предприятия: Лениногорский, Иртышский, Ачисайский полиметаллические комбинаты, Taкелийский свинцово-цинковый и Зыряновский свинцовый комбинаты, Жайремский и Карагайлинский ГОКи.

В государствах Средней Азии имеется большое количество месторождений свинцово-цинковых руд. В Узбекистане открытым способом разрабатывается Уч-Кулачское месторождение (Алмалыкский ГМК). В Таджикистане известны Алтын-Топканское, Кутусайское, Консайское и другие месторождения. В Киргизии ведутся работы на Боординском, Ак-Тюзском, Ак-Кульском месторождениях. Имеются месторождения свинцово-цинковых руд в Туркмении.

Показатели работы некоторых карьеров по разработке свинцово-цинковых руд приведены в табл. 7.9.

Ртутная промышленность. Основными месторождениями ртутных руд являются: Никитовское (Украина); Авадхарское и Хпекское (Кавказ); Хайдарканское, Бирксуйское, Сымапское, Чаувайское (Средняя Азия); Чаган-Узунское, Акташское, Терлиг-Ханнское (Алтай); Келянское, Барун-Шивеинское (Восточная Сибирь); Пламенное (Магаданская обл.); Узопское и Итомука на Камчатке.

В настоящее время большее количество ртутной руды добывается подземным способом. Действующие карьеры на ряде предприятий (Никитовский ртутный комбинат, Хайдарканский комбинат) дорабатывают свои запасы и в дальнейшем будут вестись на этих месторождениях в основном подземные работы. В настоящее время открытым способом добывается около 2% ртутной руды.

Золотодобывающая и алмазная промышленность. Добыча золота осуществляется из собственно золотых руд, а также из руд других металлов, содержащих золото в виде попутных компонентов. Золото содержится во многих полиметаллических рудах меди, никеля, свинца, цинка, серебра, марганца и других металлов.

Основными регионами по добыче золотой руды в России являются: Урал (Березовское, Кочкарское, Кумакское месторождения), Восточная Сибирь и Якутия (Бодайбинское, Балейское, Ключевское, Пильное, Дмитриевское, Моготское, Кобактанского, Нюкжи и Алданского районов), Колымский район. Кроме того, добыча золота ведется в Средней Азии и Казахстане.

Разработка коренных месторождений золота чаще ведется подземным способом. При разработке россыпных месторождений золота преобладает открытый способ разработки. Наиболее эффективна дражная технология. Кроме нее применяют скреперно-бульдозерную и гидравлическую технологию.

Россия занимает ведущее в мире место по добыче алмазов. В 1991 году было добыто 12 млн каратов ювелирных алмазов. Основным регионом добычи алмазов является Якутская алмазоносная провинция, расположенная в Западной Якутии. Трубки на поверхности имеют форму искаженного эллипса диаметром до 600 м. В разрезе они имеют форму конуса, направленного вершиной вниз. Большинство алмазов мелкие, бесцветные. Самый крупный алмаз имеет массу 342,5 карата. Добычу алмазов ведут открытым способом. Система разработки углубочная кольцевая центральная. Вскрытие осуществляется системой внутренних траншей со спиральной формой трассы. Структура комплексной механизации экскаваторно-автотранспортно-отвальная.

Кроме Якутии добыча алмазов в небольшом объеме ведется на Урале. Появились сообщения об открытии новых алмазоносных месторождений на Севере Европейской части России (Архангельская область).

Небольшие месторождения алмазов разведаны в Казахстане. Имеются сведения об открытии алмазоносных месторождений на Украине.

Урановая промышленность. Урановые руды в основном комплексные и могут содержать в качестве сопутствующих элементов форсфор, селен, рений, молибден, ванадий, скандий, титан, цирконий, торий и др. Урановые руды разнообразны по условиям образования, характеру залегания и присутствию попутных компонентов. Осадочные и метаморфические месторождения имеют пластообразную или линзообразную форму и сложены мягкими горными породами. Гидротермальные месторождения в основном жильные и жильно-штокверковые, а также магматогенные сложены скальными породами.

Разработка месторождений урановых руд ведется открытым и подземным способами. При открытой разработке пластообразных месторождений получили использование ЭО, ВО, BKO комплексы на вскрышных и ЭАР комплексы на добычных работах. При разработке месторождений урановых руд, сложенных скальными породами на буровых работах используются шарошечные станки, погрузка ведется механическими лопатами в средства автомобильного транспорта.

В связи с сокращением ядерного оружия и снижением потребности в радиоактивных материалах в настоящее время производится конверсия на предприятиях урановой промышленности. Предприятия, сокращая добычу урановых руд, переориентируются, на добычу других полезных ископаемых. Так Приаргунский горно-химический комбинат (Забайкалье) будет разрабатывать месторождения угля (3 млн.т), золота, серебра, флюоритов, молибденовых и медных руд. Навоийский горно-металлургический комбинат (Кызылкумская провинция в Узбекистане) проводит консервацию всех открытых и подземных предприятий по добыче урановых руд и переходит на разработку золотоносных месторождений, производство строительных материалов и выпуск другой гражданской продукции. Южный полиметаллический комбинат (Киргизия) будет добывать баритовые руды, производить строительные материалы. Целинный горно-химический комбинат (Казахстан) принял активное участие в программе «Золото Казахстана», будет разрабатывать месторождение оловянных руд Сырымбет, Кудыкольское месторождение технических алмазов и на базе разработки месторождений природного камня организует выпуск каменных блоков и облицовочных плит. Восточный горно-обогатительный комбинат (Украина) переориентируется на добычу полиметаллических руд, а имеющиеся мощности будет использовать для выпуска горного оборудования и переработки марганцевых руд.

Редкие и редкоземельные элементы составляют более половины периодической системы элементов, хотя слагают около 0,2% земной коры. К ним относят: легкие (литий, рубидий, цезий, бериллий, стронций), тяжелые (цирконий, гафний, тантал, ниобий), рассеянные (кадмий, галлий, индий, скандий, германий, селен, теллур, рений) и редкоземельные (иттрий, лантаноиды). Большинство из этих элементов получают при переработке комплексных руд, в которых они присутствуют как попутные элементы. Месторождения собственно редкоземельных руд встречаются редко, хотя выявлены крупные месторождения ниобиевых, литиевых, бериллиевых и стронцевых руд. В основном это комплексные руды. В мировой практике основные объемы добычи титана, циркония, тантала, ниобия, редких земель и других редких элементов связаны с россыпями. Разработка россыпных месторождений ведется открытым способом. В ряде районов России, в том числе на Кольском полуострове, в предгорьях Кавказа, на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке, известны месторождения различных генетических типов, содержащих повышенные концентрации редких и редкоземельных элементов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: