ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ

Основные принципы построения инновационных технологий переработки минерального сырья

Говоря об инновации в недропользовании, необходимо понимать, что с ней связан коренной пересмотр подходов к организации добычи полезных ископаемых в русле изложенной выше концепции. Основная проблема технологических переделов рудоподготовки после формирования горной массы - это высокий уровень затрат ресурсов, главным образом воды и электроэнергии, а также нерешенные вопросы полноты и комплексного использования недр. Проблемы высокой ресурсоемкое™ обогатительных переделов заложены в сложившейся парадигме, сформированной в основном при переработке моносырья (руд), где конечным продуктом был один или два концентрата и огромное количество хвостов (как правило, многократно превышающих извлекаемый продукт по массе). Сложно отказаться от устоявшейся парадигмы: измельчить все добытое до нескольких десятков микрон

  • (потратив уйму энергии), а затем затратить еще больше энергии на обезвоживание концентрата и складирование хвостов (приобретая еще и экологические проблемы и проблемы безопасности). Отличие новых подходов от известных решений в том, что они должны изначально строиться на базе полной модели извлечения и использования всех компонентов минерально-сырьевой базы месторождения. Полная модель включает технологические модели процессов переработки и извлечения, энергетическую и экономическую модель каждого процесса и всего комплекса в целом, "привязку" конечного товарного продукта к отраслям потребления. Модель предполагает управление процессами в условиях неизбежного изменения параметров сырья. Оперативное управление должно касаться всех стадий: па стадии добычи - это планирование буровзрывных работ (изменение параметров взрывания), па стадии рудоподготовки - это изменение условий дезинтеграции и разделения при изменении физико-механических и разделительных характеристик сырья. Такой подход предполагает мониторинг параметров сырья на всех этапах его переработки, а значит, необходимость применения устройств оперативного отслеживания изменяющихся характеристик (структурных, прочностных, разделительных и т.п.). Информационное обеспечение и сопровождение комплексной переработки минерального сырья должно стать базовой задачей технологической минералогии. В ее задачи входит не только формирование массива информации для разработки модели и стратегии освоения месторождения, по и оперативное сопровождение всех процессов в соответствии с разработанной комплексной моделью, которая как уже анонсировано выше основывается на:
  • • моделях горио-добычных работ;
  • • моделях процессов переработки минерального с сырья;
  • • конъюнктурно-маркетинговой модели по типу бенчмаркинга.

Что такое инновационные технологии в мииералургии, что понимать под инновационными технологиями в сфере добычи и переработки минерального сырья - ответы на эти вопросы необходимо было иметь уже "вчера". Резонно рассматривать эти направления отдельно по каждому из этапов: горные работы и подготовка минерального сырья к последующим переделам (металлургическим, химическим и др.). Что касается рудоподготовки, то инновации, скорее всего, следует рассматривать в области рациональной дезинтеграции и концентрирования извлекаемых компонентов, в применении акустических и вибрационных процессов, плазмохимических технологий, а также в разработке новых устройств для раскрытия руд, направленных на комплексную переработку сырья с низким водопотреблением и обоснованными энергозатратами. Главное на этом пути - не идти на поводу у текущих технологий и процессов, готовых мириться с энергопотреблением в десятки раз превышающим физически необходимые энергозатраты, продолжать наращивать дамбы вместо применения прогрессивных технологий обезвоживания, сокращение водопотребления до минимально необходимых значений и т.п. Необходимо иметь в виду, что все ресурсы в силу их исчерпаемости со временем будут только дорожать, поэтому технологии с избыточными затратами энергетических и водных ресурсов обречены па снижение конкурентоспособности. Ресурсосберегающее или рациональное недропользование включает три процесса: раз- ведка-добыча-переработка. В рамках изложенных выше концепций переработки минерального и техногенного сырья рассмотрим два тесно связанных аспекта этой проблемы добыча-переработка. Развитые страны, перешедшие па уровень постиндустриального уклада экономики, достигли некоторого потолка потребления ресурсов (и даже снижения их потребления), в то время как развивающиеся страны, идя по пути ускоренного развития (в стремлении к постиндустриальному укладу), приходят к осознанию ограниченности значительной части ресурсов: твердого минерального сырья, энергетических и водных источников. По запасам твердого минерального сырья, по уровню добычи и объемам переработки полезных ископаемых Россия входит пятерку добывающих и перерабатывающих стран. Однако она рискует достаточно быстро потерять конкурентное преимущество, если проблемы ухудшения качества сырьевых ресурсов, рост экологических проблем в горнопромышленных регионах, низкий уровень комплексной переработки и огромные энергозатраты при переработке, будут уделом только академических кругов, различного рода симпозиумов, конференций и конгрессов. Тем более, что качество большинства месторождений России, по структуре руд, по содержанию извлекаемых минералов по величине дисперсий основных технологических параметров извлечения уступает зарубежным аналогам. Ежегодный объем добычи и переработки твердого минерального сырья в России составляет боле 1 млрд, тони, из них почти половине необходима вода в качестве технологического агента (порядка 2млрд.куб.м). Парадокс: чтобы извлечь один ресурс мы должны потратить огромное количество других, не менее дорогостоящих и невозобновляемых - воду и электрическую энергию (в среднем 50-90 кВтч на 1 т перерабатываемого сырья). Для большинства промышленно развитых стран существование лимитирующего энергетического фактора становится, чуть ли, не определяющим политическим вектором. Существенным потребителем значительной части указанных ресурсов являются горнорудные и металлургические отрасли, для которых актуальнейшей задачей их развития становится снижение энергозатрат и комплексное использование всего добытого минерального сырья. Значительные резервы снижения энергозатрат находятся в области переработки минерального сырья и подготовки его к извлечению различных металлов, к получению товарных продуктов для различных отраслей промышленности (металлургической, строительной, производства стекла, керамики; лакокрасочной, дорожной и других).

Основой инноваций в современных методах переработки минерального сырья является ресурсосбережение в широком смысле этого слова. Для ответа па вопрос, что такое инновации, каково их место в технологиях добычи и переработки минерального сырья, необходимо обозначить основные проблемы в этой отрасли. Пожалуй, главным критерием в поисках ответа на данный вопрос должны стать некоторые параметры, характеризующие ресурсосбережение. Оценка эффективности инновационных мероприятий должна вестись, как минимум, по трем критериям: снижение энергоемкости и водопотребле- ния, увеличение комплексности извлечения сырья. Таким образом, базис инноваций в переработке минерального сырья - это не добывать ничего лишнего, не дробить ничего лишнего и не обогащать ничего лишнего. В основе этих трех принципов лежит естественная неоднородность минерально-сырьевой базы, большая вариация структуры и состава минеральных комплексов, содержащих извлекаемые элементы, значительная дисперсия физических свойств и параметров, определяющих возможности концентрирования минералов. Чтобы снижать объем отходов необходимо не добывать ничего лишнего и комплексно использовать все что извлекли. Чтобы снижать энергозатраты и водопотреблепие необходимо соблюдать принцип не дробить ничего лишнего, а это значит широко использовать основной принцип рудоподготовки - сквозная предконцентрация: дробить и разделять, соблюдая принцип необходимости и достаточности при непрерывно изменяющемся состоянии разделяемого сырья, применять режимы, адекватные свойствам разделяемых минеральных комплексов. Технологии можно считать инновационными, если они способны обеспечить снижение энергозатрат и водопотреблепие не на единицы, а па десятки и сотни процентов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >