УДК 622.648.24:622.693.4

Семененко Е.В. д.т.н., с.н.с., Киричко С.Н. к.т.н., Рижова С.А. инж.

ИГТМ НАН Украины, г. Днепр, Украина

МЕТОД УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ПРИ СКЛАДИРОВАНИИ ПУЛЬП ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

Существующие технологии складирования отходов обогащения решают следующие задачи: отведение с обогатительного производства всего объема отходов производимого в результате переработки минерального сырья; доставка отходов обогащения к месту складирования и аккумуляции; складирование отходов обогащения с соблюдением требований экологической безопасности; возврат на обогатительное производство осветленной технической воды. Первые три задачи являются основными, поскольку обеспечивают надежность и работоспособность всего производства. Последняя задача является вспомогательной, поскольку позволяет снизить объем потребления воды, повысить эффективность и снизить себестоимость переработки. Эти факторы и предопределили типичный вид системы складирования отходов обогащения: аккумулирование отходов обогащения в зумпфах головной насосной станции; транспортирование центробежными насосами по трубопроводам большого диаметра к месту складирования; замыв карт с образованием пляжа и прудка-отстойника; водозабор осветленной воды и подача ее самотеком в систему оборотного водоснабжения.

Такие системы складирования отходов обогащения эксплуатировались на отечественных ГОКах Украине и ГОКах бывшего СССР начиная с 60-х годов ХХ столетия. Довольно скоро проявились недостатки такой технологии обусловленные большими объемами водопотребления: высокие энергозатраты и значительные объемы хранилищ отходов. Основной причиной была низкая концентрация перекачиваемой гидросмеси, которая во большинстве случаев не превышала 5 % по массе. Поэтому дальнейшее повышение эффективности технологии складирования отходов обогащения проводилось за счет снижения энергоемкости и водопотребления при решении второй задачи. Так отечественными специалистами была разработана и опробована технология сгущения отходов обогащения до гидросмеси средней концентрации, позволяющая сразу после обогатительного производства отделить большую часть оборотной воды и вернуть ее в на фабрику. Кроме того была обоснована возможность напорного гидротранспортирования гидросмесей с концентрациями до 45 % по массе, получаемых после сгущения. Современные технологии пастового сгущения позволяют сгустить отходы обогащения до максимальной концентрации – 40 % по объему. В результате отходы обогащения складируются в виде неньютоновсвкой вязко-пластичекой массы, потери напора для которой на два-три порядка превышают потери напора для гидросмесей низкой концентрации, и на порядок потери напора для гидросмесей средней концентрации. Это предполагает изменение в технологиях складирования и гидротранспортирования.

Однако условия применения технологии пастового сгущения существенно отличаются от условий на отечественных ГОКах, на которых: расстояние между обогатительным производством и хранилищем может достигать 10 км; разница между геодезической отметкой обогатительного производства и геодезической отметкой верхней дамбы обвалования может превышать 30 м; эксплуатируется система гидротранспорта с насосами центробежного типа и трубами большого диаметра; актуальна возможность повторной переработки складируемых отходов обогащения. Учитывая эти особенности, можно заключить, что разрабатываемые для них технологии пастового сгущения должны обеспечивать (рис. 1, 2): сгущение отходов обогащения после сепарации частиц техногенной россыпи; сгущение гидросмеси непосредственно в месте складирования.

Рис. 1 – Вид системы складирования отходов обогащения при использовании технологий обычного и пастового сгущения с учетом особенностей отечественных ГОКов

Рис. 2 – Принципиальное устройстов сепаратора для гидросмеси в трубопроводе

Выполнение этих требований позволяет: использовать существующие насосные станции, насосы и трубопроводы для отведения отходов обогащения с обогатительного производства с более низкими, чем при течении гидросмеси высокой концентрации потерями напора; использовать естественное расслоение твердых частиц при напорном течении по трубопроводу для сепарации техногенной россыпи (рис. 2); складировать в виде пасты на пляжи частицы глинистых, меловых и пылеватых фракций; формировать техногенное месторождение путем отдельного складировния сепарированных из нижней части трубопровода частиц с минимальным содержанием частиц глинистых, меловых и пылеватых фракций; продлить срок эксплуатации существующих хранилищ отходов за счет складирования пасты в емкость бывшего прудка-отстойника.

Такой подход позволит управлять концентрацией гидросмеси на каждом участке технологического процесса, добиваясь за счет этого снижения энергоемкости гидротранспортирования, максимальной эффективности оборотного водоснабжения и рационального складирования отходов обогащения. В данном случае дополнительный эффект заключается в том, что минимум энергоемкости гидротранспортирования лежит в области средних концентраций гидросмеси, а не в области малых концентраций. Поэтому сгущая гидросмесь после обогатительного производства, достигается не только высвобождение оборотной воды, но и обеспечивается оптимальная концентрация гидросмеси.