Цивилизация ускоряет своё развитие с каждым годом все быстрее и быстрее, все больше ресурсов потребляется, растёт нагрузка на окружающую среду — и весь мир это понимает. Наша страна тоже прилагает усилия к сохранению природы и минимизации урона, наносимого ей человеком. Технологии и автоматизация производств сделали возможным переработку огромных запасов, но вместе с тем они наносят всё больший вред природе.
Сухое складирование vs хвостохранилища
Помимо того, что растёт количество перерабатываемой руды, происходит уменьшение содержания полезного продукта, что в свою очередь ведёт к образованию бОльшего количества «хвостов» на единицу полезного металла. Растут «озёра» хвостохранилищ, которые занимают полезные площади, при этом возрастает экономическая нагрузка на владельцев месторождений, связанная с обеспечением нормальной работы хвостохранилищ.
Для предприятий горнорудной сферы переработка и хранение хвостов становится ещё более реальной проблемой в связи с ужесточением контроля со стороны государства, которое стало больше внимания уделять вопросам защиты окружающей среды.
При использовании традиционных хвостохранилищ высока вероятность просачивания растворов в грунтовые воды, что дополнительно увеличивает нагрузку на окружающую среду. На помощь могут прийти методы сухого складирования.
И эти методы, будь то пастовое хранение, или хранение сухих фильтр-кеков, набирают популярность. Действительно, ведь помимо заботы о природе, решаются и экономические аспекты, ведь затраты на строительство хвостохранилищ – это до 10-15 процентов капитальных вложений горных предприятий.
Предприятия с сухим складированием также легче закрывать и восстанавливать, они требуют меньшего пространства, что, в том числе сказывается и на общественном восприятии хвостохранилищ в целом, и конкретных новых разрабатываемых проектах.
С годами мы видим усилие давления со стороны общественности, когда речь идёт об открытии новых предприятия на определённых территориях, жители которых выходят на демонстрации и пикеты. В общественном сознании «сухое складирование» всегда будет казаться более экологически чистым решением.
Поэтому к экономической выгоде можно отнести тот факт, что получение лицензий на разработку месторождений всё же ускоряется при использовании методов сухого складирования, которые обеспечивают большую геотехническую и геохимическую стабильность. Меньше «стычек» с экологическими активистами и защитниками природы.
Ещё один важный аспект – это вода. Это один из важнейших составляющих различных технологий при переработке минералов и важнейшим природным ресурсом, который мы обязаны сохранить.
При использовании методов сухого складирования, потребление предприятиями воды «из вне» сокращается от 25 до 80 процентов. Такая технология позволяет возвращать воду в технологический процесс после того, как она выполнила свою транспортную роль.
Ещё одним фактором, позволяющим говорить о приемлемости сухого складирования, являются проекты в зонах пониженных температур, что для российских реалий крайне актуально. Такой метод позволяет избежать смерзания жидких хвостов на этапе транспортировки по магистралям.
Технология «сухого складирования» может оказаться крайне эффективной в части предотвращения экологических рисков в проектах, находящихся на территориях повышенной сейсмической активности, поскольку не требует строительства удерживающих насыпей и дамб.
Внедрение сухого складирования хвостов требует привлечения капитальных вложений на приобретение оборудования. Но при этом оно позволяет полностью отказаться от эксплуатации хвостохранилища и оставить во внутреннем обороте до 96 % воды.
Особый фильтр-пресс
Реализовать технологию сухого складирования призваны пресс-фильтры LASTA MC японской компании ISHIGAKI.
В целом, в горнорудной промышленности пресс-фильтры широко используются для фильтрации концентрата получаемого, например, при флотационной технологии, но объёмы концентрата куда меньше объёмов хвостов, образующихся в технологической цепочке, что затрудняет использование аналогичных концентратным пресс-фильтров.
Количество пресс-фильтров для хвостовых объёмов будет невероятно высоким. Поэтому нужны машины с большой производительностью и малым временем цикла отжима. Вот почему компания ISHIGAKI разработала пресс-фильтры серии LASTA MC.
Lasta MC представляет собой горизонтальный фильтр-пресс, который был разработан для относительно легкой разгрузки фильтрационного кека во время работы с минеральными материалами.
Для удовлетворения растущих потребностей в проектах по обезвоживанию шлама в горнодобывающей промышленности ISHIGAKI на основе многолетнего опыта и ряда ноу-хау производитель разработаа пресс для обеспечения высокой стабильности, надёжности и производительности разгрузки в сочетании со значительно сниженными требованиями к техническому обслуживанию.
LASTA MC предназначен для работы в течение 24 часов, с системой контроля разгрузки кека и резервным механизмом для полностью автоматической работы. В случае, если части кека остаются в камерах, эта система активируется автоматически для идеальной разгрузки.
LASTA MC рассчитана на высокую производительность. Все функции, включая одновременное открывание и закрывание, одновременную стирку и двустороннюю подачу, приводят к сокращению времени цикла и последующей высокой производительности LASTA MC.
Все фильтровальные ткани промывают одновременно сверху пакета плит, не оставляя остатков кека. Эффективная стирка ткани способствует высокой и стабильной производительности LASTA MC.
Кроме того, возможна промывка кека и продувка воздухом благодаря верхнему отверстию подачи.
Что увеличивает эффективность работы фильтров?
Вот почему, шагая в ногу со временем, российская компания «МГМ-Групп» и японская ISHIGAKI COMPANY, LTD совместно готовы предлагать современные и надёжные технологические решения по фильтрации хвостов обогатительного производства.
Текст: Сергей Селин, региональный менеджер ООО «МГМ-Групп» в Санкт-Петербурге Fahri Sandikci, менеджер по развитию бизнеса ISHIGAKI COMPANY, LTD. на территориях Средний Восток и Северная Африка, Турция и страны СНГ
Разработка технических решений по складированию хвостов, отходов производства
При переработке руд образуются отходы, которые необходимо размещать на долговременное хранение. Применяется несколько основных способов складирования.
Складирование в хвостохранилища наливного или намывного типа
Такой метод является классическим. Заключается в перекачивании хвостовой пульпы по трубопроводам на специально подготовленную площадку, огражденную дамбой — хвостохранилище.
Способ отличается наименьшей стоимостью складирования, но требует строительства дамбы, способной выдержать напор отходов.
Складирование в виде кека фильтрации («сухое»)
Заключается в размещении на долговременное хранение отфильтрованных отходов на специально подготовленную площадку — «сухой» полигон.
Способ является альтернативой складированию в хвостохранилище наливного или намывного типа. Наиболее применим для концентратов или при отсутствии места для размещения классического хвостохранилища.
Отличается относительно низкими капитальными затратами на строительство полигона, т.к. не требуется напорная дамба. Но при этом эксплуатационные затраты максимальны.
«Полусухое» складирование (пастовое)
Основано на использовании для подготовки к складированию сгустителя специальной конструкции, в котором достигается высокая степень уплотнения хвостов до состояния пасты (65-70 % твердого). Хвостохранилище для размещения этих отходов имеет много аналогий со способом наливного или намывного складирования. Главным отличием может являться конструкция удерживающей дамбы.
Складирование цианидсодержащих хвостов
В ряде случаев существует возможность складировать цианидсодержащие отходы напрямую, без какой-либо обработки. Безопасность реализации этой технологии зависит от многих факторов: технологических особенностей переработки сырья, климатических, геологических, гидрогеологических характеристик места расположения промышленного объекта и т.д.
Решение о возможности и целесообразности использования такого подхода принимается индивидуально.
Такая технология позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели предприятия, но требует заметных затрат на природоохранные мероприятия.
Для каждого объекта разрабатывается наиболее оптимальное решение по складированию и управлению отходами.
Сухое складирование. Фильтр-прессы MSE-Filterpressen при организации сухого складирования хвостов обогащения золотодобывающих фабрик
При добыче драгоценных металлов из руд в основном используются такие методы обогащения как гравитационный, флотационный, гидрометаллургический и их комбинации.
Переработка руд производится на золотоизвлекательных фабриках, где возможно использование одновременно нескольких методов обогащения: получение золотосодержащих концентратов методами гравитационного или флотационного обогащения с последующей переработкой их методом цианирования. В процессе переработки золотосодержащих руд, образуются отходы производства (хвосты обогащения) количество которых, сопоставимо с объёмом перерабатываемой руды.
Помимо немецкого фильтровального оборудования в состав линии входит следующее оборудование известных европейских фирм: шнековые насосы Netzsch (Германия), станции приготовления и дозирования флокулянта EURODOS (Германия), системы автоматики на базе оборудования SIEMENS и ABB, башенные и динамические смесители, ленточные или винтовые транспортеры, компрессорное и емкостное оборудование.
Складирование отходов золотоизвлекательных фабрик проводится с применением следующих технологий:
Наиболее простой способ складирования хвостов обогащения, это складирование пульпы в хвостохранилище наливного типа. В тоже время, данный способ является наиболее экологически опасным, в случае прорыва ограждающей дамбы под воздействием хвостов, может привести к значительному экологическому ущербу за счет проникновения жидкой фазы и шлама в поверхностные воды.
При использовании «полусухого» и «сухого» методов складирования хвостов обогащения, значительно снижаются риски связанные с экологической безопасностью, так как на отвалах отсутствуют напорные дамбы, материал хвостов обогащения складируются более компактно, а жидкая фаза после дренирования через фильтрующую дамбу собирается в прудах–накопителях и, затем, часто используется в качестве оборотной воды.
«Сухое» складирование на золотодобывающих фабриках в России применяется относительно недавно. По данной технологии работают ОАО «Высочайший»(Иркутская область), Зареченская обогатительная фабрика ОАО «Сибирь-Полиметалл» (Алтайский край), золотодобывающая фабрики на месторождениях «Рябиновое», «Тас-Юрях», артели старателей «Амур» (Хабаровский край), золотодобывающая фабрика на месторождении «Валунистое», золотодобывающая фабрика на месторождении «Беризитовое» (Амурская область).
Большинство золотодобывающих предприятий Китая используют технологию «сухого» складирования хвостов цианирования ввиде кеков.
В практике обезвоживания хвостов обогащения, а также концентратов флотации, применяют фильтрование. Для обезвоживания используются камерные, камерно-мембранные фильтр-прессы, а также барабанные и дисковые вакуум-фильтры.
В настоящее время на некоторых золотодобывающих предприятиях России для «сухого» складирования хвостов обогащения эффективно применяются автоматизированные камерные фильтр-прессы от немецкой компании MSE-Filterpressen. Традиционно немецкое оборудование отличается высоким качеством и, как следствие, высокой надежностью и длительным сроком эксплуатации.
Наиболее часто применяются автоматические камерные фильтр-прессы моделей KFP800, KFP1200, KFP1500.
Цивилизация ускоряет свое развитие с каждым годом все быстрее и быстрее, все больше ресурсов потребляется, растет нагрузка на окружающую среду, и весь мир это понимает. Наша страна не является исключением и прикладывает усилия к сохранению природы и минимизации урона, наносимого ей человеком. Технологии и автоматизация производств сделали возможными переработки огромных запасов, но вместе с тем нанося все больший вред природе.
Сергей Селин — региональный менеджер ООО «МГМ-Групп», Санкт-Петербург Fahri Sandikci — менеджер по развитию бизнеса ISHIGAKI COMPANY, LTD. на территориях Ближний Восток, Северная Африка, Турция и страны СНГ
Для предприятий горнорудной сферы переработка и хранение хвостов становится еще более реальной проблемой в связи с ужесточением контроля со стороны государства, которое стало больше внимания уделять вопросам защиты окружающей среды. При использовании традиционных хвостохранилищ довольно высока вероятность просачивания растворов в грунтовые воды, что еще более увеличивает нагрузку на окружающую среду. На помощь могут прийти методы сухого складирования. Все больше компаний в мире обращают свой взгляд на эти методы, будь то пастовое хранение или хранение сухих фильтр-кеков. Действительно, помимо заботы о природе, решаются и экономические аспекты, т.к. затраты на строительство хвостохранилищ составляют около 10–15 % капитальных вложений горных предприятий.
Рис. 2. Пример эксплуатации традиционного хвостохранилища
Предприятия с сухим складированием также легче закрывать и восстанавливать, они требуют меньшего занимае мого пространства по сравнению с другими вариантами поверхностных хвостохранилищ, что в том числе сказывается на общественном восприятии хвостохранилищ как в целом, так и на конкретных новых разрабатываемых проектах.
Даже по снимкам из космоса видна разница традиционных подходов и «сухого складирования» (рис. 3 и 4).
Рис. 3. Сухое складирование на ЗИФ Alamo Dorado в Мексике
С годами мы видим усиление давления со стороны общественности, когда речь идет об открытии новых предприятий на определенных территориях, жители которых выходят на демонстрации и пикеты. В общественном сознании «сухое складирование» всегда будет казаться более экологически чистым решением. Поэтому к экономической выгоде можно отнести тот факт, что получение лицензий на разработку месторождений всё же ускоряется при использовании методов сухого складирования, которые обеспечивают большую геотехническую и геохимическую стабильность. Меньше «стычек» с экологическими активистами и защитниками природы.
Так же и вода. Помимо того, что она является важнейшим природным ресурсом, который мы обязаны сохранить, она является одной из важнейших составляющих различных технологий при переработке минералов. При использовании методов сухого складирования потребление предприятиями воды «извне» сокращается от 25 до 80 %. Такая технология позволяет возвращать воду в технологический процесс после того, как она выполнила свою транспортную роль.
Еще одним фактором, позволяющим говорить о приемлемости сухого складирования, являются проекты в зонах пониженных температур, что для российских реалий крайне актуально. Такой метод позволяет избежать смерзания жидких хвостов на этапе транспортировки по магистралям.
Равно как и уменьшение рисков просачивания вредных растворов, технология «сухого складирования» может оказаться крайне эффективной в части предотвращения экологических рисков в проектах, находящихся на территориях повышенной сейсмической активности, поскольку не требует строительства удерживающих насыпей и дамб.
Рис. 4. Сухое складирование «Tumad Lapseki Gold Mine» в Турции
Да, внедрение сухого складирования хвостов требует привлечения капитальных вложений на приобретение оборудования, однако это позволяет отказаться от строительства хвостохранилищ и практически полностью отказаться от использования дополнительной воды для технологического процесса, что в долгосрочной перспективе позволяет снизить операционные затраты предприятия. Переход к сухому складированию позволяет полностью отказаться от эксплуатации хвостохранилища и оставить во внутреннем обороте до 96 % воды.
С другой стороны, нельзя забывать и о регионах с пониженной влажностью и крайне сухим климатом. В этих случаях возрастает вероятность образования пыли, которая потребует дополнительных затрат на осаждение и пылеулавливание.
Мы можем сравнить особенности использования двух технологий в таблице 1.
Метод утилизации хвостов
Восстановление воды
Распределенная площадь поверхности
Риски разрушения хвостохранилища
Потенциал пыли
Сгущение (55–60 %)
Менее благоприятный
Менее благоприятный
Менее благоприятный
Более благоприятный
Сухой кек (80–85 %)
Самый благоприятный
Самый благоприятный
Самый благоприятный
Менее благоприятный
Метод утилизации хвостов
Просачивание
Мелиорация
CAPEX
OPEX
Сгущение (55–60 %)
Менее благоприятный
Менее благоприятный
Более благоприятный
Более благоприятный
Сухой кек (80–85 %)
Самый благоприятный
Самый благоприятный
Менее благоприятный
Менее благоприятный
Табл. 1. Сравнение особенностей использования двух технологий
Реализовать технологию сухого складирования помогут пресс-фильтры LASTA MC, японской компании ISHIGAKI (рис. 5, с. 102).
Рис. 5. Пресс-фильтры LASTA MC японской компании ISHIGAKI
В целом в горнорудной промышленности пресс-фильтры широко используются для фильтрации концентрата получаемого, например, при флотационной технологии, но объемы концентрата куда меньше объемов хвостов, образующихся в технологической цепочке, что затрудняет использование аналогичных концентратных пресс-фильтров. Количество аппаратов (пресс-фильтров) для хвостовых объёмов будет невероятно высоким. Поэтому нужны машины с большей производительностью и малым временем цикла отжима. Для этого компания ISHIGAKI и разработала пресс-фильтры серии LASTA MC.
Lasta MC представляет собой горизонтальный фильтр-пресс, который был разработан для относительно легкой разгрузки фильтрационного кека во время работы с минеральными материалами.
Для удовлетворения растущих потребностей в проектах по обезвоживанию шлама в горнодобывающей промышленности ISHIGAKI, основываясь на многолетнем опыте и собственных практических ноу-хау, разработала пресс для обеспечения высокой стабильности, надежности и производительности разгрузки в сочетании со значительно сниженными требованиями к техническому обслуживанию.
LASTA MC предназначен для работы в течение 24 часов, с системой контроля разгрузки кека и резервным механизмом для полностью автоматической работы. В случае, если части кека остаются в камерах, эта система активируется автоматически для идеальной разгрузки.
LASTA MC рассчитана на высокую производительность. Все функции, включая одновременное открывание и закрывание, одновременную стирку и двустороннюю подачу, приводят к сокращению времени цикла и последующей высокой производительности LASTA MC.
Рис. 6. Расположение месторождения: Мексика. Применение: хвосты золота и серебра Модель: MCDGC-H2100x90/100 Количество единиц: 10 Производительность: 15 тыс. т в день Конечная влажность:
Все фильтровальные ткани промывают одновременно сверху пакета плит, не оставляя остатков кека. Эффективная стирка ткани способствует высокой и стабильной производительности LASTA MC.
Кроме того, возможна промывка кека и продувка воздухом благодаря верхнему отверстию подачи.
Рис. 7. Расположение: Турция Применение: золотой хвост с содержанием глины 27 % Модель: MCDGC-H2100x88/100 Количество единиц: 3 Производительность: 2,5 тыс. т в день Конечная влажность:
Что увеличивает эффективность работы фильтров?
Эффективная система промывки фильтровальной ткани. Одним из ключевых факторов высокой доступности прессов и низкого ухода за тканью является возможность эффективной стирки фильтровальной ткани. С закрытыми клапанами для кека и открытым прессом, стационарные душевые штанги приводятся в действие, промывая открытые ткани. Вода для промывки стекает по поверхности ткани для эффективной очистки. Душевые решетки и сопла расположены над камерами, чтобы исключить возможность засорения фильтрационной корки и не препятствовать замене фильтровальной ткани.
Система верхней подвески ткани. Ткани, которые подвешены к опорам в верхней части каждой пластины, могут быть легко и индивидуально заменены одним человеком в течение нескольких минут, не требуя навыков или инструментов. Опорные стойки расположены на пружинах.
Система встряхивания плит. Если возникают отклонения в процессе работы, которые приводят к неполной разгрузке кека после открытия пресса, фотоэлектрический луч обнаружит его наличие, и механизм резервного разряда будет автоматически активирован. Два вибрационных рельса по всей длине пресса установлены на подъемных цилиндрах. После активации механизма рельсы поднимаются, соприкасаясь с опущенным узлом опоры ткани и прикрепленным к нему кеком. Сила вибрации передается, чтобы сместить фильтрационную корку. По истечении заданного времени вибраторы выключаются, а рельсы возвращаются в свое положение «вниз».
На рисунках 6 и 7 приведены некоторые примеры применения на различных производствах пресс-фильт ров компании ISHIGAKI.
Идя в ногу со временем, российская компания «МГМ-Групп» и японская ISHIGAKI COMPANY LTD, совместно внедряют современные и надежные технологические решения по фильтрации хвостов обогатительного производства.
Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 3 (45)/сентябрь 2019 г.
info@mse-filterpressen.ru
mse-filterpressen.ru
