Технико-экономическая оценка активации хвостов обогащения и использование их при подземной добыче руд

• Автор: Киргуев, Аркадий Тимофеевич
• Шифр специальности: 08.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание

Общая характеристика работы

Глава 1. Использование отходов горного производства для пога

шения пустот, задачи и методы исследований.

1.1 Теория и практика погашения пустот твердеющими смеся

1.2. Минеральные отходы горного производства

1.3. Анализ опыта утилизации отходов добычи и переработки

1.4. Задачи и методы исследований

Глава 2. Обоснование критериев комплексной технико

экономической оценки технологии горных работ и использования хвостов обогащения
2.1. Динамика изменения представлений о критериях экономи
ческой оценки технологий
2.1.1. Эффективность капитальных вложений
2.1.2. Приведенные затраты
2.1.3. Прибыль, рентабельность, дифференциальная горная рен

2.1.4. Динамика изменений критериев во времени
• 2.2. Исследование свойств хвостов обогащения
. 2.3.Исследование технологии подготовки хвостов обогащения
2.4. Комплексные критерии эффективности использования
I хвостов
Выводы по главе
Глава 3. Разработка методики оценки экономической эффектив
ности использования хвостов обогащения для закладки подземных выработок
3.1. Исследование эффективности активации отходов
3.1.1. Исследование параметров механоактивации
3.1.2. Исследование параметров механохимической активации
3.2. Исследование затратности механохимической активации
3.3. Методика комплексной оценки эффективности утилизации 98 отходов
Выводы по главе
Глава 4. Технико-экономическая эффективность исследования
хвостов добычи и обогащения руд.
4.1. Механоэнергетическая модель подготовки хвостов
4.2. Эколого-математическая модель технологии утилизации от- 113 ходов
4.3. Эколого-экономический эффект реализации природо- и ре- 120 сурсосберегающих технологий
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Общая характеристика работы.
Актуальность работы. Следствием все возрастающих объемов добычи минеральных ресурсов является накопление на земной поверхности твердых отходов горно-обогатительного производства. Отходы обогащения не могут утилизироваться для поверхностного и подземного строительства, поскольку содержат металлы и сернистые соединения, со временем ослабляющие прочность конструкций. Техногенные минеральные ресурсы-отходы оказывают негативное влияние на окружающую среду, а для использования их в приготовлении твердеющих смесей необходимо обоснование экономической целесообразности и практической возможности. Все это определяет актуальность исследований по экономическому обоснованию эффективности утилизации отходов обогащения с использованием новых технологий при подземной разработке рудных месторождений.
Цель работы - разработка методики оценки и обоснование экономической целесообразности извлечения полезных компонентов техногенных месторождений на основе технологий активации, а также использования для закладки пустот от подземной добычи руд.
Основная идея работы заключается в том, что оценка эффективности переработки хвостов и отвалов горного производства осуществляется комплексно с учетом ценности дополнительно извлекаемых из них металлов и повышения эффективности подземной добычи руд при замене цементной закладки активированными отходами переработанных хвостов, а также возможного снижения ущерба окружающей среде.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников, данных практики и патентной информации; аналитические методы изучения состава и свойств материалов; методы математического планирования и обработки результатов экспериментов; лабораторные эксперименты; экономико-математическое моделирование; технико-экономический анализ результатов с учетом реализации продуктов утилизации отходов.
Научные положения, представляемые к защите:
1.Эффективность использования хвостов обогащения или других отходов горного производства зависит от последствий применения активированных хвостов для закладки выработок при подземной добыче руд, а также возможности повышения качества добываемой рудной массы и снижения ущерба окружающей среде.
2.Твердые фракции суспензионного обогащения хвостов обеспечивают прочность более 3 МПа в возрасте 30 дней и могут использоваться в составе закладочных смесей вместо щебня и песка.
3.Применение механо- электрохимической активации хвостов позволяет из влечь до 86% металлов и серы, обеспечивает приращение прочности смесей на 25-30% от базового значения и позволяет заменить ими цемент при эквиваленте 4-х кг активированных хвостов 1-ому кг цемента.
4.Выбор и оптимизация эколого-экономических вариантов освоения отходов горно-обогатительного передела описывается экономико-математической моделью по критерию суммы дисконтированной прибыли от добычи и обогащения

дано без доизвлечения полезных компонентов. При выщелачивании вкраплений минералов со временем прочность бетонов снижается, поэтому хвосты обогащения пригодны к использованию только после извлечения из них части остаточных металлов. Гранулометрический состав хвостов выщелачивания вполне благоприятен для использования в составе твердеющей закладки, а прочность бетонов с добавками хвостов выщелачивания при одинаковом расходе шлака выше, чем с применением дробленных горных пород. Если для смеси с дробленными горными породами в количестве 30-50% от массы заполнителей оптимально соотношение вяжущего к заполнителю 1/6-1/7, то для хвостов выщелачивания при их количестве 30-50% расход вяжущего может быть уменьшен.
При гидрометаллургическом переделе хвосты до подачи на комплекс обезвоживают за счет естественного дренажа и испарения. Хвосты чаще всего содержат известняки, алевролиты и смесь других минералов крупностью до 0,2 мм.
Прочность смесей с добавкой гипсосодержащих "хвостов" гидрометаллургического передела увеличивается по сравнению с базовым вариантом в 1,5-2,0 раза. Включение в состав закладки мелкофракционных "хвостов" улучшает транспортабельность закладочной смеси. Содержание в них полезных компонентов ослабляет прочность строительных конструкций. Отсутствие твердеющего компонента ослабляет структурный скелет, повышает компрессионные особенности. Поэтому хвосты металлургического передела чаще комбинируют с другими материалами.
Хвосты гидрометаллургических заводов отличает высокая дисперсность. Твердая фаза состоит из частиц с модулем крупности 0,022-0,078, содержанием глинистых и пылеватых частиц - 39,2-36,8%, насыпной плотностью хвостов - 1,5-1,6 т/м3, удельной поверхностью до 3600 см/кг и естест-