Внедрение технологии безреагентной переработки промышленных отходов (“хвостов”) горно – обогатительных комбинатов

Описание проекта

Пояснительная записка по работе:

«Внедрение высокоэффективной технологии безреагентной переработки отходов («хвостов») горно-обогатительных комбинатов (ГОК) и золошлаков ТЭЦ и ГРЭС с решением экологических проблем»

1. Введение

По данным государственным Государственного доклада «О состоянии окружающей» среды» в РФ на территориях всех предприятий России размещено более 30 млрд.т промышленных отходов. Примерно 40% этой величины состоит из «хвостов» горно-обогатительных комбинатов и 7% составляют золошлаковые отходы (ЗШО) тепловых электростанций. При таком колоссальном количестве накопленных отходов горно-обогатительных комбинатов и тепловых угольных электростанций, их утилизация составляет не более 10% от годового выхода.

Интерес представляет тот факт, что и те и другие отходы представляют собой конгломерат, в основном, неорганических веществ. Отличие их между собой заключается в том, что золошлаковые отходы (ЗШО) прошли высокотемпературную обработку (более 1000 град. С) при сжигании угольной пыли в топках котлов.

В тоже время химический состав их может быть очень близок и зависит от исходного состава руды, угля и технологии обогащения.

В связи с тем, что основной технологией горно-обогатительных комбинатов (ГОК) является флотация и гравитация и, учитывая отраслевую направленность работы ГОК, в «хвостах» ГОК хранятся в отвалах в виде макро и микроэлементов драгоценные и редкоземельные элементы и их соединения. При этом, общее процентное содержание их незначительно и не превышает, как правило, в сумме 1,5-2%. Как правило, в этих отходах находится до 60% двуокиси кремния и до 40% окислов железа и алюминия.

Для примера, в Приложении 1 приведен элементный состав «хвостов» Тырныаузского ГОК, который производил обогащение вольфрам - молибденовой руды и накопивший этих отходов более 150 млн. т. Ниже приведенные обоснования и расчеты относятся к этому предприятию.

Актуальность создания рентабельной технологии переработки отходов горно-обогатительных предприятий и угольных электростанций определяется следующим:

1. В среднем, в 100 млн. т «хвостов» содержится ценных и редкоземельных металлов и сырья для производства стройматериалов на 1 триллион рублей, при этом извлекаемость их современными технологиями составляет 80-85%.

2. 95% мирового производства редкоземельных металлов, а следовательно их цены контролирует Китай.

3. Хвостохранилища загрязняют почвы, подземные воды и открытые водоёмы, в основном, тяжелыми металлами, а воздух пылью, летучей золой и др. аэрозолями. При этом отвалы несут потенциальную угрозу возникновения экологических катастроф.

2.Цели и задачи работы

2.1. Анализ состояния разработок и практики переработки промышленных отходов.

2.2. Адаптация инновационной технологии комплексной переработки отходов к выбранному отвалу горно-обогатительного предприятия или угольной ТЭС.

2.3. Проектирование и строительство предприятия для реализации высокоэффективной технологии, позволяющей осуществить обогащение ценных металлов, содержащихся в «хвостах», с использованием запатентованного нами способа по патенту № 2577777 от 17.02.2016г. (Приложение 2).

2,4. Решение экологических проблем хранилищ отходов.

3.Теоретические обоснования. Суть работы.

Настоящая разработка позволяет произвести обогащение ценных металлов их соединений в отходах, активирование золошлаков для возможности их обогащения, формирование вторичных отходов для использования в строительных технологиях.

Основная суть разработки заключается в следующем:

Переработка «хвостов», содержащих ценные включения, осуществляется путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение, классификацию измельченной массы с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов

переработки, характеризующихся различной степенью магнитных свойств. При этом крупную фракцию классифицированного после механического измельчения минерального сырья дополнительно измельчают методом кавитационного гидравлического удара. Полученную дополнительную измельченную массу перед магнитной сепарацией смешивают с предварительно отобранной мелкой фракцией механически измельченной массы. После каждого этапа магнитной сепарации дополнительно производят гравитационную сепарацию полученных промежуточных продуктов с получением на выходе каждой ветки технологического процесса целевых продуктов различной массовой плотности. После гравитационной сепарации целевые продукты отправляют на перечистку и затем из них в рудотермической печи получают лигатурные слитки.

Принципиальная технологическая схема переработки «хвостов» вольфрамо-молибденовых ГОК представлена на Рис.1 (Приложение 3).

Основным преимуществом данной технологии является практически безреагентный процесс обогащения. В результате, мы получаем экологическую безопасность и значительную экономию при переработке «хвостов».

Настоящую работу предполагается выполнить в 2 этапа: первый этап заканчивается разработкой проекта, второй – выходом головных двух установок на расчетную производительность - 1,2 млн. т/год.

4. Перечень конечной продукции

-Концентраты благородных и ценных металлов;

- Железистый концентрат;

- Алюмосиликаты;

- Вторичные отходы.

-Водонепроницаемый экран, отделяющий хвостохранилище от водного бассейна.

5. Объем работ и затраты по 1 этапу

Таблица 1

№ п/п Наименование работ Объем затрат, млн.руб. (экспертная оценка) Примечания 1 Подготовка и согласование с Инвестором задания на 1 этап 1,0 2 Проведение исследований и диагностики хвостохранилища на предмет выявления причин фильтрации тяжелых металлов за пределы этого хранилища отходов 15,0 3 Разработка мер защиты водного бассейна от загрязнения тяжелыми металлами и др. токсичными веществами 10,0 4 Разработка измерительного комплекса для экологического мониторинга хвостохранилища 5,0 5 Разработка рабочей проектной документации на систему экологической защиты бассейна от хвостохранилища, включая защитный и противоселевой экраны 25,0 6 Проведение исследований отходов в хвостохранилище на возможность выделения ценных металлов и утилизацию вторичных отходов (оформление протоколов для сертификации) 20,0 7 Выполнение расчетов запасов всех ценных металлов в хвостохранилище, утверждение этих запасов 5,0 8 Рассмотрение и решение вопросов использования вторичных отходов 10,0 9 Разработка полной технологической схемы переработки «хвостов» и выбор состава основного оборудования 12,0 10 Разработка документации для получения лицензии на переработку «хвостов» 5,0 11 Оформление аренды хвостохранилища 10,0 Выдача задания на проектирование, выполнение технорабочего проекта комплекса по переработке 1,2 млн.т./год «хвостов» с учётом использования вторичных отходов. 50,0 Всего по 1 этапу 168,0

На выполнение 1 этапа потребуется 12 месяцев

6. Объем работ и затраты по 2 этапу Таблица 2

№ п/п Наименование работ Объем затрат, млн.руб. (экспертная оценка) Примечания 1 Выполнение строительно-монтажных работ по сооружению системы экологической защиты водного бассейна от токсичных веществ хвостохранилища с учётом строительства защитного и противоселевого экранов 125,0 2 Закупка приборов и комплектующих, выполнение СМР экологического мониторинга хвостохранилища 20,0 3 Конструирование и изготовление нестандартного оборудования двух установок по переработке и утилизации отходов хвостохранилища 65,0 4 Закупка стандартного оборудования 70,0 5 Проведение маркетинга для сбыта всех продуктов и вторичных отходов после переработки и утилизации отходов 5,0 6 Выполнение подготовительных, строительно-монтажных работ и подготовка инфраструктуры (электро-, водо-, теплоснабжение, подготовка территории, очистка сточных вод), мероприятия по охране окружающей среды для самих установок по переработке и утилизации «хвостов» 55,0 7 Набор и подготовка эксплуатационного персонала 20,0 8 Приобретение автомобильной, землеройной и погрузочной техники 75,0 9 Приобретение измерительной лаборатории 20,0 10 Закупка тары для продукции 12,0 11 Содержание дирекции, 2 года 35,0 12 Строительство и ремонт подъездных дорог 50,0 13 Строительство административно-складских помещений 30,0 14 Разработка и утверждение документации на все виды продукции и вторичные отходы 5,0 15 Выполнение пуско-наладочных работ установок по переработке и утилизации отходов. 15,0 ИТОГО: 602,0

ВСЕГО: 770 млн. руб.

На выполнение второго этапа потребуется 18 мес.

В соответствии с расчетами, реализация готовой продукции составит 1,2 млрд. руб./год. Ожидаемая окупаемость всех затрат составит 2,5-3 года.

Научный руководитель, к.т.н. В.В.Жабо

Аналитика рынка

Все виды продукции ликвидны