Характеристика технологии производства и технологического оборудования

Действующее производство состоит из следующих основных подразделений:

Рудник открытых горных работ (РОГР) – занимается добычей золотосодержащей руды, формированием рудных штабелей кучного выщелачивания, производством фракционного строительного щебня.

В состав РОГР входят: карьер; размольно-дробильный комплекс; центральные ремонтные мастерские; администрация.

Карьер - По условиям залегания и мощности рудных тел отработка карьера принимается открытым способом. Карьер состоит из рабочей зоны, где добывается материал, выработанного участка, отвала пустой породы, транспортных и энергетических устройств, склада готовой продукции и взрывчатых веществ.

Горные работы, проводимые в карьере, подразделяются на две группы: горно-капитальные; добычные.

К горно-капитальным работам при разработке карьера открытым способом относятся вскрышные работы - удаление верхнего растительного слоя и пустой породы, устройство выездных траншей, транспортных путей, т. е. работы, связанные с инженерной подготовкой территории карьера. Система разработки принимается транспортная с вывозкой вскрышных пород во внешние отвалы. Вывозка вскрышных пород в выработанное пространство карьера невозможна, ввиду отсутствия свободных площадей для ее размещения внутри его. Удаление вскрышных пород предусмотрено, как непосредственной экскавацией на верхних горизонтах карьера, так и после проведения буровзрывных работ с помощью экскаваторов посредством погрузки в автосамосвалы. Вмещающие породы и руда, в основном, характеризуются высокой крепостью и поэтому требуют предварительного рыхления буровзрывным способом. Взрывные скважины по вскрыше и руде для кучного выщелачивания необходимо бурить станками пневмоударного бурения СБШ-250-МНА-32. Зачистку кровли рудного тела и сдвиг горной массы предусмотрено выполнять при помощи бульдозера. [9]

Добычные работы представляют собой совокупность основных и вспомогательных работ по добыче полезной породы. К основным работам относятся: бурение скважин, производство взрывов, отгрузка полезной породы на транспортные средства, устройство отвалов.

При больших масштабах горного производства эффективность вскрышных и добычных работ зависит, в первую очередь, от правильного подбора технических средств – горномеханического и транспортного оборудования. На Васильковском карьере для погрузки руд и пород вскрыши предусмотрено применение карьерных экскаваторов Комацу РС 1600 с обратной лопатой; Комацу РС 1800-6 (3 ед.); Комацу РС 1250-7SP; Комацу РС 400/450 Std, самосвалов Cat 777D (20 ед.) и автогрейдеров грейдер Cat 16H, грейдер Cat 16G.

Разработка вскрышных пород и руды производится отдельными уступами. Вскрышные породы вывозятся во внешние отвалы, расположенные юго-восточнее карьера, а руда на дробильно-сортировочный комплекс.

Дробильный комплекс АО «Васильковский ГОК» размещается на промплощадке РОГР и включает в себя: размольно-дробильный комплекс (РДК), дробильно-сортировочные фабрики №№1, 2.

Доставка вскрышных пород и руды осуществляется автосамосвалами, разгружается в приемные бункера питателей. Из бункеров камень питателем подается на первую стадию дробления в щековые дробилки.

На размольно-дробильном комплексе (РДК) крупное дробление руды производят на щековой дробилке СМД-118, мелкое дробление - на щековой дробилке КМД-2200Т. Рассев на фракции происходит на грохоте ГИТ-51, ГИТ-42 (2 шт.). Транспортировка дробленой вскрыши и руды на дробилки, грохота, склады производится по ленточным конвейерам. Погрузка в автосамосвалы осуществляется погрузчиками Комацу WA 800-3 (3 шт.)

При переработке руды и вскрыши на дробильном комплексе в атмосферу неорганизованно выделяется пыль рудная, в состав которой входят: пыль неорганическая, содержащая 70-20% SiO₂ и неорганические соединения мышьяка. [10]

Для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при дроблении на дробильном комплексе АО «Васильковский ГОК» (щековые дробилки) производится пылеподавление увлажнением водой, при этом степень пылеподавления составляет 75%, и происходит очистка воздуха в батарейных циклонах установленных на грохотах.

Побочным производством Васильковского ГОКа является получение товарного фракционного щебня и отсева на дробильно-сортировочных фабриках №1, №2.

Руда и попутно извлекаемые вскрышные породы поступают на дробильно-сортировочный комплекс, где происходит дробление и фракционирование с получением товарного щебня фракций 0 ÷ 5, 5 ÷ 20.

Доставка вскрышных породы и руды осуществляется автосамосвалами на ДСФ-1, ДСФ-2, разгружается в приемные бункера питателей. Из бункеров камень питателем подается на первую стадию дробления в щековые дробилки.

На дробильно-сортировочной фабрике -1 (ДСФ-1) крупное дробление вскрыши производят на щековой дробилке СМ-16Д, среднее дробление - на конусной дробилке КСД-1200 ГР, мелкое дробление - на щековой дробилке СМД-109. Рассев на фракции происходит на двух грохотах ГИС-42.

На дробильно-сортировочной фабрике -2 (ДСФ-2) крупное дробление вскрыши производят на щековой дробилке СМД-110, мелкое дробление - на конусной дробилке КСД-1200 ГР. Рассев на фракции происходит на грохоте ГИЛ-52.

Транспортировка дробленой руды на дробилки, грохота, склады производится по ленточным конвейерам. [22]

Оптимальная технологическая схема для работы карьерной техники принята цикличная с применением на погрузочно-разгрузочных работах экскаватора и на транспортировании горной массы автосамосвалов. Для работы в карьере по вывозке горной массы предусмотрены автосамосвалы Cat 777D (20 ед.). Движение автотранспорта в карьере обусловлено выделением пыли, а также выхлопных газов от работы двигателей внутреннего сгорания. [23]

Карьер в проекте рассмотрен, как единый источник равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных, выемочно-погрузочных, взрывных работ.

Источниками неорганизованных выбросов при разработке карьеров являются выемочно-погрузочные работы (узлы загрузки горной массы в транспорт навалом), перевалочные работы на складе, хранилища пылящих материалов (статическое хранение на рудных и породных отвалах), карьерный транспорт и механизмы, разгрузочные работы, взрывные работы. [30]

Вредными веществами, поступающими от неорганизованных стационарных источников загрязнения окружающей среды, являются пылевыбросы и газообразные компоненты, выделяющиеся при работе карьерного транспорта.

Пыль, образующаяся при выше перечисленных работах, характеризуется широким диапазоном размера частиц от 1-2 мм до долей микрона. В атмосферу обычно поступает пыль, размер которой менее 10 мкм. Крупные частицы сразу оседают. Вынос в атмосферу мельчайших минеральных частиц пыли в свободном состоянии в виде аэрозолей загрязняет воздушное пространство главным образом вблизи предприятий и на непродолжительное время, но при этом наносит ущерб народному хозяйству.

В процессе переработки горной массы все технологические процессы сопровождаются выделением пыли. В данной работе произведено разделение пыли выделяющейся при работе с горной массой на составляющие ее компоненты. [11]

- Отдел материально технического снабжения (ОМТС). Автозаправочная станция (АЗС).

АЗС - Для заправки автотранспорта и подвижных механизмов на площадке РОГР имеется автозаправочная станция. АЗС включает в себя помещения, сооружения и технологическое оборудование, предназначенное для хранения и заправки автомобилей бензином, дизельным топливом и маслами. Раздача топлива потребителям осуществляется топливораздаточными колонками типа НАРА-27С. Производительность каждой колонки 40 л/мин. Подача топлива к топливораздаточным колонкам производится с помощью насосов.

Нефтепродукты на АЗС доставляются железнодорожным и автомобильным транспортом. На площадке установлены двенадцать заглубленных резервуаров для хранения дизельного топлива, и один резервуар для хранения бензина.  Для хранения масла предусмотрено 11 наземных резервуаров. Выброс вредных веществ из резервуаров происходит при приеме топлива через дыхательные клапаны Н-3, Д-0.1. При сливе топлива используется быстроразъемная муфта.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на автозаправочной станции являются дыхательные клапаны резервуаров для хранения топлива, пистолеты топливораздаточных колонок и баки автотранспорта.

Вредными веществами, выделяемыми в атмосферу, будут являться пары бензинов и дизельного топлива и масла минерального, в составе которых присутствуют предельные углеводороды, толуол, бензол, ксилол, сероводород.[33]

- Участок кучного выщелачивания производит переработку золотосодержащей руды методом кучного выщелачивания, отгрузку насыщенных золотом ионообменных смол на опытно-промышленную золотоизвлекательную фабрику. В состав участка входят: кучи; сорбционные отделение; гидрометаллургический цех; цех металлургии.

УКВ - Для извлечения металлов из руд применяется кучное выщелачивание. Кучное выщелачивание (штабельное) – это процесс извлечения золота растворяющим компонентом из складируемой на водонепроницаемой площадке руды в виде кучи (штабеля). Выщелачивание полезного компонента из рудного тела следует понимать как процесс избирательного растворения химическим реагентом и последующим удалением образовавшихся химических соединений из зоны реакции мощностью движущегося потока растворителя. Выщелачивание металла, заключенного внутри кусков руды, происходит за счет молекулярной диффузии. В данном процессе поверхности минералов не омываются непосредственно выщелачивающим раствором. В порах и мелких трещинах куска руды заключена поровая жидкость. При наличии разности концентраций уже растворенного в поровой жидкости полезного компонента и выщелачивание раствора возникает явление молекулярной диффузии. Ионы растворенного металла движутся из поровой жидкости в выщелачивающий раствор, постепенно насыщают его и вызывают одновременно падение концентрации в поровой жидкости.

 Участок кучного выщелачивания (УКВ) и металлургии, включает в свой состав 10 рудных штабелей (куч) 8 из которых находятся на статистическом хранении, отделение сорбции и приготовления реагентов, гидрометаллургический цех, Кв. на 15, 16 кучи, третья насосная ОП «ЗИФ», цех металлургии.

Установки кучного выщелачивания предусмотрены для работы в круглосуточном режиме. По технологической схеме УКВ выщелачивание золотосодержащих руд Васильковского месторождения при формировании рудных куч начинается, прежде всего, с ее предварительного дробления. После формирования штабеля начинается ее орошение цианосодержащими растворами, которые из емкости растворов по трубопроводу подаются насосами на оросительную установку, смонтированную на поверхности кучи. Влагонасыщение ведется в течение 11 суток, а затем 240 суток происходит процесс выщелачивания цианистыми растворами с концентрацией цианистого натрия 1 г/л при РН 10-11 и плотностью орошения 55 л/сут. Раствор проходит через кучный материал и собирается под ним. Продуктивный раствор из под штабелей самотеком поступает в емкость для сбора раствора. Из емкости продуктивного раствора раствор закачивают насосами в сорбционные колонны, и подвергается сорбции, при этом золото из продуктивного раствора собирается на ионообменную смолу.

Десорбции золота с насыщенной смолы - привезенная с УКВ насыщенная смола после отмывки водой подвергается кислотной обработке (3% раствором серной кислоты). После чего производится десорбция золота 9% раствором тиомочевины, подкисленным 3% раствором серной кислоты. Товарный регенерат, содержащий благородные металлы, поступает из реактора в накопительную емкость, а затем перекачиваются насосом через пресс-фильтр в рабочие емкости, работающие в замкнутом цикле с двумя электрозерами.

При достижении заданного содержания золота, смола головной колонны разгружается в контейнер и передается на регенерацию. Для выделения золота из десорбата принят метод электролиза с нерастворимыми анодами. При электролизе золото и примеси, которые имеют потенциал, близкий к золоту, катализуются на катоде в твердом виде. По окончании электролиза катоды прокаливают в сушильной печи, подвергая кислотной обработке 3% раствором соляной кислоты, фильтруют, сушат. Сухой продукт истирают и отправляют на плавку.

Оборотный раствор самотеком из сорбционных колонн поступает в емкость оборотного раствора, доукрепляется цианидом и щелочью до рН 0.5 - 11. Далее оборотный раствор доукрепленный реагентами, насосами закачивается на рудные штабеля, через оросительную систему в заданных количествах. Во время выщелачивания за счет рециркуляции растворов в емкость добавляется раствор из накопительного прудка или свежая техническая вода.

В корпусе сорбции, отделении растворения NаОН и NаСN, основными вредностями являются: пары щелочи, пары цианистого водорода. От установки для растаривания барабанов и от растворных чанов запроектирована местная вытяжная вентиляция с очисткой воздуха в скруббере насадочного типа СНАН-К.

Аварийная вытяжка осуществляется из рабочей зоны осевым вентилятором, автоматически включающимся от газоанализатора, настроенного ПДК р.з. НСN.

Технологическое оборудование, от которого выделяются вредные вещества, имеет герметизированные укрытия с патрубками, присоединенными к системам местной вытяжной вентиляции.

Предельно допустимая концентрация цианистых соединений в воздухе 0.003 мг/м³. Концентрацию цианистого водорода определяют газоанализатором ФГЦ. Содержание цианистого натрия в воздухе рабочей зоны измеряют фотоколориметрическим пиридинбензиновым методом.

Цианистый натрий хранится в заводской таре, которая распа­ковывается непосредственно перед растворением и растворяется в чанах, установленных в специальном растворном отделении, оборудованном по правилам безопасности со СДЯВ. В реагентном отделении происходит загрузка и вскрытие барабанов, вымывание из них реагентов, обезвреживание, обмыв и разгрузка опорожненной тары. Раствор перекачивают в рабочий бак и отбирают пробу на анализ.

Растворяют NаСN в воде с предварительно растворенном в ней гидроксидом натрия до по­лучения рН-12. Предварительное растворение щелочи необходимо для предотвращения выделения синильной кислоты.

Едкий натрий поставляется по ГОСТ 2263-74 «Натрий едкий технический» в железных барабанах. Хранится в заводской упаковке. Проектом предусмотрено использование едкого натрия марки ТР с содержанием основного вещества не менее 98.5%. По внешнему виду реагент этой марки представляет чешуированную массу белого цвета, допускается слабая окраска.[29]

Для обеспечения теплом потребителей площадки УКВ и металлургии предусмотрена котельная, оборудованная двумя теплогенераторами ТГ-2.5. Источником загрязнения воздушного бассейна являются дымовые трубы котлов высотой 3 м, диаметром 0, 18 м, и дыхательный клапан топливохранилища, имеющий в своем составе резервуар емкостью 5 м³.

- Годовой расход дизельного топлива составляет 130 т/год. Время работы теплогенераторов 2904 часов в год. При сжигании топлива в атмосферу выделяются: углерод черный (сажа), двуокись серы, диоксид азота, окись углерода.). [36]

- Энергоучасток: котельная АБК; котельная УКВ и металлургии, котельная УКВ и энергоучастка.

Котельные АБК и УКВ - для обеспечения теплом потребителей площадки УКВ и энергоучасток предусмотрена котельная, оборудованная семью котлами типа «Е 1/9», из них пять рабочих и два резервных. Источником загрязнения воздушного бассейна являются дымовые трубы котлов. Расчет выбросов от котельных произведен исходя из максимальной нагрузки котлов.

В качестве топлива используется уголь разреза «Майкубенский», годовой расход топлива для котельной составляет 2423 т/год. Котельная служит для покрытия отопительных нагрузок. Время работы котлов 215 суток по 24 часа в зимний период и 150 суток в летний период.

Продуктами сгорания угля в топках котлов являются зола, шлак и дымовые газы. Дымовые газы, в состав которых входят зола угля (пыль неорганическая: 70-20% двуокиси кремния (шамот, цемент и др.), оксиды азота и углерода, диоксиды азота и серы, отводятся через дымовые трубы. Улов твердых частиц в дымовых газах выделяющихся в процессе сжигания угля производится в золоуловителях осадительного типа. Зола и шлак, удаляемые из котла в твердом виде вывозятся на склад золы.

Доставка топлива на территорию предприятия осуществляется автотранспортом. Уголь хранится в штабеле на открытой площадке. При формировании штабеля угля, хранении и перемещении угля происходит выделение в атмосферу пыли неорганической: 70-20% двуокиси кремния. При влажности угля 15 % с приходом отрицательных температур происходит смерзание угольной массы, а под влиянием атмосферных осадков в виде дождя и снега происходит уплотнение пылеобразующей поверхности склада угля.

Для отопления производственных помещений административно бытового корпуса (АБК) предусмотрена котельная, в которой установлены три котла марки Е 1/9, работающие на печном топливе, один из них резервный. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна являются:

- дымовая труба котельной высотой 21.0 м, диаметром 0.5 м

- дыхательный клапан топливохранилища, имеющий в своем составе резервуар емкостью 5 м³. [36]

Печное топливо подвозится автотранспортом в количестве 183, 7 тонн в год. Котельная предусмотрена для покрытия максимальной нагрузки на систему теплоснабжения и для приготовления горячей воды. Расчет выбросов от котельной произведен исходя из максимальной нагрузки котла.

Для оценки влияния производства на окружающую среду необходимо рассмотрение тех технологических процессов которые будут осуществлены в ближайшие годы. В настоящее время отработка месторождения производится открытым способом с применением буровзрывных работ. Руды Васильковского месторождения предполагается перерабатывать методом кучного выщелачивания до получения товарного продукта.Технологическая схема переработки золотосодержащих руд месторождения включает следующие операции:

- добыча горной массы;

- дробление горной массы;

- укладка руды крупностью -100 мм в штабель и выщелачивание золота из руды щелочным цианидным раствором. Основание штабеля руды гидроизоляционное, что исключает потери продуктивных растворов и вредное влияние на окружающую среду;

- сорбцию растворенного золота ионообменной смолой и активированным углем, в результате которой получают насыщенный золотом ионит (насыщенная золотом ионообменная смола и уголь) и обеззолоченный раствор, который подкрепляют цианидом и гидроксидом натрия до ионообменных концентраций и используют в обороте при кучном выщелачивании золота, десорбция растворенного золота.

На Васильковском месторождении предусматривается строительство трех промышленных установок кучного выщелачивания мощностью 1000, 1500 тыс. тонн – на 2006 год, 1500 тыс. тонн – на 2007 год, 1500 тыс. тонн - на 2008 год, золотосодержащей руды Васильковского месторождения.

Сырьем для выщелачивания куч №№ 15, 16 служат бедные забалансовые окисленные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде – 0, 87 г/т. Насыпная плотность руды равна 1, 7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде – 2, 5%, массовая доля в максимально насыщенной руде – 15, 1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) – 8%.

Сырьем для выщелачивания куч №№ 11, 12, 13, 14 служат смешанные полуокисленные и сульфидные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде – 1, 57 г/т. Насыпная плотность руды равна 1, 7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде – 2, 5%, массовая доля в максимально насыщенной руде – 15, 1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) – 8%.

 Сырьем для выщелачивания куч №№18, 19, 20, 21, 22 служат смешанные и сульфидные золотосодержащие руды Васильковского месторождения, со средним содержанием золота в руде – 1, 33 г/т. Насыпная плотность руды равна 1, 7 т/м³, массовая доля воды в исходной руде - 2, 5%, массовая доля воды в максимально насыщенной руде - 18, 1%, массовая доля воды в руде после полного дренажа растворов (минимальная влагоудерживающая способность руды) - 5%.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощность в 1000 тыс. тонн в год золотосодержащей руды примыкает к существующим установкам № 9, 10 с восточной стороны и расположена в 4 км юго-западнее села Коныспай, Зерендинского района, Акмолинской области на землях отведенных Васильковскому ГОКу.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощностью в 1500 тыс. тонн в год золотосодержащей руды расположена к северу от существующих промышленных установок в 4, 5 км северо-восточнее села Коныспай, на землях отведенных Васильковскому ГОКу.

Площадка промышленной установки кучного выщелачивания мощностью в 1500 тыс. тонн в год золотосодержащей руды расположена к северу от существующих промышленных установок в 3, 0 км северо-восточнее села Коныспай, Зерендинского района, Акмолинской области на землях, отведенных Васильковскому ГОК.

В состав ПУКВ 1000 тыс. тонн золотосодержащей руды входят №№ 11, 12, 13, 14. Параметры куч представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Технологические параметры рудных штабелей

Строительство подъездных путей и заездов на кучи – 64, 4 тыс. м³

Рабочая поверхность покрытия пленкой для каждой кучи составляет – 34600 м²

Потребность пленки с учетом 15% нахлеста при склеивании для одной кучи – 40825 м², для четырех куч – 163 300 м²

Потребность пленки для изоляции аварийного бассейна – 16130 м².

В состав ПУКВ 1500 тыс. тонн золотосодержащей руды входят кучи №№ 15, 16. Параметры куч представлены  в таблице 3.

Таблица 3 – Технологические параметры рудных штабелей

Строительство подъездных путей и заездов на кучи – 64, 4 тыс. м³

Рабочая поверхность покрытия пленкой для каждой кучи составляет – 34600 м².

Потребность пленки с учетом 15% нахлеста при склеивании для одной кучи – 39100 м², для четырех куч – 78200 м²

Потребность пленки для изоляции аварийного бассейна – 8065 м².

В состав ПУКВ 1500 тыс. т золотосодержащей руды входят кучи №№18, 19, 20, 21, 22. Параметры куч представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Технологические параметры рудных штабелей

Итого по всем кучам