ЗАДАЧА ПОВЫШЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В СИСТЕМЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ Дробилки, мельницы, измельчители

Инновационное развитие экономики России - глобальная задача текущего момента - затрагивает все сферы деятельности и все отрасли промышленности.

Инновационное развитие минерально-сырьевого и горно-перерабатывающего комплексов требует реализации принципов экологии и ресурсосбережения, новизны и рациональности принимаемых технологических решений, достижимости максимальной полноты извлечения запасов полезных ископаемых. Актуальность поставленной задачи обоснована целями и принципами государственной политики в области недропользования, обеспечения сырьевой безопасности, основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологии на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, а также современными требованиями по повышению глубины переработки минерального сырья, развитию био- и нанотехнологий. Решение поставленной задачи должно быть технологически обеспечено, экономически обосновано и реализовано в условиях исключительных мер по охране окружающей среды.

Из основных видов минерального сырья (руды черных, цветных, редких и благородных металлов) товарную продукцию получают после многостадиальной переработки, последовательно повышая ее стоимость. Процесс повышения глубины переработки можно косвенно представить в виде перечня получаемой продукции по стадиям передела: добытая руда - дробленая руда - мытая руда - черновой концентрат - товарный концентрат - оксид металла - соли металла - металл - сплавы - металл высокой чистоты - наноматериалы.

Каждая стадия переработки рудного сырья сопровождается потерями ценных компонентов: с хвостами обогащения; кеками и сливами гидрометаллургического передела; шлаками, шламами, пылями, огарками металлургического передела, с отходами других переделов. Сокращение потерь может быть обеспечено за счет внедрения прогрессивных технологий, рациональных комплексов технологических решений, организационно-технологических мероприятий.

Любая проблема в сфере недропользования должна рассматриваться с позиций взаимодействия минерально-сырьевого и горно-перерабатывающего комплексов, эффективность которого в значительной мере зависит от достоверности технологической оценки минерально-сырьевого объекта на стадии геологического изучения и рациональности принятых технологических решений на стадии его освоения. Решение задачи повышения достоверности технологической оценки минерального сырья позволит: повысить степень обоснованности принятых технологических решений для его переработки; оптимизировать циклы рудоподготовки, обогащения и металлургического передела; интенсифицировать основные сепарационные процессы, разработать соответствующие организационно-технологические мероприятия. Для усиления эффективности технологической оценки минерального сырья и достижения поставленной цели повышения глубины переработки необходимо привлечение новейших гидро-, биогидро- и пирометаллургических технологий, современных методов и аппаратов, позволяющих получить высоколиквидную продукцию.

Фундаментальными элементами в области разработки комплексных технологических решений являются информационные системы, объединяющие геологические, минералогические, технологические, экономические и экологические знания. Информация переходит в категорию знаний, когда она востребована для генерации идей или решения конкретных задач, например, повышения извлекаемой ценности того или иного минерально-сырьевого объекта.

Решение задачи получения дополнительной продукции в процессе комплексной и глубокой переработки руд минерального сырья, ориентированное на достижение максимальной извлекаемой ценности минерально-сырьевых объектов путем получения товарной продукции с высокой добавочной стоимостью, имеет прямое отношение к глобальной проблеме повышения эффективности использования недр (рис. 1).

Автором выполнен системный анализ технического и технологического потенциала сферы недропользования, который позволил обосновать комплексные решения по его реализации в условиях инновационного развития данного сектора экономики с учетом приведенной ниже логической последовательности.

1. Получение дополнительной продукции в результате комплексной и глубокой переработки руд месторождений твердых полезных ископаемых на стадии их освоения зависит в первую очередь от эффективности геологического изучения недр.

2. Эффективность геологического изучения недр напрямую связана с полнотой и достоверностью технологической оценки минерального сырья, которая должна быть ориентирована на достижение максимальной извлекаемой ценности при оптимальных затратах.

3. Повышение извлекаемой ценности месторождений твердых полезных ископаемых достигается путем повышения:

полноты извлечения ценных компонентов;

комплексности использования сырья;

глубины переработки рудного сырья («углубления» переделов).

4. Обоснованность и способы решения задач повышения извлечения, комплексности использования сырья и углубления переделов определяются в процессе достоверной технологической оценки минерального сырья на стадии изучения месторождения.

5. Повышение достоверности технологической оценки минерального сырья достигается путем:

использования комплекса современных методов технологической минералогии для детального изучения вещественного состава, его особенностей и технологических свойств, а также их контрастности, что позволяет обосновать технологическую схему переработки, устойчивую к изменениям вещественного состава;

исключения субъективного фактора из процедуры технологической оценки;

изменения алгоритма проведения технологической оценки;

интенсификации процессов фракционирования исходной руды по крупности, фазам выделения, плотности, магнитной восприимчивости и другим сепарационным технологическим признакам с целью обоснования способов интенсификации оптимальных технологических процессов.

6. Конечным результатом достоверной технологической оценки является обоснование инновационных технологических решений, позволяющих получить дополнительную высоколиквидную продукцию, и тем самым повысить извлекаемую ценность минерально-сырьевого объекта.

7. Основной вклад в реализацию задачи повышения извлекаемой ценности вносят следующие инновационные технологические решения:

использование контрастности руды в недрах и крупнокусковое обогащение;

селективная рудоподготовка;

новые пиро-, гидро- и биогидрометаллургические технологии;

интенсификация сепарационных процессов и процессов выщелачивания.

8. Учитывая ухудшение качества перерабатываемого сырья, решение задачи повышения извлекаемой ценности зависит не от одного технического приема, единой (пусть самой прогрессивной) технологии, а от рационального комплекса технологических решений, в составе которого к основным универсальным решениям добавляются решения, уникальные для конкретного минерально-сырьевого объекта.

9. Реализация разработанных рациональных комплексов осуществляется через организационно-технологические мероприятия нормативно-правового, информационного и геолого-технологического (экономического) обеспечения решения поставленной задачи.

10. Повышение глубины переработки минерального сырья приводит к снижению глубины обогащения. Использование для повышения извлекаемой ценности месторождений крупнокускового обогащения, селективной рудоподготовки с интенсифицирующим воздействием, новых технологий переработки позволяет изменить параметры кондиций (по отношению к ценным компонентам в сторону снижения) с одновременной дифференциацией нерудной части, вовлекаемой в балансовые запасы, по потребительной (отраслевой) принадлежности, что в конечном итоге приведет к увеличению запасов месторождений, снижению объемов горнопромышленных отходов и улучшению экологической обстановки (рис. 2).

11. Внедрение рациональных комплексов технологических решений, направленных на повышение извлекаемой ценности месторождений и обоснованных в процессе достоверной технологической оценки, посредством организационно-технологических мероприятий в конечном итоге ориентировано на увеличение сырьевого потенциала страны и решение глобальной задачи повышения эффективности использования недр в системе инновационного развития отрасли.

эффективность использования недр