НЕТРАДИЦОННЫЕ ВИДЫ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
advertisement
ЛАРИЧКИН Ф.Д. Нетрадиционные виды минерального сырья: актуальность, определение и классификация / Ф.Д. Ларичкин, Е.А. Каменев, В.В. Мотлохов // Горн. журн. - 2002. - № 1. - С.1620. - Библиогр. 3 назв. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ВИДЫ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Несмотря на возрастание интереса во всем мире интереса к изучению и использованию новых нетрадционных видов минерального сырья, научного определения понятия “нетрадиционное сырье” и, следовательно, его отличий от традиционно используемого к настоящему времени не выработано. К типично нетрадиционным относятся принципиально новые виды и источники минерального сырья, такие, как океанические конкреции, газонасыщенные подземные воды, вивианиты (применительно к фосфатам) и другие, которые не только не использовались в мировой практике в промышленных условиях, но, как правило, еще слабо изучены. Многие исследователи достаточным основанием для отнесения сырья к нетрадиционному считают существенное его отличие от используемого по вещественному составу, формам нахождения и содержанию ценных компонентов или вредных примесей или по другим свойствам. Аналогичными признаками обладают источники минерального сырья антропогенного происхождения (отвалы рудников, хвосты обогащения, фосфогипс, шлаки и т.п.). Некоторые авторы к нетрадиционному сырью относят также бедные руды. Естественно, что руды каждого вновь открытого месторождения по условиям залегания, составу и свойствам в той или иной мере отличаются от используемых в промышленности и с известной долей условности могут быть отнесены к нетрадиционным. Однако такое всеобъемлющее представление о нетрадиционном сырье вряд ли имеет смысл как с научной, так и практической точек зрения. Существенная изменчивость состава и свойств руд, как известно, является характерной для многих эксплуатируемых месторождений и даже их отдельных участков. Природные колебания вещественного состава сырья в значительной мере сглаживаются за счет организации усреднения в процессах добычи и переработки. Хотя оптимальным является стабильный состав сырья, каждый технологический процесс допускает более или менее значительные колебания состава и свойств используемого минерального сырья. Допустимые колебания определяются на основе технологических или экономических критериев в виде граничных или браковочных параметров, выражающих абсолютные значения содержаний полезных компонентов и вредных примесей в сырье, либо их соотношений (модулей). Таким образом даже незначительное превышение граничного (браковочного) параметра может явиться основанием для отнесения сырья к нетрадиционному, так как оно не может быть переработано по освоенной технологии. Тщательный индивидуальный выбор оптимальной технологической схемы и ее основных режимных параметров применительно к каждому месторождению и основным технологическим типам его руд является непременным условиям рационального использования сырьевых ресурсов и охраны недр. Поэтому технологический принцип выделения нетрадиционных источников и видов минерального сырья также не может быть признан исчерпывающим и единственным. К тому же промышленная технология использования ( как добычи так и переработки) любого вида сырья меняется по мере развития науки и техники. Необходимо отметить исторический характер рассматриваемого понятия “нетрадиционное минеральное сырье”, определяемый степенью изученности конкретного вида сырья и научно-техническим уровнем добычи и переработки полезных ископаемых. По мере изучения и промышленного освоения новых сырьевых источников они постепенно переходят в разряд традиционных. В частности, в 30-х годах нетрадиционным фосфатным сырьем были апатито-нефелиновые руды Хибин, которые в настоящее время являются не только обычными, но и доминирующими. В связи с этим даже после разработки и в начальный период промышленного освоения эффективной технологии переработки нового вида сырья оно не может считаться традиционным. Лишь по мере накопления практического опыта использования данного вида нового сырья, когда вырабатываемая на его основе продукция составит заметную долю в общем объеме национального производства этой продукции, сопоставимую с удельным весом среднего по масштабам предприятия соответствующей подотрасли промышленности, можно говорить о переходе нетрадиционного сырья в разряд обычных освоенных видов сырья. В связи с имеющимися различиями структуры сырьевого потенциала различных стран и ограниченными возможностями непосредственного использования зарубежных технологических достижений выделение нетрадиционных источников и видов минерального сырья целесообразно осуществлять в национальных рамках отдельных государств. Хотя отдельные принципиально новые источники минерального сырья могут быть нетрадиционными одновременно для всех государств. Если в научном отношении ценными являются любые выявленные новые проявления минерального вещества и природные концентрации химических элементов в новых условиях, то в практическом отношении к нетрадиционному минеральному сырью целесообразно относить только такие, прогнозные ресурсы которых по крайней мере не меньше среднего по промышленным запасам из эксплуатируемых месторождений соответствующей подотрасли промышленности и, таким образом, в перспективе могут явиться объектом промышленной эксплуатации. В соответствии с изложенным предлагается относить к нетрадиционному минеральному сырью только такие концентрации ценных химических элементов природного или антропогенного происхождения, использование которых по промышленно освоенным в стране технологическим схемам неэффективно, или невозможно в принципе, либо находится в начальной стадии и осуществляется в относительно небольших масштабах. Приведенные представления о нетрадиционном минеральном сырье позволяют авторам предложить следующую его классификацию (табл.1). Таблица 1 Классификация нетрадиционных видов минерального сырья Принцип выделения 1 Технологический Качественный Основные признаки 2 1.Принципиально новые нет аналогов в мировой практике 2.Новый технологический тип сырья а) по местоположению б) по составу и свойствам По содержанию целевого компонента а) богатые (больше чем традиционные) б) соответствуют традици- Примеры 3 Океанические конкреции Морские фосфориты, подземные газонасыщенные воды Бедные руды различных полезных ископаемых Высокомагнезиальные фосфатные руды Прибалтики, фосфатно- Расположение в литосфере Стадия промышленного освоения 1 Масштаб прогнозных ресурсов Целесообразность промышленного использования онным в) бедные 1.Самостоятельные месторождения: а) в зоне действия горнодобывающего предприятия б) в неосвоенном районе 2.На контакте с промышленными залежами (в кровле или почве) 3.Внутри балансовых запасов как породы внутренней вскрыши 4.Сложное, незакономерное переслаивание с кондиционными рудами 5.В отвалах, хвостохранилищах кремнистые сланцы Каратау 1.Нет промышленной технологии 2.Начало промышленной эксплуатации 2 3.Эксплуатация в промышленных масштабах, но по объему выработанной продукции имеет подчиненное значение 1.Незначительные, непромыш ленные (по целевому компоненту) Морские фосфориты 2.Соотвествуют среднему по масштабам месторождению с балансовыми запасами, соответствующей отрасли 3.Соответсвуют или превосходят крупнейшие месторождения минерального сырья соответствующей отрасли 1.Повышение эффективности производства конечной продукции 2.Расширение объема производства дефицитной продукции 3.Повышение комплектнос- Бедные руды Хибинских апатитовых месторождений Высокомагнезиальные фосфатные руды Прибалтики Фосфатно-кремнистые сланцы Каратау Отходы горнообогатительных и перерабатывающих предприятий 3 Отдельные рудопроявления для использования на местные нужды (фофориты Волыни) Фосфатно кремнистые сланцы Каратау ти и полноты использования недр 4.Улучшение экологической или социальной обстановки региона 5.Нецелесообразно исполь зовать в обозримой перспективе Обоснованные авторами определение понятия и классификация “нетрадиционного минерального сырья” не претендуют на законченность и должны быть уточнены и скорректированы по мере углубления исследований проблемы, выявления новых видов и особенностей нетрадиционного сырья, расширения масштабов вовлечения его в промышленную эксплуатацию. Из принятого определения следует, что обоснование целесообразности вовлечения нетрадиционного сырья в промышленную эксплуатацию требует уточнения, пересмотра методов и приемов технологической и геолого-экономической его оценки. Анализ современного состояния сырьевой базы фосфатной промышленности геологических материалов и литературных источников [1,7,12,13,17] позволяет сделать вывод о том, что наиболее крупными и перспективными на обозримый период будут следующие нетрадиционные источники фосфорсодержащего сырья в стране: фосфатнокремнистые породы каратауского типа; высокомагнезиальные фосфориты (Прибалтийского и других бассейнов); морские фосфориты. Применительно к указанным видам нетрадиционного фосфатного сырья ниже дается их характеристика и излагаются рекомендуемые авторами методы и приемы его геолого-экономической оценки. Состояние и перспективы промышленного использования нетрадиционного фосфатного сырья Из рассматриваемых видов нетрадиционного фосфатного сырья наиболее изученным, подготовленным к эксплуатации и частично используемым в промышленных условиях являются карбонатные (доломитизированные, высокомагнезиальные) руды Прибалтийского бассейна (в первую очередь Кингисеппского месторождения). В последние годы ведется промышленное использование фосфатно-кремнистых пород наиболее богатой части отвалов Каратау по флотационной технологии, применявшейся для обогащения оксайской фосфоритной мелочи с относительно низкими технологическими показателями. Морские фосфориты пока не используются не только в отечественной, а также в мировой практике, но по своим прогнозным ресурсам, агрохимическим свойствам и высокому содержанию Р2О5 заслуживают самого пристального внимания. Основной проблемой промышленного использования морских фосфоритов является создание необходимого оборудования для подводной их выемки с относительно больших глубин (до 400 м и более). Переработка их для дальнейшего использования может осуществляться традиционными для фосфатного сырья методами [3]. Добыча других видов нетрадиционного фосфатного сырья вполне может проводиться освоенными методами, обогащение же и химическая переработка, как правило, требуют поиска новых технических решений или новых сочетаний известных технологических подходов. Можно выделить два основных направления поиска эффективной технологии промышленной переработки нетрадиционных видов сырья - предварительное облагораживание (корректировка состава) нетрадиционного сырья с последующей переработкой промышленно освоенным традиционным технологическим способом; разработка принципиально новых методов переработки применительно к данному виду (составу) нетрадиционного сырья. Как наиболее простое и доступное для промышленной реализации наибольшее развитие получает первое направление, характеризующееся многообразием способов и вариантов облагораживания новых видов минерального сырья в направлении приближения по составу и технологическим свойствам к традиционному сырью соответствующей отрасли (подотрасли). Так по мере накопления фактического и научного материала о характере распространения, геологических и технологических видах и особенностях высокомагнезиальных фосфоритов, формах нахождения в них магния, исследовались и предлагались различные способы и варианты предварительного обезмагнивания руд. В зависимости от сущности используемых для разделения физико-химических особенностей соединения магния и фосфора известные к настоящему времени способы и варианты обезмагнивания фосфатного сырья можно объединить в следующие группы: - оконтуривание участков высокомагнезиальных руд при разведке с последующим предотвращением их попадания в товарную руду (собственно нетрадиционное сырье при этом, как правило, не используется); - механические способы обезмагнивания, основанные на использовании различий в физических и гранулометрических характеристиках магниевых и фосфатных минералов. Наиболее распространенными вариантами этого способа являются следующие: снижение магниевого модуля путем усреднения качества руды в процессе добычи; шихтовка высокомагнезиальных руд с рядовыми на основе опережающего технологического картирования (с сооружением буферно-усреднительного склада или без него); удаление основной части карбонатов грохочением (при благоприятной гранулометрической характеристике руды); - флотационные способы разделения магниевых и фосфатных минералов (поиск и синтезирование новых реагентов, разработка специальных реагентовых режимов и технологических схем); - радиометрические способы обезмагнивания, основанные на использовании для разделения атомных и ядерных свойств химических элементов, проявляющихся при взаимодействии с различными видами излучений (фотометрическая, рентгенолюминесцентная, нейтронно-абсорбционная и другие, сепарация или разделение руды на технологические сорта, как правило, в крупнокусковом состоянии); - термические способы обезмагнивания, основанные на обжиге руды с последующей гидратацией и удалением оксидов кальция и магния промывкой или пневматической классификацией [9]; - химические способы обезмагнивания, основанные на различных скоростях разложения карбонатной и фосфатной частей фоссырья (руды, концентрата, полупродукта) в минеральных кислотах или кислых солевых растворах. Наиболее перспективными в настоящее время признаны схемы сернокислотного и сульфатаммониевого обезмагнивания (Третьякова Р.Г., Треущенко Н.Н., Бельченко Г.В., Копылев Б.А., 1976); - комбинированные способы обезмагнивания с различными сочетаниями вышеперечисленных методов и вариантов. Характеристика и основные технико-экономические параметры перечисленных способов обезмагнивания применительно к Прибалтийскому фосфоритоносному бассейну рассмотрены в работе [7, 15]. В промышленных условиях к настоящему времени освоены только простейшие механические способы обезмагнивания, которые в определенных условиях обеспечивают стабилизацию выпуска качественного фосфоритного концентрата, пригодного для химической переработки на удобрения. Известные флотационные способы обезмагнивания сложны в техническом отношении и по экономическим соображениям не могут быть рекомендованы к внедрению в производство. В последние годы интенсивно ведутся подготовительные работы к опытнопромышленной проверке и проектированию химического способа обезмагнивания кингисеппских и каратауских высокомагнезиальных фосфоритов, а также способа термического обезмагнивания каратауских фосфоритов. Проведены исследования и получены положительные результаты по обезмагниванию каратауских фосфоритов радиометрическими методами обогащения, а также по переработке бедного каратауского сырья методами кучного и перколяционного выщелачивания. Наиболее универсальной и перспектовной представляется технология химического обезмагнивания фосфатного сырья, так как может быть применена для переработки руд независимо от величины магниевого модуля и крупности доломита обеспечивают наиболее полное использование фосфата и утилизацию магния. Однако многообразие характера доломитизации фосфатного сырья предполагает перспективность сочетания различных способов обезмагнивания. Промышленное использование фосфатно-кремнистых пород (ФКП) Каратау в относительно небольших количествах началось с 1983 г. после высвобождения мощностей обогатительной фабрики Каратауского рудоуправления, перерабатывавшей по флотационной технологии аксайскую фосфоритную мелочь (класс 10 мм), получавшуюся ввиде отходов при подготовке сырья для электротермии [16]. В результате освоения процесса агломерации на Новоджамбульском фосфорном заводе эта мелочь была утилизирована, и возникла необходимость в обеспечении сырьем обогатительной фабрики. Освоенная на фабрике технология флотационного обогащения оказалась в принципе пригодной и для переработки ФКП с получением концентрата, содержащего 24,5 % Р2О5 и пригодного для экстракционной переработки на удобрения, хотя и при относительно низком извлечении Р2О5 в концентрат (на уровне 50-55 %). При использовании отвалов ФКП выбираются наиболее богатые из них, с содержанием Р2О5 17-19 %. Но запасы таких пород ограничены, большая масса ФКП представлена разновидностями со средним содержанием Р2О5 12-14 %. Ограниченные возможности обогатительной фабрики не позволяют перерабатывать весь объем извлекаемых в настоящее время ФКП. Отмеченное означает, что проблема утилизации больших запасов ФКП, более богатых чем руды многих разрабатываемых и вводимых в эксплуатацию месторождений, далека от эффективного практического решения. Поиски возможностей промышленного использования ФКП Каратау осуществляются в следующих направлениях: обогащение ФКП с получением концентрата (24,5 % Р2О5), пригодного для кислотной переработки на экстракционную фосфорную кислоту (ЭФК) и фосфорсодержащие минеральные удобрения; подмешивание обогащенных и необогащенных ФКП в шихту для производства элементарного фосфора; химическое выщелачивание ФКП с переработкой на фосфорсодержащие удобрения и ЭФК. Разработка эффективной технологии обогащения ФКП с повышением извлечения Р2О5 и технико-экономических показателей производства концентрата, пригодного для кислотной переработки на водорастворимые удобрения является, как при переработке более богатых промышленных руд Каратау сложной технической проблемой. Перспективными в обоих случаях представляются комбинированные схемы обогащения, включающие предварительные методы обогащения (суспензионные, радиометрические термические и др.) и флотацию облагороженного чернового концентрата. Возможности утилизации фосфатно-кремнистых пород в процессах электротермической возгонки элементарного фосфора исследовались с 1960-х годов, но до сих пор не нашли своего практического воплощения. К числу объективных причин малой пригодности ФКП для использования в процессах электровозгонки следует отнести их сравнительно небольшую термическую прочность, что ведет к снижению порозности шихты и в конечном итоге ухудшению технико-экономических показателей процесса. Поэтому в настоящее время существует ограничение по литологическому составу к рудам, поступающим на электротермическую переработку, доля ФКП в них не должна превышать 5,2 %. Целесообразность использования ФКП в электротермическом процессе определяется их вещественным составом - 80-90 % приходится на компоненты, полезные для электротермического процесса - фосфат и кремнезем. Компонуя ФКП с рядовыми традиционными фосфатами Каратау достигается оптимальный состав шихты для агломерации. Технологические испытания агломерата, содержащего до 40 % ФКП показали, что он по крайней мере не уступает традиционному, а в ряде случаев и превосходит его. Следует отметить, что ФКП, пригодные для кислотной переработки на удобрения, могут использоваться и в электротермии. Перспективными для утилизации ФКП, как и для переработки традиционного бедного сырья Каратау, являются методы химического выщелачивания. В частности, исследования кучного и перколяционного выщелачивания бедных фосфатных руд (10 % Р2О5) Каратау разбавленными 5-20 % минеральными кислотами проведены в ИХН АН КазССР с получением прецилитата и магнийаммонийфосфата [5]. Этим же институтом исследуются методы перколяционного и кучного выщелачивания ФКП месторождений Коксу и Джанатас. К достоинствам рассматриваемых методов переработки ФКП следует отнести возможность утилизации относительно бедных ФКП и отходов кислот, которые во многих производствах являются весьма объемными. Имеется ряд таких производств и в Казахстане, в частности так называемая абгазная соляная кислота накапливается в значительных количествах во многих химических производствах. К наиболее очевидным недостаткам относятся большое количество отходов в виде стоков и низкая концентрация получаемой фосфорной кислоты, ее загрязненность примесями. Целесообразность практической реализации любого метода и варианта должна быть подтверждена оценкой экономической эффективности. По оценкам специалистов разработка подводных месторождений морских фосфоритов при современном уровне развития науки и техники вполне осуществима. Предполагается, что добыча фосфоритных песков будет осуществляться драгой [1]. Для других условий в принципе могут быть использованы различные дночерпатели, тралы и т.п. Несомненно с переходом к практической добыче подводных месторождений твердых полезных ископаемых будут созданы эффективные добычные агрегаты с дистанционным управлением с поверхности. При низком содержании Р2О5 предполагается предварительное обогащение морских фосфоритов на борту судна или специальной баржи с использованием методов промывки, гравитационных и радиометрических методов [1]. Эти методы могут оказаться эффективными и для относительно богатых фосфоритов для уменьшения транспортных расходов. Дальнейшая доводка и получение удобрений, вероятно, будут осуществляться на побережье. Оценка технологических свойств и агрохимической эффективности морских фосфоритов Японского моря (поднятие Ямато и др.) с содержанием Р2О5 до 31 % приведены в НИУИФ НПО “Минудобрения”. Установлено, что по эффективности они не уступают двойному суперфосфату - дорогостоящему удобрению, которое не производится в настоящее время на Дальнем Востоке. Кроме того, из фосфоритов Ямато может быть получен аммофос марки Б высшего качества, простой суперфосфат, двойной суперфосфат и обесфторенный кормовой фосфат, а также экстракционная фосфорная кислота. Геолого-экономическая оценка нетрадиционного фосфатного сырья Геолого-экономическая оценка минерального, в том числе фосфатного, сырья различных месторождений СССР, как завершающий этап работ по каждой из стадий геологоразведочного процесса достаточно подробно освещена в методической и научной литературе [3,8,10]. Однако специфика нетрадиционного сырья, особенности вовлечения в эксплуатацию нетрадиционного фосфатного сырья в условиях его острого дефицита, многообразие новых его видов, обусловливающих существенные различия потребительских свойств производимых на их основе продуктов (главным образом, удобрений) требуют уточнения, конкретизации и совершенствования методов и процедуры геолого-экономической оценки. Типизация нетрадиционного фосфатного сырья для геолого-экономической оценки Процедура и последовательность геолого-экономической оценки любого вида минерального сырья определяется совокупностью конкретного набора геологических, технологических и экономических показателей. Это предполагает выделение среди многообразия природных типов и разновидностей нетрадиционного фосфатного сырья таких его разновидностей, процедура геолого-экономической оценки которых будет одинакова. Обобщение опыта оценки нетрадиционных источников фосфатного сырья свидетельствует о целесообразности двух этапов изучения (табл.5). Таблица 5 Последовательность изучения нетрадиционного фосфатного сырья Этап I Цели и задачи этапа Определение направления промышленного использования данного вида нетрадиционного фосфатного сырья Содержание этапа и виды работ Изучение вещественного состава, химическое, минералогическое и технологическое опробование, оценка запасов II Выявление возможных и выбор рациональных схем и режимов технологических процессов освоения сырья, определение основных технико-экономических показателей и оценка промышленной значимости Отбор химических, минералогических и технологических проб, выделение технологических сортов, лабораторные технологические испытания, подсчет запасов по сортам, техникоэкономическое обоснование целесообразности промышленного исполь зования По окончании первого этапа устанавливается направление промышленной переработки нетрадиционного фосфатного сырья, по окончании второго, определяется его промышленная значимость, принимается решение о целесообразности дальнейшего изучения и освоения нового сырьевого источника. Обобщение данных опробования отвалов ФКП на ПО “Каратау”, отчетной документации по поступлению ФКП в отвалы, которая ведется с 1978 г., а также результатов технологических испытаний ФКП в различных направлениях промышленной переработки позволяют выполнить первый этап геолого-экономической оценки этого типа нетрадиционного фосфатного сырья. Второй этап заключался в детальном изучении ФКП отвалов месторождения Джанатас с определением нормативов по содержанию основных компонентов для различных направлений промышленной переработки. Исследования процесса обогащения ФКП отвалов месторождения Джанатас на обогатительной фабрике Каратауского рудоуправления и разработка геологоэкономической модели этого процесса, позволили установить границу между выделяемыми разновидностями сырья по содержанию Р2О5 и MgO на основе экономических методов. Выявлены взаимосвязи указанных показателей с себестоимостью получаемого концентрата. Исходя из замыкающей себестоимости производства 1 т Р2О5 в концентрате и выявленных взаимосвязей качества ФКП и экономических показателей, граничные промышленные содержания Р2О5 и MgO в ФКП, направляемых на обогащение и последующую кислотную переработку составят соответственно 15,7 и 1,6 %. Поскольку две из трех выделяемых разновидностей ФКП пригодны для использования по нескольким промышленным направлениям, то необходимо обосновать рациональные сферы их использования. Динамика развития минерально-сырьевой базы Каратау, снижение среднего содержания Р2О5 в добываемых рудах, структура потребления фосфатного сырья в стране на перспективу позволяют предположить, что потребности электротермического производства желтого фосфора будут удовлетворены в полной мере в ближайшем будущем, а потребности в фосфатном сырье для производства фосфорных удобрений кислотным методом останутся в значительной мере неудовлетворенными. Это определяет приоритетную роль направления обогащения фосфатного сырья с получением концентрата, пригодного для экстракции и производства удобрений, в структуре потребления фосфоритов Каратау. Поэтому, те разновидности фосфатно-кремнистых пород, которые могут быть использованы в этом направлении должны поступить на обогатительную фабрику Каратауского рудоуправления для получения концентрата, содержащего не менее 24,5 % Р2О5. Поскольку третье возможное направление переработки ФКП Каратау - методы кучного и перколяционного выщелачивания - является наименее разработанным и перспективы его не вполне очевидны, то для этого направления рекомендуются те ФКП, которые не могут быть использованы ни по направлению кислотной переработки, ни в электротермическом производстве желтого фосфора. С учетом вышеизложенного типизация ФКП примет вид, представленный в табл.6. Предлагаемый вариант группировки ФКП Каратау является первым проектом, предназначенным для примерной оценки пригодности ФКП для промышленной переработки по различным направлениям. Таблица 6 Вариант типизации ФКП Каратау для целей геолого-экономической оценки на ранних стадиях изучения Разновидности I II Содержание компонентов, % Р2О5 MgO Al2O3 Более 15,7 Менее 1,6 2 10,0-15,7 1,6-2,5 2-4 Рекомендуемые направления промышленного исполь зования Получение концентрата, содержащего 24,5 % Р2О5 для последующей переработки на удобрения Использование в качестве существенного компонента щихты в электовозгонке фосфора Менее 10 III Более 2,5 Более 4 Резерв фосфатного сырья для методов кучного и перколяционного выщелачивания Следует отметить, что помимо приведенных в табл.6 показателей химического состава, существенное влияние на технологию переработки ФКП могут оказывать другие параметры - гранулометрический состав, физико-химические свойства и др. Это свидетельствует о целесообразности продолжения работ по дальнейшему изучению технологических свойств ФКП и для использования прогрессивных процессов суспензионного, радиометрического и других методов обогащения. Рекомендуемая типизация высокомагнезиальных фосфоритов Кингисеппского месторождения приведена в табл. 7. Выделенные разновидности магнезиальных руд на Кингисеппском месторождении довольно детально изучены на разных стадиях разведки и эксплуатации и их использование представляется реальным в ближайшем будущем. Для типизации морских фосфоритов пока нет необходимых данных из-за низкой степени изученности. Методы экономической оценки нетрадиционного фосфатного сырья Процедура экономической оценки нетрадиционного фосфатного сырья сводится к выявлению и количественному учету всех аспектов его освоения и в конечном счете определению промышленной ценности и значимости. Объектом экономической оценки является конкретный тип нетрадиционного фосфатного сырья, составляющий определенные геологические тела (отдельная залежь, отвалы ФКП и т.д.). Таблица 7 Типизация магнезиальных руд Кингисеппского месторождения для целей геолого-экономической оценки Выделяемые разновидности х) Карбонатная Содержание компонентов, % Р 2 О5 MgO Fe2O3 4-8 1-2 <2 Сильнокарбонатная 4-8 2-5 <2 0,300-0,400 Высокомагнезиальная 7-9 4-6 >2 >0,400 MgO / Р2О5 0,110-0,300 Возможные направления промышленного использования Получение 25-27 % флотоконцентрата по анионной схеме; по анионнокарбонатной и флотохимической - 30 % флотоконцентрата и выше Получение 19-22 % флотоконцентрата по анионной схеме после карбонатной доводки или по флотационно-химической схеме 25-30 % флотоконцентрата Получение не более 29 % флотоконцентрата по флотационно-химической схеме, получение бедного фосфорно-магнезиального удобрения путем размола и непосредственного внесения в почву х) Литологическая характеристика приводимых разновидностей указана в табл.4 Ввиду относительной слабой изученности нетрадиционного сырья экономическая его оценка используется, как правило, для обоснования перехода от начальных к последующим стадиям разведочных работ и отбраковки новых видов проявлений сырья, не заслуживающих дальнейшей разведки. Под экономической оценкой месторождений полезных ископаемых понимается определение народнохозяйственного эффекта (в денежном выражении) от использования их запасов с учетом фактора времени [3]. В качестве основного показателя экономической оценки месторождений в денежном выражении рекомендуется разность между ценностью конечной продукции, получаемой из данного вида минерального сырья, и затратами на ее получение. Ценность конечной продукции при оценке месторождений исчисляется в централизованно устанавливаемых оптовых ценах или замыкающих затратах на эту продукцию. Показатель расчетной денежной оцени месторождения (Rp) определяется [10] по формуле (1) T Zt - St Rp = — , (1) t=1 (1+Eнп) • t где: t - 1,2,....Т - расчетный период оценки месторождения (или его части), исчисленный от года, применительно к которому выполняется оценка до года отработки запасовх) ; Zt - ценность годовой продукции (включая все попутно извлекаемые компоненты), исчисленная в оптовых ценах или замыкающих затратах t-го года; Stсумма предстоящих капитальных и эксплуатационных (без отчислений на амортизацию в части реновации) затрат в t-м году эксплуатации (освоения); в состав капитальных затрат включается изменение остатка оборотных фондов в данном году эксплуатации; Е нп = 0,1 норматив для приведения разновременных затрат и результатов. Показатель расчетной денежной оценки месторождений предлагается [10] использовать для выбора оптимальной технологии разработки месторождения ( или его части), переработки руд и использования полезных ископаемых, а также при уточнении очередности и сроков освоения месторождения и их частей. В качестве конечной продукции экономической оценки фосфатного сырья рекомендуется экстракционная фосфорная кислота (ЭФК), по которой должны рассчитываться замыкающие затраты [3]. Обосновывается это тем, что на стадии получения ЭФК технико-экономические показатели переработки различных видов фосфатного сырья легко сопоставляются. ––––––––––––– х) При отсутствии достоверной информации о технико-экономических показателях на отдаленную перспективу продолжительность расчетного периода может быть ограничена [13]. Однако выбор ЭФК в качестве конечного продукта экономической оценки фосфатного сырья вообще и нетрадиционных его видов особенно не очень удачен, поскольку не все виды фосфатного сырья проходят стадию получения ЭФК. К тому же качество ЭФК, получаемого из разного сырья и по разной технологии, варьирует в весьма широких пределах, что не позволяет достигнуть достаточной сопоставимости при их сравнительной оценке. Существенно может отличаться качество готовых фосфорсодержащих удобрений, что особенно характерно для утилизации новых видов нетрадиционного сырья [7,15]. Из сказанного следует, что показатель расчетной денежной оценки месторождения в общем случае не может использоваться для сравнительной оценки вариантов использования нетрадиционного фосфатного сырья и обоснования очередности отработки отдельных месторождений, что обусловлено, главным образом, разнообразием качества готовой продукции по сравниваемым технологическим выражениям и источникам фосфорсодержащего сырья. В настоящее время в литературе описаны два основных способа экономического сравнения удобрений разного качества, которые можно сформулировать следующим способом [7,15]: 1) сравнение по уровню приведенных затрат на производстве и применение (с учетом транспортировки, хранения и внесения в почву) эквивалентных количеств удобрений разного качества, обеспечивающих одинаковую прибавку урожая; 2) сравнение по уровню условно чистых доходов от производства и потребления одинаковых объемов питательного вещества в удобрениях разного качества. Условно чистый доход определяется при этом как разность между стоимостью прироста урожая по закупочным ценам и затратами на производство, внесение удобрений и уборку дополнительного урожая. Авторами показано [7,15], что более обоснованным является метод оценки в расчете на одинаковую прибавку урожая. Поэтому наиболее сопоставимым конечным продуктом экономической оценки различных видов фосфатного сырья (в том числе и нетрадиционного), перерабатываемых по различным технологическим схемам, является прирост урожайности (продуктивности) сельскохозяйственных культур, обусловленного применением получаемых удобрений [6,7,15]. Поскольку в большинстве случаев вовлечение в эксплуатацию нетрадиционных видов сырья осуществляется на действующем предприятии одновременно с традиционным (в смеси или обособленно) и рассматривается как мероприятие новой техники, наряду с величиной дисконтированной народнохозяйственной эффективности (денежной оценки) за весь срок отработки соответствующих запасов, практический интерес представляет и определение годового экономического эффекта от вовлечения в эксплуатацию нетрадиционного фосфатного сырья. Так как расчет дисконтированного эффекта при известных годовых значениях не представляет сложностей, то в дальнейшем для упрощения будем рассматривать главным образом методы определения годового эффекта. Анализ показывает, что при вовлечении в эксплуатацию нетрадиционного сырья возможны два следующих случая, требующие при экономической оценке различной базы сравнения [7,15]: 1) замена части дефицитного традиционного сырья новым нетрадиционным без изменения общего объема производимой на их основе продукции; 2) использование нетрадиционного сырья в дополнение к дефицитному традиционному для повышения (или сохранения, поддержания) уровня удовлетворения растущей потребности народного хозяйства в производимой из этого сырья продукции. Эффективность замены традиционного сырья определяется уровнем приведенных затрат на производство одинакового объема продукции аналогичного качествах) из традиционного и нового видов сырья. Расширение же производства продукции за счет использования нетрадиционного сырья будет эффективным, если связанные с этим затраты не превысят замыкающих допустимых затрат на прирост производства рассматриваемой продукции для соответствующего планового периода. Применительно к агрохимическому сырью указанный принцип сводится к необходимости возмещения затрат, связанных с вовлечением в эксплуатацию нетрадиционного сырья, эффектом (снижением затрат) в сельском хозяйстве в результате использования дополнительно получаемых удобрений. Последний вариант является а настоящее время наиболее характерным для горнохимической промышленности в связи с дефицитом фосфорсодержащих удобрений. Таким образом при сравнительной оценке вариантов и различных видов нетрадиционного фосфатного сырья в общем случае должны учитываться затраты и результаты в сферах производства и потребления удобрений (в расчете на равный конечный народнохозяйственный результат). Рекомендуемая авторами процедура экономической оценки и выбора оптимального варианта вовлечения в эксплуатацию нетрадиционного фосфатного сырья состоит из следующих этапов: - определение технически возможных вариантов использования рассматриваемого вида нетрадиционного фосфатного сырья; - обосновывание базового варианта, с которым проводится сопоставление новых вариантов; - расчет по каждому варианту приведенных затрат на производство и применение(с учетом транспортировки, хранения и внесения в почву) эквивалентных количеств получаемых удобрений, обеспечивающих одинаковую прибавку урожая; - выбор оптимального варианта по минимуму приведенных затрат (на равный конечный результат); - определение величины годового экономического эффекта от реализации рекомендуемого варианта использования нетрадиционного фосфатного сырья; - определение расчетной денежной оценки месторождения нетрадиционного фосфатного сырья за весь срок отработки при реализации рекомендованного варианта использования сырья. При сравнении и определении эффективности различных вариантов должна быть обеспечена сопоставимость затрат и результатов по количеству и номенклатуре извлекаемых компонентов и вырабатываемых продуктов, в том числе по приросту продуктивности сельскохозяйственного производства, по времени затрат и получения эффекта (учет фактора времени); по ценам, принятым для исчисления затрат и эффекта; по кругу учитываемых смежных производств ; по влиянию на окружающую среду. ———————— х) При различном качестве продукции необходимо дополнительно учитывать изменение затрат потребителя. Недостающий объем выпуска готовой продукции при доведении вариантов до сопоставимых условий оценивается по замыкающим затратам на прирост ее производства. Замыкающие затраты устанавливаются в централизованном порядке, а в случае отсутствия могут быть ориентировочно рассчитаны по приведенным затратам экономически наихудших объектов, вырабатывающих суммарно не менее 10-15 % соответствующей продукции в стране в планируемом периоде. При существенном различии сравниваемых вариантов по объему потребления отдельных видов ресурсов (топливо, энергия, серная кислота и т.п.) в составе приведенных затрат учитываются сопряженные капиталовложения, а по новым вариантам также единовременные затраты на научно-исследовательские, опытные и проектные работы. Общий экономический эффект за расчетный год от вовлечения в эксплуатацию нового вида нетрадиционного фосфатного сырья может быть представлен следующей алгебраической суммой частных эффектов (в отдельных случаях возможен отрицательный результат), получаемых народным хозяйством на различных стадиях и в различных отраслях производства: Э = Э1 + Э2 + Э3 + Э4 + Э5 + Э6 (2) где: Э1- эффект от снижения затрат на производство и применение удобрений; Э 2эффект от утилизации сопутствующих компонентов или повышения их извлечения; Э3эффект от утилизации отходов производства; Э4- эффект от сокращения затрат на обезвреживание промышленных выбросов; Э5- эффект от прироста сырьевых ресурсов; Э6- эффект от производительного использования земель, высвобождаемых из-под отвалов, промсооружений. Годовой экономический эффект от снижения затрат на производство и применение удобрений по оцениваемому варианту использования нетрадиционного фосфатного сырья определяется по формуле: a _( И1- И1j) - Eн •(K1j - K1) Э1= [З — + —————————— - Зj ] •Aj , (3) aj aj где: З и Зj - приведенные затраты на производство 1т удобрений (100% Р2О5) соответственно по базовому и j-му оцениваемому вариантам, р.; а и аj - удельные расходы удобрения по базовому и j-му оцениваемому вариантам на единицу прироста продуктивности (урожайности) сельскохозяйственного производства , т; И1 и И1j текущие затраты в сельском хозяйстве на применение удобрений (без учета затрат на их приобретение) и уборку дополнительного урожая соответственно по базовому и j-му оцениваемому вариантам в расчете на единицу прироста продуктивности (урожайности), р.; К1j и К1 - изменение капитальных затрат в сельском хозяйстве в связи с переходом на использование удобрения оцениваемого варианта прироста продуктивности, р.; Ен нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (Ен = 0,15); Аj - годовой объем производства удобрения по оцениваемому варианту (100 % Р2О5), т. Годовой экономический эффект от утилизации сопутствующих компонентов (Мg и др.), или повышение их извлечения определяется по формуле: п Э2 = di ( ?сij- ?сiб ) •Зiз•Qj , (4) i=1 где: dj - содержание i-го сопутствующего компонента в руде, доли единиц; ?сi сквозное извлечение i-го компонента от исходной руды до готовой продукции, доля единицы, (при организации извлечения нового компонента ?сi? = 0); Зiз - замыкающие приведенные затраты на прирост производства 1 т i-го компонента в готовой продукции, р.; Qj- годовой объем перерабатываемой руды по оцениваемому варианту, т. Годовой эффект от утилизации отходов производства (например, крупнокусковых отходов отгрохачивания карбонатов вместо специально производимого из нерудного сырья щебня) можно рассчитать по формуле: Э3 = j••qj (Зщj- Зyj) •Qj , (5) где: - j- выход отходов от исходной руды, доли единицы; qj- доля утилизируемых отходов от их общего объема, доли единицы; Зщj - приведенные затраты на производство 1 т продукта, заменяемого отходами, р.; Зyj - прямые дополнительные приведенные затраты, связанные с утилизацией 1 т отходов, р. Годовой экономический эффект от сокращения затрат на обезвреживание промышленных выбросов определяется по разности затрат на их разбавление свежей водой до нормы ПДК по формуле [4]: Ск? Скj ткб ткj Э4 = (——Vб - —— Vj) • Цв = (—— - —— )•Цв , к=1 ПДКк ПДКк к=1 ПДК1 ПДК1 (6) где: - Ск? , Скj - концентрация к-го вещества в промышленных выбросах по базовому и j-му вариантам; ПДКк - предельно допустимая концентрация к-го вещества; ПДК1 - предельно допустимая концентрация условного вещества, принятая за эталон для водных объектов, равная 1 мг/л; Vб и Vj - годовой объем сбрасываемых стоков по базовому и j-му вариантам, м3, Цв - тариф за 1 м3 воды, забираемой предприятием из водохозяйственных систем в рассматриваемом экономическом районе ткб и ткjотносительная токсичная масса выброса с учетом его объема по базовому и j-му вариантам. Годовой эффект от прироста сырьевых ресурсов без проведения дополнительных геологоразведочных работ можно определить по формуле: п (Єсij - Єсiб) Э5 = Зri——————— Qj , (7) с i=1 ? ij·(1-п) где: Зri -удельные приведенные затраты на прирост тонны балансовых запасов i-го компонента (затраты на геологоразведочные работы), р.; п- потери балансовой руды при добыче, доли единиц. Годовой экономический эффект от производительного использования земель, высвобождаемых из-под отвалов, промсооружений определяется по формуле: Э6 = (F? - Fj ) • Ч (8) где: F? , Fj - общая площадь земель, занимаемых отвалами и промсооружениями по базовому и j=му вариантам, га; Ч- условно-чистый доход (или прибыль) от использования 1 га земли в сельском хозяйстве в районе расположения месторождения, предприятия, р. В тех случаях, когда оцениваемый способ фосфатного сырья является единственно возможным, годовой экономический эффект от вовлечения его в эксплуатацию определяется по формуле: п п с Э = iЄ ij (Зjз - Зij)•Qj + jqj (Зщj - Зуj)•Qj + Ен ЗriМi (9) i=1 i=1 где: ?i - общие балансовые запасы (прогнозные ресурсы) i-го полезного компонента в месторождении, т. Остальные обозначения те же, что и выше. Нетрудно видеть, что выражение [15,17] идентично расчетной денежной оценке месторождения [3] для одного года эксплуатации и может использоваться для расчетов ценности месторождения за весь срок эксплуатации. Приведенные же выше формулы можно интерпретировать как развитие и конкретизацию идеи расчетной денежной оценки месторождений для типичной ситуации (сравнительной оценки многообразия способов и вариантов использования нетрадиционного фосфатного сырья различного состава). Особенности практического использования предлагаемой методики экономической оценки нетрадиционного фосфатного сырья достаточно наглядно раскрываются при рассмотрении типичных примеров, приведенных в следующем разделе. Поскольку примеры имеют, в основном, методический характер, в целях лучшей наглядности они упрощены, ограничены одним-двумя изменяемыми параметрами. Цифровые данные примеров, как правило, условные, хотя и приближены к реальным.
