Развеивание экономических мифов о сухом хранении хвостов

Мэтт Пайл (Matt Pyle), директор по техническим решениям Ausenco (Австралия, www.ausenco.com)

Статья (англ. “Addressing the economic myths around dry tailings”) была первоначально опубликована на сайте AusIMM Bulletin в сентябре 2020 года.  Переведено и напечатано с разрешения автора. Перевод с англ.: С. С. Верхозин, АО «Иргиредмет».

 

Хранение хвостов переработки и обогащения руд — один из наиболее проблематичных и опасных аспектов деятельности горнодобывающего предприятия. Ошибки в проектировании и обслуживании хвостохранилищ могут иметь катастрофические последствия.

За последние несколько лет произошел целый ряд крупных аварий на хвостохранилищах: в Брумадинью (2019, рис. 1), на предприятиях Samarco (2015) и Mt Polley (2014). Происшествия оказали разрушительное влияние на социально-экономическую жизнь местного населения, состояние окружающей среды, привлекли повышенное внимание общественности к необходимости внедрения передовых методов обращения с хвостами по всему миру.

Если взглянуть на частотность «серьезных» или «крайне серьезных» происшествий на хвостохранилищах за последние восемь десятков лет (рис. 2), можно заметить, что количество крупных инцидентов постепенно увеличивается. Это не может не вызывать растущей обеспокоенности. Свой вклад в проблему вносит и то, что содержание ценных компонентов в рудах заметно упало, заставив наращивать производительность. В результате катастрофы стали более масштабными. В связи с этим нам необходимо ответить на два вопроса:

1. Кто будет отвечать за исправление столь тревожащей ситуации?

2. Кто будет отвечать за последствия, если ситуация не будет исправлена?

По горячим следам последней по времени происшествия аварии на хвостохранилище в Брумадинью (Бразилия), которая случилась в январе 2019 года и унесла жизни практически трех сотен человек, к представителям отрасли обратилась группа из 96 институциональных инвесторов, выступая от инициативы Investor Mining & Tailings Safety Initiative. Инвесторы направили письма 683 горнодобывающим компаниям с предложением раскрыть информацию о состоянии хвостохранилищ. С тех пор группа разрослась: сегодня под управлением ее членов находятся активы на общую сумму более 12 трлн долл. США.

В итоге информацию в «независимую открытую мировую систему классификации» (англ. global independent public classification system), которая отслеживает риски, связанные с хвостохранилищами, подали 34 из 50 крупнейших горнодобывающих компаний мира, на долю которых приходится 66% рыночной капитализации отрасли.

 

Поиск более подходящего способа

 

Общественное внимание приковано к горнодобывающей промышленности, вынуждая ее искать более подходящие способы обращения с хвостами. Хотя универсального решения этой проблемы не существует, преодолеть фундаментальные трудности, связанные с геотехникой и водопользованием, позволяет сокращение доли воды в отходах переработки и обогащения руд.

Хранение хвостов в сухом виде на рекультивированном участке (вместо обычных хвостохранилищ, заполненных мокрым шламоподобным материалом) делает проект более приемлемым с социальной и экологической точек зрения по следующим причинам:

- снижение риска загрязнения окружающей среды;

- максимальное сокращение расходов воды на предприятии;

- обеспечение постепенной рекультивации.

К другим преимуществам укладки и хранения сухих хвостов можно отнести:

- уменьшение водосборных площадей;

- сокращение объемов стоков;

- сокращение объемов образования продуктов выщелачивания;

- снижение уровня загрязнения грунтовых вод;

- облегчение процессов мониторинга.

Все перечисленные выше преимущества в контексте усиления социального, экологического, политического и экономического давления складываются в неоспоримый аргумент в пользу сухого хранения хвостов даже на предприятиях, работающих по сравнительно бедным рудам.

 

Улучшение экономики сухого хранения хвостов

 

Тем не менее, несмотря на актуальность и преимущества, активному распространению в отрасли концепции сухого хранения хвостов препятствуют сравнительно высокие капитальные расходы. Многие компании продолжают делать выбор в пользу традиционного и более экономичного подхода.

Однако последние достижения в области разработки и производства сгустительного оборудования (рис. 3) позволяют снизить соответствующие расходы до такого уровня, при котором эксплуатационные издержки на фильтрацию и укладку сухих хвостов в целом сопоставимы с затратами на обслуживание обычного хвостохранилища на протяжении срока освоения месторождения. Это особенно актуально для объектов, расположенных в регионах с засушливым климатом [Pyle, 2019].

Рис. 3. Высокопроизводительные фильтры для хвостов
Рис. 3. Высокопроизводительные фильтры для хвостов

 

Быстро развиваются и другие технологии обезвоживания, показывающие многообещающие результаты даже в небольших масштабах.

Более того, появление такой технологии, как «крупнокусковая флотация» (англ. coarse particle flotation), рис. 4, позволяет существенно увеличить крупность измельчения руды (до крупности, сравнимой с крупностью песка, а не шлама или ила). Тем самым крупность материала в отходах достаточная, чтобы их можно было без особых затруднений осушить. Снижаются и объемы материала, требующего сгущения и укладки на хранение. Подобные решения несут одновременно экономическую, социальную и экологическую пользу.

Рис. 4. Машина крупнокусковой флотации Eriez HydroFloat®
Рис. 4. Машина крупнокусковой флотации Eriez HydroFloat®

 

Несмотря на наличие новых перспективных технологий, осознание преимуществ, которые может принести их использование, приходит медленно. Проведению качественной оценки решений по сухому хранению хвостов зачастую препятствует разрозненность — когда специалисты в различных областях (геологии, горном деле, переработке и обогащении руд, геотехнике и т.д.), привлеченные разными подрядчиками в разное время, проводят оптимизацию своего участка, забывая об общей картине, не пытаясь разобраться в основных факторах эффективности.

Одним из лидеров в проектировании решений по сухому хранению хвостов является компания Ausenco. Ее специалисты имеют широкий взгляд и участвуют в реализации всех аспектов данной области, например:

- активно вовлечены в несколько проектов и исследований по фильтрации и сухой укладке с высокой производительностью (20–90 тыс. тонн хвостов/сутки);

- занимались установкой первой машины крупнокусковой флотации HydroFloat® на обогащении полезных ископаемых;

- занимаются решением специфических экологических и геотехнических вопросов, связанных с хранением хвостов;

- активно вовлечены в разработку и использование специальных технологий, взаимодействуя с заказчиками, производителями оборудования и научно-исследовательскими организациями;

- разбираются в деталях, а также в общей картине проектов, тем самым могут эффективно оптимизировать и сопоставлять различные подходы на равных условиях, чтобы в конечном итоге выделить лучшее решение.

 

Список использованной литературы

Pyle M, 2019. Economic Drivers for High-Capacity Tailings Pressure Filtration\, Proceedings of the 6th International Seminar on Tailings Management, Tailings 2019, Santiago, pp. 61–71. ■

 

Источник: https://www.ausimmbulletin.com/feature/addressing-the-economic-myths-around-dry-tailings/


-0+2
Просмотров статьи: 861, комментариев: 8       

Комментарии, отзывы, предложения

Михаил., 18.12.20 13:41:53 — Автору.

Утилизация хвостов по сухому, без предворительной подготовки не решает вопроса. Тому есть много примеров. Мы работали на всех видах хвостов, шламов, золоотвалов, и понимаем о чём идёт дискуссия. Решение вопроса не такое и сложное, нужна только добрая воля собствеников отходов, или жосткий закон. На сегоднешний момент все друг друга прикрывают. Сами не чего не делают, и другим не дают. То что Вы пишите в статье, очень актуально.

Старатель , 19.12.20 12:31:44 — Всем

Это спланированные аварии, когда строить новые отстойники дорого и негде, делают аварию которая очищает хвостохранилища.

Юрий, 19.12.20 14:35:34

А куда отжатую воду девают? Если ее снова для ЗИФ использовать, то хороший вариант получается.

Странник, 21.12.20 13:55:54 — Автору

Несколько завышено преимущество складирования хвостов в сухом виде с последовательной рекультивацией. Обычно сухие хвосты складируют параллельно со вскрышными породами в отвалы для устойчивости последних, когда пустые породы с более крупной фракцией являются связующим материалом для хвостов. Отдельно складировать их сложно - поплывут. Последовательная рекультивация же отвалов сложная затея для горного предприятия, у которой постоянно дефицит площадей, выделенных для этого. На практике у отвала формируется нижний ярус по-крайней мере, а уж потом рекультивация на сформированном. Всё время эксплуатации отвального хозяйства его заливают дожди и засыпает снегом, который нет-нет да и растает, подбавляя влаги к породам, лежащим в отвалах и к хвостам в том числе. Какие процессы начинаются с сульфидами и что выносится с подотвальными водами легко представить.

В обычных хвостохранилищах этот процесс экранируется мощной дамбой, дренажными системами с оборотным водоснабжением и отчасти отмытыми у дамбы песками.

Опыт хранения сухих хвостов необходимо изучить и в сравнении с обычным хвостохранилищем. Может оказаться, что традиционный метод более экологичный.

Влад, 21.12.20 15:39:52 — Странник, 21.12.20

Вы совершенно справедливо написали про дожди и снега, которые сделают сухие хвосты мокрыми. Кроме того у нас в регионах золотодобычи часто распространена многолетняя мерзлота, на которой мокрые хвосты без всякой сушки превращаются в твердый мерзлый монолит. Сушить нет никакого смысла.

В статье рассмотрен возможный вариант хранения хвостов. Где-то он возможно применим и вполне оправдан. На то и голова, чтобы выбирать, что лучше подходит.

Иннокентич, 27.12.20 14:28:32 — С. С. Верхозин

1. "«крупноКУСКОВАЯ флотация» (англ. coarse particle flotation)"

Дословный перевод = "грубая частица флотация" или: "флотация крупных частиц", а по по нашему: "крупнозернистая флотация". Т.е. расчётный класс крупности не (-0,074мм), а до (-1,0мм). "КУСОК руды" не флотируется. Sorry! Nothing personal. We are all wrong.

2. "появление такой технологии"

Тут речь идёт о технологии "пенной сепарации", аппаратурное оформление которой весьма разнообразно, описание и применение которой известно давно. Пневматические флотомашины типов: аэролифтная, флотационная колонна, пенной сепарации. Первая особенность их: воздух нагнетается компрессором или воздуходувкой (в отличии от более распространённых механических флотомашин, в которых воздух засасывается блок-импеллером). Вторая особенность их: направление свободного движения пульпы противоположенно направлению всплывания воздушных пузырьков (в отличии от механических флотомашин, в которых принудительное перемешивание пульпы и пузырьков обеспечивается вращением импеллера). Третья особенность их: пузырьки более крупные, чем может обеспечивать механическая флотомашина.

3. "позволяет существенно увеличить крупность измельчения руды (до крупности, сравнимой с крупностью песка, а не шлама или ила)"

Крупность измельчения руды для целей флотации (золота, минералов цветных металлов...) обусловлена тремя факторами: 1) необходимостью полного раскрытия сростков для максимального извлечения ценного компонента в концентрат (пенный продукт), 2) необходимостью максимального удаления сростков из концентрата 3) способностью последующих металлургических производств полно извлечь-использовать ценный компонент из этого концентрата (иначе и не продаётся концентрат). Увеличение крупности измельчения руды для целей "сухого хранения хвостов": это ведёт к увеличению потерь ценного компонента в обогащении за счёт недоизвлечённых сростков. Не всегда акционеров (продавцов концентрата) это устроит. Это же ведёт к снижению сортности концентрата за счёт извлечённых в концентрат сростков. Не всегда металлургов (покупателей концентрата) это устроит.

4. Тема безопасности хранения хвостов - Вы правы, важнейшая, особенно, действительно, сегодня и завтра. "Повидал" с десяток рудных фабрик и с "пяток" россыпей. Хвостохранилища прежние: намывные, наливные, полувыемка-полунасыпь, сброс на конус (кстати: это эрзац сухого хранения), отстойники...

Хвостохранилища нынешние: "запруды" (плачут по телу и по низовому откосу; бульдозерная укладка хвостов (не формирующая гидроупор, оставляющая впечатление свинороя)"; отсутствие последовательного уплотнения пионерки, гидроупора или коллектора и т.д.

С уважением....

От редакции, 28.12.20 10:23:13 — Иннокентич, 27.12.20

Большое спасибо за уточнения и замечания. Постараемся учесть на будущее. Будем благодарны, если вы будете чаще заглядывать к нам на сайт, особенно в раздел: "Обогащение и металлургия"

https://zolotodb.ru/articles/placer

Сейчас мало квалифицированных специалистов вашего профиля и ваши замечания будут всегда кстати.

Еще раз спасибо. Всего вам доброго в Новом году.

С.С. Верхозин, 28.12.20 10:30:52 — Иннокентич

Благодарю за развернутые замечания и дополнения, обязательно учту на будущее.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Развеивание экономических мифов о сухом хранении хвостов»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "два прибавить 1":