Хвостохранилища: новый уровень безопасности

«Экологически эффективное хвостохранилище» — на первый взгляд звучит как оксюморон. Принято считать, что места захоронения отходов обогащения полезных ископаемых одним фактом своего существования представляют опасность для окружающей среды. Однако современные технологии в сочетании с накопленным опытом эксплуатации гидротехнических сооружений позволяют создавать объекты, оказывающие минимальное воздействие на природу и социальную инфраструктуру. По крайней мере, на такой эффект рассчитывают создатели нового хвостохранилища Лебединского горно-обогатительного комбината ГК «Металлоинвест».

В 1972 году Лебединский ГОК, получивший своё название по имени месторождения, дал первую продукцию — железорудный концентрат. Для хранения отходов обогащения железной руды в балке Чуфичево построили хвостохранилище, которое в процессе эксплуатации неоднократно расширяли и реконструировали, чтобы продлить срок его жизни.

За последние годы комбинат существенно увеличил производительность, а следовательно, выросли и объёмы хвостов. Возможности действующего хранилища ограничены отметкой 250 м и уже вот-вот будут исчерпаны, пояснил главный инженер обогатительной фабрики АО «Лебединский ГОК» Максим Гладков, выступая на международном форуме «Сеймартек-2024».

Поэтому план такой: с апреля 2026 года, по мере заполнения отсеков старого хвостохранилища, начинается и эксплуатация нового. И до второго квартала 2028 года они будут работать совместно, после чего предприятие полностью перейдёт на работу с новым промышленным объектом.

Большая стройка

На самом деле, о возведении нового хвостохранилища в компании задумались ещё в конце прошлого десятилетия. В 2019 году правительство Белгородской области включило эту инициативу в перечень приоритетных инвестпроектов, реализуемых в регионе. Место для гидросооружения выбирали тщательно, с учётом социально-экологических ограничений. Как рассказал Максим Гладков, для сравнительного анализа определили пять вариантов размещения, которые оценивали по нескольким параметрам.

В частности, учитывалось расстояние от ОФ (от 10 до 20 км) и ограничивающие факторы: действующие промышленные объекты (Лебединский и Стойленский ГОКи, полигон ТБО), населённые пункты, включая города Губкин и Старый Оскол, объекты транспортной инфраструтуры, участки Ямская степь и Лысые горы заповедника «Белогорье». Принципиально было и то, чтобы новое хвостохранилище имело достаточную ёмкость, а также перспективу реконструкции и наращивания объёмов хранения отходов в течение 30-летнего срока эксплуатации.

В итоге строительство развернулось в балке Дубенка, расположенной в 12 км от промплощадки Лебединского ГОКа. Это был первый из пяти участков, и выбрали его как единственно возможный. Общая площадь нового хранилища составит чуть больше 26 км2, глубина в самой нижней точке достигнет 70 м.

Как и предыдущий объект в балке Чуфичево, это хвостохранилище намывного типа, что предполагает перекачивание хвостовой пульпы по трубопроводам на специально подготовленную площадку, ограждённую дамбой. Однако у нового объекта есть ряд отличий, благодаря которым он будет более безопасным в эксплуатации.

По статистике, одной из наиболее распространённых причин возникновения нештатных ситуаций на хвостохранилищах является нарушение целостности защитного покрытия основания сооружения. Чтобы избежать этого, ложе хранилища в балке Дубенка будет устлано матами, наполненными бентонитовой глиной. За счёт технологии экранирования авторы проекта рассчитывают изолировать хвосты и пульпу от грунтовых вод и таким образом предотвратить их взаимодействие.

Также в процессе эксплуатации гидросооружений обогатительных фабрик нередко происходит деформация дамб, которая приводит к их обрушению или прорыву. Чтобы обеспечить прочность конструкции, при строительстве хвостохранилища в балке Дубенка планируется использовать более 6 млн кубометров скальной породы, поступающей с комбината. Первоначальная высота дамбы составит 30 м. В дальнейшем, в ходе реконструкции объекта с 2026 по 2043 годы, её будут наращивать дополнительными ярусами по пять метров.

Помимо ограждающей дамбы планируется строительство разделительной. Она сформирует в хранилище на два отсека площадью 11 и 15 км2, которые будут заполняться поочерёдно. Это не позволит пульпе распространяться по всей площади и расслаиваться. Таким образом, будет снижена интенсивность пыления хвостохранилища, что также является актуальной проблемой при эксплуатации гидрообъектов такого типа.

Новое и обновлённое оборудование

Для подачи хвостовой пульпы в хвостохранилище предприятие намерено использовать две существующие пульпонасосные станции, а также построить две дополнительные. Таким образом удастся сохранить пульпропроводы на первой и второй станциях, а вот до третьей и четвёртой их необходимо удлинить.

Помимо самих отсеков и трубопроводов, компания проводит реконструкцию сгустителей первого и второго оборотного водоснабжения. На первой «водооборотке» расположено восемь 50-метровых сгустителей, на второй — три 100-метровых и один 60-метровый.

50-метровый сгуститель №1 уже прошёл реконструкцию. Одним из значимых достижений Максим Гладков назвал повышение уровня автоматизации. Но самое интересное — это резкое увеличение производительности: с 4 до 14 тыс. тонн, таковы паспортные показатели. На 14 тыс. тонн предприятие, правда, ещё не вышло, но достигнут показатель в 12 тыс. тонн, что уже очень существенно.

«По сути, мы поменяли всё, кроме самой чаши сгустителя. Изменилась схема подачи флокулянта: мы её сделали такой же, как у 60-метрового сгустителя. Теперь мы используем четыре точки подачи, что позволяет распределять реагент по всему объёмы быстро и равномерно. Изменили мы и форму граблин, поставили более производительные насосы, увеличили диаметр самой питающей трубы. Мы добились очень хороших результатов не только по производительности, но и по содержанию твёрдого в пасте: с 15–20% мы выходим на 50–60%», — рассказал Максим Гладков.

Последнее достижение не только обеспечит высокую плотность укладки «хвостов», но и повысит объём осветлённой воды, которая возвращается на обогатительную фабрику для использования в технологических процессах.

Кроме того, реконструкцию прошла и станция приготовления флокулянта. Как пояснил Максим Гладков, старая станция работала на шнековом насосе, новая же полностью автоматизирована, что позволяет оператору более точно регулировать объём подаваемого реагента.

Нынешним летом компания планирует запустить и 100-метровый сгуститель, прошедший модернизацию. Его производительность вырастет с прежних 8 до 27 тыс. т.

Экология плюс экономика

По информации «Металлоинвеста», на возведение хвостохранилища планируется потратить 52 млрд рублей. Компания намерена завершить работы до 2026 года. По словам начальника управления экологического контроля и охраны окружающей среды — главного эколога Лебединского ГОКа Ольги Сапрыкиной, объект будет соответствовать самым жёстким требованиям природоохранного законодательства.

Складирование хвостов в отсеках позволит значительно сократить площади пыления по сравнению с существующим объектом. По данным самой компании, объём выбросов пыли предполагается сократить в 10 раз. Как рассказал руководитель проекта «Новое хвостохранилище в балке Дубенка» Сергей Башиянц, эти показатели будут даже значительно ниже норм, которые природоохранные организации устанавливают для объектов такой площади и объёма переработки хвостов.

Специалист также отметил, что применяемые в ходе реализации проекта технологии, методики и оборудование являются передовыми для нынешней стадии развития комбината. В то же время это проверенные решения, которые прошли апробацию на нескольких металлургических предприятиях в России и за рубежом.

Запуск нового хвостохранилища не только повысит производительность ГОКа, но и позволит на 25% снизить расход электроэнергии на транспортировку «хвостов» и существенно уменьшить эксплуатационные затраты на возврат воды в технологический процесс, подчеркнул Сергей Башиянц.

Ну а старое хвостохранилище постепенно будут выводить из эксплуатации. После того, как складирование хвостов будет окончательно «переадресовано», прежнюю площадку ждёт рекультивация: её засыплют суглинком и покроют плодородным слоем почвы. Ожидается, что бывший промышленный объект превратится в территорию сельскохозяйственного назначения.

Текст: Мария Кармакова