Нетрудно понять, в какой логике в России, да и во всём мире идёт освоение медных месторождений. Первым делом в отработку, конечно, вовлекаются самые богатые объекты, где содержание металла в руде может быть 5% и даже больше. Но сегодня в нашей стране такие месторождения давно разобраны, а многие и вовсе исчерпаны.
Остались те, которые в прошлые годы числились в резерве, — с непростыми горно-геологическими условиями и содержанием меньше 1% полезного компонента на тонну руды. Опыт освоения подобных объектов есть у АО «Русская медная компания», которая готовится запустить очередное месторождение-гигант Малмыж. Появится и ОФ, и сегодня компания ориентируется на создание производства мощностью более 104 млн тонн в год.
Малмыж относится к месторождениям медно-порфирового типа. В России освоение таких объектов только начинается: большое количество более комфортных колчеданных месторождений в СССР в прежние годы отодвигало порфировые руды на второй план. При этом, по данным «РМК», именно из таких руд добывают 40% меди в мире, их значение год от года растёт, как растёт и интерес к ним в России.
«РМК» в последнее десятилетие ввела в эксплуатацию три ОФ, на которых перерабатывают именно этот тип руды. Речь идёт об ОФ № 1 АО «Михеевский ГОК» мощностью 21 млн тонн руды в год, ОФ ООО «Инвест Развитие» мощностью 10 млн тонн руды в год (она перерабатывает и руду Михеевского месторождения, сегодня фабрики объединены), а также ОФ АО «Томинский ГОК» мощностью 45 млн тонн руды в год.
АО «Томинский ГОК» запустили в 2020 — на тот момент она уже выглядела фабрикой-гигантом, а ведь ОФ месторождения Малмыж будет в два раза мощнее. Изучение руд Малмыжа (его открыли в 2006) шло параллельно с работами на «Томинке», поэтому ряд замыслов удалось немедленно проверить на реальном производстве, а идеи, предложенные на Малмыже, пригодились для оптимизации технологии Томинской ОФ. В целом же разработка технологии обогащения малмыжской руды — задача не из простых, и вот уже несколько лет специалисты «РМК» совместно с «Механобр инжиниринг» ведут необходимые исследования.
Малмыжская руда
Итак, в чём же сложность обогащения руды Малмыжа? Как объяснил заместитель технического директора по технологии АО «Томинский ГОК» Виталий Соколов, выступая на форуме Seymartec Mining 2023, перед специалистами стоит целый комплекс задач. Обогащать предстоит бедную руду, то есть объёмы переработки будут огромными. Эксперт уточнил, что Малмыж — месторождение-гигант. Под переработку намечены три участка: Долина, Центральный и Свобода.
Самой труднообогатимой является руда участка Свобода, и для исследований использовали шихту с двух или всех трёх участков в разных комбинациях. Содержание меди в пробах составило от 0,33 до 0,45%, причём на разных этапах исследований специалисты получали близкие значения 0,33-0,35%. Содержание меди 0,45% было только в шихте 50:30:20%, подготовленной повторно из новых проб.
Содержание золота в пробах составило 0,12-0,14 г/т. В руде присутствуют и другие металлы, например цинк, свинец, молибден, олово и сурьма, но содержания их очень малы и промышленной ценности эти элементы не представляют.
Малмыжская руда относится к сульфидному типу, и медь здесь в основном представлена первичными сульфидами. Основными рудными минералами являются халькопирит и пирит, содержание их во всех пробах сопоставимо, это почти 1 и 1,3-2% соответственно. Основными нерудными минералами являются кварц, плагиоклаз, мусковит и хлорит, содержание которых также незначительно отличается в различных пробах шихты. Все представленные пробы содержат флотоактивные слоистые силикаты: хлорит и слюды.
Золото в руде находится в сростках: 50% в сульфидах большей частью в пирите, 47% в силикатах и только 3% в свободной форме. Причём в основном золото тонковкрапленное, размер золотин не превышает размера от 2 до 4 микрон, то есть извлечь его гравитационными методами не получится.
Трудность состоит ещё и в том, что «РМК» стремится добывать сразу два металла, то есть технология должна быть подобрана таким образом, чтобы извлечение обоих компонентов было достаточно высоким, а добиться этого, как показывает практика, оказывается не так просто.
Технология обогащения, 2018 год
«Технологические исследования по обогащению медно-порфировых руд Малмыжа мы начали в 2018 году. Тогда перед нами стояла задача проверить, обогащается ли эта руда в принципе, потому что прежде месторождение принадлежало американцам, а нам нужно было получить свои данные. Поэтому для начала мы провели исследования на обогатимость руды и получили положительные результаты. На основании материалов НИР АО «Механобр Инжиниринг» был разработан техрегламент на строительство фабрики. Стояла задача получать концентрат марки не менее КМ5, а извлечение меди довести минимум до 85%», — поделился данными Виталий Соколов.
Тогда, в 2018, речь шла о фабрике мощностью 56 млн тонн руды в год. Уже в 2021 году производительность проектируемой фабрики решили увеличить до 90 млн тонн руды в год.
Была подобрана оптимальная крупность измельчения 70% класса -0,071 мм. Схема предусматривала наличие основной медной флотации, контрольной медной флотации, классификации, доизмельчение чернового концентрата до крупности 80% класса -0,030 мм, первой и второй медных перечисток и получение двух хвостов. Доизмельчение чернового концентрата с предварительной классификацией по 30 мкм позволило повысить извлечение меди в конечный концентрат на целых 12%.
Специалисты также провели опыты по подбору типа и расхода собирателя. Оптимальным было названо сочетание бутилового ксантогената и реагента Aero 3418A от компании Solvay. Aero MX5125, который также пытались применять для обогащения малмыжской руды, давал худшие показатели извлечения, поэтому дальнейшие исследования проводились именного с использованием названного выше сочетания.
Поиски и открытия
Как рассказал Виталий Соколов, в ходе исследования малмыжской руды специалисты АО «РМК» и АО «Механобр инжиниринг» сделали несколько интересных открытий. Одно из них касалось подачи извести в процесс.
«Технология наших фабрик на Михеевском месторождении предусматривала подачу извести в процесс. На Малмыже мы работаем почти с такой же рудой, однако известь в измельчение уже не подаём. В 2020 году, когда мы запускали Томинскую фабрику, то учли результаты этих исследований и уже здесь отказались от подачи извести в измельчение», — пояснил г-н Соколов.
Другая сторона исследований касалась необходимости подачи в перечестные операции жидкого стекла и его объёмов. Специалистов не устраивало качество концентрата, связывали они это с высоким содержанием пустой породы. Минералогическое исследование показало, что примерно на 30% она состоит из нерудных минералов в виде тонкочешуйчатых слоистых силикатов. Для депрессии минералов пустой породы и решили использовать жидкое стекло. Изначально его подавали в больших количествах — до 800 г/т руды, но исследования последующих лет показали, что расход можно сократить. Сначала его снизили до 240, а позже даже до 140 г/т.
Корректировка технологии, 2020-2021 годы
Новый этап исследований начался в 2021 году: корректировка ранее выпущенного техрегламента потребовалась в связи с увеличением производительности фабрики и изменением состава шихты. Компания решила уменьшить содержание руды с участка Свобода или даже вовсе исключить её: он распложен на удалении, и освоение подразумевает дополнительные транспортные расходы. Исследования проводились на двух типах шихты: 63:37:0% и 56:33:11%.
Опыты подтвердили оптимальную крупность измельчения питания основной флотации и чернового концентрата.
Корректируя схему обогащения для Малмыжской ОФ, АО «РМК» использовало опыт уже запущенной к этому времени Томинской фабрики. Чтобы проверить возможность вывода медной «головки» во вторую перечистку, в компании провели открытый опыт, который позволил обосновать необходимость операции без доизмельчения этого продукта. Также была предложена схема с направлением хвостов контрольной медной перечистки в питание контрольной медной флотации. Это решение позволило увеличить извлечение как меди (на 1,67%), так и золота (на 2,46%).
В том же 2021 году АО «Механобр инжиниринг» выполнило очередную корректировку техрегламента в связи с новым увеличением производительности фабрики до 100 тыс. тонн в год и изменением состава шихты. В компании вернулись к идее освоения участка Свобода, исследования проводились на шихте с новым соотношением 50:30:20%.
Исследования подтвердили возможность получения заданных показателей: содержание меди в концентрате 23% (это уже маркам КМ4) при извлечении металла не менее 85%.
На сегодняшний день
В 2022 «РМК», как и все добывающие компании России, столкнулась с новыми задачами, поскольку многие иностранные поставщики оборудования и реагентов покинули наш рынок. Правда, в случае с Малмыжской фабрикой, которая находится на этапе проекта, потери были минимальными, однако Solvay, на чьих реагентах компания проводила все исследования, прекратила поставки в Россию.
Исследования показали, что импортный собиратель без значительных потерь металлов можно заменить на М ТФ-421 производства НПП «Квалитет». Как уточнил Виталий Соколов, этот факт уже удалось подтвердить и на работающем производстве — Томинской ОФ, где на одной секции применяется собиратель Aero 3418A Solvay, а на второй — только М ТФ-421, хотя в целом здесь ещё не растрачен приобретённый в прежние годы запас иностранных собирателей.
«Вообще, сочетание ксантогената и собирателя принято старой школой, но для медно-порфировых руд достаточно использовать только один собиратель. Мы уже подтвердили это и во время исследований руды месторождения Малмыж, и во время работы на Томинской фабрике, где собиратель используется без сочетания», — уточнил г-н Соколов.
Последние исследования проводились на шихте 50:30:20%, удалось достичь высоких показателей извлечения меди и приблизиться к 90%, однако извлечение золота получается низким из-за потерь с пиритом. И сегодня «Механобр инжиниринг» работает с новыми пробами — идёт поиск оптимального режима для увеличения извлечения золота (проектные показатели 72%). Также в текущем году готовится к выпуску техрегламент для проектирования ОФ на новую производительность — 104 млн тонн в год с корректировкой в части технологического оборудования и реагентного режима работы.
Складирование хвостов обогащения
Малмыж — месторождение-гигант, такие объекты сегодня считают в мире особенно перспективными. И оно может и должно стать эталонным, здесь должны отрабатывать наилучшие технологии — такой подход был реализован в СССР при освоении Мурунтау. Из руды должно быть извлечено максимум полезных компонентов — недопустимо оправлять их в хвосты.
Эту мысль высказал гл. н. с. ИГГ УрО РАН, профессор Пермского университета, доктор геол.-мин. наук Владимир Наумов, который выступил модератором круглого стола в рамках Seymartec Mining2023.
Масштаб проекта формирует важный вопрос, который и задали участники дискуссии. Зная объём переработки и содержание ценных компонентов, которые на фабрике будут извлекать, легко посчитать количество хвостов. Это огромный объём, который необходимо где-то складировать.
При этом сегодня АО «РМК» реализует интересный и во многом уникальный проект по рекультивации законсервированного Коркинского угольного разреза. И при запуске Томинского ГОКа «РМК» отказалась от строительства хвостохранилища, традиционного для предприятий такого профиля инфраструктурного объекта, и добавила новый технологический этап — производство закладочного материала из хвостов. По сути, речь идёт об их сгущении. Этот материал и позволит стереть с лица земли Коркинский разрез и решить несколько сопутствующих экологических проблем.
В Хабаровском крае аналога Коркинскому разрезу не нашлось, но в остальном, как рассказал Виталий Соколов, процесс будет организован по той же схеме. Хвосты Малмыжской фабрики планируют сгущать и складировать на специальной площадке. Она имеет площадь 8х8 км и находится в 25 км от месторождения.
Подготовила Анна Кучумова
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.