3.7. ОАО "Апатит" Общие сведения о предприятии АО “Апатит” производит добычу апатито-нефелиновой руды на шести месторождениях: “Кукисвумчорр”, “Юкспор”, “Апатитовый цирк”, “Плато Расвумчорр”, “Коашва”, “Ньоркпахк-Суолуайв” четырьмя рудниками: Кировским (первые два месторождения), Расвумчоррским (“Апатитовый цирк”), Центральным (“Плато Расвумчорр”) и Восточным (остальные месторождения). До 1998 г. АО “Апатит” производило обогащение руд с выработкой апатитового и нефелинового концентратов, преимущественно на обогатительной фабрике АНОФ-2. В начале 1998 г. АНОФ-2 была выделена из состава АО “Апатит” в самостоятельное предприятие. Рудники и обогатительные фабрики АО “Апатит” размещены на территориях, подчиненных городам Кировску и Апатитам Мурманской области. Через г. Апатиты проходит линия МПС С-Петербург – Мурманск со станцией Апатиты. Все рудники и обогатительные фабрики соединены между собой и со ст. Апатиты железнодорожными ветками и шоссейными дорогами. Управление АО “Апатит” располагается в г. Кировске (18 км от ст. Апатиты), рудники удалены от г. Кировска на расстояние от 5 до 20 км (по прямой) и до 50 км по автомагистрали. Действующая АНОФ-2 располагается от г. Апатиты на расстоянии 5 км. В пределах промплощадок рудников располагаются отвалы вскрышных и проходческих пород. Обогатительные фабрики АНОФ-2 и АНОФ-3 имеют отвалы хвостов обогащения, расположенные от фабрик на расстояниях 8-10 км (рис. 13). Охраняемых территорий, зон отдыха, территорий заповедников в радиусе менее 10 км не имеется. Краткая характеристика предприятия (до 1998 г.) Основной выпускаемой продукцией предприятия является апатитовый и нефелиновый концентраты, получаемые на обогатительной фабрике АНОФ-2, перерабатывающей апатито-нефелиновую руду с четырех эксплуатируемых рудников. Технологическая блок-схема представлена на рис. 14. Добыча руды осуществляется комбинированным открыто-подземным способом (с преобладанием подземного) на двух рудниках Кировском и Расвумчоррском и открытым способом на двух рудниках Центральном и Восточном. Проекты строительства и эксплуатации рудников выполнены АО “Институт Гипроруда” с учетом требований Госгортехнадзора, санитарного надзора, земельного и лесного законодательств и экологических требований. Имеется ОВОС. Технологией подземной добычи руд предусматривается использование системы разработки этажного принудительного обрушения с обрушением потолочин, при которой осуществляется отделение и дробление рудного массива с помощью буровзрывных работ камерами на всю высоту этажа, выпуск дробленой руды из магазина с помощью вибропитателей, доставка до подъемных выработок электровозным подземным транспортом, подъем руды с помощью скипов и наклонного конвейерного подъемника (на Кировском руднике) до поверхности, где руда перегружается в железнодорожные составы, которыми доставляется до обогатительной фабрики. Бурение подземных скважин осуществляется станками ударно-вращательного бурения типа НКР-100.
 Рис.14. Технологическая схема АО "Апатит" Технологией открытых горных работ на карьерах предусматривается отделение пород от массива и дробление с помощью буровзрывных работ (буровые станки типа СБШ-250МН), выемка раздробленной породной массы карьерными экскаваторами типа ЭКГ-8И, ЭКГ-10 с вместимостью ковшей 8 и 10 м3, транспортирование руды и вскрышных пород в пределах карьеров автосамосвалами грузоподъемностью 75-110 (120) т, транспортирование руды от рудников до АНОФ-2 железнодорожным транспортом в думпкарах грузоподъемностью 120 т. Действующее производство АО “Апатит” основано на работе АНОФ-2, где перерабатывается более 26 млн. т руды в год и выпускается более 8 млн. т апатитового концентрата. Производство нефелинового концентрата имеет понижающуюся тенденцию и в последнее время снизилось с 1,8 млн. т в год до 0,9. Производство апатитового концентрата включает дробление исходной руды, измельчение с классификацией, флотацию, сгущение, фильтрацию и сушку. При флотации применяются жирнокислотные поверхностно-активные вещества, имеющие IV класс токсичности. Производство нефелинового концентрата включает обесшламливание, доизмельчение с классификацией, обратную флотацию нефелина, где используются те же реагенты, что и при флотации апатита. Перед обратной флотацией нефелина по технологической схеме предусмотрена мокрая магнитная сепарация в слабом поле для выделения титаномагнетита. В зависимости от спроса на нефелиновый концентрат подготовка хвостов апатитовой флотации перед обратной флотацией нефелина может меняться. Количество хвостов, используемых здесь, представляет небольшую часть от общих хвостов, получаемых на АНОФ-2. Кроме рудников и обогатительных фабрик в составе АО “Апатит” имеется ряд вспомогательных цехов, из которых наиболее крупными являются железнодорожный цех, автотранспортный цех с бульдозерным и гаражным участками, ремонтно-механический цех, цеха энергоснабжения и пароснабжения. В составе рудников на промплощадках, как правило, размещаются котельные, объекты содержания большегрузного транспорта, мастерские по ремонту горного оборудования, склады вспомогательных материалов. Качественная характеристика отходов Отходы горного производства Отходами горного производства являются нетоксичные вскрышные и вмещающие горные породы. Объемы вывозки соответствуют плановым коэффициентам вскрыши на каждом карьере и составили в 1997 г. 38526,6 тыс. т. Из этого объема использовано для производства щебня 900 тыс. т для собственных нужд предприятия (в основном, для подсыпки карьерных автодорог). Блок-схема образования отходов представлена на рис. 15. Вскрыша представлена как скальными горными породами, так и моренными отложениями. Скальная вскрыша представлена разновидностями нефелиновых сиенитов: рисчорритами, уртитами, ийолитами. Максимальный размер куска – 800-1000 мм. Содержание SiO2 – до 50%, Al2O3 – до 22%, TiO2 – до 3%. Содержание P2O5 в забалансовых рудах составляет 2-4%. В настоящее время только 3-4% вскрышных пород используются для получения щебня. Испытания показали пригодность пород вскрыши для производства тяжелых бетонов без ограничений. Принципиально породы вскрыши могут быть использованы при производстве нефелинового, сфенового и эгиринового концентратов, сырья для получения цемента и соды. |
Рис.15. Блок-схема образования отходов ОАО "Апатит"
|
Правила экологической безопасности и техники безопасности при выемке, транспортировке и хранении вскрышных пород определены проектами и Едиными правилами техники безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.
Отходы обогащения руд Пуск первой апатито-нефелиновой фабрики осуществлен в декабре 1931 года. Проектные показатели были следующими:
Суммарный концентрат содержал 39,0% Р2О5 при его извлечении 92%. С корректировкой содержания Р2О5 в исходной руде до 28,14% должны были быть следующие технологические показатели:
За период сдачи было отработано 9 смен со следующими показателями:
Сменная производительность – 229 т. При эксплуатации фабрики в 30-40-х годах содержание Р2О5 в хвостах составляло 4-5%, содержание Р2О5 в руде – 24-25%. Хвосты направлялись в реку Белую и накапливались у ее излучины. Однако, большая их часть выносилась в Сейдозеро и попадала в оз. Имандра. Следовательно, первым хвостохранилищем можно считать излучину реки Белой. Это хвостохранилище ничем не защищено от атмосферных воздействий. Аналогичное хвостохранилище, куда направлялись хвосты в период пуска АНОФ-2 (1963-64 гг.) расположено в промышленном районе (ГРЭС и АНОФ-2). В этот период перерабатывались руды содержанием 18,0-18,5% Р2О5, технологическое извлечение составляло 94-95%, товарное – 91-92%, содержание Р2О5 в хвостах – 1,9-2,5%. Это хвостохранилище также не защищено от атмосферных воздействий. В то же время длительные атмосферные воздействия привели к значительным потерям мелких фракций хвостов, что особенно характерно для хвостохранилища в районе излучины реки Белой. Крупные фракции обеднены нефелином, но богаты темноцветными минералами и полевыми шпатами. Учитывая длительность хранения хвостов здесь следует ожидать и повышенное содержание вторичных по нефелину минералов. Хвостохранилище в районе промплощадки также подвергалось длительному атмосферному воздействию. На АО “Апатит” существует законсервированное хвостохранилище, где накапливались хвосты 57-63 гг. В этот период фабрика перерабатывала руды с содержанием Р2О5 19-22%. Извлечение Р2О5 в концентрат составляло 94-95%, содержание в хвостах – 2-4%. В 57-63 гг. фабрика выпускала незначительное количество нефелинового концентрата, и в целом нефелиновое производство не оказывало существенного влияния на минералогический состав хвостов. Благодаря отдаленности от промышленных районов, работам, проведенным по рекультивации хвостохранилища, здесь следует ожидать незначительные изменения поверхности минералов, входящих в состав отвальных продуктов. Эти три хвостохранилища представляют интерес с технологической точки зрения для определения влияния фактора времени и условий хранения на показатели комплексного обогащения отходов фабрик АНОФ-1 и АНОФ-2. Действующие хвостохранилища в районах губы Белой оз. Имандра и реки Жемчужной п. Титан удалены от промышленных районов, и хвосты, складируемые здесь, должны обогащаться лучше по отношению к другим не эксплуатируемым хвостохранилищам, учитывая временной фактор и их расположение. Минералогический состав материала хвостов обогатительных фабрик практически одинаков как в бывших хвостохранилищах, так и в действующем, разница заключается в количественном распределении минералов. В состав хвостов и отвалов входят апатит, нефелин, вторичные минералы (преимущественно по нефелину, частично по пироксенам), полевой шпат, пироксены (эгирин, эгирин-авгит), сфен, титаномагнетит, ильменит, слюда, эвдиалит, сульфиды. Все минералы хорошей сохранности, физических изменений визуально не наблюдается, исключение составляет ильменит, переходящий в магнитную фракцию. Апатит во всех пробах изменился мало, он бесцветен, в основном содержится в сростках, сростки наблюдаются до крупности 0,05 мм. Следует отметить в пробах 30-40-х и 63-64-х годов наличие искусственных образований шарообразной формы и в меньшей мере – в виде скоплений мельчайших “шариков”. “Шарики” представляют, в основном, серовато-зеленую, и иногда коричневатую массу, среди которых располагаются зернышки светлых минералов и пузырьки воздуха. Имеются также “шарики” черного цвета, где цементирующий материал почти полностью заполнен включениями титаномагнетита. Содержание основных минералов по пробам приводится в табл. 9. Приведенные в таблице данные являются ориентировочными ввиду сложности отбора представительных проб. Еще более сложную задачу представляет отбор представительных проб отвалов вскрышных пород. Для ориентировки можно рассмотреть пробу ийолит-уртитов вскрышных пород рудника Центральный (табл. 10). Учитывая отдаленность отвалов от промышленных районов и крупность материала, находящегося здесь, можно сделать вывод о малом изменении их в зависимости от срока хранения. Минералы, представленные здесь, такие же как и в отходах обогатительного производства, но есть различие в процентном соотношении. Таблица 9
Таблица 10
Как видно из приведенной таблицы, здесь повышенное содержание темноцветных минералов, что должно сказаться на технологии их переработки. В соответствии с этим, они будут отличаться и по химическому составу (табл. 11). Таблица 11
Характеристика объектов размещения отходов
Отвалы пород вскрыши, вмещающих пород и забалансовых руд.
Отвалы вскрышных и вмещающих пород и забалансовых руд всех рудников запроектированы АО “Институт Гипроруда” с учетом всех требований Госгортехнадзора, санитарного надзора, земельного и лесного законодательств, экологических требований. Проекты согласованы со всеми компетентными органами, утверждены и имеют ОВОС. Отвалы размещены в земельных и горных отводах соответствующих рудников.
По состоянию на 1.01.1997 г. в АО “Апатит” заскладировано 1269,892 млн. т пород вскрыши и вмещающих пород и 11,715 млн. т забалансовых руд.
Отвалы Кировского объединенного рудника размещены на расстоянии 6-7 км от г. Кировска и 2-3 км от пос. Кукисвумчорр. Отвалы нагорного типа (5 отвалов) находятся на отрогах гор Кукисвумчорр, Апатитовой, Юкспор. В отвалах размещены породы вскрыши от участков открытых горных работ рудника и породы от проходки подземных горных выработок, лежалый материал отвалов не используется.
Отвалы пород вскрыши Центрального рудника размещены по периметру карьера на склонах плато Расвумчорр. Всего имеется 28 отвалов длиной от сотен метров до 3 км, шириной – сотни метров, высотой ярусов – до 140 м. Расстояние от г. Кировска – 20-22 км. Лежалый материал отвалов не используется. На верхних площадках отвала №25 и на участке карьера Восточный Расвумчорр размещены отвалы (склады) забалансовых руд объемом 2,5 млн. м3.
Породы вскрыши Восточного рудника размещены на промплощадке в 9 отвалах. Расстояние от г. Кировска составляет до 35-40 км. Размеры отвалов в длину и в ширину – сотни метров. Отвалы по преимуществу нагорного типа, ярусные, высота яруса доходит до 140 м. Породы вскрыши и отвалов не используются.
На территории рудника размещено два отвала забалансовых руд, суммарный объем которых составляет 1,76 млн. м3.
Отвалы пород Расвумчоррского рудника размещены на территории рудника на расстоянии 3-4 км от г. Кировска. В отвалах находятся породы вскрыши участка открытых работ рудника и породы от проходки подземных горных выработок. Длина и ширина отвалов находится в пределах сотен метров, высота переменная – до 100 м. Лежалые породы отвалов не используются.
Отвалы хвостов обогащения
Годовой объем хвостов равен 15 млн. т, и в настоящее время эксплуатируется только хвостохранилище в районе губы Белой оз. Имандра.
Карта расположения действующего и законсервированных хвостохранилищ приводится на рис. 13.
Хвостохранилище 57-63 годов (АНОФ-1) размещено в долине реки Белой, в районе 16 км г. Кировска и занимает площадь 120 га. В настоящее время для предотвращения пыления засажено многолетними травами и мелким кустарником. По состоянию на 1.01.97 г. в этом хвостохранилище находится 13,676 млн. т хвостов.
Хвосты производства АНОФ-2 размещены в двух хвостохранилищах, одно из которых занимает акваторию оз. Сейдозеро, второе (действующее в настоящее время) занимает часть акватории оз. Имандра, ограниченной специальной дамбой высотой свыше 50 м. Общая площадь последнего составляет 1652,8 га. Откосы дамбы засажены многолетними травами, для обеспыливания горизонтальных участков и дорог производится орошение водой с латексом. На 1.01.97 г. в обоих хвостохранилищах находится 472,854 млн. т хвостов.
Хвостохранилище АНОФ-3 размещено в долине реки Жемчужная, вблизи поселка Титан (8 км от г. Кировска). Хвостохранилище содержит хвосты АНОФ-1 после 1963 г. и хвосты АНОФ-3. Общая площадь хвостохранилища составляет 1157,5 га. На 1.01.97 г. размещено 33,094 млн. т. хвостов.
Всего по АО “Апатит” заскладировано 642,710 млн. т хвостов, в которых содержится 15,31 млн. т P2O5.
Перспективы комплексного освоения отходов обогатительного
производства и отвалов
Комплексное освоение отходов обогатительного производства постоянно привлекает внимание исследователей. Условно эти работы можно разделить на следующие направления.
1. Исследования, проведенные по использованию магнитной сепарации в полях низкой и высокой напряженности с целью извлечения титаномагнетитового концентрата и облагораживания питания обратной нефелиновой флотации (ЦЛ АО “Апатит”, Горный институт КНЦ РАН, институт “Механобр”). В этих работах показано влияние магнитной сепарации на качество нефелинового концентрата /10/ и решается задача получения качественного титаномагнетитового концентрата /11/.
2. Исследования, проведенные ГИГХСом совместно с ЦЛ АО “Апатит” по комплексному обогащению апатито-нефелиновых руд. В основе этих исследований лежат работы по прямой флотации нефелина катионным собирателем АНП в присутствии кремнефтористого натрия, расходы которого значительны /12/, и исследования по комплексному обогащению апатито-нефелиновых руд на основе этого способа обогащения /13/.
3. Большой объем работ по обратной флотации нефелина из хвостов апатитовой флотации и по комплексному их обогащению, выполненных в ЦЛ АО “Апатит” /14, 15/. Здесь интерес представляют работы по использованию различных собирателей при комплексном обогащении апатито-нефелиновых руд /14/ и влияние различных технологических факторов на качество получаемых концентратов /15/.
4. Исследования по комплексному обогащению апатито-нефелиновых руд с использованием новых реагентов и модификаторов флотации, выполненных Горным институтом КНЦ РАН. В этих работах следует отметить флотацию темноцветных минералов эфирами ксилитов /16, 17/, синтез и применение оксигидроксамовых кислот и N-производных олеиновой кислоты для флотации апатита /17, 18/, показавшие высокую избирательную способность при флотации сфена из апатито-сфеновых руд (15,5% TiO2) в щелочной среде. На наш взгляд, заслуживают внимания применение высокомолекулярных алкилбензолсульфонатов (ВАС) совместно с мылом сырого таллового масла (МСТМ) для флотации темноцветных минералов в щелочной среде /19/ с получением качественных нефелиновых концентратов, использование катионов кальция для активации темноцветных минералов, разработка режимов прямой флотации нефелина /20-22/ и развитие этих работ по использованию сульфонатов изоциклического строения для флотации апатита и комплексного обогащения хвостов апатитовой флотации с получением качественного сфенового концентрата /23/ и исследования по комплексному обогащению вскрышных пород (ийолит-уртитов) /24/.
Следовательно, исходя из краткого обзора приведенных работ, хвосты (отходы) апатитового производства, вскрышные породы при открытых горных работах можно перерабатывать с получением апатитового, нефелинового, сфенового, титаномагнетитового и эгиринового концентратов /23-25/.
Возможность использования получаемых концентратов
Исходя из годового объема апатитового производства, выполненных исследований, теоретически можно получить концентратов из хвостов действующего производства, млн. т:
апатитового – 0,43;
Если с апатитовым и нефелиновым концентратами ясны области их использования, то области использования остальных концентратов находятся на стадии опытно-промышленного освоения. К ним относятся /18/:
Эгириновый
– в качестве смазки при прокате стальных труб;
Титаномагнетитовый – металлургическая переработка с получением ванадиевого чугуна и титановых шлаков;
Сфеновый – использование при изготовлении фарфора, керамики;
Сфеновый продукт содержание TiO2 – ниже 27%)
- художественное литье;
Отходы обеспечивающих и вспомогательных технологий
Часть объемов вынимаемой вскрыши используется для производства щебня, потребляемого самим предприятием для подсыпки дорог и в строительных целях. Отходами щебеночного производства являются отсевы, представляющие собой пески крупностью до 5 мм. Нетоксичны.
При эксплуатации котельных образуются отходы в виде нефтепродуктов и газов. Значительная часть газов выбрасывается в атмосферу.
При очистке нефтеулавливающих отстойников и моек технологического автотранспорта извлекаются в качестве отхода нефтешламы 3-го класса опасности. Шламы полностью утилизируются — сжигаются в котельных.
Нефтеотходы имеют 2-й класс опасности и образуются при использовании технических масел. Собранные нефтепродукты используются в качестве топлива на котельных и для сушки концентрата. Часть масел уходит с карьерными водами, что контролируется лабораторными замерами.
Всего в атмосферу объединением выбрасываются 6,261 тыс. т газов. В гидросеть без очистки поступает 8,819 млн. м3 сточных вод.
Отработанные ртутные лампы имеют 1-й класс опасности по ртути. Каждая лампа содержит 100 г ртутного стекла (0,065 г ртути).
Все отработанные лампы на основании договора с АО “Экорд” (г. Кировск) сдаются на демеркуризацию.
Отходы лакокрасочных средств имеют 3-й класс опасности и представляют собой остатки пленок лаков, красок, эмалей, их разлива. Согласно “Справочнику по материально-техническому снабжению строительства” отходы лакокрасочных материалов составляют до 3% от общего количества использованного материала. Отходы складируются на промплощадке.
Шлаки от распада карбида имеют 4-й класс опасности. Образуются в процессе работы ацетиленовых генераторов при производстве газосварочных работ. После гашения представляют собой гашеную известь. Объем шлаков принимается равным объему использованного карбида, т.к. в процессе получения ацетилена масса насыщается водой. Шлаки складируются на промышленном полигоне.
Прочие промотходы – нетоксичные и представляют собой грунты после земляных работ на стройках предприятия, битый кирпич, остатки железобетонных конструкций. Складируются на согласованном с органами надзора полигоне.
Отходы деревообработки имеют 4-й класс опасности и полностью утилизируются.
Твердые бытовые отходы – нетоксичные. На основании договора передаются МПП ЖКХ г. Кировска.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||