Исследование способов обезвреживания и использования твердых отходов в качестве строительных материалов

Наименование пород	Плотность, т/м3	Естественная влажность, %	Пористость, %	Удельное сопротивление, МПа	Предел прочности на сжатие, МПа	Предел прочности на растяжен., МПа	Коэффициент крепости по М. Протодьяконову	Условный показатель хрупкости
- гранодиориты, диоритовые, андезитовые и дацитовые порфириты;	2,65-2,75	0,3	2,6-4,2	48-76	125-214	14-19	12-21	9-11
- диабазы диабазовые порфириты,  андезито – базальты;	2,90-2,95	0,3	2,6-3,9	27-34	160	16	16	10
- микродиабазы, микродиориты, вулканические брекчии;	2,85-290	0,3	2,8	-	144-186	14-20	14-18	9-10
- туфы, кремнистые туффиты;	2,85	0,3	2,7-3,8	-	105-200	10-16	10-20	10-12
- спилиты, диабазы;	2,90-2,92	0,3	-	22-43	100-158	10-20	10-16	8-10
- кордиерит-антофиллитовые и биотит – кордиеритовые роговики;	2,80-2,90	0,3	-	31-44	121-226	11-16	12-22	11-14
- кварц-альбитовые, биотит  – кварц – альбитовые роговики;	2,72-2,74	0,3	-	-	103-113	12	10-11	6-8
- серицит-кварц-альбитовые, актинолит - альбит-хлоритовые породы	2,80-2,81	0,3	-	-	127-176	16-26	12-17	7-8
- серицит-кварцевая порода  с пиритом.	2,96	0,3	-	26-43	123-147	7-13	12-15	11-17

Источник: Тимофеев Ю.И., Берещук С.Г. Проект отработки отвалов скальных пород месторождения с целью получения щебня в Хромтауском районе Актюбинской области /Актобе. – 2004. – 104 с. 

Согласно условиям технического задания годовая производительность по выпуску щебня планируется 1000,0 т/год. Режим работ устанавливается  круглосуточный, круглогодичный в 2 смены  по 12 часов.

Получаемый в результате переработки вскрышных пород  щебень марок «600»–«1400» имеет  очень высокие технические характеристики, позволяющие использовать его практически  во всех видах строительных работ. Следует отметить, что отходы от производства щебня из вскрышных пород достаточно инертны, устойчивы к окружающей среде. Представляют собой мелкофракционный материал – менее 5 мм, с большим количеством глинистой фракции, что предопределяет их слеживаемость при складировании в отвалах и требует незначительных затрат для их подготовки к последующему хранению.

Таким образом, в результате добычи медных руд образуются твердые  отходы, в том числе вскрышные  породы, представленные доллеритами, диабазами, андезитовыми порфиритами, гранодиоритами, гранитами, гранодиоритами плотными, липаритами, фельзитовыми порфирами. Складирование вскрышных пород производится бульдозерным способом по периферийной технологии.

 

 

2.3. Образование хвостов обогащения на месторождении

 

Месторождение состоит из трех независимо расположенных залежей «Южная», «Центральная» и «Северная».

«Северная» залежь – вертикальные, линзовидные рудные тела, «Центральная»  – горизонтально залегающие крупные  рудные линзы, «Южная» – крупное  тело 1, в разрезе – сложной линзовидной формы, сопровождающееся линзовидным телом небольшого размера.

Основные параметры рудных залежей приведены в таблице 2.

Руды месторождения относятся  к классу сульфидных и по текстурным особенностям отчетливо подразделяются на три группы:

а) сплошные сульфидные руды;

б) вкрапленные сульфидные руды;

в) прожилково-вкрапленные  сульфидные руды.

Руды группы «а» прослеживаются в пределах всей площади месторождения, являются достаточно выдержанными по мощности рудных залежей. Руды групп  «б» и «в» распространены значительно  меньше сплошных руд, но также образуют довольно крупные самостоятельные  тела, хотя и менее выдержанные  по мощности, падению и простиранию.

Руды группы «а» являются сплошными по сумме главных сульфидных минералов (пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит). Полезные минералы (халькопирит  и сфалерит) распределены среди основной пиритовой или пирит-пирротиновой массы руды в виде вкрапленности небольших гнезд и прожилков. Содержание рудных минералов в сплошных рудах составляет 80 - 100 %.

 

Таблица 2 – Основные параметры рудных залежей месторождения

 

Залежь	Рудное тело	Протяженность по простиранию, м	Ширина, м	Мощность, м	Элементы залегания
Южная	1	940	250	45	Форма относительно  сложная, линзообразная. Падение восточное под углом от 10 до 75 градусов. Глубина залегания от по- верхности от 12 до 545 м
	2	300	76	14
	2-1	50	100	12
	2-2	50	60	11
Центральная	1	350	141	14	Форма относительно  простая, линзообразная. Залегание пологое на глубине от 24 до 122 м
	2	345	109	8
	3	140	43	12
Северная	Западная линза	135	Суммарная 84 м	6	Падение восточное под  углом 75-90 градусов. Глубина залегания до 420 м
	Восточная линза	170		11

 

 

Источник: Дорофеев В. К. Проект (корректировка) «Горно-обогатительный комплекс (горное производство). – Усть-Каменогорск: Институт «Казгипроцветмет», 2005. – Т.2. Кн.2. – 63 с.

 

Минеральный состав руд месторождения  простой. Основными рудообразующими  минералами в сплошных рудах являются пирит (50-80 %), халькопирит – (5-30 %), сфалерит (до 2 %), пирротин и магнетит (до 5 %).

Нерудные минералы представлены кварцем (до 10 %) и серицитом (до 5 %). Прожилково-вкрапленные разновидности руд состоят из пирита (10-30 %), халькопирита (13-20 %), пирротина и магнетита (3-5 %), кварца (40-70 %), серицита (5-20 %), биотита, антофиллита, кордиерита (до 5 %), единичных зерен сфалерита и карбонатов.

Основными полезными компонентами являются медь и сера.

Среднее содержание меди в сплошных рудах составляет 1,76 %, во вкрапленных – 2,03 %. Среднее содержание серы в сплошных рудах составляет 40,69 %, во вкрапленных – 26,87 %.

 

Таблица 3 – Химический состав массивных халькопирит-пиритных руд

Наименование компонентов	Содержание компонентов,%
	В малых технологических пробах	В лабораторных пробах	В полупромышленных пробах
1	2	3	4
Медь	0,87-3,00	1,81-2,83	1,96
Сера	36,2-50,2	42,4-45,5	44,60
Железо	Не определялось	38,8-42,0	41,47
Цинк	0,01-0,5	0,06-0,3	0,45
Свинец	0,001-0,03	Следы – 0,008	0,03
Кобальт	0,004-0,10	0,029	0,032
Кадмий	0,04	0,010-0,011	0,010
Германий	Не обнаружено	Следы – 0,0002	0,0002
Галлий	0,001	0,0008-0,001	0,0005
Таллий	Не обнаружено	0,0002-0,0003	0,0002
Индий	Не обнаружено	0,0001	0,0004
Селен	Не обнаружено	0,0038-0,006	0,0084
Теллур	Не обнаружено	0,0003-0,0012	0,0015
Мышьяк	Следы – 0,03	0,01-0,02	Не обнаружено
Сурьма	Не обнаружено	Следы – 0,002	0,001
Молибден	0,002-0,02	0,003 – 0,007	0,007
Висмут	0,0003-0,007	0,004-0,006	-
Золото	Не обнаружено	0,16	0,11
Серебро	1,0-5,0	4,8	5,3

 

Источник: Дорофеев В. К. Проект (корректировка) «Горно-обогатительный комплекс «50 лет Октября» (горное производство). – Усть-Каменогорск: Институт «Казгипроцветмет», 2005. – Т.2. Кн.2. – 63 с.

 

Распределение основного компонента – меди – в рудах неравномерное. Коэффициент вариации составляет для  сплошных руд – 77 %, вкрапленных – 93 %, средний – 80 %.Второстепенные компоненты: цинк (среднее содержание 0,47 %), кобальт (0,03 %), серебро (3,9 г/т), селен (0,007 %). В качестве примесей присутствуют кадмий, теллур, галлий, таллий, индий, золото.

В рудах месторождения определены также вредные примеси – мышьяк (0,013 %) и фтор (0,014 %).

Содержание нерудных компонентов  в пробах массивных руд: кремнезем  – 5,3-11,05 %; глинозем – 0,89-6,69 %; окись кальция – 0,19-0,56 %; окись магния – 0,015-1,71 %; марганец – 0,011-0,031 %. Технологические исследования руд на обогатимость проводились институтами «Уралмеханобр», «Унипромедь» на лабораторных и полупромышленных пробах.

Исследования показали, что руды сравнительно легко обогащаются  по схемам прямой селективной флотации или коллективно-селективной флотации. Обогащение руд происходит на обогатительной фабрике (приложение Б, рисунок Б.5, Б.6).

По технологическим свойствам  руды относятся к единому технологическому типу – медно-колчеданному. Медно-колчеданные руды в основном перерабатываются путем тонкого измельчения с последующей флотацией.

Получение из медных руд  кондиционного концентрата КМ-5 с  извлечением меди 84 % происходит с применением схемы прямой селективной флотации (рисунок 2).

В колчеданных рудах месторождения  содержится более двенадцати элементов  с относительно высоким содержанием. Судя по минералогическим исследованиям [015], они находятся в виде эмульсионных выделений в сульфидах меди. Все  элементы, за исключением золота и  серебра, распределяются пропорционально  выходам продуктов обогащения.

Содержания попутных элементов  в руде и концентратах находятся  на одном уровне. Более половины золота (53 %) и серебра (45 %) в медно-колчеданных рудах извлекаются в медный концентрат. При этом следует отметить, что содержание их в концентрате в связи с низким содержанием в руде, невысокое (1,30 г/т золота и 25,8 г/т серебра). В свете изложенного рекомендуется в качестве попутных компонентов учитывать золото и серебро в медно-колчеданных рудах.

Остальные попутные компоненты (кобальт, кадмий, селен, теллур, индий  и др.) имеют содержания в медных концентратах выше кларковых и большинство из них характеризуются низким извлечением. Поэтому получить из перечисленных попутных компонентов пригодную для реализации продукцию не представляется реальным.