Несмотря на то что Россия располагает большими запасами полезных ископаемых, Коммунистическая партия и Правительство России проявляют большую заботу о бережном, хозяйском отношении к природе как первоисточнику материальных благ, как важному фактору успешного решения экономических и социальных задач.
Первостепенное значение в сохранении природных богатств имеет проблема наиболее полного комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов и отходов производства.
Комплексное использование минерального сырья, кроме того, способствует концентрации горной промышленности, значительному уменьшению капитальных затрат, экономии времени и средств на добычу полезных ископаемых. Наибольшее значение имеет комплексное изучение и использование нерудных (неметаллических) полезных ископаемых. Многие виды их в зависимости от состава и свойств используются в различных отраслях народного хозяйства. Например, известняки применяются в 15 отраслях производства. He менее многочисленны и области использования песков — формовочный материал, стекольная и абразивная промышленность, строительство и т. д. Разнообразно применение глин, доломитов, различных видов изверженных пород. На некоторых месторождениях в теле полезного ископаемого содержится несколько ценных минералов или элементов, каждый из которых представляет промышленный интерес: слюда, полевой шпат и кварц в слюдоносных пегматитовых жилах, барит, флюорит и металлы — в барито-флюоритовых полиметаллических рудах и т. д. Использование в качестве полезного ископаемого пород вскрыши повышает экономичность разработки месторождения.
Ценным сырьем для промышленности могут служить попутно получаемые при добыче и переработке продукты, которые в настоящее время нередко рассматриваются как отходы производства.
Все это показывает, что изучение месторождений нерудных полезных ископаемых должно производиться комплексно. Это положение зафиксировано в инструкциях ГКЗ России по применению классификации запасов к различным видам нерудных полезных ископаемых, однако практически при оценке месторождений принцип комплексности не всегда соблюдается.
При разведке месторождений полезных ископаемых не всегда дается оценка пород вскрыши и отходов производства, как агрохимического сырья и сырья для производства строительных материалов. Нередко в качестве сырьевых баз для производства строительных материалов разведуются полезные ископаемые, использование которых более рационально в других отраслях промышленности. При разведке месторождений, содержащих ряд других компонентов, не всем им дается промышленная оценка, слабо разработана методика комплексной оценки месторождений нерудных полезных ископаемых.
При комплексном изучении месторождений нерудных полезных ископаемых должна быть дана оценка: 1) пригодности полезного ископаемого для различных назначений; 2) всех компонентов, содержащихся в полезном ископаемом в концентрациях, представляющих промышленный интерес; 3) возможности использования пород вскрыши, а также непригодных для применения по основным назначениям пород, залегающих в продуктивной толще; 4) возможности и экономической целесообразности переработки и использования попутно получаемых при добыче и технологическом пределе продуктов: мелочи, отсевов, хвостов обогащения, шлаков и т. д.
Одним из важнейших условий правильной промышленной оценки месторождений полезных ископаемых является всестороннее изучение их свойств, позволяющее установить, в какой области наиболее целесообразно применить данное сырье.
Обычно с необходимой детальностью полезное ископаемое изучается применительно к установленным в задании областям использования его, что является правильным. Однако одновременно с оценкой сырья для целей, предусмотренных заданием на его разведку, необходимо проводить дополнительные исследования, позволяющие предварительно оценить его для использования в других отраслях народного хозяйства, что требует увеличения затрат. Размер этих затрат и их эффективность в значительной степени зависят от правильности методики комплексной оценки.
Вследствие большого разнообразия состава и свойств нерудных полезных ископаемых конкретные требования к комплексности оценки того или иного вида сырья могут иметь свои специфические особенности. Однако общие принципы для всех полезных ископаемых едины.
Эти принципы сводятся к следующему.
1. Максимальное использование результатов химических и минералогических анализов, петрографических исследований и технологических испытаний, полученных при изучении сырья для основных назначений.
2. Дополнительные анализы и испытания следует производить в том случае, если результаты изучения сырья свидетельствуют о: а) непригодности сырья для назначения, указанного в задании, но не исключают возможности использования его для другого назначения; б) возможности использования сырья для более ответственного назначения или в отрасли производства, сырье для которого более дефицитно в данном районе.
В этом случае вопрос об области применения сырья должен быть согласован с заинтересованными организациями и решен в Госплане республики или Госплане России.
3. Применение скоростных методов анализов и испытаний, выяснение и использование зависимости между отдельными свойствами сырья.
Согласно классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых в комплексных рудах, подлежат обязательному подсчету и учету, помимо основных, также и сопутствующие ценные компоненты.
Парагенетический комплекс минералов или элементов, которые в определенных условиях могут представлять практический интерес для месторождений нерудных полезных ископаемых, довольно широк и разнообразен. Это прежде всего барит и флюорит в полиметаллических рудах, слюда и редкие металлы в пегматитах, хромит, асбест, тальк в ультраосновных породах, никель и кобальт в коре выветривания, рассеянные редкие элементы, титан, цирконий, золото и другие в месторождениях песков.
Наличие в теле полезного ископаемого нескольких элементов или минералов, каждый из которых представляет промышленный интерес, требует комплексного изучения его, так как извлечение из одного и того же сырья многих компонентов удешевляет стоимость передела его и позволяет получить готовую продукцию по более низкой себестоимости. Несоблюдение условий комплексного использования сырья наносит народному хозяйству большой материальный ущерб. Переработка одних только нефелинов дала бы народному хозяйству миллионы тонн остродефицитных продуктов: соды, поташа, окиси алюминия и цемента.
Обычно к попутным полезным компонентам относят все выявленные минеральные комплексы, отдельные компоненты руд и рассеянные элементы, которые при разработке основного полезного ископаемого могут быть рентабельно извлечены и использованы в промышленности. Эта формулировка не позволяет четко определить грань между основными и попутными компонентами. В большинстве случаев к основным относят компоненты, извлечение которых является целью разработки месторождения, что во многих случаях не оправдано и сдерживает промышленное освоение месторождения. Действительно цель разработки месторождения определяется отраслью, которая будет его эксплуатировать. Так, например, при разведке апатит-редкометальных месторождений по заданию Министерства цветной металлургии в качестве основных компонентов будут выступать редкие металлы, а при разведке этих же месторождений по заданию Министерства химической промышленности основным компонентом будет апатит. Иногда основной компонент не обеспечивает необходимую рентабельность разработки месторождения без извлечения и утилизации попутного в этом понимании компонента, вследствие чего отрасль, выдавшая задание на разведку месторождения, не заинтересована в его промышленном освоении.
Представляется более правильным к основным компонентам относить все компоненты, извлечение и утилизация которых обеспечивают получение отраслевой нормы прибыли. К попутным компонентам следует относить только те, которые повышают рентабельность работы горнодобывающего предприятия, но не определяют ее целесообразность. Такое определение будет способствовать повышению комплексного использования недр.
Изучение месторождений на попутные полезные компоненты должно осуществляться в соответствии с требованиями ГКЗ России к подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов в рудах и других видах минерального сырья.
Несмотря на большое значение комплексной оценки месторождений полезных ископаемых, при выборе объектов, на которых следует производить комплексное изучение сырья, нужно проявлять определенную осторожность, чтобы избежать Неоправданных затрат. Это прежде всего относится к тем месторождениям, на которых визуально определить попутные компоненты невозможно или трудно. Естественно, что подвергать анализам все породы любого разведуемого месторождения бессмысленно: кроме затрат больших средств, это ни к чему не приведет.
При разведке месторождений нерудных полезных ископаемых, находящихся в благоприятных структурно-литологических условиях, в первую стадию исследования необходимо производить качественные спектральные анализы, а при разведке месторождений песка в металлоносных провинциях или горизонтах — минералогический анализ тяжелой фракции. При встрече тех или иных металлов или минералов следует выполнить количественный спектральный анализ единичных проб, отобранных из различных пород, слагающих месторождение. Если будет установлено повышенное содержание какого-либо элемента, то необходимо произвести химические анализы на этот элемент, и при подтверждении его промышленной концентрации разведать месторождение по соответствующей программе. Если же концентрации обнаруживаемых спектральным анализом элементов незначительны, то следует отобрать мономинеральные пробы основных рудообразующих минералов (например, барита и кварца при установлении содержания золота в кварц-баритовых жилах), чтобы выявить связь обнаруженного компонента с тем или иным минералом.
Количество мономинеральных проб в каждом случае определяется с учетом особенностей месторождения. При установлении корреляционной связи попутного компонента с определенным минералом необходимо по достаточному количеству анализов построить графики зависимости содержания попутных компонентов от содержания основного компонента. При детальной разведке следует изучить возможность извлечения попутных компонентов и выполнить технико-экономические расчеты, подтверждающие целесообразность их извлечения. При низких содержаниях попутных компонентов вопрос о промышленной ценности решает технология их извлечения. Запасы попутных компонентов относят к балансовым или забалансовым в зависимости от того, подсчитаны они в блоках балансовых или забалансовых руд по основному компоненту. В обоих случаях должна быть доказана возможность извлечения этих компонентов при обогащении либо в самостоятельные концентраты, либо в концентраты основных компонентов. В последнем случае должна быть изучена также возможность и целесообразность их разделения.
При разведке месторождений, в полезном ископаемом которого содержатся попутные компоненты, неизбежно возникает вопрос о степени их разведанности и в каком количестве они должны разведываться, если их общие ресурсы значительно превышают требуемые.
При решении этого вопроса основное значение приобретают потребность народного хозяйства в попутных компонентах, наличие разработанной технологии, экономическая целесообразность и необходимость их извлечения.
В последнее время наблюдаются случаи значительных затрат средств на излишне детальное изучение попутных компонентов, потребность в которых отсутствует или ограничена, а технология извлечения требует существенного изменения технологии переработки основного полезного ископаемого, что экономически нецелесообразно. Вследствие этого глубокому изучению должны подвергаться только те попутные компоненты, на которые установлена конкретная потребность, а детально изученные запасы в количественном отношении должны находиться в пределах этой потребности. Изучая попутные компоненты и давая им промышленную оценку, необходимо учитывать возможность их извлечения по технологической схеме переработки основного компонента, в котором они рассеяны, а если это невозможно, то давать оценку экономической целесообразности переработки основного компонента по другой схеме, по которой достигается извлечение попутного компонента. Изучение попутных компонентов должно ограничиваться предварительной оценкой их количества и качества с указанием возможных областей промышленного использования.
Полезная толща многих месторождений нерудных полезных ископаемых имеет неоднородное строение — чередуются кондиционные и некондиционные породы, а также прослои и линзы пород, непригодных для использования по назначению, указанному в задании. Включение этих пород в полезную толщу в случае их большого количества или большой мощности может привести к тому, что полезная толща в целом не будет удовлетворять требованиям промышленности по качеству. В то же время исключение этих пород путем селективной их отработки с отнесением в отвал усложняет горнотехнические условия разработки месторождения, и в отдельных случаях она становится нерентабельной. В таких условиях остро встает вопрос о комплексном использовании пород, слагающих полезную толщу. В практике геологоразведочных работ и эксплуатации известно много случаев, когда отдельные горизонты оцениваются для различных целевых назначений. Так, на Еленовском месторождении чистые и доломитизированные разности известняков рассматриваются как флюсовое сырье, а доломиты — как сырье для огнеупорной промышленности, на Каймановском месторождении чистые разности известняков оценены как сырье для цементной промышленности, а заключенные в них горизонты доломитов и доломитизированных известняков — как материал для бутового камня и щебня.
Нередко полезная толща перекрыта мощным слоем пород вскрыши, вследствие чего разработка месторождения становится нерентабельной, и запасы относятся к забалансовым. Использование пород вскрыши позволило бы изменить экономику добычи сырья и перевести запасы в разряд балансовых.
К сожалению, положение с использованием пород вскрыши все еще нельзя признать удовлетворительным. Ежегодный объем выемки вскрышных пород на карьерах, например, Марганецкого горнообогатительного комбината составляет 35—40 млн. м3, а используется не более 3%. Среди добытых и неиспользуемых вскрышных пород находится 5—6 млн. т суглинков, пригодных для кирпично-черепичного производства, до 1 млн м3 ракушечниковых и оолитовых известняков, из которых при обжиге можно получить строительную известь, 1,0—1,5 млн. м3 песков различного состава, которые могут найти применение при изготовлении кладочных и штукатурных растворов, а также в качестве мелкого наполнителя бетона, 2,3—3 млн. м3 зеленых надрудных глин, являющихся сырьем для изготовления, керамзита. He лучше положение с использованием вскрышных пород и на других крупных разрабатываемых месторождениях.
При разведке новых месторождений строительных материалов геологические организации обычно ориентируются на заявки отраслевых министерств и глубоко не анализируют возможность удовлетворения потребности за счет вскрышных пород, разрабатываемых и намечаемых к промышленному освоению месторождений других видов полезных ископаемых. В ряде случаев разведуются месторождения строительных материалов, находящиеся в непосредственной близости от разрабатываемого месторождения другого полезного ископаемого, во вскрыше которого залегают те же породы, что и на разведуемом. Нередко отказ в изучении пород вскрыши аргументируется отсутствием потребности и даже приводятся документы, подтверждающие это. В действительности в некоторых районах потребность в дополнительных материалах отсутствует, так как она полностью удовлетворяется за счет привозного сырья или разработки многочисленных мелких карьеров, что приводит к изъятию из сельскохозяйственного производства значительных площадей.
Большая часть предприятий Облмежколхозстроя, облкоммунхозов, отдельных совхозов и колхозов удовлетворяет свою потребность за счет разработки месторождений самостоятельными небольшими карьерами. Эти карьеры, вследствие незначительной глубины, занимают большие площади пахотных земель, характеризуются малой производительностью, низким качеством продукции и высокой ее себестоимостью. Таким образом, необходимо глубоко анализировать баланс потребления и производства стройматериалов, оценивать источники покрытия потребности, производить сравнительные технико-экономические расчеты удовлетворения потребности за счет существующих источников и вскрышных пород. Однако, выбирая в качестве источника покрытия потребности в строительных материалах вскрышные породы, необходимо иметь в виду, что они нередко существенно отличаются в худшую сторону от аналогичных пород, не затронутых процессами рудообразования. Для них характерны более высокая объемная масса и повышенное содержание сульфидов, что увеличивает стоимость строительства и обусловливает быстрое разрушение зданий и сооружений. В одном из городов нашей страны вследствие этого создалось очень неприятное положение: применение в качестве строительного материала вскрышных пород одного месторождения никеля привело к необходимости перестройки целых жилых кварталов. Поэтому при оценке вскрышных пород, особенно месторождений сульфидов и других рудных минералов, нельзя исходить только из традиционно сложившихся требований, а следует учитывать особенности вещественного состава вскрышных пород этих месторождений.
Большое значение в настоящее время приобретает утилизация отходов производства: хвостов обогатительных фабрик, металлургических, химических и других заводов. Уже сейчас на металлургических предприятиях Украины перерабатывается около 37 % доменных шлаков, а в дальнейшем планируется переход на безотвальную работу.
Возрастающее потребление побочно полученных при добыче, обогащении и технологическом переделе продуктов, по-видимому, не позволяет называть эти продукты «отходами производства», так как этот термин неверно отражает их роль и значение в народном хозяйстве.
Побочно получаемые продукты сами по себе являются ценным сырьем. Из шлаков возможно получение широкой номенклатуры материалов и изделий: отвального и специального щебня, гранулированных шлаков, минеральной ваты, пемаы, различных блоков и плит, ситаллов, минеральных удобрений и т. д.
На Ждановском металлургическом заводе «Азовсталь» при годовой выплавке 5 млн. т чугуна одновременно производятся 1 млн. т гранулированного шлака, около 1 млн. м3 шлаковой пемзы, более 300 тыс. м3 шлаковаты и свыше 1 млн. м3 литого щебня. Годовой доход от реализации этой продукции составляет 12 млн. руб., в т. ч. прибыль 7 млн. руб. Выпуск стройматериалов на «Азовстали» обходится в 2—3 раза дешевле, нем на специализированных предприятиях.
Несмотря на имеющиеся успехи, уровень переработки и использования побочно получаемых продуктов еще не соответствует требованиям народного хозяйства. В очень небольшом количестве используются отходы электростанций, которые с каждым годом увеличиваются, отходы углеобогащения, коксохимзаводов, предприятий горнохимической и других отраслей промышленности.
Немалую ответственность за это должны нести геологи, разведующие месторождения полезных ископаемых. До сих пор изучению и оценке отходов добычи и обогащения при разведке месторождений уделялось мало внимания, а изучение и оценка отходов технологического передела вообще не производились. По-видимому, появилась необходимость уже на стадии детальной разведки давать обстоятельную оценку получаемым,; при добыче, обогащении и технологическом переделе побочных продуктов. Для этого прежде всего нужно на основе их минерального и химического состава и физико-механических свойств устанавливать возможное направление использования; при проведении технологических испытаний основного сырья ставить перед организациями, проводящими эти испытания, задачу оценки продуктов технологического передела и обогащения; изучить технологию переработки отходов, получаемых при добыче. При этом следует иметь в виду, что в переработке отходов производства, особенно в шлакопереработке, сложилась своя собственная технология, внедрено специальное оборудование и автоматизированные установки, номенклатура и ассортимент продукции непрерывно расширяются. Поэтому для проведения технологических исследований необходимо привлекать специализированные организации, способные решить поставленные задачи на небольшом количестве материала, получаемом при разведке, обогащении или технологических исследованиях проб основного сырья.
Производя комплексную оценку месторождения, следует иметь в виду, что она является не самоцелью, а средством повышения экономического потенциала месторождения, наиболее полного, но в то же время рационального использования сырья. Поэтому во всех случаях должна даваться лишь принципиальная оценка возможности использования всего комплекса горных пород, минералов, элементов и «отходов производства» при минимальных затратах средств на их изучение.
Детальному изучению должны подвергаться лишь те горные породы, минералы, элементы, побочные продукты добычи, обогащения и технологического передела, на которые имеется конкретный потребитель, а установленная потребность подтверждена плановыми органами.
При наличии такой потребности разведка попутных полезных ископаемых, компонентов и пород вскрыши производится в общем контуре разведки основного полезного ископаемого, так как вскрытие и извлечение их из недр будут осуществляться в течение всего периода разработки основного полезного ископаемого, а разведка лишь части запасов, в пределах заявленной потребности не позволит планомерно поставлять соответствующее, попутно получаемое сырье потребителю. В то же время в технико-экономическом обосновании кондиций учитываются полезные ископаемые, компоненты, породы вскрыши, в количествах заявленной потребности. Запасы отходов обогащения и технологического передела как правило специально не разведуются и не подсчитываются. Они определяются по результатам технологических испытаний, путем установления их выхода, разумеется, при условии доказательства, что определенный по результатам технологических испытаний выход продукта и его качество характерны для всего месторождения, а не только для той части полезного ископаемого, которое было отобрано в пробу. При наличии нескольких разновидностей минерального сырья или резко изменчивом его качестве выход и качество отходов обогащения и переработки должны определяться для каждой разновидности и на пробах разного качества.
Существенную помощь здесь может оказать технологическое картирование.
Главная