Максимально эффективное использование ограниченных ресурсов для создания неограниченной ценности | Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов разрабатывает инновационную технологию переработки ценных ресурсов из хвостохранилищ
2024-10-18
18 октября 2024 года была официально учреждена компания China Resources Recycling Group Co., Ltd. Генеральный секретарь Си Цзиньпин дал важные указания, подчеркивающие необходимость полной, точной и всесторонней реализации новой философии развития, тщательной реализации комплексной стратегии сохранения ресурсов, строгого соблюдения принципов переработки и превращения отходов в ценные ресурсы, поддержки инновационного развития, содействия открытому сотрудничеству и стремления к бесперебойной работе цепочки переработки ресурсов. Будучи национальным высокотехнологичным предприятием, национальным демонстрационным предприятием технологических инноваций и национальным технологическим центром предприятий, Changsha Nonferrous Metallurgical Design and Research Institute Co., Ltd. серьезно укрепляет свою идеологическую и практическую осведомлённость о качественной работе в области переработки ресурсов, уделяя больше внимания систематическим исследованиям, разработкам и оптимизации технологий переработки ресурсов, ускоряя преобразование научно-технических достижений в реальные производительные силы, постоянно совершенствуя свой независимый инновационный потенциал в ключевых областях и формируя большое количество основных технологий с независимыми правами интеллектуальной собственности. Это оказало мощную техническую поддержку моей стране в создании горнодобывающей державы, содействовало развитию цветной металлургии и способствовало развитию отрасли переработки ресурсов.
Сегодня вопросы ресурсов и окружающей среды становятся всё более актуальными, и технологии вторичной переработки хвостов становятся важной движущей силой устойчивого развития ресурсов. Хвосты часто содержат большое количество ценных металлов и минералов. Благодаря комплексным технологиям переработки хвостов можно значительно сократить объём накопленных хвостов, снизить риски землепользования и загрязнения окружающей среды, предотвратить превращение хвостов в экологическую нагрузку и превратить их в движущую силу устойчивого развития.
За последнее десятилетие в моей стране наблюдался стремительный прогресс в области экологичных технологий утилизации хвостов. Будучи лидером в области технологического прогресса в цветной металлургии, Changsha Nonferrous Metallurgical Design and Research Institute Co., Ltd. решает проблемы извлечения низкосортных полезных металлов из рудников, большие площади, занимаемые шлаком и отвалами горных пород, а также связанные с этим риски для безопасности. Компания применяет такие технологии переработки полезных ископаемых, как гравитационное разделение, магнитное разделение и рентгеновское излучение, для извлечения низкосортных полезных металлов и повышения степени извлечения. Компания сочетает флотацию, магнитное разделение, гравитационное разделение и фотоэлектрическое разделение для достижения 100%-ной переработки рудного сырья, обеспечивая безхвостоотводное и экологичное производство на обогатительной фабрике. На подземных рудниках, где 100%-ная переработка рудного сырья невозможна, хвосты используются для закладки выработок, что исключает сброс хвостов и сокращает или полностью устраняет образование хвостохранилищ. Кроме того, компания использует технологию «дробление + формование + промывка» для производства строительных материалов из пустой породы, сокращая занимаемые земли под складирование пустой породы. Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов внедрил смелые инновации в основные технологии и постоянно преодолевает технические барьеры. Благодаря применению этих технологий удалось добиться комплексного использования ресурсов, безхвостоотводного и экологичного производства на обогатительных фабриках, а также получить существенные экономические и социальные преимущества. Он последовательно завоевал вторую премию министерства науки и технологий и вторую премию министерства за выдающийся инженерный проект.
Шахты без хвостохранилищ
—Технология утилизации ресурсов хвостохранилищ
Проект предварительной утилизации сырой руды и использования и переработки пустой породы на свинцово-цинковом руднике Фанькоу
В 2021 году Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов спроектировал и модернизировал обогатительную фабрику свинцово-цинкового рудника Фанькоу, завершив проект модернизации технологии обогащения и сделав свинцово-цинковый рудник Фанькоу одной из крупнейших баз по добыче свинцово-цинковой руды в Азии. Этот проект стал первым в Китае, где были внедрены технологии гравитационного обогащения и рентгеновского излучения, а также первым в Китае, где была применена технология фотоэлектрического предварительного обезвреживания для высококачественной свинцово-цинковой руды. После очистки поверхности сырой руды с помощью оборудования собственной разработки, перед подачей на обогатительную фабрику используется рентгеновская сепарация для удаления бедной руды и пустой породы ниже бортового содержания. Эта технология позволяет извлекать низкосортную руду из пустой породы на рудниках с высоким содержанием свинца и цинка, что позволяет снизить содержание полезных ископаемых на границе добычи, улучшить использование ресурсов, сократить энергозатраты на обогащение примерно на 20% и уменьшить потери полезных металлов. Технология включает в себя промывку + дробление и измельчение методом SAB и оптимизированную скоростную флотацию с высокощелочным тонкоизмельчением свинца и цинка, а также использование хвостов после гравитационного разделения + рентгеновского обогащения для производства строительного песка и гравия, что обеспечивает «нулевое» складирование пустой породы и создает экономические и социальные преимущества.
Технология высокоэффективной утилизации хвостов
Комплексный проект по освоению и утилизации асбестовых отходов рудника Мангья, провинция Цинхай
В настоящее время рудник по добыче хризотил-асбеста в районе Мангья, провинция Цинхай, эксплуатируется более 60 лет. В процессе добычи и обогащения образовалось большое количество вмещающей породы, хвостов и пустой породы, в результате чего общий объём асбестовых отходов достиг 400 миллионов тонн, и эта цифра ежегодно увеличивается на 4-6 миллионов тонн.
Комплексное использование ресурсов асбестовых отходов в стране и за рубежом широко практикуется только в области переработки короткого асбестового волокна. Эта утилизация представляет собой поверхностную, низкоуровневую и простую переработку одного продукта, что приводит к низкой добавленной стоимости, примитивным методам производства и значительному вторичному пылевому загрязнению.
В 2024 году Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов (Changsha Nonferrous Metals Research Institute) выиграл тендер на комплексный проект по разработке и использованию асбестовых хвостов из рудника Мангья в провинции Цинхай. Чтобы гарантировать, что технология может адаптироваться к особенностям высокогорного, холодного, сухого и дефицитного в воде климата пустыни Гоби с обилием солнца и ветра, Чаншаский институт цветных металлов организовал технический персонал для проведения детального обследования на месте. После всестороннего анализа условий на месте и большого объема технических данных была предложена схема электроснабжения, основанная на зеленой электроэнергии и дополненная энергосетью, а также круговой технологический маршрут электролиза + химического обогащения. Этот проект нацелен на асбестовые хвосты с использованием зеленых и чистых источников энергии, таких как фотоэлектрические системы и энергия ветра. Он использует местные материалы для производства соляной кислоты и гидроксида натрия для кислотного и щелочного выщелачивания хвостов. Продуктами являются высокочистый диоксид кремния, оксид магния и оксид железа, что обеспечивает высокую чистоту, качество и ценность.
Железо-магниевый остаток, полученный при щелочном выщелачивании силиката натрия, в основном состоит из нерастворенного никеля, кремния, магния, кальция и железа из асбестовых хвостов. Этот остаток может быть использован в качестве сырья для производства цемента или в качестве почвоулучшителя. Фильтрат выщелачивания нейтрализуется с образованием раствора хлорида натрия, который затем возвращается для приготовления кислот и щелочей, что обеспечивает экологичное, безэмиссионное и высокорентабельное комплексное использование ресурсов асбестовых хвостов.
Этот проект достигает конечной цели – полной утилизации асбестовых хвостов и превращения отходов в ценные ресурсы, а также решает проблемы управления и восстановления окружающей среды в высокогорных и холодных регионах. Ввод проекта в эксплуатацию полностью решит 65-летнюю проблему утилизации хвостов производства хризотил-асбеста на предприятии Qinghai Chuang'an Company, превратив более 400 миллионов тонн хвостов в ценный ресурс, создающий значительную стоимость и приносящий значительную прибыль владельцу.
Проектирование, исследования и реализация этого проекта предоставили Чаншанскому научно-исследовательскому институту цветных металлов (CMURI) новые идеи и методы для изучения высокоэффективных технологий утилизации хвостов. Он прорывает традиционные процессы использования хвостов для производства кирпича, песка или микрокристаллической керамики, помогая CMURI стать лидером и пионером в области комплексного использования ресурсов хвостов.
Проект технико-экономического обоснования флотации сподуменовых минералов с использованием анионно-катионных комбинированных собирателей
В 2023 году CMURI провел проект технико-экономического обоснования флотации сподуменовых минералов с использованием анионно-катионных комбинированных собирателей. Компания разработала новый анионно-катионный комбинированный собиратель с высокой собирательной способностью и селективностью, что позволило решить технические проблемы флотационного разделения высокошламового пегматитового сподумена.
В ходе разработки реагентов Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов обнаружил, что анионные и катионные собиратели способны разделять кварц и полевой шпат из хвостов лепидолита. Они разработали собиратель CF-9 для прямой и обратной флотации кварца, обладающий такими преимуществами, как простота приготовления, отсутствие необходимости в нагревании или интенсивном перемешивании, хорошая стабильность, устойчивость к низким температурам, высокая селективность и хорошая дисперсность. Использование CF-9 в качестве кварцевого собирателя для хвостов лепидолита пегматитового типа позволяет получать высокочистый кварцевый продукт с содержанием кремнезема 99,52% и выходом 18,67%.
Низкосортная, трудноперерабатываемая лепидолитовая руда представляет собой проблему при разработке, низкую ценность хвостов и низкую степень комплексного использования. Комплексная утилизация хвостов лепидолита повышает экономическую ценность рудного сырья. Хвосты после отделения кварца отличаются высоким содержанием полевого шпата, который после переработки может быть использован в качестве продукции с низкой добавленной стоимостью, что создает новые преимущества для обогатительной фабрики и способствует созданию экологически чистых рудников, свободных от хвостов.
Хвосты редких и драгоценных металлов
Технологии переработки и комплексной утилизации
Проект открытой добычи бокситового рудника Пинго компании Chinalco Guangxi Branch мощностью 8800 кт/год
Красный шлам – это загрязняющий окружающую среду промышленный отход, образующийся при производстве глинозема. Он является одним из основных видов твердых отходов в глиноземной промышленности, и его крупномасштабное складирование не только занимает территорию, но и приводит к серьезному загрязнению окружающей среды. Из-за низкого содержания ценных компонентов, высокой щелочности, мелкодисперсности и сложного состава красный шлам трудно утилизировать комплексно. Существует множество направлений исследований по комплексному использованию красного шлама как в Китае, так и за рубежом, а методы промышленного использования включают в себя обогащение железной руды, строительство дорожного полотна, производство кирпича, цементного клинкера и водоочистных установок.
Научно-исследовательский институт цветных металлов Чанши предложил технологию комплексного извлечения железного концентрата из красного глиноземного шлама. Эта технология позволяет комплексно извлекать отходы производства глинозема по технологии Байера. Для крупномасштабной переработки красного глиноземного шлама с получением железного концентрата используется высокоградиентная магнитная сепарация. Эта технология, основанная на чрезвычайно тонком размере частиц железных руд в красном шламе, использует современное оборудование для магнитной сепарации. Контролируя параметры магнитного поля и подбирая соответствующие магнитные среды, она успешно решает проблему получения низкосортного железного концентрата методом магнитной сепарации, обеспечивая комплексное использование ресурсов.
Статистика показывает, что для производства 1 тонны глинозема требуется сброс от 1,0 до 2,5 тонн шлама. Исходя из годового производства глинозема в моей стране, это означает более 200 миллионов тонн шлама в год. Шлам, получаемый в ходе традиционных производственных процессов, по-прежнему содержит значительное количество мелкозернистого бокситового песка (от 0,1 мм до 1 мм), и его прямой сброс в хвостохранилища приведёт к колоссальной трате ресурсов.
Чаншанский научно-исследовательский институт цветных металлов (CMURI) предложил технический метод извлечения мелкодисперсного песка из хвостов промывки бокситов. Этот метод не требует дополнительных реагентов, является экологически безопасным и обеспечивает извлечение и обогащение глинозема из хвостов, образующихся при промывке бокситов, с получением качественного концентрата с содержанием глинозема более 50% и массовым соотношением алюминия и кремния более 5. Ресурсы хвостов могут быть комплексно использованы, что позволяет эффективно сократить выбросы из хвостов и получить значительные экологические преимущества. Данная технология экономически целесообразна и обеспечивает такие преимущества, как повышение коэффициента извлечения бокситового сырья и снижение выбросов из хвостов. Она обеспечивает эффективную технологическую поддержку и практический опыт для проектов по переработке бокситовых хвостов.
Вышеупомянутая технология извлечения мелкодисперсного песка и технология обогащения железной руды красным шламом были применены на проекте открытого бокситового рудника мощностью 8800 кт/год филиала Chinalco в Гуанси. Расположенный в уезде Пинго Гуанси-Чжуанского автономного района, бокситовый рудник Пинго представляет собой первую в мире разработку карстового месторождения. Передовая технология CMURI для добычи и рекультивации сверхкрупных карстовых залежей заполняет глобальный пробел и выводит эту технологию на международный уровень.
Каждый из проектов алюминиевого завода Pingguo Aluminium Phase I, II и III имеет собственные обогатительные фабрики, расположенные в разных горнодобывающих районах, общей производительностью 8800 кт/год. Проектирование и строительство проекта были отмечены многочисленными наградами, включая Премию Министерства за особый вклад в науку и технику, Вторую премию Национальной премии за прогресс в науке и технике, Золотую награду за выдающийся инженерный проект и Серебряную награду за высококачественное проектирование. Он был признан «Национальным пилотным предприятием по зелёному руднику», одной из первых «Демонстрационных баз комплексного использования минеральных ресурсов», «Национальным передовым подразделением по охране окружающей среды» и национальным «Ресурсосберегающим и экологически чистым» зелёным рудником.
Технология обогащения и извлечения меди и медесодержащих минералов из медеплавильного шлака
Для решения проблемы неравномерного распределения и тонкодисперсности меди и медесодержащих минералов в медеплавильном шлаке Чаншаский научно-исследовательский институт цветных металлов (Changsha Nonferrous Metals Research Institute) использует технологию ступенчатого измельчения и разделения для получения медного и железного концентратов. Этот процесс отличается простотой конструкции, низкими инвестициями в строительство, низкой себестоимостью и высокой надёжностью. Промпродукт, возвращаемый в шаровую мельницу для доизмельчения, подходит для тонкодисперсного шлака, что повышает извлечение меди и снижает содержание в хвостах. Эта технология была применена на предприятиях Chifeng Yuntong и Southeast Copper и позволяет эффективно перерабатывать шлак, извлекать ценные металлы, а также повышать экономические выгоды и эффективность использования ресурсов предприятий.
Компания Chifeng Yuntong Nonferrous Metals Co., Ltd. Медношлаковый завод по обогащению
Chinalco Southeast Copper Industry Co., Ltd. Завод по обогащению медного шлака
