Материалдық өндірістің барлық салаларындағы қарқынды прогресс табиғат қорларын интенсивтік пайдалануға мәжбүр етеді, сөйтіп қоршаған ортаға нақты әсер етеді

Минералды шикізаттың тұтынуының өсуімен қатар адамзаттың іс жүзіндегі әрекетінде қолданылатын химиялық элементтердің де саны өсуде. Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі 107 химиялық элементтің түсті металлургия кәсіпорындарында кеннен 1913 ж. – 15, 1930 ж. – 20, 1940ж. – 24, 1950 ж. – 43, 1960 ж. – 63,1970 ж. – 74, 1976 ж. – 74, элемент және 2003 ж.–85 элемент алынып отырды.

Одан әрі шикізат базасын толықтыру жаңа шикізат қорларын тауып және игеру жолымен жүзеге асырылып отырды, қазіргі кезде қазып алынатын пайдалы қазбалардың кондициясын төмендету жолымен жүзеге асыруға болады. Бұл екі бағыт тек қана қазіргі заманғы ғылым мен техниканың жетістіктері негізінде дами алады. Бұл жерде мысал ретінде мыс кендері бола алады. Егер ХХ ғасыр басында құрамындағы Cu 5-6 % кендер ғана өндірістік деп саналса, қазіргі кезде байыту фабрикаларында құрамында 0,5-0,6 металлға ие кендерді де өңдейді. Дәл мұндай жағдай қорғасын мырыш кендерін қазуда да қайталанды.

Бұл өз кезеңінде кен орнын игеру кезінде металлдың жиектік құрамы кемиді, бұл өндірістік кен қорларын бірсыпыра молайтады. Осылай байыту технологиясын жетілдіру арқасында Қоңырат мырыш пен қорғасын кеніштерінде және Зырян қорғасын комбинатында мыстың жиектік құрамын төмендетуге қол жеткізілді. Болашақта металлдың өндірістік құрамын одан әрі төмендеуін күту керек. Сонымен бірге айта кететін жағдай, кенді байыту технологиясын жетілдіру шексіз емес екені мәлім, кендегі металл құрамының азаюы, бөлінудің қымбаттауымен және өнімнің өзіндік құнының өсуімен байланысты, бұл кәсіпорынның рентабельдігін төмендетеді.

Материалдық өндірісті пайдалы қазбалармен қамтамасыз ету үшін жер қойнауын және алынған шикізаты кешенді және толықтай қолдану маңызды болып табылады. Ғылыми техникалық прогресстің жетістіктері негізінде қазіргі заманғы өндіріс бұрынғы заманмен салыстырғанда минералды шикізат қорларын толығырақ пайдаланады. Бірақ оларды байыту кезінде жер қойнауындағы кендерден және бір бағыттағы компоненттерден алу дәрежесі әлі де жеткіліксіз (әсіресе сирек кездесетін металлдар) олардың көбі қалдықтарда жоғалып кетеді.

Н. В. Мельниковтің жұмыстарында көрсетілгендей Соколов және Сарыбай темір кен орындарын игеру кезінде тек қана темір алынып мыс, кобальт, фосфор, алтын, күміс, қорғасын, мырыш, күкірт және т.б. сирек кездесетін элементтер толықтай жоғалады. Темір кенсындағы мыс қоры ірі мыс кеніштеріндегі қазба орнына тең.

Қазақстан Республикасы түсті және сирек кездесетін металл кендерін өндірушілердің бірі болып табылады, және де басқа да көптеген бағалы пайдалы қазба байлықтарын өндіреді. Бұл республикада тез дамып келе жатқан тау кен өндірісін шикізатпен қамтамасыз етуді одан әрі өсіруді одан әрі жүзеге асырылатын бағдарлама жасалған. Сонымен қатар қазіргі кезде Қазақстанда игерілетін кеннің жалпы массасының үштен бір бөлігі жоғалуда, ал 50% астамы кен орнын игеру үрдісі кезінде бос жыныстармен босау арқасында құнсызданады.

Шикізатты кешенді пайдалану проблемасын шешудегі маңызды бағыттардың бірі құрамындағы бағалы компоненттерді максималды түрде алу мен қолдануды қамтамасыз ететін кендерді игерудің тиімді тәсілдері мен жүйесі және минералды шикізатты өңдеудің технологиялық схемасын жасап енгізу болып табылады. Жоғары техника экономикалық көрсеткіштерге ие қалдықсыз өндірісті ұйымдастыруда принципиалды жаңа технологиялық үрдістерді жасап шығаруда ерекше рөл беріледі.

ҚР үкіметі шикізатты кешенді пайдалану проблемасын мемлекеттік техникалық саясат деңгейіне көтерді.

Бірқатар күрделі ғылыми техникалық міндеттерді шешуге жаңа технологиялық үрдістерді сынақтан өткізуге және енгізуге ескірген жабдықтарды жаңаландырып және ауыстыру керектігін ескеру қажет. Бұл міндеттерді сәтті орындау үшін ғылыми және жобалық зерттемелердің тиімділігін арттыру олардың нәтижесін өндіріске енгізуін жеделдету қажет болады.

Шикізатты кешенді пайдалану проблемасының маңыздылығы халық шаруашылығындағы техникалық прогресс пен ел экономикасы үшін жан жақты маңыздылығымен түсіндіріледі. Түсті металлургия өнімдері өндірістің көптеген салаларында қолданады. Алайда кейбір сирек кездесетін элементтер электроника, радиотехника, машина жасау (гафний, рубидий), дамуына қажетті мүлдем минерал түзбейді, басқалары (кадмий, селен, теллур, индий, рений, галлий, скандий, таллий, германий) минерал түзгенімен бірақ шашыраңқы жағдайда болғаны соншалықты оларды металлургиялық өндірісте тек қана жолшыбай алуға болады.

Қазіргі кезде платина тобының металлдарын, сирек, шашыраңқы және сирек жерлік элементтерді іс жүзінде тек қана кен шикізатын кешенді өңдеу кезінде ғана алуға болады. Түсті металлургияда бағалы компоненттерді жолшыбай алу тәсілімен алтын, күміс және елімізде шығарылатын күкірт қышқылының төрттен бірін алады. Шикізатты кешенді пайдалануын қамтамасыз ететін технологиялық үрдістерді кеңінен қолдану өндірістің жартылай өткізгіштік және радиоэлектрондық салаларының құрылуын қамтамасыз етіп, аса қатты және ыстыққа төзімді материалдар өндірісінің дамуына септігін тигізді.

Соңғы он жылдықта көптеген кен орындарында кендегі металл құрамының азаюы байқалады. Түсті, сирек және бағалы металлдар өндірісін өсіру үшін күрделі таулы геологиялық қатынастағы кен шоғырын игеруге тура келеді; құрамындағы металы аз қиын байытылатын кендерді өңдеуге тарту; металлургиялық өндірістің қалдықтарын және ұзақталатын жартылай өнім үйінділерін қолдану; жаңа технологиялық үрдістерді жасап өндіріске енгізу; жер қойнауындағы кендер шығынын азайту және оны қазу кезінде бұзылуын азайту үшін көптеген техникалық шараларды жүзеге асыру, концентраттарды металлургиялық өңдеуде және кенді байыту кезінде металды алу деңгейін жоғарылату.

Түсті металлургияның бірнеше салалықтарында (мыс, никель, мырыш, қорғасын, титан және т.б. өндірісінде) бағалы компоненттерді бір бағытта алып шығу олардың қажетті тазалық деңгейіндегі негізгі металлдарды алу және үрдістің нормальды ағымына кедергі ететін зиянды қоспалар ретінде технологиялық циклдің әр кезеңдерінде оларды жоюмен байланысты. Сондықтан жолшыбай алу металлдың және олардың қосылыстырының сапасын жоғарылату проблемасын сәтті шешуге көмектеседі.

Өндірістің үлкен масштабтарында бағалы компоненттер шикізатынан жолшыбай алу әдісінің экономикалық тиімділігі күрт өседі. Осылай Балқаш және Өскемен комбинаттарындағы жалпы тауарлық өнім көлемінің төрттен бір бөлігін құрайтын жолшыбай алынатын өнімді өткізгеннен түсетін пайда біріншісіне - үштен бір бөлігі, екіншісіне – жартысынан астамын қамтамасыз етеді.

Кенді қазу және байыту кезіндегі шикізатты кешенді пайдаланудың экономикалық тиімділігі бірінші кезекте таулы жұмыстарға, кенді уату және ұсату жұмыстарына шығындалатын еңбектік және материалдық қорларды азайту арқылы қамтамасыз етіледі. Байыту фабрикаларында қосымша пайда негізгі өнімнен басқа пириттік, бариттік, магнетиттік, силлиманиттік және тағы басқа концентраттарды шығарудан түседі. Металлургиялық зауыттардан үнемдеу негізінен өнім бірлігіне шығындалатын шикізат көлемін азайту, бағалы компоненттерді жолшыбай алып шығу, шығу газдарын залалсыздандыру (күкіртті ангидрид, фтор, хлор) және басқа да шаралар арқылы жүзеге асырылады. Осылай мысалы металлургиялық газдардан алынатын бір тонна күкірт қышқылын өндірудің өзіндік құны колчедандық шикізаттан және табиғи күкірттен алуға қарағанда 1,5-2 есе тиімдірек болады.

Негізгі өндіріспен салыстырғанда экономикалық тиімділігі көбірек қождарды, кектерді, шламдарды және тағы басқа да металлургиялық өндірістің жартылай өнімдері мен қалдықтарын өңдеуде ұйымдастыру. Қазіргі кезде қождарды өңдеудің ең жоғары тиімділігі қождарды өңдеу көлемі жылдан жылға үздіксіз өсіп отыратын қорғасын-мырыш және қалайы өндірісінде іске асады.

Есептеулер көрсетіп отырғандай шикізатты қолдану кешенділігінің жоғарылауын қамтамасыз ететін жаңа техника нысандарын салу және газ тазалау мен шаң ұстағыштардың қазіргі заманғы жүйелерін құруға кететін капиталды салымдар, түсті металлургияның жаңа кәсіпорындарын салуға кететін капиталды салымдарға қарағанда 1,5-2 есе тезірек өзіне кететін шығынды өтейді.

Шикізатты кешенді пайдаланудың проблемасының үлкен әлеуметтік мағынасы жер қойнауларын және табиғи байлықтарды ұтымды қолданумен, сондай-ақ қоршаған ортаны қорғау туралы ҚР заңдарының талаптары – жер бетінің ауа және су бассейндерін қорғау қажеттілігімен түсіндіріледі.

Құрылыс мақсаты үшін таулы өндірісінің жолшыбай алынатын кенсіз қазбаларын, ашылған тау жыныстарды және тағы басқа қалдықтарды қолдану, кенді алудың өзіндік құнын төмендетіп қана қоймай кен орнын пайдалану нәтижесінде бұзылған жер бетін қайта культивациялау жөніндегі міндеттердің шешілуін жеңілдетеді.

Байыту және металлургиялық кәсіпорындар ауа және су бассейндерін зиянды қалдықтармен және өндірістік ағындармен ластаушылардың бірі болып табылады. Металлургиялық газдардың бағалы компоненттерін залалсыздандыру, оларды зиянды заттардан тазалануын қамтамасыз етеді және металлургиялық кәсіпорынның әрекет ету аймағында ауа бассейнін сауықтандыруына себеп болады.

Түсті металлургияның металлургиялық зауыттарымен байыту фабрикаларында су тазалау қондырғыларын құру мен су айналымын енгізу өзендер мен теңіздерді, өндірістік ағындармен ластануының алдын ала ғана қоймай, сонымен қатар олардан бағалы элементтерді: алтын, молибден, вольфрам және т.б. алуға мүмкіндік береді.

1. 
   Шикізатты қолданудың кешенділігін бағалау
   

Шикізатты кешенді пайдалану деңгейі шикізаттың ерекшелігінен, қолданылатын технологиялық жабдықтарға, мамандандырылуына, кәсіпорындардың комбинирленуі және бірлесуіне, шикізатты кешенді пайдалану өнімдерінде халық шаруашылығының қажеттілігіне және басқа да бір қатар факторларға байланысты.

Шикізатты кешенді пайдалану деңгейін анықтауда қажетті шарттардың бірі өңделетін шикізаттың әр түріне арналған бағалы компоненттер тізімін анық орнату болып табылады. Бұл тізім халық шаруашылық тиімділігі және нақты шикізат көзінен әрбір бағалы компонентті алудың техникалық мүмкіндігі позициясынан негізделген болуы қажет.

Шикізатты кешенді пайдалану деңгейінің көрсеткіштері екі топқа бөлінеді – бастапқы және есептік. Бастапқы көрсеткіштер тобына мыналар кіреді:

а) шикізаттағы бағалы компоненттер (саны, тізімі, тоннаға шаққандағы граммдық немесе пайыздық құрамы, салмақтық саны);

б) қалдықтардағы бағалы компоненттер (қалдықтардың салмақтық саны, әрбір бағалы компоненттің құрамы мен салмақтық саны);

в) айналымдағы өнімдердегі бағалы компоненттер (олардың құрамы мен салмақтық саны);

г) бағалы компоненттердің «есепке алынбаған шығындары» (бағалы компоненттердің есепке алынбаған шығындарының салмақтық саны);

Есептік көрсеткіштерге мыналар жатады:

а) бағалы компоненттерді алу (бір атты және әр атты өнімдегі әр бағалы компонентті алу);

б) бағалы компоненттерді шығындау (шығындау көзі мен түрі бойынша әр бағалы компоненттің шығындары);

в) шикізатта және тауарлық өнімдегі ілеспелі бағалы компоненттердің бағасының үлесі (негізгі және ілеспе компоненттерінің жалпы бағасына пайызбен);

г) шикізатты қолдану кешенділігінің деңгейі (тауарлық өнімге алынатын бағалы компоненттердің саны мен тізімі);

д) шикізатты қолданудың толықтылығы (бұл компоненттер бойынша жүзеге асырылып және төленетін өнім түрлерінен бағалы компоненттерін алу);

е) шикізатты қолдану кешенділігінің шартты жалпылаушы коэффициенті (біртұтас бағалар бойынша шикізаттағы бағалы компоненттердің бағасына, алынған компоненттер бағасының қатынасы). Шикізатты қолдану кешенділігін фактілік және потенциалдық коэффициенті деп бөлеміз.

Соңғы үш есептік көрсеткіш – шикізатты кешенді пайдалану деңгейі, шикізатты толықтай қолдану және шикізатты кешенді пайдаланудың жалпылаушы коэффициенті – шикізатты кешенді пайдалану деңгейінің нәтижелендіруші көрсеткіштер санына жатады.

Кешенділіктің фактілік коэффициенті берілген уақытта өңделетін шикізаттан алынатын бағалықтардың фактілік деңгейін көрсетеді. Кешенділіктің потенциалдық коэффициенті бұл компоненттерді толығымен алу кезінде жақын арадағы болашақты кезеңде алу мақсатқа бағытталған пайдалы компоненттер бағасының шикізаттағы бағалы барлық компоненттердің бағасына қатынасы. Ол пайдалы компоненттердің техникалық мүмкін және экономикалық расталған деңгейде қолдану кезінде шикізаттан алынуы мүмкін болатын бағалы заттардың қай бөлігі екенін көрсетеді. Кешенділіктің потенциалдық және фактілік коэффициенттер арасындағы айырмашылық шикізатты қолданудағы экономикалық негізделген қорларды сипаттайды, ал берілген коэффициенттердің қатынасы – шикізат потенциалының қолдану деңгейі.

2 Кенді қазба орындарын ұтымды қолданудың жолдары

Одан әрі металлдарды алу көрсеткішінің прогрессивті өсімі мен шикізатты кешенді пайдалануын жақсарту өндірістің барлық кезеңдерінде жүйелі жұмысты қажет етеді, тау кен жұмыстарынан бастап, жабдықтардың, технологияның жағдайын нақтылап талдау, еңбекті ұйымдастыру және басқа да өндірістік үрдістің шешуші элементтерін қолдануды қажет етеді.

Түсті металдар кендерін қазу кезінде табиғи қорларға көңіл бөліп аялау және қазба байлықтарын ұтымды қолданумен қатар металлургиялық өңдеу және одан кейінгі байытудағы бөлінуде оларды кешенді және толықтай қолдануға негіз салыну керек. Сондықтан шикізатты кешенді пайдалану проблемасы тау кен кәсіпорындарының өндірістік техникалық іс әрекетімен тығыз байланысты, олардың алдында үш негізгі міндет тұр: жер қойнауларынан кенді минималды шығындармен қазып алу; қазып алынған кендегі металлдың берілген құрамын және белгілі бір минерологиялық құрамын қамтамасыз ету; байыту фабрикасына кенді қалыпты беріп отыру керек.

Соңғы он жылдықта тау кен кәсіпорындарының салаларында бір қатар прогрессивтік, технологиялық және ұйымдастырушылық шешімдерді жасап енгізудің нәтижесінде негізінен жер қойнауын ұтымды қолдану бойынша өз міндеттерін сәтті орындады. Кен орындарын игеру кезіндегі тау кен геологиялық жағдайлардың әжептәуір күрделенуіне қарамастан, кендердің шығынымен бұзылуының өсуі байқалмады. Бірақ жер қойнауын ұтымды қолдану ісінде әлі де барлық қорлар ашылмаған және барлық мүмкіндіктер іске асырылған жоқ.

Бұл мүмкіндіктер мен қорларды ең алдымен дұрыс және өз уақытында кендерді қазып алуға дайындаумен, кен орындарын игеру тәсілдерімен жоғары тиімді прогрессивтік жүйелерді игеруден, мүмкін болған жерлерде селективті қазба жұмыстарын, кендерді орталандыру жұмыстарын, баланстан артық және жоғалған кендерді қазып өңдеуді ұйымдастыру жұмыстары болып табылады.
2.1 Кен қорларын қазып алуға дайындау

Кенді шикізатты кешенді өңдеу және жер қойнауын ұтымды қолдану проблемаларын шешудегі ғылыми тәсілі кен орнын жан жақты зерттеп және оны қолдануға дайындығын өз уақытында жасауды қажет етеді, өйткені кен денесі аз зерттелген, кеннің нақты заттық құрамы белгісіз, қазып алынатын кен қорларын өз уақытында технологиялық байқау жүргізілмеген кәсіпорындарда металлдардың көп шығыны жиі болып тұрады.

Кен қорларын қазып алуға өз уақытында дайындау жер қойнауын ұтымды пайдаланудың және байыту фабрикаларын кондиционды шикізатпен қалыпты қамтамасыз ету қажетті шарт болып табылады. Шикізатты кешенді пайдалану жоспарының маңызды элементінің бірі пайдалану алдындағы барлау болып табылады, оның арқасында кен шоғырының кеңістікте орналасуы және сапасы, саны нақтыланады.

Пайдалану-барлау ұңғымаларының қалыңдығына байланысты кеншілер әр түрлі дәрежедегі нақтылықпен геологиялық мәліметтерді алады. Одан нақтырақ геологиялық ақпарат оның негізінде бұрғылау жару жұмыстары жобаланып орындалады, қазу кезіндегі кеннің бұзылуына және шығындарының төмендеуіне себеп болады. Барлау ұңғымаларының қоюланған желісін бұрғылауға кететін қосымша шығындары бұзылу мен шығындардан келетін зиянның азаюымен орнын толтырады. Барлау жұмыстарына кететін уақыт пен құралдар шығындарын азайту үшін саланың алдыңғы қатарлы кәсіпорындары ғылыми ұйымдардың техникалық көмегімен кен және тау жыныстарды ядерлы-геофизикалық әдістерді қолданады.

Кен орындарын барлау кезінде ядерлы геофизикалық әдістің артықшылықтары анықталған, жекелеп алғанда Никитовский кенішінің барысында. 1970 ж. дейін мұндағы барлау жұмыстарын негізінен жер асты кеншілік қазбаларымен жүргізілді. Мұнда бір профильді барлауға 300-350 қазбаға дейін шығындалып отырды. 1970 ж. бастап кен денелерін барлауды НКР-100 м станоктарымен жүргізді, ядерлы геофизикалық сынау әдісін қолданып бұрғылау арқылы жүзеге асырып отырды.

Барлаудың жаңа әдісін енгізу кенді қазбалау өтімдерін 5 еседен астам қысқартуға мүмкіндік берді және барлаудың құнын 1,5 есе арзандатуға мүмкіндік берді.

Бұған қатысты назар аударатын Қалмақыр кен шығаратын орнында қазып алынатын кендердің қорын жинақталған зерттеу тәжірибелері. Қалмақыр кен орнын дұрыс игеру үшін және мыс кендерінің қорын ұтымды қолдану үшін әр түрлі типті кендерді анық нақтылануын алу қажет болды, яғни олармен жыныстық массасының арасындағы шекараны орнатып, оның технологиялық сипаттамасын дұрыс анықтап және селективті қазба үшін нұсқамаларды беру. Тәжірибелік зерттеулер көрсеткендей Қалмақыр кен орнының жағдайында әр түрлі сұрыптағы кендердің анық нақтылануы тәжірибеде қабылданған бұрғылау жарылыс желісінің сыналуы арқасында қамтамасыз етіледі (сынау биіктігінің интервалы 10 ме. Ұңғыма арасы 8-10 м).

Кеннің технологиялық сұрыптарын кеніште анықтау үшін қажетті жабдықтармен жабдықталған флотациялық зертхана құрылған. Зертхана байыту фабрикаларындағы ережелерге сәйкес келетін геологиялық үлгілерді әр түрлі режимдерде байытуға жаппай зерттеу жүргізе алады. Сонымен қатар кеніштік геологтармен дала бақылауларының нәтижесі бойынша әр түрлі кендерді анықтауға мүмкіндік беретін геологиялық технологиялық классификация жасалған.

Геологиялық және технологиялық мәліметтер негізінде кеннің селективті қазбалары үшін жарылыстың сұрыптық төлқұжатын жасайды. Төлқұжатта көрсетіледі, шығыңқы бөліктің үстіңгі және төменгі шекарасы және жорамал бойынша бөлінетін сызық, бұрғыланған жарылыс ұңғымаларының аузы, кендегі мыс құрамы, сульфидтілік пайызы, жыныс контактілері, кен аймақтарының түр және сұрып бойынша шекаралары, ал кварцеленген участкелерде – кремнозем құрамы. Жарылыс төлқұжатының көшірмесін кеніштегі жұмыс кезінде дұрыс бағыт таңдау үшін экскаватор машинисіне беріледі. Тау кен диспетчері әр экскаватор үшін темір жол құрамына тапсырыс береді, сондықтан кен пойызының бүкіл қүрамын тек қана бір сұрыптың кенімен ғана тиейді, жарылыс төлқұжатына сәйкес жасалады.

Осындай тәсілмен құрамаларды аса балансталған немесе тау кен массасымен тиейді. әр құрамаға барлық мәліметтерге ие вагондардың құрамын сипаттайтын құжаттама жазылып беріледі. Құжаттама алғашқы құжат болып табылады, оның негізінде құраманың қозғалу бағытымен босату орнын анықтайды. Құжаттамасыз кенді байыту фабрикасында немесе үйіндіге тау кен массасын түсіруге рұқсат етілмейді.

Түсті және қара металлдар кенінің орны әр түрлі географиялық және климаттық аймақтарда орналасқан: Орталық бөлікте, Заполярье, Приморье, шөлейтті және биік таулы аудандарда орналасқан. Кен денелері әр түрлі тереңдікте жатады және таулы геологиялық жағдайлар бойынша қатты ерекшеленеді. Қазба жұмыстары кезінде кеннің босауы және шығындарды азайтуды қамтамасыз ету мақсатымен оларды игерудегі универсалды технологиялық шешімдерді іздеуге мүмкіндік бермейді.

Бірақ экономикалық тиімділігі дәлелденген болса кен орнын ашық әдіспен игеру тәсілін таңдайды, оның кен қазудағы үлестік бөлігі қазіргі кезде 65 % асады. Ашық әдісті жер асты қазбасымен салыстырғанда шығындары төмен және босаңсуы аз болуымен ерекшеленеді. Сонымен қатар бірқатар тау кен кәсіпорындарының ашық жұмыстарында қазба кезінде кеннің босаңсуымен жоғары шығындардың орны бар. Кейбір кен орындарындағы күрделі тау кен геологиялық жағдайлар кеннің жалпы бөлу тәсілін қолдануға мәжбүр етеді және одан кейін жарылған массаны көлікке тиеу процесі кезінде экскаваторлық сұрыптаудан өтеді. Ашық тау кен жұмыстарында жер қойнауын пайдаланудағы көрсеткіштерді жақсартудағы радикалды жолдардың бірі кен мен жынысты бөлек бөлу болып табылады, бұл жалпы бөліммен салыстырғанда шығындарды 1,3-1,6 есе азайтуға, ал босаңсуды 1,5-2 есе азайтуға мүмкіндік береді.

Кен мен жынысты бөлек бөлуді қолданудың техника экономикалық артықшылықтары Қазақстанның кен орындарындағы жұмыс тәжірибесімен анықталды, әр түрлі тау кен геологиялық жағдайларда байқалды. Бұл тәсілді енгізу нәтижесінде тек қана қорғасын мырыш кен орындарында жылына 1,5 млн.теңге құрайтын экономикалық тиімділік алынды. Кен мен жынысты бөлек бөлу бірқатар никель-кобальтты, мыс және вольфрам-молибден өндірісінің кен орындарында енгізілді.

Кен денелерінің аз қуаттылығы бола тұрып, кен мен жыныс контактілерінің күрделі пішіні, жұмыс майданының аз болуы, бөлек бөлу қолданысы шектеулі болғанда жер қойнауынан кен орындарында кенді алудың ең жақсы көрсеткіштерді кертпештеп қазып алуды береді. Бұл әдістің ерекше артықшылықтары қысылған ортада тау массасын бөлумен сәйкестірілгенде көрінеді. Қысымдағы бөлу жарылыс кезіндегі кен мен жыныстың араласуын азайтуға мүмкіндік береді, ал кертпештеп қазып алу тиеу кезінде кенді сұрыптау үшін жақсы жағдай жасады. Қысым кезінде бөлуді қолдану қазба жұмыстарын 10-12 % қымбаттатады, ұңғымалар желісін қоюлату, жарылғыш заттарының шығынының өсуі және тиеу кезіндегі сұрыптауда экскаваторды қолдану арқасында қымбаттау жүзеге асады. Бірақ бұл қымбаттау кеннің босаңсуы және шығындардың азаюынан үнемдеу арқасында орнын толтырады.

Бұл жерде алмалық тау кен металлургиялық комбинатының кен орындарында кеннің босаңсуымен шығындардың төмендетуге қатысты оң тәжірибелері қызықтырады. Кеннің үйіндігі, ал жыныстың фабрикаға түсуін алдын алу үшін жаңа жарылыстың тау кен массасын тиеуді жарылыс төлқұжатын құру және бұрғылау жарылыс ұңғымаларын сынау нәтижелерін алғаннан кейін ғана бастайды.

Контактілі аймақтарын жұмыс істеу кезіндегі кеннің босаңсуы және шығындардың нормативтік өлшемдерін келесі иәсілмен анықтайды. Алдымен жоспарланған кезеңде істелінетін контурдағы көлденең жоспарлар бойынша сұрыптар бойынша алғашқы мәліметтерді анықтайды (кен денелерінің параметрлері, контактілердің ұзындығы мен саны, кендегі, жыныстағы контакт маңындағы аймақтардағы металлдың құрамы, бұл контурдағы баланстық қорлардың саны). Одан кейін ақаулық құрамын анықтайды және әрбір контакт үшін мүмкін босаңсуларды есептейді. Осы екі өлшеммен арнайы графика арқылы әр контакт үшін қазып алу шекарасын анықтайды. Босаңсыған массадағы жоғалатын кен санын жасалған формула арқылы анықтайды.

Жер асты тау кен жұмыстарында жер қойнауынан кен алудың көрсеткіштерін жоғарылататын ең тиімді бағыттардың бірі өңделіп болған кеңістікке қатырушы қоспаларды қалау жүйесі ең тиімді деп мойындалған. Бұл технология ең үлкен дамуын бай кендерді қазу кезінде алды. Никель кобальтты өндірісінде қалау жүйесі көмегімен бүкіл кеннің 60 % жуығын алады. Қату қалауы бар жүйені қолдану басқа да артықшылықтарға ие, жекелеп алғанда табиғи және өндірістік объектілер астында қорғау кең діңгегінде консервацияланған қорлармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сондай ақ аралас әдіспен (ашық және жер асты) кен орындарын игеруге мүмкіндік береді. Осылай бұл технологияны пайдалану арқылы Лениногор комбинатында Филипповка және Быструха өзендерімен шахталарын қорғау кең діңгегінде кен денелері өңделді.

Кендегі металл құрамы аз болатын кен орындарында қату немесе басқа да қалаулармен жүйелерді тиімді қолдануға мүмкіндік бермейтін жағдайда кеннің босаңсуы мен шығынның төмендеуін қамтамасыз ететін басқа тәсілдер қолданыла алады.

Миргалямсай кенішінде БНИИ түсті металл жасап шығарылған жатпа жұмыстарын құлататын бағаналы жүйе ендірілген. Бұл кен шығындарын 1,5 босаңсуды 1,4 есе азайтуға мүмкіндік берді, сондай ақ қорғасынның үлкен шығындарына әкеліп соғатын бұрынғы камералы бағаналы жүйемен салыстырғанда жұмыс өнімділігінің және қазбаның өзіндік құн көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік берді.

Кеннің босаңсуымен шығындарын төмендету үшін тау кен жұмыстарын дұрыс ұйымдастырылған жоспарлау үлкен маңызға ие болады. Тау кен жұмыстарын жоспарлау екі кезеңнен тұрады. Бірінші кезеңде жылдық жоспар құрайды. Мұнда пайдалану барлауының мәліметтерін нақтылап зерттейді, олардың негізінде кен денелерінің өндірістік контурларын айқындайды, қазба тереңдігі, пайдаланған фланг аймақтарының бөлігіне, жобалық шешімдерге түзетулер енгізеді және т.б. Бұл кезеңде қазба кезінде босаңсу мен шығындардың жоспарлы көрсеткішін анықтайды, бұлар жоғары тұрған ұйыммен бекітіледі.

Екінші кезең кәсіпорын басшыларымен бекітілген тау кен жұмыстарының айлық жоспарын құру болып табылады. Бұл жоспарлар экскаваторлық бригада, ауысым, участке ұжымы үшін жұмыс құжаты болып табылады; олар бойынша материалдық сый өлшемін анықтайды. Айлық жоспарларды құрастыру үшін бастапқы мәліметтер ретінде барлаудың барлық кезеңдерінде болған нәтижелер, сондай ақ кертпеш сынағының нәтижесі, бір-екі айлық асуы бар торы 10x25 м болатын шнекті ұңғымалардың көмегімен жүзеге асырады.

Айлық жоспардың артықшылығы, оны құрастыру кезінде өткен айдағы геолог маркшейдер қызметтерінің жұмыс нәтижелерінің мәліметтерін ескере отырып тез арада құрастыруға болады, жылдық жоспарға түзетулер енгізуге, босаңсу мен шығындарды азайтуға арналған қосымша шараларды қарастыруға болады.
2.3 Селективті қазба және кенді орнықтандыру

Түсті металлургияда қоры, пішіні жату жағдайы бойынша әр түрлі жүздеген кен орындары игеріледі. Жағдайларының көбінде кен денелері үлкен күрделілікпен ерекшеленеді. Тұтас кендер таңбаланған бос жыныстармен және балансталған кендермен аралас орналасқан. Біріккен орны кеннің бірнеше технологиялық сұрыптарына ие болуы жиі кездеседі, әр түрлі физика-химиялық қасиеттеріне байланысты оларды қазу мен өңдеу бөлек жүргізіледі.

Кен орындарының көбінің спецификалық ерекшелігі қазба жұмыстарының тереңдігі өскен сайын тау кен геологиялық шарттарының қиындауы болып табылады: кен денелерінің қуаттылығының азаюы, пайдалы компоненттерінің құрамы кемиді, кеннің заттық құрамы күрделенеді, сыю жыныстарымен кеннің физикалық және механикалық қасиеттері нашарлайды.

Өзгеріп отыратын факторлардың әр түрлілігіне қарамастан жоспардағы техникалық-экономикалық көрсеткіштерге сәйкес келетін оны байыту кезінде техникалық шарттарға толық келетін құрамы тұрақты болатын кенді байыту фабрикасына тиеп жіберуді қамтамасыз ету қажет (металдарды алу, концентраттардың сапасы және т.б.). Бұл маңызды міндетті екі жолмен шешеді. Кеннің сұрыптарының технологиялық қасиеттері бойынша қатты ерекшеленетін бірнеше болған кезде және олардың орналасу жағдайы тиімді болғанда олардың селективті қазуын жүзеге асырып, сұрыптары бойынша байыту фабрикасына тиеп жіберіледі. Кеннің бөлек түрлері өзінің технологиялық қасиеттері бойынша айырмашылығы болар болмас болған жағдайда, ал селективті қазып алу мүмкіндігі болмаса, байыту фабрикасының уату бөліміне дейін кеніштің бір бөлігінен жіберілген жол бойында кенді орталандыру әдісі қолданады, көбінесе – аралық қоймада.

Кендердің әр түрлерін селективті қазып алу және сұрыптары бойынша өңдеу берілген сұрып үшін ең оңтайлы технологиялық схемалары мен флотациялау режимдерін қолдануға, оңтайлы реагенттерді таңдауға және берілген компоненттерді максималды түрде бөліп алуға мүмкіндік береді.

Тишинск, Белоусовск және Салаир кеніштерінде кен сұрыптарының кеңістікте орналасуын зерттеу кендердің сұрыптары кеңістікте анық бөлініп тұр және кәсіпорынның тау кен геологиялық шарттары бойынша бөлек қазып алуға болады. Бұл мүмкіндік қазба жұмыстарын жоспарлау кезінде ескерілді, бұл өз кезегінде фабрикаларға кеннің қажетті құрамын беруге және оларды өңдеуде металды алуын жоғарылатты.

Қазіргі кезде сульфидті және тотыққан (аралас) кендерді бөлек қазып алу бар жерде қолданылады, тотыққан кендер арнайы технологиялық схема бойынша өңделеді (Жезқазған фабрикасы) немесе уақытша сақтау үйінділеріне жіберіледі. Байыту фабрикаларына жіберілетін кеннің құрамын тұрақтандыру үшін тау кен және тау кен кәсіпорындарында орталандыру әдісін жиірек қолданылатынын атап өту қажет.

Кенді байыту кезінде металды алуды жоғарылату үшін орталандырудың тиімділігі Сор молибден комбинатының кен орнының қасында құрылған орталандыру қоймасының мысалында көре аламыз. Сор мыс молибден кенінің орны пішіні күрделі штокверк түрінде гидротермальдық болып табылады. өндірістік және өндірістік емес участкелерінің арасында айқын шекара жоқ. Кен денелерінің шартты контурларын бұрғылау жарылыс ұңғымаларын сынау мәліметтері бойынша ғана анықтай алады. Кен орны үшін пайдалы компоненттердің әркелкі таралуымен құрамында салыстырмалы түрде аз болуымен сипатталады.

Өңделетін кендегі сульфидті молибденнің құрамындағы ауытқу кенді байытудың техникалық шарттары бойынша 30% аспауы керек.

Берілгендерді массивте сынақтан өткізгенін көрсеткендей молибденнің қүрамы он еседен астам өзгереді. Қазылып алынған кендегі молибденнің орта ауысымдық құрамының талдауы 3-60% аралығында ауытқып отырды. Осының нәтижесінде жеңіл және орташа байытылатын кендерді өңдеу кезінде молибденді алу да, концентраттағы оның құрамы да қатты өзгеріске ұшырады.

Комбинатта молибден алуының, оның кендегі құрамына тәуелділігін анықтап, кенді орталандырудың ұтымды схемасын жасап шығарды. Бұл схеманы енгізу үшін аккумулирлеуші қойма орталандыру қоймасы болып қайта салынды. Орталандырылған кенді өңдеу молибденді концентраттан алуды 1,1 % жоғарылатуға мүмкіндік берді.
2.4 Аса балансты, жоғалған кендерді және ашылған жыныстарды қазып алу және өңдеу

Қара және түсті металдардың игеріліп отырылған және игеріліп болған кен орындарында қолданылмайтын аса балансталған, жоғалған кендер және ашылған жыныстардың үлкен қорлары жинақталған. Бұл қорлар әр түрлі себептермен түзілген: кондицияға қарсы металдық құрамының аз болғанынан (аса балансты кендер) қорғау кең діңгектерінің, ескі қалаулар орындарында сақталуы, төбенің құлауы және кен денелерінің участкелерінде іске қосу үшін тиімсіз қуаттылығы аз (жоғалған кендер). Құрамындағы металлы аз контакт аймағына жақын орналасқан ашық жыныстардың кен орнынан келу арқасында үйінділер түзілген. Көрсетілген кендермен ашық жыныстарды стандартты технологиялық схемалар бойынша экономикалық өңдеу жағдайлардың көбінде мүмкін емес.

Көптеген кен орындарында металл құрамының төмендеуіне байланысты және барлық елдердің өндірісінің түсті металдарға деген қажеттілігінің күрт өсуіне байланысты аса балансты кендерді қазу және өңдеу үшін жоғалған кендер мен ашылған жыныстардан металдарды алу үшін жаңа тәсілдер іздестіріліп жасап шығарылды.

Тәжірибеде ең кең таралған әдістердің бірі аса балансталған кендерді қазып соңынан ауыр ортада концентрациялау, жату орнындағы кендерден металдарды гидрометаллургиялық тәсілмен алу (жер асты сілтілендіру) және үйінділердің бетінде жатқан ашық жыныстар мен кендерден металдарды гидрометаллургиялық тәсілмен алу (топтық сілтілендіру).

Құрамындағы пайдалы компоненттердің аз болуынан кондициондық емес деп саналып келген аса балансты кендер өңдеудің қарапайым тәсілдерімен жер қойнауынан алынатын болады, егер осындай кендерге деген кондициялар төмендеу жағына қарай қайта қарастырылған болса, бұл әрине жатқан кендердің тау кен геологиялық шарттарының сәйкес болған жағдайда ғана жасалады.

Кондицияларды қайта қарау ең алдымен байыту үрдісінің басында ауыр ортада бос жыныстардан алдын ала бөлінуі экономикалық жағынан тиімді болғанды және техникалық мүмкін болғанда жүзеге асырылады. Ауыр ортада кендерді алдын ала концентрациялау тиімділігінің мысалы ретінде Зырян қорғасын комбинатының жұмыс тәжірибесі көрсетеді. Бұл кәсіпорында ауыр ортада кендерді байыту технологиясы ашық әдіспен қазып алып және аса балансталған кендердің әжептәуір көлемін тиімді өңдеуге мүмкіндік берді, қосымша кеннен қорғасын, мырыш, мыс және алтын ала отырып. Сонымен бірге басқа техникалық-экономикалық нәтижелер алынды. Флотациялаудың қайта бөлудем кеннің ауыр фракцияларын байыту кезіндегі металдарды алу жоғарылады, кәсіпорынның рентабельді өмір сүру мерзімі ұзарды.

Тиімді тау кен геологиялық жағдай кезінде жоғалған кендер қарапайым тау кен жұмыстарымен қорғау кең діңгегінен құлау аймақтарынан және қалау камерларынан, егер олардағчы металл құрамы рентабельді қазбаны және одан кейінгі өңдеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Көбінесе мұндай мүмкіндіктер шектеулі; және жоғалған кендерден металдарды алу үшін жер асты сілтілендіру әдісін қолданады.

Жер асты сілтілендіру әдісін АҚШ-та қолданады. Құрамында мыс, қорғасын , мырыш және ураны бар кенді денелерін жатқан орындарында оларды сілтілендіруге дайындау. Кенді денені дайындаудың негізгі тәсілі онда сілтілендіру ерітіндісін жіберетін ұңғымалар жүйесін құру болып табылады. Металмен байытылған ерітіндіні одан бағалы компоненттерді алу үшін беткі қабатқа сорып шығарады. Берілген әдіс тау кен массасының бөліп алуын және осымен байланысты шығындарды болдырмайды.

Негізінен кен денесінің жату орнында кенді уату жарылыс жолымен жүзеге асады. Зарядтың конструкциясы кен мен орналасқан жыныстардың физика механикалық қасиеттеріне сәйкес болуы керек, кен денесінің барлық участкелерінде уату бірдей жүру үшін. ЖЗ түрін олардың қуатына, су тұрақтылығына және бағасына байланысты таңдайды. ЖЗ шығыны 0,6-2,4 кг / м³ аралығында ауытқып отырады. Зарядтың екі түрін қолданады: ұңғымалы және камералы. Ұңғымалы зарядта ЖЗ таралуы жақсы, жарылу схемасы қарапайымдалады, бірақ ол қымбат.

Үрдістің тиімділігін арттыру үшін ұңғымаларға үлкен қысыммен берілетін сілтілендіру ерітіндісі көмегімен кенді гидравликалық уатуды қолданады. Оңтайлы уатуды алу үшін жарықшақтың сипатын, участке геологиясын, жыныстың физика химиялық қасиеттері мен химиялық құрамын ескереді. Гидравликалық уату кезінде созылу әсерін қолданады, онда қысу немесе кесу әсеріне қарағанда энергияның шығыны аз болады.

Жер асты сілтілендіру жүйесін құрғанда жыныстың қозғалу және бұзылу мүмкіндігін ескеру қажет, сондай ақ жер асты суларының ластануы мүмкін, бұл кемшіліктері кейбір жағдайларда металл алудың бұл тәсілінің артықшылықтарын жоққа шығарады.

Төменде АҚШ жер асты сілтілендірудің екі мысалы келтірілген. «Биг Майк» (Невада штаты) кенішінде кен орнының жиектерімен табанды 430 мың тонна аралас сульфидті тотыққан мыс кені қалған. Тәжірибе көрсеткендей, 70 % мысты алу үшін рH-2 күкірт қышқылы ерітіндісі көмегімен сілтілендіру жүзеге асқан, қышқылдың шығыны салыстырмалы түрде аз. Кенді бөліп алу үшін диаметрі 146,229 және 251 мм болатын 6,3 км ұңғыма бұрғыланған. 540 мың тонна тау кен массасын уату үшін 180 тонна әр түрлі жарылғыш заттар қолданылған, соның ішінде су толтырғыштар да бар. Кен орнының жиегіндегі уатылған кенде төрт берма жасаған және олар бойынша қондырмалары ірілендірілген диаметрі 50 мм тарату полихлорвинилді шлангтар өткізген. Шлангтармен рН=1,6:2,0 болатын 760 л/мин көлемінде қышқыл ерітінді беріп отырған.

Уатылған кендегі жарықшақтар бойынша өтіп отырып ерітінді мысты сілтілендіріп өз ағынымен кен орнының төменгі бөлігінде орналасқан жинақтаушы орынға келіп отырды. Кен орнының жиектерінде ағып кету қаупі бар орындарында бірнеше бақылау ұңғымаларын бұрғылаған, олардың көмегімен ерітіндінің шығыны мен жер асты суларының ластануы болмағанын анықтады. Мыспен байытылған ерітінді (2 г/л) 54 м тереңдікте кен орнының табанында орналасқан эксплуатациялық ұңғыманың көмегімен сорып отырған.

«Олд Релайбл» (Аризона штаты) кен ішінде мысты жер асты сілтілендіруімен алынды. Диаметрі 122 м кеніш штокверкі жату тереңдігі 150 м дейін құрамындағы мыс 0,8 % болатын 4 млн. тонна кен қоры болды. Жаппай жарылыс көмегімен кенді уату үшін үш горизонтта 2250 пог.м жарылғыш орындары жасалды, қимасы 1,8 x1,8 және 1,8 мың тонна аммиакты селитра зарядталды.

Түсті металлургияда мысты аса балансталған, жоғалған кендер және ашылған жыныстардан мысты алу бойынша кен зерттеулері жүргізілуде. Он шақты тау кен кәсіпорындарында осындай кендерді жер асты немесе топтық сілтілендіруін ұйымдастыру анықтау мақсатымен зерттеулер жүргізілді. Сілтілендіру режимдерін анықтау бойынша күкірт қышқылының шығынын және басқа материалдардың анықтау үшін тәжірибелік өндірістік және зертханалық жұмыстар орындалды. Ерітіндіден металды экстрационды алу әдісі жасалып шығарылды.

Қазіргі кезде топтық және жер асты сілтілендіру әдісімен кеннен мыс алу үшін бірнеше тәжірибелік, тәжірибелік өндірістік және өндірістік қондырғылар салынып жұмыс істеуде. Қондырғылар Шығыс Қазақстан мыс химиялық, медногорск мыс күкіртті кеніштерінде, Балқаш және Алмалық тау кен металлургиялық комбинаттарында жұмыс істейді.

Қоңырат кенішінде қазіргі кезде Унипромеди зерттеулерінің нәтижесіне негізделіп құрылған аса балансты кендерді топтық сілтілендірудің тәжірибелік өндірістік қондырғысы жұмыс істеуде. Үйінді келесі құрамдағы тотыққан мыс кенінен тұрады, %: 1,46 Fe; 0,17 S; 76,32 SiO₂; 11,86 А1₂О₃; 0,17 СаО; 0,13 MgO; 0,002 Zn; 0,001 Pb. Мыс минералдары 76 % - ке тотықтан, 13 % екінші ретті сульфидтерден 10,6 % бірінші ретті сульфидтерден 0,4 % сульфаттардан тұрады. Үйіндідегі кен кесектерінің максималды өлшемі 0,6-1 м аралығында. Үйіндінің еңкеюі 1 градус.

Қопсыту ерітінділерін дайындау және олардың күкірт қышқылымен қышқылдандыру ерітіндінің бір бөлігін рециркуляцияға жіберетін айдайтын сораптың көмегімен араластыру камерасында жүзеге асырылады. Дайындалған ерітінділер полиэтиленді құбырөткізгіштер бойынша үйіндінің беткі қабатына жеткізіліп көлшіктер арасында бөлінеді. Үйіндінің астынан ағып шығатын мыс құрамды ерітінділер сақиналы бөгетте жиналып цементацияға жіберіледі.

Цементация темір скраппен шалшықсыздандырылған барабанды цементаторда жүзеге асады. Цементті мыстың тұнуы қоюлатқышта жүзеге асады. Қоюлатылған өнімді асфальтталған алаңда табиғи кептіріледі. Сынақты сілтілендіру мына жағдайда жүзеге асырылады, қопсыту ерітінділердің құрамындағы Н2SO4 5 г/л болғанда, қопсыту тығыздығы 40 л/т, қопсытудағы үзіліс 4 тәулік. Нәтижесінде Сu құрамында 2,5 г/л дейін ерітінді аламыз.

Үйіндіні сумен сулаудың және сынақты сілтілендірудің нәтижесінде жер арқылы мыстың ерітінділермен шығынын жоқ екенін дәлелдейді, бұл алдын ала дайындалған арнайы негіздемен оларды ауыстырусыз аса балансталған кенді өндірістік топтық сілтілендіруді ұйымдастыру үшін алғышарттар жасайды.

Кен орнын игеру кезінде жоғалтылған мыс кендерін жерасты сілтілендіру бойынша зерттеу жұмыстарының дайындық дәрежесі кем. Әзірге нақты объектілер үшін кен денелерін сілтілендіруге дайындаудың тиімді тәсілдері табылмауда, бұл технологияның экономикалық тиімділігі анықталмаған және басқа да факторлар.

Жиналған тәжірибе аса балансталған кендермен ашық жыныстарды топтық сілтілендіруін жалпы дамуын қажет екендігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Мыс кендерін жер асты сілтілендіруін енгізу туралы сұрақтың шешімі табылу үшін сол немесе басқа кен орындарының нақты жағдайында тәжірибелік жұмыстардың одан әрі жалғасуын қажет етеді.