ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Организация производства модульной передвижной рудообогатительной установки (МПРОУ)

Рекомендуемая область пременения

Потенциальными потребителями установки МПРОУ являются горнодобывающие предприятия в золотодобыче. Установка экономически выгодна небольшим предприятиям и старательским артелям, работающим вахтовым методом и разрабатывающим мелкие отдаленные месторождения. Установка также может быть использована геологическими предприятиями при валовом опробовании в разведке.

Назначение, цели и задачи проекта

  Новый класс модульной передвижной рудообогатительной установки (МПРОУ) предназначен для переработки и обогащения, руд со свободным самородным и гравитационно извлекаемым золотом (преимущественно более 50 микрон).  Как правило, это мелкие месторождения и рудопроявления кварц-жильного типа.  Кроме того, установка может быть пригодна для других типов руд в сочетании с разными способами обогащения и в гидрометаллургии.

         Планируются следующие основные этапы:

- Становление производства – доведение уровня добычи золота до 200 кг в год в течении 3-5 лет;     

- Расширение производства на региональном уровне в течении 5-7 лет;

- Выход на внутренний (российский) и внешний рынок в течении 12-15 лет развития производства.

Основной идеей проекта является разработка и внедрение малообъемных технологий и аппаратов сухого обогащения, золотосодержащих руд и создание принципиально нового класса модульных передвижных рудообогатительных установок (МПРОУ). Проектируемый пионерный вариант модульной установки, смонтированный на базе обычной  автотранспортной единицы, представлен на рис. 1.

Рис.1  Пионерный вариант МПРОУ с производительностью 6 т/час

Особенностями нового класса установок являются:

 - производительность от 2 до 10 т/ч;

 - возможность работы без воды и при отрицательных температурах;

 - высокая мобильность;

 - автономность в работе;

       - малочисленность обслуживающего персонала.

 В ближайшей перспективе будет создан пионерный действующий вариант установки с производительностью 6 т/час. Технологическая схема установки приведена на рис. 2.

Практический эффект применения технологии непосредственно в реальных производственных условиях позволит создать производственно-финансовую основу  предприятия, которая будет заниматься реализацией новых вариантов нового класса мобильных рудообогатительных установок с базовой сухой технологией переработки и обогащения.  

В будущем предприятие сможет  самостоятельно вести исследовательские и опытно-конструкторские работы по следующим направлениям:

- разработка, конструирование и создание новых аппаратов дробления, измельчения и пневмосепарации, с учетом конкурирующих факторов;

- разработка и создание технологических модулей сухого обогащения различного назначения  в зависимости от перерабатываемого минерального сырья;

-разработка комбинированных схем переработки и обогащения минерального сырья на основе использования модульного принципа проектирования обогатительных систем ;

- разработка и внедрение высокопроизводительных модулей по обогащению россыпей.

В первые три года деятельность предприятия будет направлена на создание дееспособной технологии применительно к одному из месторождений рудного золота, подлежащего лицензированию, который планируется использовать в качестве полигона для испытаний новой техники и технологии. Конечная продукция производства – золото - будет сдаваться в аффинажный завод. При достижении положительных результатов производственной деятельности, работа полигона будет использована в рекламных целях и в последующем, после сертификации, новая технология может быть распространена среди недропользователей на территории Республики Саха (Якутия) и регионов Дальнего Востока и Сибири. В дальнейшем деятельность полигона будет расширена для апробации нового рудообогатительного оборудования и совершенствования технологий на основе выявления  и сравнения конкурирующих параметров.

Реализация проекта к концу намеченного срока (к концу четвертого года) оценивается по двум показателям:

- по созданию дееспособного автономного и мобильного технологического модуля сухой переработки и обогащения руд;

- по полной компенсации первоначальных расходов предприятия за счет добычи золота.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время разрабатываются в основном крупные и средние месторождения золота и других элементов, позволяющие рентабельно применять традиционную капиталоемкую и энергоёмкую технологию обогащения руд на базе стационарных  извлекательных фабрик.

Между тем, минерально-сырьевая база разведанных полезных ископаемых (например, рудного золота) располагает многочисленными мелкими месторождениями и рудопроявлениями кварц-жильного типа с высоким содержанием самородного золота и относительно легкой степенью обогатимости, не охваченных промышленной разработкой. Большинство этих месторождений находятся в труднодоступных районах с неразвитой инфраструктурой. Только на территории Республики Саха (Якутия) известно около 2500 мелких месторождений и рудопроявлений с запасами менее 1 тонны золота, суммарный запас которых (около 250 т) сопоставим с активными разведанными запасами учтенных россыпных месторождений. Известны также многочисленные небольшие месторождения вольфрама, серебра, сурьмы и др. полезных ископаемых.

Освоение таких месторождений считается сложным из-за труднодоступности, сложности горно-геологических условий добычи руды, а их малые запасы месторождений  нерентабельны для применения существующих капиталоемких технологий.

В последнее время, в связи с истощением запасов разрабатываемых россыпных месторождений, освоение мелких месторождений становится все более актуальным и имеет огромную перспективу, но сдерживается отсутствием эффективных технологий и соответствующей техники, в особенности, рудосортировочного, рудоразмольного и обогатительного оборудования.

Развитие технологии сухого обогащения позволит активно использовать  в системе раздельной разработки крупных неоднородных месторождений золота, а также создать установки для обогащения золотосодержащих россыпей и в последующем распространится для переработки и обогащения других видов минерального сырья.

Основным конкурентоспособным преимуществом сухих методов обогащения является возможность работы при отрицательных температурах (условия Севера), а также в безводных регионах (условия южных регионов).

По потенциалу возможности применения  разработка сухих технологий обогащения минерального сырья представляет новое направление в области обогащения, способное конкурировать с традиционными технологиями.

Инвестиционная привлекательность проекта создания МПРОУ состоит во вкладывании небольших первоначальных капитальных вложений для ее реализации в форме научно-производственного полигона.

В последующем по мере расширения производственной деятельности предприятия, созданного на основе проекта, экономические возможности технологии будут расширяться в линейной прогрессии. Качественно изменится сама технология сухого обогащения, увеличится число технологических модулей и продолжится работа по усовершенствованию их с точки зрения технологической и технической надежности.

Современные передвижные модульные фабрики с гравитационной технологией обогащения и традиционным рудоразмольным оборудованием (с одной шаровой мельницей) имеют оптимальную производительность в пределах  6-15 т/ч.. Эксплуатация такой фабрики экономически целесообразна при освоении месторождений с запасами более 1 тонны золота, так как высокий уровень капитальных затрат и эксплуатационных расходов, связанных с процессами рудоподготовки, водоснабжения и транспортных перемещений  руды, окупается стоимостью 3 тонн золота. В случае частого перемещения фабрики резко возрастают накладные расходы, связанные с привязкой оборудования к новой местности, с проектированием водного хозяйства и хвостохранилища, строительства дорог, обустройства линии электропередач и.т.д.

В традиционных технологических схемах обогащения  с использованием воды в качестве разделительной среды, её потребление в среднем составляет 4 и более куб. м. на 1 м³ рудной массы с исходной влажностью руды не более 7-8%.. Кроме того, в регионах Севера использование воды в технологии обогащения ограничивает продолжительность промсезона до 3-4 месяцев в году.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Технологическая схема сухого модуля переработки и обогащения руд представлено на рис.2. Перечень технологического  и вспомогательного оборудования по данной схеме приведено в таблице 1.

Исходная руда, пройдя предварительно через грохот ГИТ-31 для отсева мелкой фракции, подается на дробилку СМД-116, затем руда класса крупности -100 мм подается по ленточному конвейеру на дробилку ДКД-300 и дробится до класса крупности -5 мм.

Грохот ГИТ-31, щековая дробилка СМД-116 являются традиционным горно-обогатительным оборудованием.  А дробилка комбинированного ударного действия ДКД-300 является новым   разработанным оборудованием.

Техническая характеристика дробилки ДКД-300.

1. Производительность-                                              -6…15 т/ч

2. Установленная мощность-                                       15 кВт

3. Исходная крупность дробимого материала -       до 150 мм

4. Крупность дробленого материала -                        - 2 мм

5. Степень дробления -                                                  50-60

6. Диаметр роторов -                                                    300 мм

7. Габариты                                                                   2200х1500х1900 мм

8. Масса -                                                                         1500 кг

Основное преимущество дробилки заключается в возможности интенсивного разрушения кусковой руды на стадии среднего и мелкого дробления  в режиме сообщения механических динамических импульсов за счет организованного столкновения частиц

 другом  с  другом (в режиме самоизмельчения) и с поверхностью рабочих органов (роторов) в камере дробилки.

Класс крупности 5 мм на промышленном грохоте ГИЛ-11 отсеивается и возвращается на дробление, затем измельчается на центробежной мельнице ЦМВУ-800 до класса крупности 2 мм, которая также является результатом разработки.

Техническая характеристика измельчителя ЦМВУ-800

- Производительность                                  6 т/ч

- Мощность                                                   2х3,5=7 кВт

- Диаметр роторов:

                            верхнего                                 790 мм

                            нижнего                                 820 мм

- Исходная крупность материала                  -5…10 мм

- Степень измельчения                                 60

- Масса                                                          900 кг

Тонко измельченный продукт после измельчителя перегружателем направляется на пневмосепаратор ПОС-2000.

Техническая характеристика пневмосепаратора ПОС-2000

- Производительность                                            6 т/ч

- Мощность                                                            5 кВт

- Сокращение исходного материала                      до 16 раз

- Масса                                                                    2100 кг

Концентрат пневмосепаратора направляется на доводку с применением разрабатываемого в настоящее время винтового пневмосепаратора типа ВПС-250, при этом хвосты ПОС-2000 и ВПС -250 складируются отдельно. В зависимости от фазового состава в нем золота данный продукт обогащения может перерабатываться в последующем с использованием  традиционных схем доводки обогащением или методами гидрометаллургии.

Полученный конечный концентрат полежит операциям доводки для получения золотой «головки» и промпродукта.

Ожидаемый результаты обогащения по предлагаемой схеме сухого обогащения для убогосульфидных золотосодержащих руд составляют: по извлечению более 80%, по сокращению исходной массы руды до 100 раз. Основные технические характеристики модуля МПРОУ приведены  ниже.

Техническая характеристика МПРОУ:

Таблица 1

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Общие затраты на разведку, добычу, переработку и обогащение руды, включая 100% амортизацию стоимости рудообогатительного оборудования, составят около 80 млн. руб. при финансировании проекта в первые три года. При этом капитальные затраты на разработку проекта полностью окупятся к концу четвертого года.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

В настоящее время стоимость рудообогатительной фабрики с гравитационной технологией обогащения составляет около 350 млн. руб.

Новая установка позволяет снизить:

-капитальные затраты как минимум в – 30 раз,

-себестоимость обогащения руды в -3 раза,

- энергозатраты  в - 5 раз.

Рентабельность производства составит около 25%.

Новые потребительские свойства продукции

Основными являются:
- компактность;
- высокая мобильность;
-возможность работы без воды и при отрицательных температурах (круглогодично);
- относительная дешевизна;
- сокращение исходной массы руды до 100 раз.
Научно обоснован и апробирован новый эффективный сухой метод дезинтеграции кусковых руд, основанный на организации многократных динамических воздействий при последовательном наращивании относительной скорости взаимодействия кусков друг с другом и с ударными органами в рабочей зоне дробильно-размольного оборудования.
Изучены процессы пневматической сепарации золотосодержащих тонкоизмельченных материалов по плотности в воздушно-песчаном потоке в аэродинамических трубах разной конфигурации и впервые в России и мире найдены условия эффективной пневмосепарации минералов высокой и средней плотности, (в том числе и алмазов), составляющих основу «ноу-хау».
Следует отметить, что массовое промышленное применение сухих методов обогащения даже в безводных регионах Земли (страны Африки и Азии, Австралии) неизвестно.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам и требованиям, предъявляемым к золотосодержащим продуктам, содержащим благородные металлы.

Стадия и уровень разработки

Результаты проведенных исследований дезинтеграции кусковой руды и раскрытия самородного золота при разных режимах многократного ударного дробления и измельчения позволяют создать ряд (запатентованных и разрабатываемых в настоящее время) компактных, высокоэффективных и энергосберегающих рудоразмольных аппаратов многоактного динамического (ударного) действия малой производительности. Полупромышленные испытания опытного образца дробилки комбинированного ударного действия ДКД-300 и центробежного измельчителя ЦВМУ-800 подтвердили эффективность нового способа дезинтеграции кусковой руды, которая в реальных схемах рудоподготовки приведет к резкому снижению циркулирующей нагрузки при высокой избирательности раскрытия основной массы самородного золота уже на стадии дробления.
Разработаны основы центробежного сухого измельчения геоматериалов, конкурирующие и в ряде случаев превосходящие по своей эффективности и технико-экономическим данным энергоемкое мокрое шаровое измельчение.
Исследованы процессы разделения минералов по плотности в динамическом воздушно-песчаном потоке и разработаны аппараты пневматической сепарации тонкоизмельченного рудного материала и обоснована эффективность их использования в циклах обогащения в комплексе с процессами сухой дезинтеграции. Разработан и успешно проходит испытание первый в России опытный вариант пневмосепаратора ПОС-2000 с производительностью до 12 т/ч. При этом получены гравитационные золотосодержащие концентраты с извлечением золота более 88% с полным извлечением фракций самородного золота размером более 100 микрон.

Предлагаемые инвестиции

80 млн. руб.
В первый год по настоящему проекту планируется завершение опытно-промышленных испытаний оборудования МПРОУ: дробилки ДКД-300, центробежного измельчителя ЦМВУ-800 и пневмосепаратора ПОС-2000 на месторождении рудного золота. Основная цель исследований - оценка надежности оборудования и динамики изменения технологических показателей (извлекаемости золота) по времени (от степени износа рабочих органов).
По результатам испытаний оборудования производится корректировка конструкции оборудования с необходимой доработкой рабочих узлов с учетом возможности быстрой замены наиболее изнашиваемых деталей в полевых условиях. При этом достаточным условием надежности принимается эксплуатация оборудования за период одного промсезона.
К концу года планируется завершить окончательную компоновку оборудования в технологический модуль. В первый год ведется поиск объекта для лицензирования, подготовка объекта к эксплуатацию, закупка техники и оборудования для начала работ.
Во второй год планируется изготовить первый технологический модуль и начало его опытной эксплуатации на месторождении, которое планируется лицензировать. В этом году ведутся геологоразведочные и горные работы. К началу опытной эксплуатации установки следует отбить партию руды до 2 тыс. тонн.
В третьем году планируется выход на проектную мощность предприятия по добыче руды (горный раздел) в 5000 т. Планируется переработать на установке в опытном режиме работы до 4000 тонн. На технологическом модуле производится переработка и максимальное сокращение рудной массы (до 20 раз и более) по месту их добычи при уровне извлечения золота не ниже 85% с попутной концентрацией полезных компонентов в сокращенном продукте (в первичном концентрате).
Для получения конечного продукта – лигатурного золота модуль оснащается дополнительными оборудованиями по доводке концентратов.
В четвертом году планируется завершение опытно-промышленных испытаний установки и выход на проектную мощность предприятия по добыче и переработке руды в 20 000 т.
При ожидаемой производительности пионерного варианта рудообогатительной установки до 6 т/ч, в продолжительном варианте работы с частичным охватом зимнего сезона (250 дней) при полном извлечении металла в комплексе с доводочным циклом 85%, в условиях одного из планируемых участков работы ожидается получить 200 кг золота. Затраты на организацию горного участка по данным расчета должны окупиться к концу четвертого года работы за счет стоимости добываемого золота.
Суммарная стоимость промышленного продукта в ходе выполнения настоящего проекта составит около 80 млн. руб.

Рынки сбыта

Горнодобывающие предприятия в золотодобыче. Установка экономически выгодна предприятиям и старательским артелям, разрабатывающим мелкие отдаленные месторождения. Установка может быть использована при валовом опробовании в разведке.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет аналогов на мировом рынке.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

48

Дата поступления материала

26.09.2006