Файл: Федосеев, В. А. Экономика обогащения железных руд.pdf

где Ет — норматив для приведения разновременных затрат; t — период времени приведения, год.

При сравнении вариантов затраты более поздних лет можно приводить к текущему моменту времени (моменту начала строи­ тельства) илп затраты текущих лет к более позднему сроку (мо­ менту окончаипя строительства или достижения предприятием

.проектной производительности).

В железорудной промышленности в связи с сравнительно дли­ тельным сроком освоения горнообогатнтельнымн предприятиями проектной мощности капитальные вложения рекомендуется при­ водить к году достижения проектной производительности. В этом случае капитальные вложения текущих лет делятся на коэффи­ циент приведения, и формула для исчисления приведенных капи­ тальных вложений имеет следующий вид:

где Ки К2, . . . К, — капитальные вложения по годам строитель­ ства, руб.

Если сравниваемые варианты отличаются также эксплуата­ ционными расходами по годам эксплуатации, то выбор оптималь­ ного варианта производится по минимуму приведенных затрат за срок строительства н эксплуатации предприятия

где С1ф и К,ф — соответственно эксплуатационные расходы и ка­ питальные вложения, приведенные к одному моменту времени, руб.

При расчете себестоимости 1 т чугуна или стали по сравнивае­ мым вариантам обогащения руд затраты на железную руду и флюсы для вновь вовлекаемых в эксплуатацию месторождений принимаются по перспективной (на момент достижения ими проект­ ной мощности) себестоимости. Затраты на топливо (твердое, газообразное, жидкое), электроэнергию, транспорт учитываются пли по прейскурантным ценам и тарифам, и л и по перспективной себестоимости. Иногда расчеты осуществляются в двух вариантах:

Для соблюдения сопоставимости вариантов обогащения тре­ буется также рассчитывать экономические показатели по единой методике, используя единые исходные данные: цены на оборудо­ вание, сырье, основные и вспомогательные материалы, тарифные

60

ставки, нормы выработки и т. д. К основным экономическим факто­ рам, влияющим на выбор метода и установление в пределах выб­ ранного метода оптимальной схемы и глубины обогащения, относятся: себестоимость добычи руды, затраты на обогащение 1 т руды, расходы на транспортировку руды пли концентрата до металлургического завода, стоимость технологического топлива.

Уровень себестоимости руды и затраты на ее обогащение на­ ходятся в обратной зависимости от степени обогащения. Чем выше себестоимость 1 т руды и затраты на обогащение руды в пересчете на 1 т руды, тем больше разница в себестоимости 1 т концентрата, а значит п в величине сырьевой слагаемой себестоимости 1 т чугуна для разных вариантов обогащения.

Затраты по транспортировке руды или концентрата стимули­ руют повышение степени обогащения руды, особенно в условиях неравномерного распределения разведанных запасов железных руд по территории страны.

С т о и м о с т ь технологического топлива при выплавке чугуна н степень обогащения железных руд находятся в прямой зависи­ мости. Чем выше затраты на топливо, тем экономически эффек­ тивнее более глубокое обогащение руд в пределах выбранного метода обогащения.

Обосноваипе оптимальных вариантов обогащения железных руд определяется, как указывалось выше, совокупностью техникоэкономическпх показателей добычи, подготовки и металлурги­ ческого использования при различных методах обогащения

итехнологии дальнейшего передела. Например, на выбор метода

исхемы обогащения большое влияние оказывает способ окускованпя концентратов и технико-экономические показатели окуско-

вання. В случае окомкования концентрата и восстановительного обжига окатышей с применением природного газа для восстанов­ ления окислов железа до металлического достигается удешевле­ ние процесса подготовки руд к плавке и нередко дает больший эффект, чем более глубокое обогащение руд.

Важным обстоятельством при выборе методов и схем обогаще­ ния отдельных типов железных руд является учет возможности совместной плавки подготовленных концентратов, получаемых при обогащении руд различного качества. Например, совместная плавка концентратов, полученных при обогащении высокооснов­ ных и кислых руд, может быть более рациональной, чем повыше­ ние степени обогащения высокоосновных руд прн самостоятельной их плавке.

Для обеспечения народнохозяйственного подхода к выбору вариантов обогащения железных руд оцениваемые варианты сравниваются между собой; технико-экономические показатели лучшего варианта с показателями действующих отечественных и зарубежных обогатительных фабрик, а также с проектными показателями фабрик с аналогичными схемами обогащения.

0 В. А. Федосеев

Г Л А Л А V

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Повышение экономической эффективности обогащения железных руд во многом определяется решением проблемы их комплексного использования. Прп постоянно увеличивающихся объемах добычи, обогащения и металлургической переработки железных руд повы­ шение их комплексного пспользоваппя становится важнейшей народнохозяйственной задачей.

Комплексное использование железных руд связано с одновре­ менным илп последовательным извлечением из них отдельных полезных компонентов. Извлечение дополнительно нового ценного компонента рассматривается как повышение степени комплекс­ ного использования железных руд, а увеличение степени извле­ чения одногсГТТлн"пескольких уже извлекаемых полезных компо­ нентов — как повышение полноты комплексного использования

РУДПовышение степени и полноты комплексного использования

железных руд проявляется в приближении номенклатуры полу­ чаемой продукции к минералогическому или химическому составу перерабатываемой руды и снижении себестоимости продукции и удельных капитальных затрат.

Возможность комплексного использования железных руд опре­ деляется тремя факторами:

1)геологическим, т. е. наличием полезных минералов-спут­ ников или попутных ценных элементов в рудообразующих мине­ ралах;

2)технологическим, когда имеется возможность при достигну­ том уровне науки и техники извлечь попутные минералы иля ценные компоненты;

3)экономическим, когда стоимость дополнительно получаемой продукции превысит затраты на ее получение и обеспечит воз­ врат капитальных вложений, связанных с комплексной перера­ боткой руд, в нормативные сроки.

82

§ 1. Геологические и технологические возможности комплексного использования железных руд

Железные'руды, как правило, являются комплексными и кроме железа содержат титан, медь, цинк, свинец и другие ценные компо­ ненты. Для железных руд выделяются три основных типа рудных формаций: кремнисто-железистая, щелочноземельно-железистая и титанисто-железистая [571. Соотношение между запасами, а также добычей руд в СССР для этих типов железорудных формаций пред­ ставлено в табл. V-1.

Т а б л и ц а V-1

Соотношение между разведанными запасами н добычей по основным железорудным формациям, %

Из табл. V-1 видно, что руды кремнисто-железистой формации значительно преобладают и по разведанным запасам, и по добыче. На втором месте по запасам и добыче находятся руды щелочно­ земельно-железистой формации. Руды месторождений этой фор­ мации легко обогащаются, поэтому их удельный вес в добыче значительно выше, чем в разведанных запасах. Удельный вес руд титанисто-железистой, формации сравнительно меньше как

вразведанных запасах, так и в добыче.

Брудах кремнисто-железистой формации железу сопутствуют

такие полезные компоненты, как ванадий, фосфор, марганец. Руды щелочноземельно-железистой формации содержат медь, никель, кобальт, фосфор, редкие элементы. Сравнительно легкая обогатимость большинства типов руд этой формации во многом предопределяет экономическую эффективность их комплексного использования. В рудах титанисто-железистой формации кроме железа содержится титан, ванадий, медь и другие полезные компоненты.

Исследования обогатимости и технико-экономические расчеты показывают, что наиболее перспективными полезными компонен­ тами с точки зрения их извлечения при комплексном использова­ нии руд являются титан, ванадий, кобальт, медь, никель и ряд других ценных и нужных народному хозяйству металлов.

Таким образом, геологические возможности комплексного ис­ пользования железных руд весьма благоприятны и открывают

6* 83

широкие возможности для расширения минерально-сырьевой базы черной и цветной металлургии.

В железных рудах сопутствующие элементы могут быть пред­ ставлены самостоятельными минералами, находиться в виде эле­ мента-примеси в одном из рудных минералов, равномерно распре­ деляться в рудных и нерудных минералах или, наконец, присутст­ вовать в пустой породе. В первом случае при обогащении попутно с железным обычно выделяется самостоятельный концентрат, содержащий полезный компонент. Если полезный компонент находится в железосодержащем минерале в виде элемента-при­ меси, то при обогащении выделяется коллективный концентрат, содержащий наряду с железом и сопутствующий элемент. При равномерном распределении сопутствующих элементов в железо­ рудных минералах они попадают в железный концентрат и далее

в сталь (никель, ванадий, марганец), улучшают ее свойства, дру­ гие (фосфор, сера, мышьяк), наоборот, отрицательно влияют на ка­ чество металла. В этом случае извлечение элементов в процессе обога­ щения практически невозможно или экономически неэффективно, и утилизация их возможна лишь в металлургическом переделе. Если элементы-примеси находятся в нерудных минералах, то при обогащении они переходят в хвосты и их извлечение возможно лишь при соответствующей переработке хвостов.

Таким образом, технологические возможности комплексного использования железных руд весьма разнообразны. Выбор эко­ номически эффективных методов и схем обогащения и техноло­ гии металлургического передела осуществляется на основе де­ тального изучения вещественного состава железных руд. При на­ личии нескольких технологических возможностей отдельными и совмещенными расчетами выявляется оптимальная технология. Способность ряда полезных компоыептов, содержание которых в руде незначительно, достигать промышленных концентраций в полупродуктах или отходах производства указывает на необхо­ димость всестороннего учета технологических возможностей комп­ лексного использования железных руд. Это требуется для обосно­ вания оптимальных методов и схем обогащения и технологии последующей переработки руд с целью более полного и эффектив­ ного использования всего комплекса полезных компонентов, со­ держащихся в руде.

§ 2. Современное состояние комплексного использования железных руд

Комплексное использование железных руд в СССР началось с 1935 г. с вводом в эксплуатацию Чусовского металлургического завода [52]. В 1948 г. пущена Кусииская обогатительная фабрика,

84

где обогащаются титаномагиетитовые руды Кусинского и Перво­ уральского месторождений. В настоящее время комплексно ис­ пользуются ваиадийсодержащие железные руды крупнейшего в стране Качканарского месторождения и магнетито-гематитовые руды Оленегорского месторождения.

Кусинское месторождение, запасы руд на котором в скором времени будут отработаны, представлено магнетит-ильмепитовыми рудами двух разновидностей: вкрапленными и сплошными. Ми­ нералогический состав сплошных руд следующий: 60—70% маг­ нетита; 20—27% ильменита; 10—15% хлорита; 0.5% пирита; 2.0% железного блеска; 0.03—1.0% шпинеля. Вкрапленные руды содержат около 27% железа, сплошные — 50%.

Руды обогащаются по схеме, включающей три стадии дробле­

ильменитовый концентрат, содержащий 42.8% двуокиси титана, и кобальтсодержащий пиритпый концентрат.

Железованадиевый концентрат после агломерации на­ правляется в доменную плавку на Чусовском металлургическом заводе. В процессе доменной плавки происходит восстановление содержащихся в исходной шихте окислов ванадия с переводом ванадия в чугун. Ванадиевый чугун подвергается продувке

пятиокиси ванадия и переводом последнего в конверторный шлак. Предварительно обожженный конверторный шлак обрабатывается водой и кислотно-щелочными реактивами, в результате чего вы­ деляется сырая пятиокись ванадия, которая в последующем до­ водится до плавленой пятиокиси. Далее пятиокись ванадия на­ правляется в электроплавку, после чего получается готовый товарный продукт — феррованадий.

Первоуральское месторождение также представлено вкраплен­ ными и сплошными типами титаиомагнетитовых руд. Вкраплен­ ные руды подразделяются на бедные, содержащие от 14 до 25% железа, и богатые — от 25 до 35% железа. Наиболее распростра­ нены бедные руды. Удельный вес сплошных руд в общих запасах незначителен. В среднем в рудах Первоуральского месторожде­ ния содержится 17% железа, 0.2% пятиокиси ванадия и около 2% двуокиси титана.

Рудные минералы представлены в основном титаномагнетитом,

внезначительных количествах (3—5%) присутствуют ильменит, гематит, пирит, халькопирит, борнит. Около 60% общего коли­ чества железа связано в руде с титаномагнетитом и может быть извлечено в железный концентрат. Остальная часть его находится

ввиде изоморфной смеси с силикатными минералами и поэтому при обогащении теряется в хвостах.

S5