Что такое технологические потери полезного ископаемого

ПОТЕРИ полезного ископаемого (а. mineral losses; н. Mineralienverluste; ф. pertes du mineral utile; и. perdidas de minerales) — часть балансовых запасов твёрдых полезных ископаемых, не извлечённая при разработке месторождения или утраченная в процессе добычи и переработки.

Потери при добыче — относительная величина, характеризующая недоизвлечение балансовых запасов в процессе разработки месторождений. Причины допускаемых потерь разнообразны: недостаточно полное и качественное проведение геологоразведочных работ, ведущее к неточному определению геологических характеристик, несоответствие запроектированных методов и параметров добычи полезных ископаемых условиям разработки месторождений, несвоевременная или неполная подготовка запасов к добыче, нерациональная выборочная выемка участков, несоответствие применяемых машин и механизмов для выемки полезных ископаемых горно-геологическим условиям эксплуатации, отсутствие научно обоснованных нормативов потерь, достоверных методов их учёта и контроля и пр. Различают потери общешахтные (общерудничные, общекарьерные, общеприисковые) и эксплуатационные. Количество потерь исчисляется в единицах массы или объёма и в процентах: общешахтных — от общих балансовых запасов шахты (рудника, прииска), эксплуатационных — по отношению к погашаемым балансовым запасам. В многокомпонентных рудах потери учитываются по всем полезным компонентам, имеющим промышленное значение. Потери определяются замерами в натуре или по маркшейдерским планам и разрезам при достоверном оконтуривании и опробовании залежей или очистных участков. При невозможности применения прямых методов используются косвенные: сопоставление количества полезных ископаемых в погашенных балансовых запасах и добытой рудной массы.

Для оценки полноты извлечения запасов из недр применяются коэффициент извлечения полезного ископаемого и полезного компонента. Коэффициент извлечения полезных ископаемых выражает отношение количества добытого полезного ископаемого вместе с примешанной к нему породой к количеству погашенных балансовых запасов. Величина эта изменяется от 0,4 до 1,2 и более; при разработке тонких жил системами с валовой выемкой — до 3 и более. Коэффициент извлечения полезного компонента из недр выражает отношение количества полезного компонента, извлечённого из недр, к количеству полезного компонента, которое было заключено в подсчитанных балансовых запасах. Коэффициент извлечения из недр полезного компонента — обобщённый показатель.

В процессе ведения добычных работ при установлении причин неполного извлечения балансовых запасов пользуются показателем потерь полезных ископаемых В отраслях горнодобывающей промышленности потери балансовых запасов колеблются от 2-3 до 40-50% и даже более в зависимости от применяемых способов и систем разработки, ценности сырья, горно-геологических и иных условий эксплуатации месторождений твёрдых полезных ископаемых Наименьшие потери присущи открытому способу разработки (3-6%). При подземной добыче эксплуатационные потери составляют в среднем 12-18%. Наилучшие результаты по определению потерь дают прямые методы, когда количество потерянного полезного ископаемого оценивается непосредственно в горных выработках, в транспортных средствах. Однако в отдельных случаях применяются косвенные методы, основанные на расчётах. Точность этих методов невысокая.

Достоверный и надёжный учёт потерь базируется на обоснованной классификации. В СССР действует единая классификация потерь при разработке месторождений (табл. 1), которая позволяет выявить потери по стадиям производственного процесса, способам и системам разработки, по отдельным выемочным участкам месторождения и изыскивать меры борьбы с ними; ориентирует горное производство на использование прямых методов учёта потерь; создаёт основу для экономической оценки последствий потерь и определения их рационального уровня. Рациональная величина потерь или извлечения запасов из недр устанавливается на основе сопоставления ценности конечной продукции, полученной из израсходованных запасов полезных ископаемых, т.е. добытых и потерянных при эксплуатации, а также приведённых суммарных затрат на получение данной продукции. В качестве критерия оценки принимается максимальный экономический эффект, получаемый народным хозяйством от реализации продукции. Нормативы потерь рассчитываются на отдельную выемочную единицу, т.е. минимально допустимый участок месторождения, имеющий относительно однородные геологические, технологические и другие параметры разработки. Нормативы потерь или извлечения из недр могут быть проектными, установленными на стадии проектирования, текущими, определёнными на действующем предприятии при существующих технико-экономических показателях его работы, и перспективными (прогнозными), учитывающими научно-технический прогресс в области техники и технологии добычи и переработки, потребность и обеспеченность минерально-сырьевыми ресурсами и другие факторы.

Потери при обогащении — относительная величина, характеризующая недоизвлечение ценного компонента в конечный продукт обогащения полезных ископаемых. Потери ценного компонента рассчитывают как разность (100-е)%, где е — извлечение ценного компонента в концентрат. Величина потерь минералов, извлекаемых в процессе обогащения, от 5 до 50%. Наиболее существенны потери сопутствующих компонентов. При некомплексной переработке минерального сырья величина потерь неизвлекаемых компонентов может достигать 100%. Отсутствие отработанных промышленных технологических процессов извлечения полезных компонентов из бедных сростков, шламов и пульпы с находящимися в ней в растворённом виде металлами является причиной значительных потерь цветных, редких и драгоценных металлов при обогащении руд.

Различают технологические и механические потери, которые определяются при технологическом и товарном балансах. Величина потерь зависит от состава, строения и свойств полезных ископаемых и применяемого метода обогащения (табл. 2). Однако основные потери обусловлены минералогическим составом и физико-химическими свойствами полезных ископаемых. В первую очередь к ним относятся потери с тонкими и крупными классами обогащаемой руды. Значительные потери наблюдаются при наличии в полезных ископаемых несколько минералов одного элемента. Обогащение таких полезных ископаемых всегда сопровождается повышенными потерями, т.к. разные минералы требуют различных методов обогащения, они могут извлекаться одним методом, но с различной эффективностью. Применение же комбинированных схем экономически оправдано лишь тогда, когда доля тех или иных минералов извлекаемого компонента в полезных ископаемых значительна.

Недоизвлечение полезных компонентов может быть связано с недостаточным уровнем технологической и производственной дисциплины, неритмичностью снабжения фабрики полезных ископаемых и резкими колебаниями его состава, недостатком и низким качеством запасных частей оборудования. При безотходной технологии степень потерь компонентов характеризует состояние использования сырья, содержание ценных компонентов в отвальных отходах. В процессах переработки полезных ископаемых и, в частности, обогащения, образующих сложную систему взаимосвязанных и взаимовлияющих технологических процессов, строго выделить место образования потерь невозможно. В общем случае это положение применимо ко всем производственным процессам с непрерывной технологией, характеризующимся наличием промпродуктов в схеме, циркуляционных потоков и т.п. Например, операции рудоподготовки (дробления, измельчения, классификации) принципиально не подлежат оценке с точки зрения потерь (прямые механические потери в виде просыпей, смывов и т.п. в данном случае не рассматриваются). Концентрат определённой стадии обогащения, например флотационной или гравитационной, являющийся промпродуктом, характеризует потери (через извлечение) не полностью, т.к. весь он или часть его поступает в виде циркулирующих потоков в измельчение и другие процессы, изменяя тем самым состояние всех технологических процессов. Кроме того, везде, где в процессе обогащения включён этап транспортировки, возможны потери.

При рассмотрении взаимосвязанных звеньев технологической цепи: добыча (разработка месторождения) — обогащение — металлургический передел (в общем случае предприятие, использующее продукцию обогатительных фабрик) — возможна классификация потерь и отходов по переделам. Сложная связь существует между потерями при обогащении и снижением качества руды в результате разубоживания вмещающими породами, а также материалами закладки выработанного пространства.