Як твердість руди та вміст сульфідів впливають на витрати на видобуток міді?

02.07.2025 р.

Твердість руди та вміст сульфідів значно впливають на вартість та ефективність видобутку міді. Ці фактори впливають на етапи як видобутку, так і переробки, що призводить до коливань споживання енергії, зносу обладнання та складності процесу переробки. Розглянемо два основні компоненти:

1. Твердість руди та її вплив на витрати на видобуток

Твердість руди характеризує складність її подрібнення під час видобутку та помелу.

• Споживання енергії:

  • Жорсткіші руди вимагають більш енерговитратних методів видобування під час видобутку (наприклад, вибуху та буріння) і, зокрема, під час подрібнення та дроблення у млині.
  • Дроблення (роздавлювання та подрібнення) є одним з найбільш енергоємних процесів у видобутку міді, що становить до 40-50% від загального енергоспоживання в гірничодобувній галузі. Чим твердіший руда, тим більше потрібного подрібнення для досягнення необхідного дрібного розміру частинок для подальшої обробки.

• Знос обладнання та технічне обслуговування:

  • Обробка твердих руд призводить до збільшення зносу дробилок, млинів та інших механічних деталей, що підвищує витрати на технічне обслуговування та заміну.
  • Твердіші руди також призводять до скорочення терміну служби витратних матеріалів, таких як абразивні матеріали (наприклад, сталеві кулі), які використовуються в процесі подрібнення.

• Кількість обробленої сировини та час обробки:

  • Більш тверді руди можуть зменшити пропускну здатність заводу (обсяг руди, що може бути оброблений за годину), оскільки для зменшення руди до потрібного розміру частинок потрібно більше часу та зусиль.

2. Вміст сульфідів та його вплив на витрати на видобуток

Мідь зазвичай видобувається з сульфідних руд (наприклад, халькопірит, борніт) або окисних руд (наприклад, малахіт, азурит). Вміст сульфідів безпосередньо впливає на вибір методів видобутку, що, у свою чергу, впливає на витрати.

• Метод обробки:

  • Сульфідні руди зазвичай обробляються методом флотації та пірометалургії (плавлення та рафінування). Ці методи є енергоємними, оскільки сульфіди вимагають теплових або хімічних процесів для розділення міді.
  • На відміну від цього, руди оксидів обробляються гідрометалургічним методом (наприклад, купольна вищелка, екстракція розчинниками та електровилучення), що є менш енергоємним порівняно з сульфідами.

• Елементи складності та штрафні елементи:

  • Сульфідні руди часто містять штрафні елементи, такі як миш'як, свинець, цинк або ртуть, що збільшує металургійну складність.
  • Оброблення та утилізація цих побічних продуктів (наприклад, хвостових відкладень) збільшує витрати на обробку, оскільки потрібні додаткові етапи для зменшення екологічних ризиків.

• Тугоплавкі сульфіди:

  • Деякі сульфідні руди є тугоплавкими (важко піддаються обробці) і вимагають спеціалізованих методів, таких як біовилужування або надтонке подрібнення, що значно збільшує витрати.

• Збирання сірки під час плавки:

  • Під час плавки сульфідних руд виділяється діоксид сірки (SO₂), що потребує належних систем збирання сірки (наприклад, газових очисників або заводів з виробництва сірчаної кислоти). Ці системи збільшують капітальні та експлуатаційні витрати.

Комбінований вплив на витрати

Коли одночасно враховуються твердість і вміст сульфідів, вплив на витрати на видобуток міді стає ще очевиднішим:

• Якщо руда є твердою та багата на сульфід, шахта може зіткнутися з значними труднощами, включаючи високе енергоспоживання, часті потреби в обслуговуванні та необхідність використання передових технологій обробки.
• Руди, які тверді, але бідні на сульфіди, можуть бути легшими для гідрометалургійної обробки (наприклад, вилуговування у відвалах), що потенційно компенсує вищі енергетичні та обладнання витрати під час видобутку.

Резюме наслідків витрат:

• Вища твердість руди:

  • Збільшує енергоспоживання під час видобутку та подрібнення.
  • Призводить до більшого зносу обладнання.
  • Зменшує пропускну здатність і збільшує операційні витрати.

• Вищий вміст сульфідів:

  • Вимагає більш складних процесів вилучення (наприклад, флотація, плавка).
  • Збільшує енергоємні витрати на плавку.
  • Підвищує витрати на дотримання екологічних норм щодо захоплення та обробки діоксиду сірки та штрафних елементів.

Добувні операції прагнуть оптимізувати витрати, збалансувавши ці фактори. Наприклад, змішування руд з різною твердістю або вмістом сульфідів може допомогти досягти економічної ефективності.