Изменение запасов и содержания металла в руде

Характерным для открытых работ является неуклонное снижение бортового содержания металлов в руде, вследствие чего запасы балансовых руд, а также срок службы предприятий увеличиваются, повышаются эффективность отработки месторождения и использования сырьевых ресурсов.

Общей для всех месторождений металлических руд является тенденция снижения содержания полезных компонентов в руде, добытой в карьерах.

В табл. 23 приведены данные, характеризующие изменение средневзвешенного содержания меди в руде, добытой в карьерах Канады за период с 1961 по 1977 г.

В карьерах США (табл. 24) добывают более богатую медную руду, чем в карьерах Канады. Это объясняется в основном продолжающимся освоением многочисленных месторождений меди в штате Аризона, которые характеризуются достаточно высоким содержанием металла в руде. Так, на начало 70-х годов приходится пуск в эксплуатацию ряда крупных карьеров США: Твин Вьюттс, Сиеррита, Пинто Валли и Тирон, в руде которых содержится до 9 кг меди на 1 т.

В связи с мало изменяющимся составом медных руд в штате Аризона в ближайшие годы не ожидается резкого снижения содержания меди в добываемой руде.

Особенно заметно снижение содержания меди в руде, добываемой на отдельных карьерах (рис. 23). Резкое снижение содержания меди наблюдается в руде, добываемой на карьерах Крайгмонт, Гаспе, Орчен и Весфроб.

Снижение содержания меди происходит и в руде, добываемой на карьерах Белл-Коппер, Гибралтар, Симилкамин и Айленд Коппер (Канада). В 1977 г. по сравнению с 1972 г. оно снизилось соответственно с 0,66; 0,45; 0,44 и 0,53 до 0,43; 0,38; 0,37 и 0,42%.

Подобная картина наблюдается и на меднорудных карьерах США. Так, на карьерах Бингам, Моренси, Нью-Корнелия, Чино, Рей, Пима и других за период с 1961 по 1977 г. содержание меди в добываемой руде снизилось с 0,895 до 0,666%, т. е. на 34,5%. Средняя годовая производственная мощность одного карьера увеличилась за это время с 8,4 до 10,2 млн. т, т. е. на 21,4%.

На карьерах рудника Инспирейшн содержание меди в добытой руде за этот период снизилось с 1,023 до 0,359%, или на 185% при росте производственной мощности на 37,2%; для предприятия Пима эти цифры составили соответственно 441,6 и 884,6%.

Производство меди в мире постоянно увеличивается, несмотря на спады в цене и спросе на этот металл. На основании перспективных планов горнорудных компаний было определено, что производство меди с 1977 по 1980 г. в капиталистических странах возросло приблизительно на 1131,5 тыс. т (табл. 25). Это означает, что ежегодный прирост составил 3,7%.

По данным горного Бюро США, мировые запасы меди составляют примерно 450 млн. т, что хватит почти на 65 лет при достигнутом уровне производства. Общее количество медной руды исчисляется 18 628,6 млн. т со средним содержанием меди 0,589%. При снижении бортового содержания меди в руде запасы увеличиваются. Так, например, запасы месторождения Эль Абра (Чили) возрастают с 550 до 1368 млн. т при среднем содержании меди в руде 1 и 0,59%; запасы месторождений Лос Пеламбрис, Пампа Норте — соответственно возрастают с 400 до 430 и с 242 до 400 млн. т при изменении содержания меди от 0,80 до 0,78% и от 0,80 до 0,70%.

В Чили имеются огромные запасы медной руды: 1955 млн. т при среднем содержании меди 0,89% и 2498 млн. т при среднем содержании 0,80%. Если к этому добавить запасы всех категорий уже разрабатываемых месторождений, то полные запасы медной руды достигнут почти 23 млрд. т со средним содержанием меди в руде 0,66%. Подробные данные о запасах (в млн.т). разрабатываемых месторождений меди в Чили приведены в табл. 26.

Запасы меди в Чили составляют 150,75 млн. т, в том числе 128,34 млн. т приходится на руды уже разрабатываемых месторождений. Основная часть запасов меди 89,7% находится на месторождениях Чукикамата и Эль Тениенте. По своим размерам эти месторождения могут быть сравнены только с месторождением Бингам (Юта) в США. Несмотря на то, что месторождение Чукикамата больше месторождения Эль Тениенте, подтвержденных и потенциальных запасов руды на первом месторождении меньше. Однако возможных запасов на этом месторождении больше в 2 раза. Рудное тело месторождения Чукикамата имеет объем 64,15 млн. м3 и содержит более 10 млрд. т руды со средним содержанием меди 0,56%. Из этого количества руды можно извлечь 56,35 млн. т меди. Месторождение Эль Тениенте имеет запасы руды немногим больше 8 млрд. т. Однако руда здесь богаче. Поэтому, если из 1 т руды месторождения Чукикамата получают 5,1 кг меди, то из 1 т руды месторождения Эль Тениенте — 6,8 кг.

Кроме разрабатываемых и известных новых месторождений Чили, разведочные работы ведутся еще на таких месторождениях, как Сьерра Джардин, Далсима, Брилладор, Карризаль Ллто и Тамайя.

К крупнейшим, уже разрабатываемым месторождениям меди, следует отнести Юту, Моренси, Нью-Корнелию, Инспирейши в США, Кананеа в Мексике, Токепалу в Перу, а также новые месторождения Санта Розу в Перу, Ceppo Колорадо в Панаме, Эль Пачон в Аргентине, Валли Коппер в Канаде, Эль Абра в Чили и многие месторождения штата Аризона в США.

Весьма богаты порфировыми месторождениями меди недра Папуа-Новая Гвинея. В настоящее время в этом районе мира разрабатывают два месторождения Эртсберг на территории Западного Ириана и Буганвиль на острове, имеющем то же название, Проводимые в последние годы геолого-разведочные работы закончились открытием ряда новых порфировых месторождений меди. Среди них самым крупным является месторождение Яндера, находящееся на северо-восточном склоне горной гряды Бисмарк и входящее в меднорудный пояс Папуа-Новая Гвинея. Район месторождения исключительно трудный: абсолютные отметки превышают 2000 м над уровнем моря, угол склона горы достигает 45°, ежегодно выпадает от 3810 до 5080 мм осадков, главным образом, в период с ноября по апрель месяц. К концу 1976 г. было пробурено 90 разведочных скважин общей протяженностью 29 455 м и оконтурено рудное тело с запасами 338 млн. т руды, содержащей 0,42% меди, 0,0183% молибдена, 0,06 унции серебра на 1 т и 0,003 унции золота на 1 т.

На северо-западной оконечности медного пояса страны находится месторождение Фрида Ривер, включающее рудные тела Коки с запасами 261 млн. т и средним содержанием меди 0,41% и Хорее Крик с запасами 105 млн, т и средним содержанием меди 0,54%. расположено месторождение в сильно пересеченной местности с крутыми отрогами склонов гор.

К концу 1976 г. были открыты месторождения Иваад, Вест Иваал и Ок Нена, запасы которых полностью не установлены. А на месторождении Ок Теди на горе Фабилан с помощью дополнительного бурения разведочных скважин запасы руды были увеличены до 250 млн. т с содержанием 0,85% меди, 0,012% молибдена и 0,02 унции золота на 1 т.

В северо-западной части Пакистана в районе Саиндак расположены три месторождения порфировой медной руды: Северное, Южное и Восточное с низким содержанием металла. Пакистанская корпорация «Пакистан Минерал Ресурс Девелопмент» с помощью корпорации «Юнайтед Нейшнл Девелопмент Программ» провела интенсивные геолого-разведочные работы на этих месторождениях, в результате которых было пробурено 30 тыс. м скважин. Эти работы продолжались вплоть до 1976 г., когда было завершено оконтуривание месторождения с запасами руды, равными 337 млн. т. Все 88 скважин были пробурены под углом 55° к горизонтали по сетке 200х200 м. Месторождения находятся возле Форта Саиндак в провинции Банушистан, недалеко от пересечения границ Ирана и Афганистана. Характеристика запасов этих месторождений приведена и табл. 27.

Суммарные запасы медной руды на предприятиях компании «Анаконда» (США) на 1/VII 1976 г. составляли 726,12 млн, т со средним содержанием меди 0,737%. Кроме того, компания «Анаконда» имеет большие ресурсы меди в рудах еще не разрабатываемых месторождений. Всего таких месторождений 21, из них 20 в США (табл. 28) и одно в Канаде. Общие запасы медной руды на месторождениях, принадлежащих компании «Анаконда», составляют 3765,1 млн. т.

На железорудных месторождениях также наблюдается постоянное снижение содержания железа в руде. Химический состав железных руд региона Лейк Сьюпериор в США приведен в табл. 29.

При этом наибольшие изменения химического состава присущи железу, содержание которого в руде постоянно снижается. Это в равной степени относится как к богатым рудам, разработка которых резко сократилась к концу 60-х годов, так и к бедным, разрабатываемым в настоящее время в больших масштабах.

К 1966 г. 58,6% общего количества добытой руды пришлись па долю малофосфористых руд с содержанием железа около 54%. Однако это возросшее количество руды объясняется использованием специальных средств ее подготовки и, в частности, промывки сырой руды. В настоящее время руды, относящиеся по современным требованиям к богатым, содержат в среднем 40,79% железа, что на 10,89% ниже по сравнению с 1937 г.

Снижается среднее содержание железа в сырой руде, подвергаемой обогащению. Так, с 1957 г. оно уменьшилось с 33 до 27,91%. Снижение содержания железа в исходной руде происходит одновременно с увеличением содержания железа в товарной руде, что объясняется достижениями в области обогащения и окомкования железных руд. Так, если в начале 50-х годов в конечной продукции горно-обогатительных комбинатов содержалось в среднем 54,75% железа, в 1974 г.— 60,26%, то к настоящему времени эта величина возросла до 63,2%.

Одновременно со снижением содержания железа в сырой руде растет удельный вес обогащаемой руды. Изменение роста доли обогащаемой руды в общем объеме производства железорудного сырья приведено ниже.

В табл. 30 приведены сведения об удельном весе различных типов железорудного сырья. Из нее видно, что удельный вес рядовой кусковой железной руды снижается и особенно интенсивно в США и Канаде. В этих же странах наблюдается значительный рост производства окатышей. Все это связано с тем, что истощаются запасы богатой железной руды, а из таконитовых руд, как правило, производят окатыши. Характерным в этом отношении является пример разработки региона Лейк Сьюпериор в США. Первоначально запасы региона составляли 1600 млн. т богатой руды с содержанием до 54,47% железа в бессемеровской руде и до 50,8% железа в малофосфористой небессемеровской руде.

Весьма благоприятный химический состав железных руд региона Лейк Сьюпериор способствовал интенсивной разработке месторождений. Вследствие этого уже до 1920 г. добыча руды шла нарастающим темпом с увеличением годовой производственной мощности от 10 до 60 млн. т. Особенно интенсивно добывали богатую железную руду в годы второй мировой войны. Это привело к тому, что в послевоенные годы для пополнения запасов были разведаны новые площади и суммарные запасы железной руды вновь увеличились до 1,1 млрд. т и более.

Однако в последующие годы в результате интенсивной разработки запасы богатой железной руды к 1968 г. практически были исчерпаны. Для снабжения металлургической промышленности США железорудным сырьем были освоены месторождения таконитовой руды, запасы которой исчисляются десятками млрд, т.

В железорудных карьерах так же, как и в меднорудных, снижается содержание металла в сырой руде, хотя и менее интенсивно. Так, за период с 1961 по 1977 г. содержание железа в добываемой руде снизилось с 34,4 до 32,9%); с 37 до 21% и с 37 до 33% соответственно на карьерах Рут энд Лаки, Мармора и Вабаш (Канада). На других карьерах Канады среднее содержание железа в сырой руде колеблется в пределах от 1 до 2%. Содержание железа в сырой руде на комбинатах Ризерв и Ири в США за этот период снизилось соответственно с 38,78 до 34,31% и с 33 до 29,26%. При этом одновременно увеличилось содержание железа в товарной руде.

Так, содержание железа в товарной руде трех вышеназванных карьеров Канады увеличилось соответственно с 50,6 до 51%; с 64,4 до 65% и с 65,0 до 66%, Особенно высокое содержание железа в товарной руде предприятий Гриффит и Хилгон в Канаде. В окатышах содержится 67% железа.

В США наиболее высокое содержание железа имеют окатыши фабрик предприятий Хиббипг Таконит, Минорка, Эвелет Майнз и Нэйпшл Стил Пеллет.

По данным отдела геологической разведки при ООН, мировые запасы железной руды (без бывш. СССР) составляют около 480 млрд. т (табл. 31).

При достигнутом уровне потребления железорудного сырья и среднегодовом приросте добычи, равном 4 %, к 2000 г. будет переработано 22,6 млрд. т руды, или 4,73% общих мировых запасов. Таким образом, с точки зрения количественного потребления мировые запасы железных руд снизятся незначительно. Однако следует рассматривать запасы железных руд не только в геологическом, но и в технологическом и экономическом отношениях. При этом уже сейчас можно сказать, что часть месторождений очень трудно будет осваивать, но если даже их и можно будет осваивать, то весьма сложно будет решить вопросы найма рабочей силы, разработки месторождения, обогащения полезного ископаемого и его транспортирования.

Так, в начале 50-х годов расстояние между рудником Кируна (Швеция) и портом погрузки Нарвиком равнялось 168 км и считалось весьма значительным, а в настоящее время разрабатывают месторождения, удаленные от портов погрузки на 560 км (Кэрол, Канада), 850 км (Сишен, ЮАР) и 930 км (Карайас, Бразилия). Несомненно, освоение таких месторождений связано с большими затратами на строительство и эксплуатацию транспортных артерий.

Проведенный анализ изменения запасов медной и железной руд, а также содержания в ней металлов позволяет установить следующее:

- среднее содержание меди в добываемой руде с 1912 по 1077 г. снизилось с 3,16 до 0,666%, или на 374,5%; среднегодовое снижение составило 5,76%;

- запасы медной руды являются достаточными для обеспечения нормального функционирования медноперерабатывающих предприятий, хотя, по существу, все они представлены низкосортной рудой; в 1980 г. было произведено 8260,2 тыс. т. мели, а среднегодовой прирост составил 3,7%; подтвержденных запасов медной руды новых месторождений хватит примерно на 10 лет; с учетом потенциальных и возможных запасов медной руды, а также запасов действующих предприятий этот период может быть увеличен в 7 раз;

- среднее содержание железа в добываемой руде с 1937 по 1977 г. снизилось с 51,68 до 40,79%, или на 26,7%; среднегодовое снижение составило 0,67%;

- при достигнутом уровне потребления железорудного сырья и среднегодовом приросте, равном 4%, имеющихся (без бывш. СССР) мировых запасов железной руды хватит на 530 лет, т. е. они весьма значительны.