книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения
..pdfРоздольскхііі ордена Трудового Красного Знамени горно-химический комбинат им. 50-летня Великой Октябрьской социалистической революции
ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА
СЕРНЫХ РУД РОЗДОЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Под общей редакцией докгп. техн. наук, проф. М . А . Менковского
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А » Мо с к в а , 1973
Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения. Под общей ред. докт. техн. наук, проф. М. А. Менковского. М., «Недра», 1973. 300 с. (Роздольский ордена Трудового Красного Знамени горно-химический комби нат им. 50-летня Великой Октябрьской социалистической революции).
Вкниге обобщен многолетний опыт работы коллектива Роздольского горно химического комбината по открытой добыче и переработке серных руд Роз дольского месторождения. В ней описан весь технологический комплекс про цессов получения самородной природной серы.
Вотдельных главах книги описаны история изучения и промышленного освоения Роздольского месторождения, приводится краткая геология место рождения и классификация геолого-промышленных типов серных руд. Рас смотрены горные работы и методы совершенствования процессов осушения месторождения, буровзрывных, вскрышных и добычных работ, освещены во просы устойчивости бортов карьеров и отвалов, вскрытия и разработки место рождения по бестранспортной системе и способом гидромеханизации, а также геолого-маркшейдерского обслуживания горных работ. Приведены описания су
ществующих технологических процессов флотационного обогащения серных руд и выплавки серы, методов очистки серы от золы и органических примесей, про цессов размола серы. Затронуты вопросы складирования и транспортировки различных видов (комовой, жидкой, гранулированной) серы, использования отходов производства и утилизации тепла. Даны результаты исследовании и совершенствования процессов переработки труднообогатимых тонковкрапленпых серных руд и автоклавной плавки серных концентратов. Кратко осве щены успехи изобретательства, рационализации и технической информации, достигнутые на Роздольском комбинате.
. Книга рассчитана на инженерно-технических работников и рабочих веду щих профессий, связанных с добычей и переработкой серных руд. Она может быть использована проектировщиками, а также в качестве учебного пособия студентами и учащимися химико-технологических и горных вузов и техникумов.
|
Таблиц 60, иллюстраций 82, список литературы — 57 назв. |
||
|
ік ц и о н н а я |
к о л л е г и я i:l . |
JИf l. ЛА.* Иванников, |
|
Мерлич, Г. И. Бролииский, Ю. А |
Гтигиотг |
|
|
В. В. Раутио |
. А. П. Ткачені |
|
|
0375-546 |
© Роздольский |
ордена Трудового Красного Знамени |
|
горно-химический комбинат им. 50-летия Великой |
||
Д |
043 (01)—73 |
Октябрьской социалистической революции, 1973 |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Роздольский горно-химический комбинат построен на базе сер ных руд Роздольского месторождения самородной серы. Экс плуатация карьеров Роздольского месторождения ведется в сложных горно-геологических условиях с применением мощного современ ного горнотранспортного оборудования. Технология процессов обо гащения серных руд и выплавки серы здесь впервые осуществлена в крупных производственных масштабах. На комбинате внедрен новый фазовый метод получения серы и новые методы очистки серы от органических примесей.
Целью настоящей, предлагаемой читателю, книги является опи сание технологического процесса получения природной серы из руд во всем его комплексе, включая геологию месторождения, геолого промышленную классификацию руд, открытую разработку месторо ждения, способы обогащения руд и выплавки серы, методы очистки серы, производство молотой серы, складирование и отгрузку серы, прочие вопросы, связанные с добычей и переработкой серных руд.
В связи с недавним (1971 г.) вводом в эксплуатацию нового карь ера, построенного на базе Подорожненского месторождения серы, руды которого отличаются от руд Роздольского месторождения условиями залегания и наличием большого количества в руде тонко рассеянной серы, в технологии добычи и переработки указанных руд произошли некоторые изменения, которые также нашли здесь частичное отражение.
Книга написана коллективом инженерно-технических работ
ников |
Роздольского горно-химического |
комбината |
совместно |
с представителями научно-исследовательских |
организаций, прини |
||
мавших |
непосредственное участие в практическом |
внедрении и |
|
совершенствовании описываемых процессов производства серы.
В подготовке книги принимали участие: Белянкин Б. А.,*Бролинский Г. И., Винокуров Ю. А., Гуменик И. Л., Гутман Ю. А., Даценко H. М., Дацко Р. П., Дубовец В. В., Ефремов М. В., Загоруііко Р. Ф., Иванников И. А., Коваленя В. К., Копач П. И., Коро бейников Н. С., Костырко А. С., Кривошеев И. Д., Кужель Н. ГГ, Ляшкевич П. А., Маркович Л. ГГ, Мельник В. Ф., Мельник Е. Д., Менковский М. А., Мерлич Б. В., Михайлов А. В., Новосад Л. Г., Обухов В. Я., Осташкова И. В., Пелех Ф. И., Петров В. В., Про
копенко Л. Г., Пчелкин Г. Д., Равич Б. М., Раутио В. В. , Ретров-
ский А. С., Реутский В. Ф., Суббота В. М., Тангелов В. А., Тка ченко А. П., Трунов И. Т., Ходаковский Ю. Ф., Худякова 3. А., Черешнев В. С., Шапарь А. Г., Шерстюков А. Д., Шестаков Н. А., Яворский В. Т., Яковенко Г. И., Ярко С. В. и другие.
Авторы с благодарностью примут и в дальнейшем учтут все кри тические замечания читателей по книге.
ВВЕДЕНИЕ
Сера применяется почти во всех отраслях народного хозяйства. Она потребляется сероуглеродной, целлюлозно-бумажной, рези новой, нефтяной, химико-фармацевтической и другими отраслями промышленности, включается в рецептуру различных цементов, замазок и других материалов, используемых в строительстве.
Общая мировая добыча природной серы составляет примерно 10—12 млн. т/г.
В дореволюционной России промышленная добыча серы не была организована, и только в 1930 году вступил в эксплуатацию пер вый советский серный рудник в Крыму (Чекур-Кояш), дававший 0,5 тыс. т/г серного концентрата. Затем были пущены автоклавные серные заводы на базе Каракумских месторождений серы, дававшие около 2 тыс. т/г высококачественной серы, и рудник Шор-Су (Узбекистан), где впервые был осуществлен комбинированный метод получения серы из серных руд — флотация + выплавка серы из концентратов в автоклавах. В 1934 году вводятся в эксплуата цию серные предприятия Поволжья — Алексеевна и Водино (ныне Куйбышевский комбинат), Гаурдакский комбинат (Туркмения), на которых также был применен названный метод получения серы. Таким образом, в 30-е годы производство серы было доведено при мерно до 40 тыс. т/г, что могло удовлетворить важнейших ее потре бителей.
В тот период широко велись научно-исследовательские и опытно промышленные работы по добыче и переработке серных руд: испы тывались различные методы прямого получения серы из руд в ка мерных печах и ретортах (Водино, Гаурдак, Чангыр-Таш); выплавка серы в высококипящих жидкостях (Гаурдак); экстракция серы растворителями (Шор-Су, Водино) и другие. Одновременно, из-за отсутствия в то время разведанных перспективных месторождений серы, развивалась промышленность «газовой серы» (из отходов цветной металлургии и коксохимических производств), в связи с чем интерес к развитию предприятий, базирующихся на природ ной (самородной) сере, несколько снизился и производственная мощность горно-химической серной промышленности ряд лет сохра
нялась примерно на указанном выше уровне, обеспечивая серой лишь тех потребителей, которые не могли работать на заменителях природной серы.
Еще в начале развития серной промышленности ее работников привлекал внимание весьма заманчивый и перспективный метод выплавки серы из серных руд перегретой водой, нагнетаемой в серо носный пласт через буровые скважины. Этот метод подземной вы плавки серы был со временем усовершенствован и широко приме няется сейчас для получения серы в Польше, США, Мексике и осваи вается на некоторых месторождениях серы в СССР. Однако метод подземной выплавки серы требует специальных условий зале гания сероносного пласта, а также связан и с другими специфиче скими для него факторами. Поэтому нельзя ослаблять внимание к методам «обычной» добычи серных руд, преимущественно откры тыми горными работами, и последующей «надземной» их переработки.
Развитие отечественной серной промышленности резко шагнуло вперед с открытием мощных месторождений самородной серы Предкарпатья (50-е годы). С вводом в эксплуатацию Роздольского горно химического комбината страна стала получать в десятки раз больше серы, чем давали все вместе взятые старые серные предприятия. Роздольский комбинат стал не только ведущим производителем серы в СССР, вырабатывающим более 70% всей серной продукции, но и центром исследований по совершенствованию и рационализа ции серной промышленности. Здесь проводятся работы по изыска нию наиболее рациональных методов добычи и переработки серных руд. получению высококачественной серы.
К работе по исследованиям, проводившимся на Роздольском комбинате, были привлечены специализированные научно-исследо вательские, проектные и учебные институты, внесшие свой вклад в развитие серной промышленности. Наиболее ценным является опыт людей, повседневно имеющих дело с теми или иными произ водственными объектами, т. е. опыт работников комбината.
У нас выпускается очень мало обобщающей литературы, посвя щенной сере, поэтому издание настоящей монографии, отражающей историю развития, трудности и успехи в освоении и перспективы разнообразной и многогранной деятельности серного предприятия, каким является Роздольский горно-химический комбинат, весьма ценно и своевременно.
Материалы, излагаемые в отдельных главах по геологии, место рождениям серных руд, горным работам, технологии обогащения руд и выплавке серы из концентратов, экономике и т. д., должны заинтересовать не только работников серной промышленности, но и других отраслей горно-химических производств, промышленности строительных материалов, горючих ископаемых и др.
f
Г л а в а I
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ
РОЗДОЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕРНЫХ РУД
Первые обоснованные сведения о самородной сере в Предкарпатье были приведены в пояснительной записке к геолого-промышлен ной карте Галиции, составленной С. Ольшевским в 1915 году. Здесь перечисляются проявления серы в пунктах Страдч, Тлумач, Трускавец. С давних пор известна сера в Ширецком гипсовом месторожде нии, описанию которого посвящены работы польских исследовате лей. Но все эти сведения о сере носили отрывочный характер и каса лись лишь мелких ее проявлений. Промышленные месторождения серы в Предкарпатье до начала 50-х годов не были известны.
Широкие, целенаправленные поиски самородной серы начались здесь после того, как в 1950 году геологическая партия «Укргаз» при поисковой разведке на газ обнаружила Роздольское месторо ждение серных руд. Открытие и разведка его послужили началом планомерных поисковых работ в Предкарпатье, в результате кото рых были открыты новые месторождения самородной серы — Язовское, Немировское, Подорожненское и другие.
Детальная разведка Роздольского месторождения проведена экспедицией треста Союзгеохимразведка в 1951—1954 гг. Разведоч ные работы сопровождались изучением вещественного состава сер ных руд, гидрогеологических и инженерно-геологических особен ностей месторождения, технологическими исследованиями. Была сделана первая попытка выделить геолого-промышленные типы руд месторождения. Эти работы велись совместно с институтом ГИГХС 1 под руководством А. С. Соколова.
После вскрытия руд и первых эксплуатационных работ на Роздольском месторождении возрос интерес к его геологии и расширился
1 ГИГХС — Государственный научно-исследовательский институт горно химического сырья.
круг изучаемых вопросов. С 1959 года опубликовано много работ по геологии Роздольского месторождения и всего Предкарпатского сероносного бассейна. Особенности геологического строения и тектонического положения месторождения освещены в исследова ниях А. С. Соколова [42] и И. И. Алексенко [2]. Вопросам гидрогео
логии, |
гидрохимии и |
инженерной геологии |
посвящены работы |
11. В. |
Цюрупы [52], А. |
С. Гераскиной [6] и др. |
Изучением литоло |
гии, геохимии и минералогии серных руд и рудовмещающих пород занимались А. С. Соколов [43], Е. К. Лазаренко [20], А. Г. Трухачева [48], Б. И. Сребродольский [45], Д. П. Бобровник [3], H. М. Да ренію [9], В. И. Колтун [191. Вопросы генезиса месторождения освещены в работах И. И. Алексенко [2], Д. П. Бобровника [3],
H.М. Даценко [10, 11], М. В. Иванова [13], Б. В. Мерлич [27, 28],
А.С. Соколова [44].
Исследовались особенности агрегатных разновидностей серы (М. С. Сахарова, А. Г. Трухачева, Б. В. Мерлич и др.), процессы окислительного разрушения серных руд (А. С. Гераскина, И. А. Ни китенко, H. М. Даценко, В. В. Мерлич и др.), вопросы геологопро мышленной классификации серных руд (А. С. Соколов, И. А. Ники тенко, H. М. Даценко, Б. В. Мерлич и др.).
Вразработке перечисленных вопросов участвовали институт ГИГХС, тематическая партия Львовского университета, геологи ческая служба Роздольского горно-химического комбината, Львов ская геологоразведочная экспедиция, институт геологии и геохимии горючих полезных ископаемых АН УССР, институт УкрНИГРИ1, Московский институт микробиологии АН СССР. Тематическая партия Львовского университета исследовала вещественный состав серных руд, продуктов их окисления и вмещающих пород, а также агрегатные разновидности серы, составила геологопромышленные классификации серных руд Роздольского месторождения.
Вконце декабря 1952 года Роздольское месторождение было
передано промышленности. В 1953—1956 гг. институт |
ГИГХС |
и Госгорхимпроект выполнили комплекс исследовательских, |
изыска |
тельных и гидрогеологических работ, на основании которых был спроектирован Роздольский горно-химический комбинат. Освоение месторождения началось в июне 1956 г., когда шагающие экскава торы (ЭШ-14/75) приступили к проходке первых капитальных тран шей. С этого времени начали строить карьеры и технологические цехи комбината.
Сложные условия залегания месторождения, высокая его обвод ненность, ошибки проектирования, вызванные недостаточностью исследований, затрудняли строительство первого Южного карьера. В начальной стадии строительства было установлено, что ввод карь ера в эксплуатацию в намеченные сроки по проектной схеме вскры тия месторождения является нереальным из-за возросших объемов
1 УкрНИГРИ — Украинский научно-исследовательский геологоразведоч ный институт.
горнокапитальных работ. В этих условиях большое техническое
творчество |
и инициативу |
проявили горняки-инженеры, техники |
и рабочие, |
участвовавшие |
в строительстве карьера. Горные инже |
неры И. А. Иванников и С. И. Чепурных, используя закономерность залегания вскрышных пород и рудного пласта, предложили принци пиально новую схему вскрытия Южного участка, что позволило своевременно начать эксплуатацию карьера и досрочно освоить его проектную мощность. Инженеры И. А. Иванников и А. А. Головин разработали технологию усиления несущей способности заболочен ных грунтов месторождения путем создания искусственных трасс для работы на них шагающих экскаваторов.
В ходе строительства карьеров и эксплуатации их значігтелыіый вклад в совершенствование технологии осушения месторождения, вскрышных, добычных и буровзрывных работ внесли Ф. А. Фесенко, С. Р. Паламарчук, Б. А. Рыков, Д. М. Баранов, Н. С. Коро бейников, Ю. А. Гутман, Л. П. Маркович, И. Н. Тумилович, Н. И. Ванярх, В. Ф. Реутский, О. Д. Харламов, В. И. Бизяев, Г. М. Бурячек, Н. Д. Погорелов, Ф. И. Горошко и многие другие.
Удвоение мощности Роздольского комбината и связанная с этим ускоренная отработка Южного карьера вызвали необходимость ускорить строительство Центрального и Северного карьеров, Цен тральный карьер был построен всего за два года (1963—1964).
Строительство Северного карьера началось в 1964 году и осуще ствлялось в очень сложных горно-геологических условиях. В связи с отставанием строительства гидрокомплексов большую часть объ ема четвертичных пород, отработка которых по проекту должна была быть осуществлена способом гидромеханизации, пришлось разра батывать экскаваторами ЭКГ-4,6. Сложность отработки переувлаж ненных четвертичных отложений сухим способом заключалась в том, что из-за низкой несущей способности отложений нельзя было создавать промежуточные горизонты и пришлось отрабатывать их одним уступом высотою 20—25 м. В результате уступ зачастую становился неуправляемым из-за больших оползней. Однако пра вильная организация работ и опыт, накопленный при строитель стве Центрального карьера, помогли коллективу стройуправления, осуществлявшему строительство хозспособом, успешно справиться с горнокапитальными работами и своевременно, в 1967 году, сдать карьер в эксплуатацию. Много труда и творческой мысли при строительстве Северного карьера отдали Н. П. Кужель, А. П. Тка ченко, Л. Г. Новосад, А. Й. Космынин и другие горняки-строи тели.
В процессе строительства карьеров большую работу по изучению инженерно-геологических характеристик пород вскрышной толщи, гидрогеологии месторождения и выдаче рекомендаций по дальней шему производству работ выполнили А. С. Гераскина, Н. А. Соко лов, Г. С. Гольд, С. Н. Пруссов, О. Н. Андросова, А. Н. Дегтярев (ГИГХС); П. В. Цюрупа, В. Н. Зимин, Н. В. Бородин, А. С. Горюхалов (Госгорхимпроект); Л. Н. Залевский, С. А. Воробьев (Союз-