Введение. Редакционно-издательского совета

В.И. Брагина

ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Конспект лекций

Красноярск

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета

ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ: конспект лекций для студентов специальности 130405.65 «Обогащение полезных ископаемых» / сост. В.И. Брагина. – Красноярск: Сибирский федеральный ун-т; Ин-т цв. металлов и материаловедения, 2010. – с.

Конспект лекций по дисциплине << ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ>> для студентов направления 130300 «Горное дело», специальности 130405.65 «Обогащение полезных ископаемых».

ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Конспект лекций

Составитель: Брагина Вера Ивановна

Редактор

Компьютерная верстка

Модуль 1. ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Лекция 1

План лекции: 1.Введение

2. Использование угля

3. Происхождение каменного угля и его месторождения

4. Состав каменных углей и вредные примеси

5.Свойства и классификация углей

Введение

В последние годы минерально-сырьевой комплекс Российской Федерации обеспечивает около 33 % ВВП и 60 % доходов федерального бюджета. Более половины валютных поступлений Россия получает за счет экспорта первичного минерального сырья, прежде всего нефти и природного газа.

В недрах Российской Федерации заключена значительная часть мировых разведанных запасов важнейших видов полезных ископаемых (алмазов, никеля, природного газа, палладия, нефти, углей, золота и серебра). Численность населения России составляет лишь 2,6 % общей численности населения Земли, однако наша страна обеспечивает более половины мировой добычи палладия, четверть никеля, природного газа и алмазов, свыше 10 % нефти и платины.

Добыча и переработка полезных ископаемых составляет основу экономики всех наиболее благополучных субъектов Российской Федерации. Во многих окраинных регионах России добывающие предприятия являются градообразующими и, включая обслуживающие организации, обеспечивают до 75 % рабочих мест. Нефть, природный газ, уголь, черные, цветные и благородные металлы, алмазы обеспечивают стабильную социально-экономическую обстановку в регионах севера европейской части России, Урала, Западной Сибири, Кузбасса, Норильского горнопромышленного узла, Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Суммарный ежегодный объем производства основных видов минерального сырья в России составляет около 130 млрд дол. (в мировых ценах).

Объемы и совокупная стоимость минерального сырья, извлекаемого из недр России, в период 1991–1998 гг. существенно сократились по сравнению с советским периодом, но в течение последних четырех лет наблюдается их непрерывный и существенный рост. По общей стоимости добытых из недр полезных ископаемых Россия стабильно занимает второе место в мире. По объемам поставок минерального сырья на мировые рынки (свыше 50 млрд дол.) Россия незначительно отстает от Саудовской Аравии. Таким образом, Россия является одним из крупнейших мировых производителей и экспортеров минерального сырья, а ее минерально-сырьевая база являет­ся важным резервом обеспечения жизнедеятельности человечества в будущем.

Перспективы дальнейшего наращивания добычи полезных ископаемых в России во многом определяются состоянием ее минерально-сырьевой базы: количеством, качеством и географическим распределением пригодных к рентабельной отработке запасов минерального сырья, а также возможностью их воспроизводства за счет прогнозных ресурсов.

Прогнозируемые объемы производства угля в 2010 г. составили 335 млн т, в 2020 г. – 440 млн т; алмазов в 2010 г. – 2 300 млн т, в 2020 г. – 3 000 млн дол. США; фосфатных руд в 2010 г. – 4 400 тыс. т, в 2020 г. – 7 000 тыс. т Р₂О₅; калийных солей в 2010 г. – 5 500 тыс. т, в 2020 г. – 6 650 тыс. т К₂О [1–8].

Целью данного курса является подготовка специалис­тов, обладающих знаниями в области технологии обогащения и комплексной переработки полезных ископаемых.

1. ТЕХНОЛОГИЯ угля

В недрах СНГ находится более половины мировых запасов угля, однако распределение их по территории далеко не равномерное. Око­ло 73 % разведанных запасов сосредоточено в восточных районах [3–8].

До 1917 г. Россия имела слабую, технически отсталую угольную промышленность. Несмотря на огромные запасы угля, его добывалось в 17 раз меньше, чем в США, что составляло лишь 2,5 % мировой до­бычи. Основной угольной базой являлся Донецкий бассейн, на долю которого приходилось 87 % добываемой продукции. Угля не хватало, значительное количество его импортировалось.

Запасы углей по странам приведены в табл. 1.1, потребление угля – в табл. 1.2, объемы экспорта – в табл. 1.3.

Таблица 1.1

Мировые запасы угля на начало 2001 г., млн т

Континенты страны	Запасы всех типов угля	Антрацит и каменный уголь	Бурый уголь
общие	в том числе подтвержденные	общие	в том числе подтвержденные	общие	в том числе подтвержденные
Европа	819 592	352 629	587 472	147 545	232 120	205 084
Россия	221 300	157 010	110 000	49 088	111 300	107 922
Америка	1 163 356	282 628	708 501	128 137	454 855	154 491
Канада	129 700	6 578	114 360	3 471	15 340	3 107
США	979 120	249 994	568 250	115 891	410 870	134 103
Азия	1 303 249	254 432	1 112 902	181 398	190 347	73 034
Африка	81 373	56 120	81 183	55 930
Китай	986 300	114 500	858 080	62 200	128 220	52 300
Япония	4 388		4 238			–
Мир в целом	4 210 114	1 028 475	3 128 175	55 5597	1 081 939	472 878

Таблица 1.2

Прогноз мирового потребления угля на период до 2020 г., млн т

Регионы мира	Год
Всего	4 644,9	4 909,8	5 367,0	5 788,8	6 209,8	6 865,7
Северная Америка	919,0	1 057,8	1 085,0	1 121,3	1 175,7	1 239,2
Западная Европа	550,8	510,8	478,1	457,2	436,4	409,1
Промышленно развитые страны Азии	233,2	235,0	261,3	264,0	268,5	272,2
Восточная Европа / бывший СССР	847,3	732,1	732,1	686,8	632,3	564,3
Развивающиеся страны	2 094,7	2 374,1	2 810,5	3 259,6	3 696,8	4 380,9

Таблица 1.3

Мировые объемы экспорта угля в 2001 г., млн т

Страна	Энергетический уголь	Коксующийся уголь	Всего
Австралия	86,658	105,757	192,415
Китай	79,418*	11,47	90,888
Индонезия	–	–	64,053
ЮАР	63,781**	–	63,781
США	20,948	23,409	44,357
Колумбия	–	–	37,098
Канада	2,941	25,613	28,555
Польша	19,208	3,018	22,226
Венесуэла	–	–	8,100

*Включая 7,650 т антрацита.

**Включая 1,515 т антрацита.

Источник: McCloskey’s Big Coal Book.

Основными импортерами выступают страны Западной Европы (около 160 млн т) и АТР (более 200 млн т, в т.ч. Япония – 130 млн т, Южная Корея – околот 50 млн т и Тайвань – около 20 млн т).

Ведущими экспортерами являются Австралия, США, Колумбия, Венесуэла, Индонезия, Канада, Китай, Польша и Россия. Поставками из этих государств обеспечивается более 90 % мировых импортных потребностей.

За последние 25 лет объемы добычи угля в мире возросли на 49 %.

По итогам 2002 г. Россия заняла 5 место в мире по добыче угля и 6 по экспорту.

Ведущими потребителями угля в Азии и мире по-прежнему останутся Китай и Индия. До 2020 г. на долю Китая и Индии будет приходиться 33 % прироста мирового энергопотребления и 90 % увеличения использования угля в мире.

В Канаде увеличение потребления угля связывают с намечаемым выводом из эксплуатации после 2010 г. значительной части мощностей АЭС, которые будут заменяться угольными ТЭС. В Японии намечено ввести до 2020 г. не менее 10 ГВт мощностей угольных станций нового поколения. Ожидается также заметный прирост потребления в Бразилии и Южной Корее.

При нынешнем уровне потребления угля его разведанных запасов хватит примерно на 200 лет по сравнению с почти 50 годами для газа и 30 годами для нефти.

По сообщению агентства Reuters, цены на энергетический уголь от южноафриканских поставщиков в 2007 г. находились на уровне 85 дол/т FOB.

В развитии угольной промышленности России произошел явный сдвиг добычи угля в восточные районы. Они дают ¾ угля в стране, характеризуясь преобладанием добычи над потреблением. Такие перспективные бассейны, как Тунгусский, Ленский, Таймырский, входят в десятку крупнейших по запасам угля среди бассейнов мира.