На Быгельско-Троицком участке, в настоящее время, ведется отработка двух пластов калийной соли, представленных в таблице 4. Оба этих пласта входят в состав сильвинитовой зоны. Как видно из таблицы и проведенным на предприятии лабораторным анализам, пласт Кр.II более богат содержанием хлористым калием, чем пласт АБ. Четные слои пласта Кр.II более богаты КCl, чем нечетные. Выше пласта АБ отработка не ведется, из-за опасности возникновения газодинамических явлений и рассолопроявлений.

Ежегодно на БКПРУ-4 – на Быгельско-Троицком участке – производится 14,5 млн. т хлористого калия. Запасы БКПРУ-4 более 1,8 миллиарда тонн.[3]

3.2 Способ и система разработки, потери и разубоживание руды при добыче

месторождение стратиграфия тектонический руда

Быгельско-Троицкий участок разрабатывается подземным шахтным способом. Шахтное поле рудника вскрыто четырьмя стволами расположенными в центре шахтного поля: первый и третий ствол – воздуходающие, второй – нейтральный, четвертый – вентиляционный.

Система разработки Быгельско-Троицкого участка панельно-блоковая. Штреки проходят по ПдКС, Кр.II и АБ соосно. Всего на БКПРУ-4 пройдено 18 панелей.

Способ отбойки руды на БКПРУ-4 механический с использованием комбайновых комплексов. На сегодняшний день используются следующие комбайны:

– Урал 10-2: ширина комбайна 4,3 м, высота 2,1 м – 20 т руды с погонного метра;

– Урал 20А: ширина комбайна 5,3 м, ширина 3,1 м – 30 т руды с погонного метра;

– Урал 20Р: ширина комбайна 5,3 м, ширина 3,1 м – 30 т руды с погонного метра.

На предприятии ОАО «Уралкалий» для сильвинитовой руды установлены следующие кондиции: содержание KCl должно быть не менее 22%; мощность пласта должна быть не менее 2 м – поэтому пласт Кр.I является некондиционным и забалансовым; нерастворимого остатка должно быть не более 6%.

Каждое предприятие при разработке месторождения несет потери. В частности на данном предприятии часто калийная соль выбрасывается вместе с отходами в хвосты. Тем самым предприятие и несет потери полезного компонента.

Обогатительные фабрики настроены на переработку руды с содержанием хлористого калия примерно 30%. Как видно по таблице 4 содержание КCl в разрабатываемых пластах выше 30%, поэтому для обогатительной фабрики сильвинитовую породу необходимо разубоживать. Процесс разубоживания заключается в смешивании калийной соли с каменной.

3.3 Технология обогащения, показатели обогатимости руд

Рис. 2. Производственная цепочка

На БКПРУ-4 используется галургическая и флотационная технология обогащения калийных руд.

Метод галургии основан на использовании различной растворимости хлоридов калия и натрия. С повышением температуры растворимость КСl резко возрастает, a NaCI меняется незначительно. При совместном присутствии обеих солей растворимость хлорида натрия с ростом температуры падает, а KCl - сильно возрастает. На этих различиях и построены галургические операции разделения. При получении хлорида калия сильвинит при повышенной температуре обрабатывают насыщенным на холоду раствором обеих солей. При этом раствор обогащается КСl, а часть NaCl переходит в осадок и отделяется фильтрованием. Затем раствор охлаждают; при этом из него выделяются кристаллы КСl, которые отделяют от маточного раствора и высушивают. Маточный раствор снова направляют на растворение сильвинита. Получаемый таким способом технический продукт содержит 52—60% K2O.[3]

Рис. 3. Принципиальная схема переработки сильвинита галургическим методом.[4]

Метод флотации основан на использовании различной смачиваемости водой минералов сильвина и галита. Флотацию с применением в качестве флотореагентов октадециламина, карбоновых кислот ведут из насыщенных растворов сырых калийных солей. Хлорид калия, получаемый флотационным разделением сильвинита, имеет гораздо более крупную кристаллическую структуру, чем полученный кристаллизацией, поэтому он меньше слеживается.[3]

Рис. 4. Принципиальная схема получения хлористого калия флотационным способом.[4]

3.4 Подсчеты запасов калийной руды

Геологические запасы месторождения огромны и оцениваются по карналлитовой породе в 96,4 млрд. т, по сильвинитам - 113,2 млрд. т, по каменной соли 4,65 трлн. т. На месторождении детально разведаны одиннадцать участков общей площадью 1055 км2. Государственным балансом запасов учитываются (по состоянию на 01.01.2006 г.) сильвиниты (категорий А+В+С1 14,1 млрд. т, категории С2 39,7 млрд. т), карналлитовая порода (категорий А+В+С1 14,1 млрд. т, категории С2 70,2 млрд. т), каменная соль (категорий А+В+С1 17,1 млрд. т,), смешанные соли, бром и рубидий. На месторождении ведется добыча сильвинитов и хлорнатриевых рассолов. Промышленными горизонтами на сильвинитовые руды являются пласты КрII и АБ сильвинитового состава. Вредными примесями в сильвинитах являются MgCl2 и нерастворимый в воде остаток. Горно-геологические условия отработки пластов сложные (интенсивная внутрисоляная складчатость, малая устойчивость кровли выработок, наличие зон замещения руд каменной солью, газодинамические явления). Объем добычи сильвинита за первое полугодие 2006 г. составил 17,6 млн. т.[3]

4. Генетический и геолого-промышленный тип месторождения

Таблица 5. Промышленные типы ископаемых месторождений минеральных солей[4]