Главная Получение утяжелителей буровых растворов на основе минерального сырья Кольского региона
Получение утяжелителей буровых растворов на основе минерального сырья Кольского региона Печать E-mail

В Кольском регионе существует возможность организации производства комбинированных утяжелителей буровых растворов

АЛЕКСАНДРОВ А.А., ОРЛОВ Н.А., ЧЕРНОЗУБОВ Г.В., МАКАРОВ A.M.,. ЛАРИЧКИН Ф.Д., ДИДЫК В.В.
ООО «ФосАгро-Маркетинг», ФГУП АМНГР, Институт экономических проблем КНЦ РАН, Институт экономических проблем КНЦ РАН

Маркетинговые исследования рынка минеральных ресурсов Мурманской области показывают, что интенсивное развитие работ по разведке и последующей эксплуатации нефтегазоносных месторождений на Арктическом шельфе выявляет в ближайшей и долгосрочной перспективе большую потребность в утяжелителях буровых растворов.

Анализ состояния минерально-сырьевой базы и инфраструктуры региона. выполненный отделом экономики природопользования Института экономических проблем Кольского Научного Центра РАН позволяет сделать заключение:

В Кольском регионе существует реальная возможность и целесообразность организации промышленного производства высококачественных и недорогих комбинированных утяжелителей буровых растворов в объемах, позволяющих в полной мере удовлетворить потребности буровых предприятий Европейского Севера и Западной Сибири.

В отечественной и зарубежной практике при производстве буровых работ в качестве утяжелителей буровых растворов используются различные виды минерального сырья и их смеси. Это и измельченные карбонатные породы с плотностью 2.6-2,9 г/см3 , и железистые утяжелители (гематит, магнетит, титаномагнетит) с плотностью 4.2 г/см3 , а также барит, галенит, ильменит, апатит, целестин и другие минеральные  продукты.

При выборе оптимального варианта использования утяжелителя учитывается множество различных критериев. Из всего сырьевого многообразия оптимальным утяжелителем является барит («тяжелый шпат»). Он представляет собой природный сульфат бария (BaSО4).

Барит имеет высокую плотность (4,3-4.6 г/см ), низкую твердость по Моосу (3.0-3.5) и связанную с ней малую абразивность. Барит химически инертен: практически не растворяется в воде, плохо растворим в соляной кислоте и лишь незначительно (около 10%) в серной кислоте. По ГОСТу 4682-84 [1] баритовый концентрат изготавливается двух классов - «А» и «В». Концентрат класса «А» (марки КБ-1. КБ-2, КБ-3, КБ-4, КБ-5, и КБ-6) используется для производства солей бария, электровакуумного стекла, литопона, асботехнических изделий и наполнителей красок; концентрат класса «В» (марки КБ-3. КБ-5, КБ-6) в качестве утяжелителей буровых растворов. Марка барита характеризуется содержанием сульфата бария, оксида кремния, водорастворимых солей кальция и магния, степени измельчения, влажности и ряда других параметров.

Российский рынок барита

В 80-ые годы Советский Союз занимал ведущие позиции в мире по запасам, добыче и потреблению барита

В 80-ые годы Советский Союз занимал ведущие позиции в мире по запасам, добыче и потреблению барита. При этом более половины объема потребления барита в СССР приходилось на долю России. В стране действовало 12 ГОКов с общим объемом добычи баритовой руды 15 млн.т и выпуском 1.2 млн.т баритового концентрата. И Дефицит барита покрывался импортом (приблизительно 300 тыс.тонн в год) и заменой баритового утяжелителя железистым при приготовлении буровых растворов. Производство барита в России было только на Салаирском ГОКе (Кемеровская область) в объеме всего 134 тыс. т в год, что обеспечивало лишь 10-12% потребности российской промышленности. Острой необходимости наращивания мощности баритодобывающей отрасли и развития собственной сырьевой базы не было. Дефицит восполнялся поставками барита из Союзных республик, преимущественно из Казахстана.

В начале 90-х годов, с распадом СССР, положение резко ухудшилось, поскольку 89% месторождений барита и баритодобывающих предприятий находились за пределами России. При этом почти вдвое снизил выпуск баритового концентрата Салаирский ГОК.

Обеспеченность промышленности России баритом снизилась по разным оценкам с 2.6 до 6.0% [2, 3].

Прогнозируемый рост объемов буровых работ на нефть и газ до 2010 года потребует ежегодного производства баритового концентрата буровых сортов 800-900 тыс.тонн, а с учетом потребности в барите других отраслей спрос может возрасти до 1,2 млн.т. Годовая потребность в барите по Европейскому Северу оценивается в 40-60 тыс.т [3].

Анализ отечественной сырьевой базы барита

Государственным балансом России учтено 20 месторождений барита с запасами 21.6 млн.т, в т.ч. 15,1 млн.т по категориям A+B+Ci и 6,5 млн.т по категории С2 [2]. В рудах 15 комплексных сульфидно-баритовых месторождений заключено 54% разведанных запасов барита и только 46% в 5 собственно баритовых. Руды сульфидно-баритовых месторождений более бедные по бариту (среднее содержание BaSО4 в них 14,5%), а в рудах собственно баритовых месторождений 51% барита, в т.ч. для коренных 72-85%, в коре выветривания 22,8%, в техногенных (эфельных отвалах) 36-44%. В настоящее время разрабатываются только 3 сульфидно-баритовых месторождения: Кварцевая сопка, Молодежное и Зареченское. Добыча сульфидно-баритовой руды на Кварцевой сопке осуществляется Салаирским ГОКом, а Молодежного и Зареченского соответственно Учалинским (Челябинская область) и Змеиногорским ГОКом (Алтайский край) ГОКами. Весьма перспективным является Хойленское месторождение собственно баритовых руд (Коми Республика, район Воркуты). Запасы барита здесь по категориям В+С1+С2 составляют 9 млн.тонн при содержании в руде барита 40-87%.

Разработку Хойленского месторождения с 1977 года ведет ЗАО «Хойленский ГОК». Проектная мощность карьера составляет 120 тыс.тонн руды в год, обогатительного комплекса 100 тыс.тонн баритового концентрата с содержанием BaS04 более 90%. ЗАО «Хойленский ГОК» уже поставляет ФГУП «Арктикморнефтегазразведка» баритовый концентрат по цене 2 500 руб. за тонну без НДС ФОБ ст.Воркута. Суммарная стоимость 1 тонны барита с учетом НДС и транспортных расходов (транспортные расходы составляют 370 руб. за тонну) для Кольского региона составит около 3 300 руб. за тонну.

Ресурсы барита Кольского региона

Перспективные залежи баритовых руд в 70-80-ых годах изучались на поисково-оценочной стадии в карбонатитовом массиве Салланлатвы в Кандалакшском районе вблизи Алакуртти. В массиве выделены редкометальное (ниобиевое) и баритовое месторождения. Значительная часть баритовых руд расположена под редкометальными рудами. Рудные тела обоих месторождений могут быть отработаны открытым способом и единым карьером. Общие запасы баритовых руд массива Салланлатва оцениваются в 160 млн.т, в т.ч. в коре выветривания около 13 млн.т со средним содержанием BaSО4 13%. Оба месторождения изучены бурением до глубины 300 м от поверхности, а единичными скважинами до 500 м. Значительная часть коры выветривания может быть отработана даже без буровзрывных работ.

Целесообразность организации нового производства по добыче и переработке баритовых руд в Мурманской области.
Обстановка, сложившаяся с баритом в России, весьма неблагоприятная. Дефицит в баритовом концентрате довольно значителен. Остается нерациональной и региональная структура сырьевой базы. Основные запасы баритовых руд сосредоточены в Кемеровской области (Салаирский ГОК) и в Коми Республике (Хойленское месторождение в районе Воркуты). Из-за отдаленности месторождения от места использования (2 600 км от Воркуты до ст.Апатиты) значительны и транспортные расходы по доставке барита (более 370 руб. за тонну).

Основные запасы баритовых руд сосредоточены в Кемеровской области  и в Коми Республике

Если учесть, что именно районы Европейского Севера, находятся в наиболее неблагоприятных (отдаленных) условиях по отношению к районам основного производства баритовых концентратов, то актуальность доразведки, освоения баритового месторождения и разработки эффективной безреагентной технологии получения барита становится очевидной.

Технологические испытания редкометальных и баритовых руд месторождения Салланлатва выполнены в 80-х годах прошлого века институтами Механобр (г.СанктПетербург), Гиредмет (г.Москва) и Горным институтом Кольского Научного Центра РАН. Установлена принципиальная возможность получения кондиционных ниобиевых (37% Ni205) и баритовых (от 80 до 90% BaSО4) концентратов по магнитно-флотационной схеме с применением реагентов: жирнокислотной фракции талового масла, соды, жидкого стекла, динатровых солей и др. Из железоокисной руды коры выветривания получен баритовый концентрат с содержанием BaSО4 91,1% и плотностью 4,3 г/см при извлечении концентрата 90%. Такая технология, несмотря на сравнительно высокие технологические показатели не может быть принята, т.к. флотационные баритовые концентраты содержат примеси флотореагентов, ухудшающие его смачивание в буровом растворе и вызывают вспенивание бурового раствора. Высок в них и уровень содержания водорастворимых солей кальция и магния и тонкодисперсных глинистых фракций, повышающих вязкость бурового раствора.

С октября 2004 года лабораторией новых процессов и аппаратов ГоИ КНЦ РАН (ответственный исполнитель к.т.н. Хохуля М.С.) проводится цикл технологических исследований по получению баритового концентрата из 300 кг керновой пробы баритовой руды массива Салланлатва уже с учетом требований буровиков по магнито-гравитационной схеме без применения каких-либо реагентов. Предварительная технико-экономическая оценка целесообразности производства баритового концентрата Саллалатвинского месторождения по результатам технологических исследований ГоИ КНЦ РАН поручена отделу экономики природопользования НЭП КНЦ РАН.

По данным ФГУП «АМНГР» требования к составу и свойствам утяжелителей буровых растворов при бурении разведочных и эксплуатационных скважин различны, что также обусловливает целесообразность получения нескольких видов утяжелителей с использованием минеральных продуктов Кольского региона с высокой плотностью оптимального грансостава пригодных в качестве компонентов утяжелителей, но временно невостребованных и экономичных, т.к. получаются они при попутной переработке профильных концентратов.

Создание импортозамещающего производства отечественных недорогих утяжелителей буровых растворов в Заполярном Кольском регионе имеет благоприятные предпосылки.

Литература
ГОСТ 4682-84. Концентрат баритовый.
Ахмаков Г.Г., Васильев И.Г., Булаткина Т.А., Егорова И.П. Сырьевая база барита и перспективы ее развития. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. -1995, № 5. с. 13-18.
Аксенов Е.М., Ведерников Н.Н., Чукрина Н.С., Рябинин В.В. Агрохимическое и горно-рудное сырье на рубеже 21 века. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2000, № 5-6. с. 7-15.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"


busy
 

Язык сайта:

English Danish Finnish Norwegian Russian Swedish

Популярное на сайте

Ваш IP адрес:

3.237.66.86

Последние комментарии

При использовании материалов - активная ссылка на сайт https://helion-ltd.ru/ обязательна
All Rights Reserved 2008 - 2020 https://helion-ltd.ru/

@Mail.ru .