Monday, October 10, 2011

Багануурын ордын нүүрс, эрдэс баялгийг иж бүрэн ашиглах технологийн боломжийн судалгаа


Багануурын ордын нҮҮрс, эрдэс баЯлгийг иж бҮрэн ашиглах технологийн боломжийн судалгаа

доктор, проф. С.Цэдэндорж
доктор, дэд проф. Б.Алтантуяа
докторант  Д.Алтангэрэл

Манай улс нүүрсийг олборлож эхэлснээс хойших 80 гаруй жилийн хугацаанд зөвхөн шатаах замаар эрчим хүч үйлдвэрлэх болон халаалтын зуух, айл өрхийн хэрэглээнд түлшээр ашиглаж ирсэн. Өнөө үед  нүүрс болон дагалдах эрдэс баялгийг байгаль орчинд сөрөг нөлөөлөлгүй, шинэ дэвшилтэд технологоор боловсруулж, хаягдалгүй иж бүрэн ашиглах асуудал хурцаар тавигдаж байна
Улаанбаатар хотын хэрэглээний 70 гаруй хувийг Багануурын уурхайн нүүрс хангадаг ба уг нүүрсийг боловсруулалт хийхгүйгээр шууд шатааж байгаа нь агаарын бохирдлыг ихэсгэж,  нүүрсний ашиглалтанд муугаар нөлөөлж байна.
Багануурын уурхайн нүүрсэнд гүн боловсруулалтын туршилт судалгаа хийгдэж байсан боловч эдгээр нь их хэмжээний хөрөнгө оруулалт шаардсан төслүүд байсан.

Судалгааны зорилго:
Нэгэнт нээн ашиглаж буй Багануурын нүүрс ба тухайн ордын бусад эрдэс баялгийг иж бүрэн боловсруулж нэмүү өртөг шингэсэн шинэ түүхий эд, бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх технологиудын боломжуудыг судлаж, үйлдвэрлэлийн үр ашиг, эдийн засгийн чадавхийг нэмэгдүүлэх арга замуудыг тодорхойлж уул уурхайг түшиглэсэн цогцолборыг бүрдүүлэх чиг баримтлалыг томъёолоход судалгааны зорилго чиглэж байна.
Багануурын уурхай нь нийт 600 сая орчим тонн нөөцтэй улсынхаа төвийн бүсийн нүүрсний хэрэгцээний 60 хувийг дангаараа хангадаг. Өдгөө үйлдвэрлэлийн талбайд дөрвөн сая тонн нүүрсийг буталж, ангилан ялгаж ачих хүчин чадалтай. Өнөөгийн ажиллаж байгаа хүчин чадлаараа цаашид ажил­лавал 100 жил хүртэл ашиглах баталгаатай нөөцтэй бөгөөд Бага­нуурын нүүрс нь физик, хими шинж чанараараа зөвхөн эрчим хүчний зориулалтаар ашиглах бус цаашид дахин боловсруулалт хийх, метан, шатдаг хий, шингэн ба шахмал түлш болон бусад хими технологийн түүхий эд болгон ашиглах ирээдүйтэй гэж үздэг.
Багануурын нүүрс нь Б-2 ангилалын нүүрсэнд хамааралтай дундаж үнсжилт 12-17%, зарим өндөр эрдэсжсэн төрөл 40% хүртэл үнсжилтэй. Дэгдэмхий бодис 33.9-59.3%, дунджаар 42-44% байдаг.
Багануурын нүүрсний техникийн шинжилгээний дүн
1-р хүснэгт
 Үзүүлэлт
 Тэмдэглэгээ, нэгж
Ердийн нүүрс
1
чийглэг
W0,%
32.75
2
Үнслэг
AC, %
12.39
3
Дэгдэмхий хий
Vr,%
45.37
4
Ерөнхий хүхэр
S, %
0.42
5
Илчлэг
ккал/кг
3500

1. Багануурын ордын нүүрсийг баяжуулах туршилт, судалгааны ажил, үр дүн

Тус ордын нүүрсийг баяжуулах туршилт судалгааны ажлыг Эрдэс боловсруулалтын технологийн хүрээлэнгийн лаборторт хийсэн. Уурхайн ашиглалтын 3-р давхрагын мөргөцөг, 2-р давхаргын борлуулалтын цэг зэрэг гурван газрын төлөөллийн 1,2т дээж авч гравитацийн баяжуулалтын туршилт явуулсан үр дүнг 2-р хүснэгтэд үзүүлэв. 

3-А давхрагын 2-р үеийн мөргөцгийн нүүрсний  туршилт, судалгааны дүн
2-р хүснэгт

            Үзүүлэлт

Ангилал
Чийг,%
Ware
Үнслэг,%
Aare
Дэгдэмхий бодисын гарц,%
Vd
Нийт хүхэр,%
S
Илчлэг,
ккал/кг
Qare
1.
Түүхий нүүрс+100-0мм
23.3
37.3
47.3
2.60
1959
2.
Баяжуулсан+50-100мм
23.8
13.8
43.5
0.58
3572

Баяжуулсан+20-50
13.8
20.8
44.3
0.64
3769

Баяжуулсан+20-50
13.8
16.2
42.2
0.60
4001

Баяжуулсан+5-20
12.5
20.1
43.1
0.56
3858


Туршилтын дундаж үзүүлэлт
15.9
17.7
43.2
0.59
3795

Тайлбар: 1-түүхий нүүрс 2-баяжуулсан нүүрс
  1. Багануурын нүүрс нь хөнгөн баяжигдах зэрэглэлд багтах ба үнслэг нь 50% хувь хүртэл багасч, илчлэг нь 3800-4400ккал/кг хүртэл дээшилж  чанар нь сайжирсан.
  2. Уурхайг түшиглэсэн 1,0-3,0сая.т  хүчин чадалтай баяжуулах үйлдвэр байгуулах нь балансын бус 50 гаруй сая.т  нүүрсийг эдийн засгийн эргэлтэнд оруулж үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгоно.
  3. 25-50мм ширхэглэлтэй баяжмал нүүрсийг хотын халаалтын зуухнууд, айл өрхөд нийлүүлэх нь агаарын бохирдлыг бууруулах анхны бодитой алхам болно.
Жич: Баяжмал нүүрсний шатаалтын туршилтыг ТЭХЯ, ХХТХүрээлэн, Агаарын чанарын албатай хамтран гүйцэтгэсэн нь сайн үзүүлэлттэй гарсан[1].

2. Багануурын ордын нүүрсийг боловсруулах туршилт судалгааны ажил, үр дүн
Тус уурхайн хүрэн нүүрсийг ОХУ-ын “Карбоника-Ф” үйлдвэрт эрдэм шинжилгээ үйлдвэрлэлийн “Сибтермо” компанийн “Термококс- С” технологиор иж бүрэн боловсруулж, доорхи бүтээгдэхүүнийг гаргах боломжтойг  тогтоосон.Үүнд:
        өндөр илчлэгтэй хагас кокс,
        нүүрсний шатдаг хийгээр үйлдвэрлэх цахилгаан,  дулааны эрчим хүч,
        хагас коксын  ахуйн утаагүй брикет,
        Нүүрстөрөгчийн адсорбент
“Термококс С” технологи нь энгийн төхөөрөмжтэй. Уг технологид хатаах, пиролиз хийх, дэгдэмхий бодисыг дулаанаар задлах ба хагас коксыг хөргөх ажиллагаа нэг тойрогт явагдана. Төхөөрөмж нь дулааны өөрийн үүсвэртэй учир нүүрсийг халаах гадны дулаан тээгч шаардлагагүй. Бүх нүүрстөрөгч түүний дотор давирхайлаг бодис нь төхөөрөмжийхөө дотор задарч, хийжих ба СО, Н2, СО2, N2, Н2О, Н2S болон бага хэмжээгээр СН4 –ийг агуулсан шатдаг хийг үүсгэнэ[2]. Давирхайн ус, фенол зэрэг хортой хольц процессын явцад үүсэхгүй учир экологийн хувьд аюулгүй.
Дулаан гаргалтаараа жижиг үзүүлэлттэй нүүрстэй харьцуулахад утаанд байх SOх, NOх, CO болон хатуу холимогуудын хэмжээ бага байна. Шатдаг хийг цахилгаан, дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд эсвэл дулааны процесст дулаан үүсгэгчээр байгаагаар нь шууд хэрэглэх боломжтой.

Багануурын уурхайн хүрэн нүүрс болон түүнээс боловсруулж гаргасан хагас кокс, идэвхжүүлсэн нүүрсний шинж чанар
3-р хүснэгт
Үзүүлэлт
хүрэн нүүрс
хагас кокс
идэвхжсэн нүүрс
1
Ширхэглэгийн хэмжээ /мм/
0--100  0--160
5--40
0--5    5--15
2
Техникийн
шинжилгээ (%)
Чийглэг Wr
<37.5
0.3--0.6
0.33-0.35
Үнслэг Ad
<17.5
18.6--21.6
24.5--28
Дэгдэмхий бодис Vd
<44.8
7.4--8.3
7.6--8.1
Илчлэг Qr (ккал/кг)
>3360
5800--6500
5685--5944
3
Адсорбцийн шингээх идэвхжил (иодоор %)


31.8--36.8

4
Нүх сүвний эзэлхүүн ( усаар  см3 )


1.15


1-р зураг. Термококс – КС технологийн схем
Уг технологи маш энгийн схемтэй ба хийжүүлэх тусгай төхөөрөмж шаардлагагүй, Халаалтын болон өндөр даралтын уламжлалт зууханд бага зэргийн өөрчлөлтүүд хийснээр ашиглаж болох учир зардал бага шаардагдана, 1т  хүрэн нүүрснээс 30-50% - н хагас кокс гаргаж авна, Үнсний хуримтлал 50% бага байдаг[2].

3.  Хаягдал исэлдсэн нүүрс
Багануурын уурхайн исэлдсэн нүүрсний нөөцийн судалгааны дүнгээс үзэхэд 16.5 – 34.4 % гумины хүчилтэй буюу дунд зэрэг исэлдсэн төлөв байдалд их хэмжээний исэлдсэн нүүрсний нөөц жилд 10000-12000 тонноор нэмэгдэж байдаг байна. Исэлдсэн бүсийн дийлэнхи хэсэг нь үнслэг ихтэй. Уурхайн нүүрсний 3А давхаргын нээсэн хэсэг 2-р хэсгийн нүүрсний давхаргын дээд үед нүүрсийг исэлдүүлэхгүйгээр гумины бордоо үйлдвэрлэж болох ихээхэн нөөц байгаа нь ажиглагдлаа. Судалгааны явцад Багануурын уурхайн дунд зэрэг исэлдсэн нүүрсийг механохими, исэлдүүлэлтийн аргаар боловсруулж гумины бордоо гарган авах шинэ технологи боловсруулав [3].
Багануурын нүүрсний 60 гаруй хувь нь ялзмагийн хүчил агуулдаг бөгөөд эдгээр нүүрсийг ил задгайгаар сарын хугацаатай хадгалсны дараа ялзмагийн хүчлийн гарц тус бүр 30, 80 гаруй хувь болон нэмэгдэж байгаа бөгөөд нүүрсэнд зарим төрлийн бодисоор боловсруулалт хийхэд ялзмагийн хүчлийн гарц бүрэн нэмэгдэнэ. Багануурын /0,135-3,170 мг экв.г/ нүүрс нь давс хужир шингээх чадвар өндөртэй бөгөөд давс хужиртай хөрстэй холиход тэдгээр хөрсийг саармагжуулж ургамал ургах тааламжтай нөхцөлийг бүрдүүлдэг байна.
                Багануурын нүүрсний гумины хүчлийн болон элементийн агуулга
4-р хүснэгт
Дээжийн байрлал
Техникийн анализ
гумины хүчлийн агуулга
элементийн агуулга
Aa , %
Wa , %
ГХa
ГХdaf
Cdaf
Hdaf

3-р давхарга
18.08
9.3
14.08
20.12
68.6
4.1

2-р давхарга
9.55
8.4
14.28
17.94
68.2
4.2

2a-р давхарга
16.26
8.91
12.45
16.5
69.8
4.2

Өрөмдлөгийн дээж
48,93
5,25
15,7
34,38
65,2
3,9

Уурхайн бага исэлдсэн нүүрсийг баяжуулах, гүйцээж исэлдүүлэх технологиор боловсруулж дээд чанарын гумины бордооны үйлдвэрлэлийн байнгын үйл ажиллагаатай үйлдвэрлэл явуулж болохыг тогтоов. Үйлдвэрлэлийн түүхий эд хэрэгцээтэй.
Усанд уусдаг Гумины бордоо, усанд үл уусдаг хөрс сайжруулагч шимт, иж бүрдэл бордоо үйлдвэрлэх өөрийн орны эрдэмтдийн патентлагдсан бүтээлийг үйлдвэрлэлд нэвтрүүлж хаягдал идэвхжүүлсэн нүүрсийг үнэт түүхий эд болгон ашиглах боломж нээгдэж байна[3].

4.    Эрдэс баялаг
a.       Нүүрсэнд агуулагдах эрдэс баялаг (хүнд ба ховор элементүүд) нь түүний үнсэнд тунаран үлдэж, агуулга нь ихэсдэг.
2007 онд МУИС-н харъяа Цөмийн судалгааны төвд хийгдсэн ордны нүүрсэн дэх макро ба микро элементүүдийн судалгааны ажлын хүрээнд уурхайн нүүрс болон түүний станц дахь хаягдал үнсэнд агуулагдах элементүүдийг судалж дараах дүгнэлтийг өгсөн.
1.       Газрын ховор элементүүдээс лантан (La) 1.7-2.4 г/т хэмжээнд байна. Зарим тохиолдолд цери (Се) зэрэг элементүүд илэрсэн.
2.       “Үйлдвэрийн үнэт” ангилалын элементүүдээс цайр (Zn) 30-40 ppm агуулгатай байгаа боловч хөрс, үнсэн дэх агуулга дунджаар 100 ppm орчим байна. Бусад илэрсэн элементүүдийн хувьд нөлөөлөхүйц өндөр агуулга ажиглагдсангүй.
3.       Ордын зарим хэсэгт молебдин (Мо)-ы агуулга өндөр байсан бөгөөд энэ элементийг цаашид ашиглах боломжийг судлах нь зүйтэй.
4.       Ордын нүүрсэнд агуулагдах байгаль орчинд хортой элементүүдийн агууламж дэлхийн бусад орнуудын нүүрснийхээс ихгүй байна. Тухайлбал: хар тугалга (Pb) 6-20 г/т хооронд өөрчлөгдөж байхад, мөнгөн усны (Hg) агууламж 1 г/т-оос хэтрэхгүй хэмжээнд байна[5].
b.       Багануурын орд нь Хуцаагийн голын гольдролд оршдог ба уртаашаа 4 км, өргөөш 1,6км талбайд голын хайрга-элсний холимог 1,2-4,0м хүртэл зузаан үетэйгээр тархмал байдалтай оршдог. Хайрга-элсний нөөцийн судалгааг зайлшгүй шинэчлэн хийх шаардлагатай.
Багануурын нүүрсний уурхайн хөрсний овоолгыг барилгын материалын үйлдвэрлэлд ашиглах боломжийг судалсан ажлын хүрээнд дээрх хэрэглээний хөрсийг барилгын материал үйлдвэрлэл, замын байгууламжид ашиглах бүрэн боломжтой болохыг тогтоов.
Багануурын нүүрсний уурхайн хөрс хуулалтын хаягдал элсийг ширхэглэлээр  ялгасны дараах химийн найрлага
5-р хүснэгт
Дээжийн
дугаар
Дээжийн нэр,
төрөл
Химийн найрлага, жингийн хувиар
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
Na2O
K2O
Mn2O3
SrO
ZrO2
P2O5
УГХ
1
А1-1
<300 µk
58.18
20.55
5.35
1.55
1.73
0.98
0.04
1.54
0.07
0.01
0.02
-
10.0
4
А2-2
300...600 µk
78.11
11.60
1.58
0.90
0.79
0.40
0.00
4.59
0.02
-
-
-
2.00
6
А3-2
<300 µk
74.05
13.87
2.80
0.97
0.74
0.54
0.00
4.10
0.08
-
-
0.25
2.60
7
А6-1
<300 µk
58.13
20.21
5.13
1.84
2.37
0.89
0.00
1.67
0.06
-
-
-
9.70
8
А6-2
300...600 µk
59.11
19.72
5.14
1.85
1.86
0.89
0.00
1.67
0.06
-
-
-
9.70
9
А7-1
300...600 µk
69.90
14.04
2.34
1.05
1.45
0.48
4.15
3.34
0.04
-
-
-
3.20
10
А7-2
<600 µk
64.33
12.59
5.72
2.45
1.41
0.81
6.31
3.11
0.06
-
-
-
3.20
11
А8-1
<600 µk
80.89
11.27
0.72
0.56
0.36
0.24
0.00
4.84
0.02
-
-
-
1.10
12
А8-2

81.34
11.15
0.72
0.60
0.01
0.20
0.00
4.86
0.01
-
-
-
1.10

Багануурын уурхайн хөрс хуулалтын хаягдал элсний эрдсийн найрлага
6-р хүснэгт
Дээжийн
дугаар
Элсний ширхэглэл
Эрдсийн найрлага
Хээрийн       жонш
Кварц
Гидро       слюд
Каолинит
Монто         мориллонит
1
А-1
<300 µk
+
+
+
+

2
А-2
<600 µk
+
+
+
+

3
А-3
300...600 µk
+
+
+
+

4
А-6
<300 µk
+
+
+
+
+
5
А-7
300...600 µk
+
+
+
+

6
А-8
<600 µk
+
+
+
+


Багануурын нүүрсний уурхайн хөрсний чулуулаг дахь шаврын химийн найрлага
7-р хүснэгт
Дээжийн нэр,
төрөл
Химийн найрлага, жингийн хувиар
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
Na2O
K2O
Mn2O3
УГХ
А10-1
Саарал
шавар
58.48
17.90
3.95
1.06
1.21
1.46
3.48
3.33
0.03
9.10
А10-2
61.80
18.21
4.21
1.16
0.49
1.47
0.00
3.52
0.04
9.10
Багануурын нүүрсний уурхайн хөрс хуулалтын өнгөн үед байгаа хайрга - элсний холимогийг бетонд дүүргэгчээр хэрэглэх боломжийг лабораторт туршсан ажлын дүгнэлт :
1.       Багануурын нүүрсний уурхайн хөрс хуулалтын өнгөн үеийн хайрга – элсний холимогийг 400 хүртэл маркийн бетонд дүүргэгчээр хэрэглэж болно.
2.       Хайрга элсний холимогийг олзворлон 0-5; 5-10; 10-20; 20-40 мм-ийн ширхэглэлтэйгээр ялган шигших, 40 мм-ээс том хэсгийг бутлаж хэрэглэх шаардлагатай.
3.       Элсийг угааж хэрэглэснээр бетоны бат бэхийг дээшлүүлэх, цементийн зарцуулалтыг багасгах боломжтой. 
Тус ордын хөрс хуулалтын хэрэглээний чанартай түүхий эд болох кварц голлосон хээрийн жонш, гидрослюд, каолинит зэрэг шаварлаг эрдэс ихээр агуулсан шаварлаг хольцтой цагаан өнгийн элс, хөх саарал өнгийн цулжиж хатуурсан шаврыг дараах чиглэлээр барилгын материалын үйлдвэрлэлд ашиглах боломжтой байна.
1.       Цулжиж хатуурсан хөх саарал өнгийн түүхий эд нь харьцангуй цэвэр, ямар нэг хольцгүй бөгөөд давсны хүчилд сул үйлчилдэг, гидрослюд, каолинит зэрэг шаварлаг болон хээрийн жонш, кварцын зэрэг дагалдах эрдсүүдээс тогтсон, ширхэглэлийн бүрэлдэхүүн, технологийн шинж чанарын үзүүлэлтээр дээврийн ваар, тоосго зэрэг керамик эдлэлд хэрэглэх шаардлага хангах, шатаахад шаргал өнгө өгдөг шавар болно.
2.       Угааж ялгасан цахиурлаг элсийг автоклавын бэхжилтэй хийжүүлсэн хөнгөн бетон, царууц тоосгоны үндсэн түүхий эдээр хэрэглэх бүрэн боломжтой.
3.       Элсийг угаахад гарсан шаварлаг хэсгийг хагас хуурай аргаар хэвлэж 75-100 маркийн ердийн цул тоосго, хөх саарал өнгийн шаврыг хагас хуурай аргаар хэвлэн шаргал өнгийн, 100-150 маркийн өнгөлгөөний тоосго үйлдвэрлэж болно.
4.       Угааж баяжуулсан цахиурлаг элсийг хөөсжүүлсэн хөнгөн бетон, зүлгүүр зэрэгт хэрэглэх боломжийн  талаар судлахаас гадна орчин үеийн технологиор баяжуулан цэвэр кварц болон бусад нэгдлүүдийг ялгах туршилт судалгааны ажил хийснээр хэрэглээний хүрээг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Ордын нүүрс, эрдэс баялгийг иж бүрэн ашиглах дээрх технологиудын судалгааны дүнд уурхайг түшиглэсэн үйлдвэрлэлийн цогцолборын төслийг дараах байдлаар томъёолж болох юм.
Shem
2-р зураг. Багануурын уурхайг түшиглэсэн үйлдвэрлэлийн цогцолборын схем 
Дүгнэлт, санал:
1.       Ордын хөрс, ус, нүүрсийг хаягдалгүй технологиор олборлон, , эрдэс, түүхий эд, баялгыг байгальд ээлтэй технологиор иж бүрэн боловсруулан баяжуулж  ашигласнаар уурхай болон  бүс нутгийн  эдийн засгийн чадавхийг цаашид нэмэгдүүлэх асар их боломж байгаа нь судалгаагаар нотлогдов.
2.       Уурхайг түшиглэн байгуулах технологийн харилцан уялдаатай үйлдвэрлэлийн /парк/ цогцолборын дүр зураг томъёолол бий болсон. Цаашид үүнийг нарийвчлан судлаж өргөжүүлэх шаардлага байна.
3.       Одоо болон цаашид шинээр ашиглах ордуудын геологи хайгуулын явцаас эхлэн үндсэн ашигт малтмал, дагалдах эрдэс баялаг, үйлдвэрлэлийн чанартай хөрсийг ангилан ялгах, үүсмэл овоолго /агуулах/ бий болгон, эдийн засгийн үнэлгээ өгч, технологийн өндөр төвшинд боловсруулах, зах зээлээс алслагдмал, хэрэглээ хязгаарлагдмал тохиолдолд хойшид үүсмэл  орд байгуулан хадгалан үлдээх арга хэмжээг уурхайн ашиглалтын технологи, уулын ажлын төлөвлөгөөг боловсруулж батжуулах үеэс эхэлж мөрдуулэх зүй ёсны шаардлага болж байна.

Ашигласан хэвлэл:
1.       Багануурын нүүрсийг баяжуулах туршилт судалгааны ажлын тайлан ЭБТХүрээлэн, УБ., 2007 он
2.       Багануурын хүрэн нүүрсийг Термококс- С технологиор боловсруулах судалгааны ажлын тайлан  ОХУ.  “Сибтермо” компани 2008он
3.       Багануурын уурхайн исэлдсэн нүүрсний нөөцийн судалгааны ажлын тайлан ШУА-ийн Химийн хүрээлэн, УБ., 2008 он
4.       Багануурын нүүрсний уурхайн хөрсний овоолгыг барилгын материалын үйлдвэрлэлд ашиглах боломжийг судалсан ажлын тайлан БАК., УБ., 2008 он
5.       Багануурын ордын нүүрсэн дэх макро ба микро элементүүдийн судалгааны ажлын тайлан. МУИС. Цөмийн судалгааны төв, УБ., 2007 он

No comments:

Post a Comment

Photoelectric Intelligent Dry Separation  Please see below information   ...