Шахта Хемердон , также известная как шахта Хемердон Болл , шахта Хемердон Бал и (кратко) ранее как шахта Дрейклендс [примечание 1] [1] — это вольфрамовая и оловянная шахта. Она расположена в 11 км (7 милях) к северо-востоку от Плимута , недалеко от Плимптона , в Девоне , Англия. Она лежит к северу от деревень Спарквелл и Хемердон, и рядом с большими карьерами каолина около Ли Мур. Шахта не работала с 1944 года, за исключением краткой работы пробной шахты в 1980-х годах. Работы по ее повторному открытию начались в 2014 году, но она прекратила свою деятельность в 2018 году. Здесь находится четвертое по величине месторождение олова и вольфрама в мире. [2] [3] [4]
Новая компания Tungsten West plc начала временную эксплуатацию рудника в 2023 году после инвестирования в изменение перерабатывающего завода. [5] Обзор с нуля привел к признанию того, что руда на самом деле не является вольфрамитом , а является родственной рудой, ферберитом , и необходимы изменения для повышения эффективности добычи. Кроме того, дочерняя компания расширит рудник за счет совокупных продаж в качестве побочного продукта добычи. [6]
Месторождение Хемердон сосредоточено на субвертикальной, простирающейся с северо-северо-юго-запада, раннепермской гранитной дайке шириной 100+ м, размещенной в девонских метаосадочных и метавулканических породах. Минерализация в подавляющем большинстве связана с умеренно или круто падающими на северо-запад кварцево-ферберитовыми ± касситеритовыми пластовыми жилами, окаймленными грейзеном. Размер ресурсов и хозяин дайки на сегодняшний день являются уникальными для юго-западной Англии. Гранит Хемердон Болл представляет собой отдаленную купольную интрузию, окруженную девонскими сланцами, известными в регионе как киллы . Трещины в граните и киллах были пронизаны минерализующими жидкостями, содержащими металлические руды в районе вокруг рудника. [7] Различимы два типа жил с тремя различными ориентациями. Кварцевые и кварцево-полевошпатовые жилы образуют штокверк с незначительной минерализацией, в то время как грейзеновые жилы обнаружены в пластовой системе жил с ферберитовой и незначительной минерализацией касситерита . [8]
Минерализация начинается на поверхности и простирается на глубину не менее 400 метров (1300 футов). Система жил находится в дайковом гранитном теле, простирающемся от Hemerdon Ball к граниту Crownhill Down. Она окружена килласами, образованными контактным метаморфизмом , который также содержит жилы, хотя вольфрамит и касситерит встречаются в меньшем процентном соотношении от общей массы породы. Каолинизация происходит на глубине до 50 метров (160 футов) в гранитном теле. [9]
Местность славится своими высококачественными образцами скородита , которые являются одними из лучших в Европе. Фармакосидерит , касситерит, ферберит и вольфрамит образцового качества также были извлечены из шахты. Скородит и фармакосидерит являются вторичными арсенатными минералами, которые образуются в верхних зонах окисления рудных тел. Они образуются в результате изменения арсенопирита и встречаются в выветренной зоне месторождения. На глубинах под существующим карьером они, вероятно, станут редкими. [10]
Месторождение вольфрама и олова Хемердон было открыто в 1867 году. [11] В 1916 году из-за нехватки вольфрама, связанной с войной, была начата программа разведки и разработки, которая наметила оловянно-вольфрамовый штокверк, подходящий для открытой добычи. В 1917 году компания Hemerdon Mines Ltd решила построить мельницу производительностью 140 000 тонн в год, и вскоре после этого началась добыча руды открытым способом. Рудник работал в 1918–1919 годах, за это время он переработал 16 000 тонн руды. Когда британское правительство прекратило принимать вольфрамовые руды по военной схеме ценообразования, рудник был вынужден приостановить добычу. [12]
Было предпринято несколько попыток установить более высокую и стабильную цену на вольфрам от правительства, включая заявку, поддержанную Уинстоном Черчиллем, на признание добычи вольфрама ключевой отраслью промышленности. [13] Однако после дальнейшего снижения цен операции по измельчению были приостановлены, а компоненты мельницы были распроданы. [14] В 1934 году возросшие цены на вольфрам привели к возобновлению разведки месторождения, а также к металлургическим испытательным работам. В 1939 году дальнейший дефицит вольфрама из-за Второй мировой войны привел к тому, что Hemerdon Wolfram Ltd построила мельницу производительностью 90 000 тонн в год с извлечением вольфрама 55%, которая начала работу в 1941 году. [15]
Министерство снабжения провело обширную оценку месторождений вольфрама в Великобритании, и к 1942 году было сделано заключение, что Хемердон предлагает наибольший потенциал для производства вольфрама в больших масштабах. [16] Правительство выкупило рудник у Hemerdon Wolfram Ltd. Были определены ресурсы в размере 2,5 млн тонн 0,14% триоксида вольфрама в дополнение к олову, и был спешно построен новый завод.
Новый завод принял управление от старого завода в 1943 году, и теоретически должен был быть в состоянии перерабатывать более 1 миллиона тонн в год; однако нехватка рабочей силы и механические неисправности привели к значительному снижению производства. Добыча руды из смеси подземных и открытых методов добычи была задокументирована как более 200 000 тонн, с итоговым 180 тоннами оловянно-вольфрамового концентрата в период эксплуатации правительства. [17] Работа была прекращена в июне 1944 года из-за восстановления доступа к зарубежным поставкам. [18]
Завод сохранился после войны, и ходили слухи, что правительство планировало возобновить производство во время дефицита вольфрама, связанного с Корейской войной . [19] Однако из этого ничего не вышло, и после отчета Вествуда в 1956 году правительство решило искать частного партнера для продвижения разработки рудника. После дальнейшего снижения цен на вольфрам, что привело к закрытию вольфрамового рудника Castle-an-Dinas Mine в Корнуолле, правительство продало весь завод в 1959 году.
Однако в середине 1960-х годов работа на месторождении была возобновлена компанией British Tungsten Ltd, принадлежащей канадскому предпринимателю WA Richardson. В 1969 году была подана заявка на планирование открытой разработки олова, вольфрама и каолина, но она была отозвана до принятия решения. Дальнейшие работы, начатые в 1970 году компанией British Tungsten Ltd, увеличили ресурс до 5,6 млн тонн руды . [20] [21]
Аренда была передана Hemerdon Mining and Smelting Ltd в 1976 году. Они инициировали программу бурения незадолго до того, как в 1977 году они вошли в совместное предприятие по разработке проекта с международной горнодобывающей фирмой AMAX. [22] Обширная программа разведки стоимостью более 10 миллионов долларов была завершена в период с 1978 по 1980 год. [23] К концу 1978 года более глубокое бурение увеличило размер ресурсов до 20 миллионов тонн руды. В 1979 году этот показатель был увеличен до 45 миллионов тонн. [24] К концу программы разведки в 1980 году было проведено более 14 000 метров (46 000 футов) алмазного бурения, что выявило ресурс в 0,17% триоксида вольфрама и 0,025% олова в объеме более 49,6 миллионов тонн. [25]
Массовое опробование месторождения с использованием подземного штрека для руды и пилотной установки HMS и гравитационной установки для переработки было проведено в 1980 году. [26] В среднем извлечение составляло около 65%, хотя было достигнуто более 70%. [25] Окончательный пересмотр технико-экономического обоснования добычи в 1982 году пришел к выводу, что в пределах мировых ресурсов в 73 миллиона тонн руды с содержанием 0,143% триоксида вольфрама и 0,026% олова, имелся запас в карьере в размере 38 миллионов тонн с содержанием 0,183% триоксида вольфрама и 0,029% олова. [27]
К предприятию присоединилась Billiton Minerals Ltd, предоставив дополнительное финансирование и экспертизу, и сформировав консорциум, который планировал начать производство в 1986 году. [28] Первоначальная заявка на планирование была подана в 1981 году, но публичное расследование и «отзыв» заявки государственным секретарем привели к первоначальному отклонению заявки в 1984 году. [29] Это привело к выходу Billiton Minerals Ltd из консорциума. [30] Hemerdon Mining and Smelting Ltd также продала свою 50% долю в проекте компании AMAX. [31] После подачи пересмотренной заявки разрешение было наконец получено в 1986 году. [11] К тому времени обвал цен на олово и вольфрам подорвал экономическую целесообразность инвестирования в открытие рудника. Его вольфрамовые активы были переданы недавно созданной холдинговой компании Canada Tungsten Ltd в 1986 году. [32]
Canada Tungsten реализовала разрешение на планирование, полученное в 1986 году, и держала проект в своем портфеле перспектив в течение многих лет. До того, как AMAX была продана Phelps Dodge, она постепенно передала Canada Tungsten в собственность Aur Resources. В 1997 году новая компания North American Tungsten plc выкупила все вольфрамовые активы у Aur Resources и была зарегистрирована с целью повторного открытия рудника Кантунг и разработки перспектив Хемердон и Мактун . [33]
Однако в ходе обзора периферийных активов в 1999 году компания решила, что при низких ценах на вольфрам перспектива Хемердон не является центральной для ее будущего. При расходах на содержание, превышающих C$150,000 в год, почти треть годовых расходов компании, были предприняты попытки с держателями прав на полезные ископаемые снизить сборы. Переговоры не увенчались успехом, и поэтому в 2000 году два из трех прав на полезные ископаемые были уступлены. [34] Чтобы еще больше сократить расходы, она избавилась от оставшихся активов перспективы Хемердон в 2003 году. [35]
Бетонные дороги, построенные вокруг заводов времен Второй мировой войны и ведущие к карьерам на вершине холма, использовались Плимутским мотоклубом и Плимутским картинг-клубом для скоростных подъемов в гору примерно до 1972 года.
Устойчивый рост цен на металлический вольфрам привел к пятикратному увеличению цены на паравольфрамат аммония (промежуточный продукт вольфрама) с примерно 60 долларов США за STU в 2003 году до более чем 240 долларов США за STU в 2006 году. [36] Это привело к увеличению объемов разведки и разработки месторождений вольфрама во всем мире с 2005 года. [37]
В июне 2007 года компания Wolf Minerals , занимающаяся разведкой и разработкой специальных металлов, зарегистрированная на ASX , приостановила торговлю акциями в ожидании приобретения права аренды полезных ископаемых. [38] 5 декабря 2007 года торговля возобновилась после публичного объявления о приобретении права аренды полезных ископаемых для проекта рудника Hemerdon. Право аренды полезных ископаемых было заключено на 40 лет с Hemerdon Mineral Trust и Olver Trust. Также было заключено соглашение с Imerys о покупке оставшихся прав на добычу полезных ископаемых и земли в собственность. [39] После заключения соглашений с местными землевладельцами о приобретении права на поверхность Wolf Minerals переименовала проект в Drakelands Mine, чтобы «отдать должное местному сообществу». [40]
SRK Consulting было поручено подготовить ресурс, соответствующий JORC , используя предыдущие данные бурения. [41] Это было выпущено в марте 2008 года. Впоследствии SRK Consulting дважды обновляла его, чтобы включить новые данные бурения и пересмотренное геологическое моделирование. Ресурс в более чем 300 000 тонн металлического вольфрама делает Дрейклендс четвертым по величине месторождением вольфрама в мире. [42] В 2009 году финансирование DFS (окончательное технико-экономическое обоснование) было достигнуто при поддержке Resource Capital Funds и Traxys, завершено в мае 2011 года. [43] Добыча полезных ископаемых началась в 2014 году, [44] первая руда на заводе была в июне 2015 года, а первое производство концентрата запланировано на сентябрь 2015 года. [45] Проект имеет разрешение на строительство, датируемое 1986 годом, которое действительно до 2021 года. Если бы уровни производства были достигнуты, как предполагалось, рудник стал бы крупнейшим производителем вольфрамового концентрата в мире. Была подана заявка на планирование, чтобы немного расширить карьер на юго-запад для дальнейшего увеличения запасов. [46]
Компания Wolf Minerals прекратила торговые операции 10 октября 2018 года, поскольку рудник так и не достиг целевых показателей по добыче и финансовым показателям. [48] Несмотря на такие потери, считается, что у участка по-прежнему есть потенциал [49] , поскольку на нем сохраняются крупные залежи руды и ценная инфраструктура.
Tungsten West plc, которая вышла на рынок альтернативных инвестиций Лондонской фондовой биржи 21 октября 2021 года, [50] взяла на себя управление рудником. Был проведен обзор, начиная с основ, того, что требуется для устранения проблем, которые привели к краху Wolf Minerals. Лучшее понимание минералогии с соответствующими изменениями в потоке обработки и совокупных продажах [51] привело к планированию масштабного повторного открытия рудника в 2022 году [52], хотя по состоянию на февраль 2024 года рудник начал только «промежуточные операции» и еще не получил регулирующего разрешения от всех органов. [53]
На перерабатывающем заводе Drakelands используется ряд различных процессов для извлечения олова и вольфрама и удаления пустых минералов, таких как арсенопирит и гематит. В общих чертах, процесс включает дробление и сортировку, за которыми следует гравитационное разделение на мелком материале и разделение в плотной среде (DMS) на крупном материале. Концентраты из этих процессов затем измельчаются, затем флотируются и обжигаются, завершаясь магнитным разделением и дальнейшим гравитационным разделением для получения конечных концентратов вольфрама и олова соответственно.
Перерабатывающий завод был построен компанией GR Engineering Services из Перта и состоит из здания первичной/вторичной дробилки около шахты и склада, питающего основную перерабатывающую установку через конвейер, и здания третичной дробилки. Проектное извлечение олова и вольфрама находится в диапазоне 58–66% в зависимости от типа сырья (мягкий гранит вблизи поверхности, твердый гранит на глубине), с содержанием вольфрама и олова более 60% в качестве конечных продуктов.
Две гибридные валковые дробилки Sandvik выполняют функции первичного и вторичного дробления с зазорами приблизительно 60 и 40 мм соответственно. Эти дробилки были предпочтительнее щековых дробилок, поскольку они должны лучше справляться с высоким содержанием глины в руде в первые годы эксплуатации. Продукт вторичного дробления транспортируется в скруббер Sepro, где материал промывается для удаления мелких частиц, прилипших к более крупному материалу. Большая часть материала из скруббера поступает на двухдековый грохот, сортируя по размеру 9 и 4 мм. Крупный материал из скруббера и этого грохота (более 9 мм) транспортируется в две конусные дробилки Sandvik с закрытой настройкой размера 12–15 мм, прежде чем вернуться на грохот скруббера. Материал размером от 9 до 4 мм поступает в контур DMS. Мелкий материал из грохота скруббера (менее 4 мм) перекачивается на второй грохот, где он сортируется по размеру 0,5 мм. Крупный продукт, поступающий с этого грохота, поступает на дальнейшую подачу DMS, а мелкий продукт с этого грохота (менее 0,5 мм) поступает в большой накопительный бак, в котором хранится сырье для гравитационного контура.
Вольфрамит и касситерит являются тяжелыми минералами, что делает их очень подходящими для извлечения методом гравитационного разделения. Процесс гравитационного разделения на перерабатывающем заводе Drakelands начинается с двух этапов обесшламливания с использованием циклонов Multotec deslime, разработанных для резки на 63 и 45 микрон соответственно. Нижний продукт из этих спиралей поступает в три ряда из одиннадцати 3-заходных спиралей MG6.3 Mineral Technologies (всего 99 спиралей), производя более грубый концентрат, который поступает в перечистные спирали, промпродукт, который поступает в ряд из 33 спиралей промпродукта, и хвосты, которые поступают в сгуститель диаметром 25 м. Хвосты спиралей промпродукта (также MG6.3) поступают в сгуститель, а концентрат отправляется в перечистные спирали. Хвосты перечистных спиралей (четыре MG6.3) перерабатываются в более грубые спирали, а концентрат отправляется на столы Holmans для дальнейшей очистки.
После обезвоживания с помощью циклонов Multotec два стола встряхивания Holman's Wilfley используются для получения концентрата грубого стола. Этот концентрат сортируется по размеру 90 мкм с помощью грохота Derrick и обезвоживается с помощью циклонов, после чего следуют два дополнительных этапа очистки/повторной очистки (также на столах встряхивания Holman's Wilfley) для получения конечного грубого и тонкого гравитационного концентрата. Хвосты и средний продукт с более грубого стола возвращаются на более грубую спиральную подачу, в то время как средний продукт/хвосты стола очистки отправляются обратно на столы грубой очистки, а средний продукт и хвосты стола повторной очистки отправляются обратно на столы очистки.
Фракция −9 +0,5 мм, полученная в результате цикла дробления/промывки/калибровки, хранится в загрузочном бункере с производительностью приблизительно 4-5 ч. Подготовительное сито промывает любой оставшийся материал <0,5 мм, который непреднамеренно попал в DMS-подачу в сливной резервуар. Продукт более 0,5 мм поступает в два смесительных бокса, где он смешивается с первичной плотной средой DMS, прежде чем его перекачивают в первичные циклоны DMS. Существует два идентичных цикла DMS, состоящих из трех циклонов Multotec, питаемых насосом VSD, установленным на 180 кПа, и плотностью резки, близкой к 2,7 г/см3 , чтобы отделить большую часть силикатов, не теряя при этом никаких частиц, содержащих тяжелые минералы. Поплавки и осадки из этих циклонов поступают на дренажные/промывочные сита, где соответствующие продукты отделяются от среды. Первичные флотационные отходы DMS по конвейеру и через большие резервуары поступают в хвостохранилище, тогда как отходы отправляются во вторичный контур DMS для дальнейшей переработки.
Вторичный контур DMS дополнительно очищает первичные стоки DMS, производя конечный концентрат DMS (стоки). Точка отсечки этого контура составляет около 3,2 г/см3 , что позволяет отбраковывать бинарные частицы с избыточным содержанием силиката, а также любые более тяжелые частицы пустой породы. Поплавки отправляются в шаровую мельницу Ersel, работающую в замкнутом цикле с двухъярусным сортировочным ситом. Часть продукта мельницы размером более 1,7 мм возвращается в мельницу для дальнейшего измельчения, продукт размером −1,7 +0,5 мм составляет подачу DMS для очистки, а продукт размером менее 0,5 мм объединяется с нижним сточным циклоном DMS для создания дополнительной подачи в резервуар для хранения мелких фракций. Поглотительный контур DMS идентичен вторичному контуру DMS, но работает на более тонком сырье. Поплавки отправляются в мельницу для дальнейшего измельчения, а стоки составляют дополнительный поток концентрата DMS.
Среда в первичном контуре DMS состоит из смеси измельченного ферросилиция и магнетита, с точной смесью, регулируемой для поддержания соответствующей стабильности среды. Вторичные и поглотительные правильные среды DMS состоят исключительно из распыленного ферросилиция. Все правильные среды поддерживаются при правильной плотности с помощью набора уплотнителей, дополненных мокрыми магнитными сепараторами низкой интенсивности (LIMS), удаляющими ферросилиций из разбавленной среды. Немагнитная часть подачи LIMS поступает в тот же сливной резервуар, который также содержит часть подачи размером менее 0,5 мм, удаленную подготовительным ситом. Сток DMS обезвоживается с помощью набора циклонов, а нижний продукт поступает в резервуар для хранения мелких фракций, питающий гравитационный контур.
Подача в секцию переработки концентрата состоит из концентрата мелких фракций (менее 0,5 мм) и концентрата DMS (−9 +0,5 мм), содержащего в основном вольфрамит, касситерит, оксиды железа и некоторые силикаты и мышьяковые минералы. Концентрат DMS подается в шаровую мельницу для доизмельчения, которая работает в замкнутом цикле с 450-микронным сортировочным ситом Derrick. Концентрат мелких фракций напрямую поступает на этот сортировочный сит Derrick, чтобы избежать переизмельчения более тонкой части этого потока. Подрешетный продукт сортировочного сита мельницы для доизмельчения перекачивается через обезвоживающий циклон в кондиционирующий резервуар. В этот резервуар добавляют несколько химикатов для обеспечения флотации сульфидов в трех флотационных камерах Outotec Denver с целью удаления арсенопирита. Концентрат сульфидов (плавающий) перекачивается в сгуститель для утилизации, а нижний продукт (питание обжиговой печи) обезвоживается с помощью ленточного фильтра. В мягком граните мышьяк встречается в основном в виде скородита, который не поддается флотации.
Процесс обжига включает сушку с использованием предварительной сушилки Drytech, которая тщательно высушивает предварительный концентрат перед подачей в восстановительную печь. Эта печь использует дизельное топливо в качестве восстановителя для получения оксида углерода, который реагирует с гематитом и другими оксидами железа в сырье при температуре около 700 °C, образуя магнетит или маггемит, оставляя другие минералы в значительной степени нетронутыми. Этот процесс превращает парамагнитный гематит в ферромагнитный маггемит/магнетит. Вольфрамит, как и гематит, является парамагнитным, и без этого этапа восстановления разделение гематита и вольфрамита было бы невозможно с использованием магнитных сепараторов.
Восстановленная руда из печи охлаждается и подается на магнитный сепаратор низкой интенсивности (LIMS), который предназначен для удаления теперь уже сильномагнитных оксидов железа, которые отправляются в сгуститель хвостов. Немагнитный продукт из LIMS сортируется по размеру 150 мкм на сухом сите Деррика перед тем, как свободно течет в многоступенчатый высокоградиентный дисковый электромагнитный сепаратор (VOG HIMS) с целью отделения вольфрама от немагнитных минералов, таких как касситерит и силикат. Эти HIMS производят шесть потоков вольфрамового концентрата различного качества с содержанием вольфрама до более 60%.
Удаление вольфрамита и других парамагнитных минералов оставляет грубый и тонкий немагнитный поток, богатый оловом и силикатами. Очистка этого потока для удаления силикатов (в основном кварца и турмалина) выполняется с помощью вибростолов Holmans Wilfley. Хвосты этого процесса объединяются с хвостами LIMS перед перекачкой в сгуститель хвостов. Концентрат фильтруется на ленточном фильтре перед сушкой в меньшей сушилке.
