Обогатительную фабрику «Каскад 2» «Кузбасской топливной компании» в целом можно назвать примером классики обогащения: ключевыми здесь являются хорошо знакомые и проверенные гравитационные технологии. Однако по ряду параметров это предприятие является уникальным, и сюда даже приезжают гости с существующих или строящихся обогатительных объектов, чтобы перенимать опыт.
Интересно ещё и то, что фабрика, изначально ориентированная на переработку 3600 тыс. тонн рядового угля в год, сегодня перерабатывает целых 5000 тыс. тонн — это результат серии технических перевооружений последних лет. И с разреза «Виноградовский» мы отправляемся сюда, где рядовой уголь марки «Д» превращается в высококалорийный угольный концентрат.
Как мы уже упоминали, виноградовский уголь обогащают на двух фабриках: «Каскад» и «Каскад-2». Как объясняет главный инженер — директор по обогащению ОФ «Каскад-2» Андрей Ляшенко, предприятия эти фактически идентичные, во всяком случае, технологическая цепочка построена по одним и тем же принципам, и фабрики часто перенимают опыт друг друга. «Каскад-2» — «младшая» из двух ОФ, запустили её 10 лет назад.
«10 лет уже нашей фабрике, и за это время, сами понимаете, некоторое оборудование мы поменяли, некоторое отремонтировали. Ряд замен связан с техперевооружением, поскольку нам потребовались более производительные агрегаты. Некоторые работы ещё проводим, есть задачи до конца года — и здесь, и на первой фабрике», — рассказывает Андрей Ляшенко.
Специалист объясняет, что изменения, которые происходят на фабрике, — это именно техперевооружение, а не модернизация, поскольку строительных работ на предприятии не ведут — всё происходит на имеющихся площадях. И, как показывает практика, необязательно пристраивать новый корпус, чтобы увеличить производительность в полтора раза.
Познакомить нас с технологической цепочкой, реализованной на ОФ, Андрей Ляшенко предложил в операторской, которую назвал «мозгом фабрики». Традиционно здесь работает оператор, причём традиционно же работу эту выполняет женщина. Оператор имеет возможность управлять, считай, всем технологическим процессом, а благодаря установленным в ключевых точках камерам в режиме онлайн следить за работой всего объекта. А ещё в операторской представлена мнемосхема всей фабрики, где наглядно можно проследить процесс превращения рядового угля в концентрат.
Итак, рядовой уголь — тот, добычу которого мы наблюдали на разрезе — поступает на приёмную решётку. По сути, это колосниковый грохот с ячейкой 400×600 мм, и подрешётный продукт попадает в бункер на пластинчатый питатель тяжёлого типа. Далее — колосниковый грохот с ячейкой 120 мм: он разделяет угль на фракцию, которая сразу попадёт на конвейер, и фракцию, которую ещё придётся додробить. Эту задачу выполняет двухвалковая дробилка американского бренда Godmark.
После весь уголь отправляется в аккумулирующие бункеры: их на фабрике два, ёмкость каждого 250 тонн, и содержимое обоих обеспечивает фабрике часовой запас сырья.
«Аккумулирующие бункеры имеют несколько важных функций. Запас угля — понятно, но зачем, спросите вы, запас? А затем, что на приёмную решётку угль у нас подаётся с помощью погрузчиков, то есть этот процесс не является непрерывным, фабрика же должна работать постоянно.
Подача угля в процесс организована с помощью питателей — это, кстати, наше, отечественное оборудование, и питатели эти имеют частотное регулирование. Благодаря этому оператор может задавать необходимую производительность: проектные показатели у нас 420 т/ч, но можно их уменьшить. Важно обеспечить равномерную нагрузку на конвейер, который подаёт уголь из аккумулирующих бункеров в обогатительный корпус», — комментирует процесс Андрей Ляшенко.
То есть сам процесс обогащения, по сути, начинается только сейчас, когда уголь попадает на классифицирующие грохоты. Их два, и стоят они не в линию, как обычно бывает на фабриках, а каскадом — один за другим. Грохоты разделяют уголь на три машинных класса: 16-150, 2-16 и 0-2 мм. Для каждого из них предусмотрена своя технология обогащения.
Самый крупный класс 16-150 мм обогащается в тяжёлосредном сепараторе СКВП-32. Это российское оборудование: на обеих секциях (это секции-близнецы с точки зрения технологии) стоят сепараторы «Спецтехномаш». Один из них, рассказывает наш собеседник, установили в прошлом году, другой же прошёл капитальный ремонт, и обе единицы работают без нареканий. Разделение угля и породы здесь происходит за счёт разницы плотностей: более лёгкий концентрат всплывает, в то время как порода тонет. Отделённый от породы угольный концентрат идёт на грохот, где происходит предварительная классификация концентрата по классу 35 мм.
«Класс определяет потребитель, и на нашей фабрике есть две цепочки. Вот сейчас мы работаем для заказчика, которому нужен класс 0-50, следовательно, крупную фракцию додрабливаем. Если же такой задачи нет, то концентрат идёт сразу на потребителя», — поясняет Андрей Петрович.
Для того чтобы создать ту самую тяжёлую среду, фабрика использует магнетит — железорудный концентрат, поставляет его преимущественно Михайловский ГОК. Магнетит — продукт, который в дело идёт по нескольку раз, для чего его регенерируют. На том самом грохоте, где концентрат делят по классу 35 мм, происходит отмывка магнетита.
Магнитная суспензия отправляется на регенерирующий сепаратор «ЭРГА» (Россия), откуда железорудный концентрат поступает в бак кондиции, после чего снова идёт в сепаратор. Отходы, то есть пустая порода, которая также содержит магнетит, отмываются на грохоте и параллельно проходят предварительное обезвоживание.
Второй по крупности класс, 2-16 мм, обогащается на блоке ТГЦ (тяжёлосредных гидроциклонов) — это оборудование недавно заменили как раз в рамках программы техперевооружения. Сейчас на «Каскаде-2» работают ТГЦ Weir Minerals, а вот на первой фабрике установлено китайское оборудование, которое, по словам специалистов, отлично показывает себя в работе, демонстрируя минимальный износ, поэтому зависимости от европейских поставок фабрика не боится.
В работе ТГЦ также активное участие принимает магнетит — он вновь выступает в роли утяжелителя. Уголь вместе с магнетитом (кондиционной суспензией) попадает в зумпф питания, оператор задаёт плотность, и насосом суспензия подаётся на гидроциклоны. То есть принцип здесь схож с тем, что реализован в тяжелосредном сепараторе, но на ТГЦ порода и концерт разделяются не только из-за разницы плотностей, но и под действием центробежных сил.
«После ТГЦ концентрат поступает на грохот или грохоты: в результате техперевооружения мы получили возможность подавать продукт на один или на два сразу. На грохотах идёт, во-первых, отмывка магнетита, а во-вторых, разделение на два класса. Необходимо это, чтобы более эффективно проходил процесс обезвоживания: для класса 6-16 мм оптимальным решением является обезвоживание на вибрационной центрифуге, а для класса 2-6 мм — на шнековой», — объясняет наш провожатый.
Остался последний, самый мелкий класс 0-2 мм. Работа с ним имеет один нюанс: при обогащении шлама большое внимание уделяют этапу предварительной отбивки глины — таковы особенности здешнего месторождения угля. Пока порода стоит в целике, глина кажется плотной, объясняют обогатители, а вот если её разрыхлить, превращается во взвесь. И чтобы процесс обогащения шёл эффективно, эту глину нужно отделить от угля.
Самый мелкий класс на фабрике обогащают с помощью гидроциклонов первой стадии, задействовано оборудование китайского производителя. Из шламового бака продукт идёт сначала на грохот, а после и на гидроциклоны, где рядовой уголь делится по классу 0,2 мм. В данном случае утяжелитель уже не нужен, разделение идёт за счёт встречных потоков, и, будучи легче породы, уголь оказывается наверху, попадает в приливные карманы, откуда отправляется на высокочастотный грохот для предварительного обезвоживания.
Мы с удивлением отмечаем, что на фабрике нет отделения флотации — эта технология здесь не используется. Андрей Ляшенко объясняет: выбор технологии всегда осуществляется на основе, во-первых, характеристик перерабатываемого полезного ископаемого, а во-вторых, экономических факторов.
Так вот, для обогащения виноградовского угля флотация нерентабельна. Как известно, эта технология лучше всего подходит для работы с мелкой фракцией, а на Виноградовском разрезе получается не так много рядового угля класса 0-5 мм. Создавать ради этого «немного» отдельную секцию, приобретать флотационные реагенты и прочее проектировщики фабрики сочли неэффективным. Да и в целом, по нашим наблюдениям, энергетический уголь в Кузбассе крайне редко отправляют на флотацию.
В технологической цепочке фабрики задействовано много грохотов — в нашем описании мы упомянули даже не все. Работают на фабрике машины китайского и российского производства. Изначально, рассказывает Андрей Ляшенко, практически все грохоты на ОФ были российскими, однако в процессе техпереворужения некоторые из них заменили на оборудование из Поднебесной. Мы уже говорили, что фабрика наращивала мощности, не увеличиваясь по площади, и предприятию нужно было компактное оборудование высокой производительности. В габаритные размеры смогли вписаться именно азиатские поставщики.
«Мы смотрели российские предложения, но не было сочетания нужной нам производительности и размеров. Если бы мы выбрали российское решение, то нам бы пришлось, условно, на место КамАЗа БелАЗ поставить. Капстрой мы не планировали, и тут нас как раз выручили братья-китайцы», — поясняет Андрей Петрович.
Отечественные грохоты: ГИС и ГИСЛ — на фабрике также работают, в качестве ведущего поставщика этого оборудования наш собеседник назвал красноярский завод «Спецтехномаш».
Но мы обратили внимание не только и не столько на «гражданство» грохотов (сочетание российского и китайского оборудования в целом можно назвать классикой сегодняшнего дня), сколько на те сита, которые здесь используют. Мы почти не увидели металлических сит — даже на первой деке здесь используют преимущественно полиуретан.
«Для крупного класса полиуретан отлично подходит, а вот с мелким не справляется, здесь используем шпальт. Раньше граница у нас была по классу 2 мм, сейчас пробуем сместить на 1 мм, ожидаем, что процесс пойдет более эффективно.
А металл нам здесь не подходит: его буквально съедает, такой сильный абразивный износ. На одном из грохотов у нас Hardox стоит, вот износостойкая сталь ещё справляется, а обычную мы тут менять устанем.
Я рассказывал, что в качестве утяжелителя мы используем магнетит, это железорудный концентрат — очень высокоабразивный материал. Вон, видите, у нас трубы питания? Стенка была 14 мм, через две недели её просто размыло. А тут ведь даже напора нет, суспензия самотеком идёт.
Так что металлом мы не футеруем: на одной секции стоит базальт, а на другой — керамика. По три года трубы работают, проблем нет. К этому решению мы опытным путем пришли, как, признаться, и к большинству наших открытий», — рассказал Андрей Ляшенко.
Климатические условия Кузбасса, а также характеристики самого виноградовского угля делают задачу обезвоживания концентрата одной из ключевых на фабрике. Директор по обогащению объясняет: калорийность — ключевой для потребителя параметр — складывается как из показателей зольности, так и из характеристики влажности.
На фабрике перерабатывают уголь марки «Д», где выход летучих превышает 45%, что делает невозможным применение термической сушки: в данном случае этот процесс является опасным и невыгодным. Термической сушке печах, продолжает наш собеседник, обычно подвергают коксующиеся угли — пример реализованной технологии мы видели на ЦОФ «Берёзовская» (материал опубликован в текущем выпуске журнала).
Энергетический уголь же отправляется на обезвоживание механическим способом. По словам нашего собеседника, уголь марки «Д» в принципе невозможно высушить на 0%, потому что при хранении и транспортировке он всё равно напитает себя влагу из воздуха. Поэтому на ОФ стремятся к показателю 10% влажности — для этого задействован целый арсенал профильного оборудования.
«Недавно к нам приезжали аудиторы из Китая, и вот они подтвердили, что лучше классической технологии механического обезвоживания пока ничего не придумали. В Китае сейчас реализуют экспериментальный проект, где концентрат сушат паром — посмотрим, что из этого выйдет», — рассуждает наш провожатый.
На фабрику мы приехали летом и попали аккурат в период ППР: по понятным причинам у переработчиков энергетического угля в тёплое время года снижается нагрузка, и именно в это время обогатители стараются провести ремонты. Так вот, специалисты объясняют, что основные работы связаны как раз с обслуживанием обезвоживающего оборудования. Оно находится на нижней отметке относительно цеха обогащения.
Как мы уже рассказывали, крупный и средний класс отправляются на обезвоживание соответственно в вибрационных и шнековых центрифугах. Для самого мелкого класса на фабрике используют осадительно-фильтрующие центрифуги. Как говорит наш провожатый, работают центрифуги по принципу старой стиральной машины. Разница разве что в том, что бельё в машинку можно положить и вытащить, а вот процесс обезвоживания должен идти постоянно, что создаёт свою специфику.
На каждой из секций-близнецов работают также радиальные сгустители, диаметр каждого 24 м. В момент нашего визита они стоят пустые: оборудование осушили для дефектовки. Андрей Ляшенко поясняет, что такие работы необходимо проводить регулярно, поскольку сгуститель — оборудование ответственное, аварий допустить никак нельзя. Поэтому внутрь чаши спускается механик, который проверяет целостность соединений, а специально приглашённый маркшейдер «отстреливает» сгуститель в поисках деформаций.
Хвосты на фабрике также проходят процесс обезвоживания: как нам объясняют, в данном случае принципиально не столько получить продукт нужной влажности (кек «отжимают» до 25%), сколько вернуть воду в оборот. «Каскад-2» — новая фабрика, и гидроотвалов проект не предусматривал. Зато было заложено фильтр-прессовое отделение: примечательно, что фильтр-прессы на предприятии ленточные.
Что касается «состава участников», то на этапе обезвоживания, опять же, задействовано оборудование из разных стран. Вибрационные центрифуги на фабрике китайские, фирмы AURY. Шнековые — это «европейцы», бренд ANDRITZ. Поставщиком радиальных сгустителей выступила «Коралайна Инжиниринг», а произведено оборудование в России. Фильтр-прессы на производстве тоже отечественные — это продукция завода «Элемет». Практически всё конвейерное оборудование ОФ произведено в России.
«Да, у нас на фабрике было и до сих пор есть оборудование из так называемых «недружественных» стран. Но не могу сказать, чтобы мы столкнулись с большими трудностями, когда эти бренды ушли с нашего рынка. Аналоги есть, мы довольно быстро нашли оборудование в странах «дружественных», преимущественно, в Китае. Например, мы установили насосы китайского производства — работают отлично, наравне с «европейцами».
Центрифуги у нас сразу стояли китайские: мы смотрели европейские, но решили, что цена у них завышена. И восемь лет у нас уже «китайцы» работают, никаких вопросов. Единственное, корзины у них — это «расходники», их нужно регулярно менять. Приобретаем как у китайский, так у российских поставщиков, проблем с этим нет», — резюмирует Андрей Ляшенко.
ППР, говорят сопровождающие нас специалисты, вот-вот закончится: завтра на фабрике запустят первую секцию, а послезавтра — и вторую. Пока же рядовой уголь завозят на склад сырья — этот объект как раз и позволяет фабрике сделать перерыв при условии, что карьер продолжит работу. В сутки «Каскад-2» перерабатывает 15 тыс. тонн угля, так что те запасы, которые заготовило добывающее предприятия, уйдут быстро.
А вот склада концентрата на фабрике нет, а есть 10 аккумулирующих бункеров по 350 тонн каждый. ОФ способна отгружать три сортомарки в зависимости от требований потребителя, и для каждой предусмотрены свои бункеры. Дошихтовка при необходимости происходит уже в железнодорожных вагонах. Для фабрики такой производительности 3500 тонн — это не так уж много, и, если порожних вагонов по каким-то причинам нет, фабрику приходится останавливать, поскольку концентрат отправлять оказывается решительно некуда.
Со специалистами транспортного предприятия «Мереть» мы подробно обсудили, по каким причинам на фабрике может не оказаться порожняка — об этом читайте в следующем материале текущего номера. Правда, небольшой склад на предприятии всё-таки есть — это теплый склад магнетита.
Сопровождающие нас специалисты отмечают, что это очень важно: запас утяжелителя на предприятии всегда должен быть, ведь большая часть угля обогащается именно в тяжёлой среде. И принципиально, чтобы хранился этот материал в тепле: речь идёт о железорудном концентрате мелкой фракции, который по дороге может намокнуть, по сибирской зиме — замерзнуть, и тогда этот монолитный кусок металла не удастся расколоть даже ломом.
Что же касается угля, то из аккумулирующих бункеров его отгружают прямо в вагоны — на фабрику заходят пути необщего пользования.
«Сейчас мы находимся на территории нашего погрузочного комплекса, здания аккумулирующих бункеров вы как раз можете видеть — они установлены в два ряда по пять штук.
Как идут погрузка и дозирование? Эту задачу выполняет оператор. Он управляет устройством перемещения вагонов, с его помощью вагоны подаются под погрузку. На всех путях у нас стоят железнодорожные весы, и каждый год они проходят калибровку.
Концентрат по конвейеру подаётся в жёлоб, из которого он уже попадает в вагоны. Точнее, желобов два: основной и вспомогательный. Мы регулярно берём пробы угля, для этого в автоматическом режиме работают проборазделочные машины — они сертифицированы SGS, с которым мы сотрудничаем. Пробы додрабливаются и отправляются в лабораторию нашего партнёра.
Продвижение идёт по два вагона: их отгрузили — двигаем дальше. Заявленная грузоподъёмность вагона 70 тонн, но если мы будем подавать просто насыпом, то столько не поместится, поэтому работает устройство укатки», — показывает Андрей Ляшенко.
Мы видим, что несколько вагонов уже готовы на выдачу. Маршруты собираются в зависимости от сортомарки и адресата — это задача службы отгрузки. Отсюда концентрат в вагонах поедет на железнодорожную станцию, где состав доформируют, после чего он отправится к потребителям. Наш путь лежит вслед за готовым к отправке концентратом, так что следующая точка нашего путешествия — это станция Уба.
На фабрике побывали Анна Кучумова (текст), Евгений Ошкин (фото)
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.