Оборудование для обогащения
Узнать больше Свернуть
Развернуть

HAVER & BOECKER NIAGARA - специалист в области конструирования и производства машин для обогащения минерального сырья горнодобывающей промышленности, строительных и вторичных материалов.
Телефон: +49 251 97 91 57
email: info@haverniagara.com

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Как обогащают металлургический шлак. Репортаж с обогатительной фабрики СУМЗа

14.06.2022

«На всех современных фабриках применяют, считай, одни и те же технологии обогащения. Но двух одинаковых ОФ вы не найдёте», — отмечает начальник обогатительной фабрики СУМЗа Александр Копытов, встречая нас на своей промлощадке.

Как обогащают металлургический шлак

И сегодня в нашем объективе действительно особенное предприятие: первый раз мы снимаем фабрику, где в качестве исходного сырья выступают металлургические шлаки.

Александр Копытов, начальник обогатительной фабрики СУМЗа
Александр Копытов, начальник обогатительной фабрики СУМЗа

Рассказывая о технологии выплавки меди на СУМЗе, мы упоминали, что часть полезного компонента оказывается в шлаках. Однако уральцы не отказываются от ценных металлов и отправляют то, что могло бы показаться отходами производства, на повторную переработку.

Эту задачу и выполняет специализированный технологический участок завода — речь идёт о полноценной обогатительной фабрике. Извлечение меди и сопутствующих компонентов на СУМЗе превышает 97%, из них около 7% — это вклад ОФ.

На самом деле, промплощадка, на которой мы сейчас находимся, претендует на звание одной из первых флотационных обогатительных фабрик СССР — её запустили в 1937  году. Впоследствии фабрику неоднократно модернизировали, но, говорит Александр Копытов, несколько элементов оборудования до сих пор в ходу, с тех самых 1930-х.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Не всегда ОФ работала со шлаками. В прежние годы сюда доставляли для обогащения руду и Гайского, и Сибайского, и Учалинского, и даже Гумешевского месторождений — надо же, как изменился за прошедшие десятилетия мир медедобывающей промышленности. Но основной рудной базой для фабрики являлось Дегтярское месторождение медно-колчеданных руд, расположенное здесь же, рядом с Ревдой.

Обогатительная фабрика СУМЗ

А в 1994-м году объект отработали, рудники Дегтярки затопили, а фабрику перевели на переработку шлаков медеплавильного производства. Сегодня предприятие обогащает 100% «текущих» шлаков завода, а также вовлекает в переработку «старолежалые» шлаки, которых за десятилетия работы завода накопился изрядный запас.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Особое сырьё и классические технологии

Итак, какие же решения нужны для обогащения шлаков? Александр Копытов объясняет: те же самые, что для обогащения руды, и на фабрике сохранили исходную технологию прямой медной флотации. Содержание меди в смеси шлаков текущего производства медеплавильного цеха — около 1,9%, содержание меди в старолежалых шлаках составляет 0,7–0,8% что соответствует показателям содержания полезного компонента в руде ряда современных месторождений.

Хотя, конечно, есть у этого нетривиального сырья свои особенности. Основными компонентами шлака являются силикаты, фаялиты и окислы железа. Почти все медные минералы находятся в шлаках в виде мельчайших вкраплений в эти соединения. Частички полезного компонента имеют размер примерно 0,07 мм, поэтому первая задача обогатителей — очень тонкое измельчение сырья, которое происходит в несколько стадий.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Шлак, поступающий из медеплавильного отделения, с помощью экскаватора грузят в самосвалы, которые транспортируют продукт в бункер, где шлаки усредняют, выравнивая содержание полезных компонентов, потому что теперь это сырьё для обогащения.

Начинается процесс в дробильном отделении, где работают конусные дробилки и грохоты. Дробилки КСД-2200 на фабрике — от земляков-уральцев, оборудование поставил Уралмашзавод. Причём в работе уже не первое поколение дробилок этого производителя. На этом этапе продукт дробят до фракции в 10 мм: после дробилок шлак отправляется на грохоты, которые разделяют его на мелкую фракцию, идущую на измельчение в мельницы, и крупную (более 10 мм), которая отправляется на додрабливание.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Повысить производительность

Далее в дело вступают шаровые мельницы — таковых на фабрике 12 единиц. В несколько этапов они истирают шлак до фракции 0,07 мм — это уже фактически пыль. В роли классифицирующего оборудования выступают гидроциклоны.

Здесь, в отделении измельчения, обогатительная фабрика три года назад реализовала интересное решение, которое помогло увеличить переработку шлаков с 1 200 до 1 400 тыс. т без останова производства и существенного обновления технологического оборудования.

Помогли обогатителям специалисты «Уралмеханобра» (так же, как и СУМЗ, входит в ОАО «УГМК»), которые провели технический аудит и с помощью специального программного продукта выявили стадии рудоподготовки, где есть резерв производительности.

«Очень удобно, что сегодня эти расчёты можно произвести с помощью программы. То есть технически мы могли бы выполнить эти операции вручную, но сколько времени бы это заняло. Плюс к тому, чтобы проверить правильность этих расчётов, нам бы пришлось реализовать решения на практике, сами понимаете, вероятность ошибки велика. Поэтому использование программы, которая учитывает все аспекты технологического процесса и выбирает оптимальный вариант, — это эффективный современный подход», — рассуждает Александр Копытов.

В результате на фабрике приняли решение изменить схему измельчения. Если прежде на каждой из трёх стадий работали по четыре мельницы, то сегодня на первой стадии задействованы пять единиц оборудования, а на третьей — три. Также умная программа вычислила, что для роста производительности необходимо увеличить количество гидроциклонов.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Начальник фабрики показывает нам шесть новых единиц оборудования, которые легко отличить по цвету. Гидроциклоны стали единственным дополнительным оборудованием, которое фабрика приобрела в процессе обновления схемы измельчения.

Также, рассказывая о работе рудоразмольных мельниц, Александр Копытов обращает внимание на футеровку, ведь подбор этих элементов напрямую связан с производительностью оборудования: чем дольше ходит футеровка, тем реже требуется остановка мельниц для замены износостойких частей.

«Вы спрашивали, чем отличается обогащение шлака от обогащения руды. Отвечаю: абразивность шлака выше в два раза, то есть футеровку он истирает в два раза быстрее. Поэтому мы постоянно находимся в поиске более эффективных, более абразивостойких решений, экспериментируем с материалами футеровки», — рассказывает Александр Копытов.

Больше всех «достаётся» мельницам первой стадии, задача которых — понизить крупность продукта с 10 до 1 мм. Здесь применима только металлическая футеровка, работает она от 3,5 тыс. часов — порядка пяти месяцев. Во время нашего визита на фабрике испытывали новое решение, которое должно будет, по предварительным расчётам, отходить 4 тыс. часов. На второй стадии материал уже тоньше (происходит измельчение до 0,1 мм), и возможны варианты футеровочных материалов.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Здесь речь идёт уже о 16 тыс. часов — новые решения позволили повысить ходимость с 12 тыс. И уже на третьей стадии материал доизмельчается до требуемых 0,07 мм. По словам нашего провожатого, на фабрике очень хорошо показала себя полиуретановая футеровка, которую здесь начали применять недавно: интервал между заменами удалось увеличить в два раза по отношению к футеровкам прошлого поколения.

Кроме того, уже после нашего визита на ОФ СУМЗа реализовали ещё одну инициативу в рамках программы трансформации. В мельницы загрузили экспериментальную партию шаров, которые разработали на Сухоложском литейно-механическом заводе. Специалисты предприятия предложили увеличить твёрдость шаров, добавив в состав стали молибден. Ожидается, что применение шаров повышенной твёрдости позволит сократить расход мелющих тел примерно на 25 тонн в месяц.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Обогащение сквозь время

Измельчённый шлак, теперь уже превратившийся в пульпу, отправляется на ключевую технологическую операцию — флотацию. Мы обращаем внимание на непривычно маленькие флотомашины: в основном здесь работает малообъёмное оборудование вместимостью 3,2 м3. Причём здесь используют оборудование самых разных производителей: это и АО «НПО «РИВС», и Группа «КАНЕКС», и ООО «Усольмаш», ожидают на предприятии ещё и НПО «СОМЭКС».

«Наш опыт показывает, что не имеет значения, какая компания создаст само «железо», если есть подробное, чётко прописанное техническое задание. Его мы готовим сами, ведь лучше всех знаем своё производство и может сформулировать требования к механике, двигателю, автоматике», — поясняет Александр Копытов.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Кстати, именно внедрение и совершенствование автоматики наш собеседник называет главной особенностью современных процессов обогащения: за 85 лет, которые работает обогатительная фабрика, революции в самой технологии не произошло, сырьё по-прежнему измельчают, отправляют на флотацию, а полученный концентрат — на сушку (хотя технологии последней тоже претерпели существенные изменения).

Но всё же различные автоматизированные решения повышают эффективность процесса обогащения. Если говорить о процессе флотации, то вот пример: несколько лет назад на ОФ СУМЗа запустили автоматизированную систему дозирования флотореагента. Аппаратно-программный комплекс обеспечивает стабильную работу питателей реагента и его точный расход, как требуют заданные параметры.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Медный концентрат и не только

Флотомашины покидает жидкий концентрат, и перед подачей в печь его предстоит высушить. Здесь вступает в силу привычное вспомогательное обогатительное оборудование: сгустители и фильтры. На фабрике применяют 30-метровые радиальные сгустители: хвосты и концентраты сгущают отдельно. Четыре единицы этого оборудования расположены в двух зданиях, которые занимает участок сгущения.

Если на входе в сгуститель содержание твёрдого в концентрате порядка 30%, то на выходе это уже 70%. Дальше в работу вступают фильтры: концентрат обезвоживают на пресс-фильтрах, а хвосты — на вакуумных фильтрах. Использование в технологии фильтр-прессов — это ещё одна отличительная характеристика современного производства, их запуск в эксплуатацию — один из примеров техперевооружения предприятия.

Обогатительная фабрика СУМЗ

Использование такого оборудование подразумевает, что водно-шламовый цикл на фабрике замкнутый. Со сгустителей и фильтров вода поступает в малосернистое хвостохранилище, где осветляется, после чего возвращается в процесс. Вода необходима только для подпитки, чтобы возместить тот объём, который уходит с продуктами обогащения.

Такая схема в целом является общепринятой. Поэтому мы обращаем внимание на другой момент, упомянутый Александром Копытовым, — процесс обезвоживания хвостов.

«Да, хвосты мы тоже обезвоживаем, хотя почти никто в отрасли этого не делает: я знаю всего три фабрики, кроме нашей, где есть этот технологический этап. Мы складируем хвосты влажностью порядка 12%. Почему так? Дело в том, что, когда фабрика перерабатывала руды Дегтярского месторождения, проектировщики идеально точно рассчитали объём хвостохранилища. Запасы отработали — оно оказалось заполненным. Поэтому сегодня мы работаем с отходами обогащения — хвостами — по-другому», — рассказывает начальник ОФ.

Главным «выпускником» фабрики является медный концентрат. Если в смеси шлаков текущего производства содержание ценных металлов составляло порядка 1,9%, то в концентрате их уже около 24%, при содержании ценного компонента в старолежалом шлаке 0,7-0,8% содержание ценного компонента в концентрате составляет 18%.

Эти показатели сопоставимы с содержанием полезного компонента в концентрате, получаемом из руды, — тем самым, что приходит на медеплавильный завод в качестве основного сырья. Теперь продукт ОФ можно подавать в печь, где идёт беспрерывный процесс выплавки меди.


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №3, 2022
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2022
Спецпроект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Ежедневные новости. Актуально и кратко. Присоединяйтесь к телеграм-каналу Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.