Конкурируют не машины, а инженеры

Однажды к учёным обратились специалисты Кольского ГМК с просьбой решить проблему снижения концентрации реагентов в технологической воде. Вроде бы исчезать им некуда: вода при обогащении руды движется по замкнутой системе.

Но каждый сезон концентрация необходимых для флотации и дорогих по стоимости реагентов снижалась, что угрожало качеству технологического процесса.

Воришками оказались обычные бактерии.

Они лакомились химикатами и при этом активно размножались летом в прудке-отстойнике. Настолько активно, что концентрация доходила до сотни на миллилитр. Теперь учёным предстоит найти способ флотации медно-никелевых руд с учётом этого непредвиденного фактора.

Сухим из воды

Самородки в природе чрезвычайно редки, поэтому полезные ископаемые приходится извлекать, отделяя их от пустой породы. Другим словом — обогащать.

Один из способов обогащения называется флотацией. Ему почти сто лет. Схематично этот сложный процесс выглядит так: в смесительную камеру подаётся вода и измельчённая руда, уголь и пр.

То, что получается в результате перемешивания, называется пульпой.

В пульпе во взвешенном состоянии плавают частички ценной руды (угля) и пустой породы.

Одновременно в смесительную камеру поступает специальная жидкость: флотационный реагент (это его так полюбили заполярные бактерии). Он смачивает частички ценной руды, игнорируя пустую породу. Собственно, на этом различии (смачивает — не смачивает) и построена технология флотации.

Затем в пульпу поступает воздух (на языке технологов это называется аэрацией). Пузырьки воздуха, как воздушные шары, поднимают ценные частички на поверхность. Здесь образуется пена, которая сдвигается в приёмный бункер, а пустая порода оседает на дне отстойника.

Быстрее, дешевле, лучше

Только у угольщиков доля обогащаемого угля за последние пять лет выросла на четверть. Значит и спрос на высокопроизводительное и эффективное обогатительное оборудование тоже растёт.

Чего ждут обогатители от горного машиностроения? Каким флотационным машинам (ФМ) отдают предпочтение?

Понятно, что самые важный показатель — высокая извлекаемость при низкой стоимости и продолжительности флотации. А достигается это за счёт равномерной аэрации, когда скорость образования воздушных пузырьков минимальна, а число взаимодействий их с извлекаемым — максимально, чтобы удаление пены равнялось объёму её образования.

Немаловажны и общетехнические характеристики ФМ: надёжность, износоустойчивость, низкое потребление энергии, стоимость и последующее эксплуатационное обслуживание.

Отечественные машиностроители по разным причинам долгое время не могли удовлетворить потребностей горняков по всем перечисленным параметрам, и те рублём голосовали за эффективное импортное оборудование.

Иногда у ГОКов просто нет выбора: многие образцы обогатительного оборудования в нашей стране вообще не производят.

Причин отставания «наших» от «их» эксперты называют несколько. Среди них и дефицит инвестиций, и подрастерянная за годы перестройки производственная база, и утерянные конструкторские школы, и нежелание производственников вкладываться в науку и ждать результатов несколько лет. А ведь по наукоёмкости горное машиностроение вряд ли уступит космическому или ВПК.

По мнению экспертов, чтобы стать конкурентоспособными на мировом рынке, отечественным производителям необходимо решить две насущные проблемы: расширить линейку флотационного оборудования и повысить уровень их автоматизации и надёжности.

Мнение эксперта

«На мой взгляд, отечественные флотомашины составляют слабую конкуренцию импортным производителям. Одна из причин — представители зарубежья имеют сильные международные инженерные центры. Соответственно, могут комплексно подойти к поставке оборудования, используя новейшие технологические решения.

На российских ГОКах используются, в основном, механические, пневмомеханические, а также пневматические типы флотационных машин. Отечественные производители, за исключением, возможно, НПО «РИВС» и ООО «усольмаш», имеют устаревшие, ещё советские дизайны и низкую производительность.

При этом стоимость их продукции, зачастую сравнима с зарубежными конкурентами. Кроме того, отечественные производители неохотно вкладываются в финансирование научной составляющей, в то время как мировые компании-производители расценивают эту инвестицию как одну из основных.

Большой плюс иностранных производителей ещё и в том, что их миновал «железный занавес».

Отечественные же производители были вынуждены на время покинуть международную рыночную арену. Из проблем, которые возникают в процессе эксплуатации флотационных машин можно назвать быстрый износ импеллера и статора в моделях механического типа, что влечёт за собой снижение качества аэрации.

Слабым местом моделей пневмомеханического типа является невозможность организовать покамерную регулировку уровня пульпы. Машины пневматического типа имеют ограниченность в применении. Требуют дополнительных энергозатрат: воздухонагнетательного и перекачивающего оборудования.

Правильный подбор оборудования, постоянное совершенствование конструкции, качественное обучение персонала, регламентное обслуживание, согласно требованиям поставщика, помогут минимизировать технологические риски, а также риски, связанные с поломкой оборудования в процессе эксплуатации» — Олег Крапивин, инженер-технолог по России и СНГ компании Tenova Delkor Russia.

Спрос есть. А предложение?

Согласно отчёту AlliedMarketResearch, с 2016 по 2022 годы объём мирового рынка горнопромышленного оборудования составит 156 млрд долларов, и основное потребление будет сосредоточено в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

И здесь, как говорится, у отечественных машиностроителей на руках все козыри.

Помимо географической близости к рынкам сбыта можно назвать такие конкурентные преимущества, как ёмкость отечественного рынка (потребность в отечественных флотационных машинах в условиях санкций возрастают), уже имеющиеся высокотехнологичные наработки отечественных машиностроителей в ВПК и космосе, достаточно квалифицированные сотрудники при относительно низкой цене их труда.

И позитивные примеры того, как отечественные производители ФМ используют эти преимущества, есть. Например, Санкт-Петербургское НПО «РИВС», которое уже реализовало свыше полусотни проектов по модернизации горно-обогатительных предприятий не только в стране, но и за рубежом и продолжает успешно работать на ниве импортозамещения.

Как говорится на сайте предприятия, своей задачей они видят не только изготовление конкурентного оборудования, но и выход на мировой рынок, где приходится соперничать с такими монстрами как финские Outotec и Metso Minerals, американская Wemco, китайская KYF.

Мы не хуже «ихних»

Без малого полторы тысячи флотационных камер производства РИФС установлено на предприятиях России, казахстана, Узбекистана, Армении, Монголии.

Ежегодно по заявкам предприятий изготавливается 300–400 камер флотомашин объёмом от 0,5 до 100 кубометров.

Самые ходовые на рынке размеры (три четверти заказов) ёмкостью 8,5, 16 и 25 кубометров, 70% из них пришли на смену финскому конкуренту Outocumpu.

Эффективность своего оборудования питерцы доказывали путём промышленных испытаний.

Согласно им, замена финских аэраторов на отечественные на кольской ГМК повысила извлечение никеля на 2,3%, снизив при этом энергозатраты на 10-15%.

Извлечение меди во флотомашине РИФ выше по сравнению с финским аналогом на 3–4%. На 5–9% стали меньше потери пентландита и на 8–10% — потребляемая мощность.

Другой пример.

В Узбекистане на ГМз-3, где перерабатываются сульфидные золотосодержащие руды, на участках основной, контрольной флотации и общей перечистки «трудится» финская Metso, извлекая из пульпы 65–72% золота.

Выше не получается, удельного расхода воздуха 0,3 куба на квадратный метр в минуту для камеры объёмом 70 кубических метров недостаточно, а если увеличить аэрацию, нарушается процесс флотации.

Специалисты РИВС подняли извлекаемость до 85-88%, разделив технологический процесс на две части.

На предприятии убеждены: отечественные флотомашины по своим характеристикам не уступают лучшим зарубежным аналогам.

Текст: Елена Баева