АГМК-2, пожалуй, в представлении и не нуждается: в апреле нынешнего года, после его торжественного запуска, о комбинате написали чуть ли не все СМИ. И событие, на самом деле, историческое. Считайте сами. Первое в России предприятие, способное перерабатывать золотосодержащее сырьё «двойной упорности», — это раз.
Самый большой в мире автоклав, потребляющий такой вид сырья, — это два. Оборудование в целом является уникальным — это три. Технология, которая реализована на предприятии, разработана в нашей стране, есть и соответствующие патенты — это четыре.
По поводу технологии поясним. Конечно же, автоклавное окисление придумали не у нас — это вообще уже известное в отрасли решение. И, запуская первый автоклав, «Полиметалл» во многом полагался на знания зарубежных специалистов и их опыт. А вот вторая линия — это уже во многом наше, отечественное достижение. В компании говорят, что с удовольствием подсмотрели бы у кого-то готовые и точные ответы, вместо того чтобы набивать собственные шишки.
Но фокус в том, что срисовать не у кого: автоклавное окисление золотосодержащих руд двойной упорности — это новый, ещё не протоптанный отраслью путь. Поэтому все режимы, все тонкости работы оборудования специалисты «Полиметалла» подбирают и выясняют самостоятельно. В их распоряжении — опыт, полученный при эксплуатации первого автоклава, теоретические расчёты и практические данные, а ещё, как мы можем наблюдать, инициатива первопроходцев.
О том, как автоклав длиной 50 м и весом в 1100 тонн ехал в Амурск через три океана и восемь морей, надо снимать кино. «Полиметалл», кстати говоря, и снял — очень зрелищное, рекомендуем к просмотру. Чтобы доставить гиганта на комбинат, компания построила специальный причал и подъездную дорогу.
Желая взглянуть на то, как этого монстра будут выгружать, на улицу высыпал весь город, так что встречали оборудование по-царски. Нас даже привезли на этот причал, а точнее, к тому месту, где он когда-то был: Амур — коварная река, под её разливы ещё нужно подстроиться. И в момент доставки все внимательно следили за уровнем воды: ещё бы пара метров, и выгрузка оказалась бы невозможной. Но автоклав всё же доехал и занял свой пост в ГМЦ-2.
Если обозначать технологические переделы первой и второй линий, что называется, крупными мазками, то окажется, что технологические цепочки фактически одинаковы. Хотя, конечно, есть нюансы. Сразу бросается в глаза, что в ГМЦ-2 всё оборудование имеет большие габариты, что закономерно, поскольку время нахождения материала в аппаратах больше, соответственно, выше и загрузка.
К тому же на второй технологической линии работают те самые специалисты, которые запускали первую — они привнесли сюда свои знания и теперь обучают молодых. Эти эксперты входили и в рабочую группу, когда проект АГМК-2 ещё только разрабатывали, и ещё на старте внесли необходимые корректировки.
Как и в случае с первой линией, сырьём становятся флотоконцентраты, которые прибывают в Амурск с разных обогатительных фабрик, только теперь поставщиков стало больше. У второго автоклава есть суперспособность: он умеет работать с высокоуглеродистыми концентратами (ВУК) — об этом мы поговорим чуть позже.
Принципиально, что сегодня АГМК может извлекать золото из того сырья, которое прежде уходило за рубеж или вовсе не перерабатывалось, ожидая своего часа. И на складе концентратов мы видим тару с сырьём 15 видов. Оно приехало с месторождений самого «Полиметалла», а также с объектов сторонних предприятий, которые реализуют концентрат как полупродукт.
Сейчас, как нам объясняют, на складе находится не очень большой объём сырья — сказываются особенности, которые задаёт навигация. Обычно контейнеров на этой площадке куда больше. За год через склад концентратов проходит 200 тыс. тонн продукта. Прибывает он сюда в контейнерах — опять же, мы видим одноразовую и многоразовую тару. К каждому мешку прилагается паспорт, поскольку колебания состава руды возможны даже в пределах одного месторождения. Плюс сам АГМК проводит частичное опробование — это задача ОТК.
В музее предприятия нам показывают образцы руды, из которой, собственно, и произвели тот самый концентрат, и объясняют, что содержание золота в нём может быть разным. Самый богатый флотоконцентрат, который получал комбинат, имел примерно 160 граммов на тонну, а вот в исходной руде его было примерно от 2 до 7 граммов.
А начальник производственно-технического отдела АГМК Роман Кургачёв, которые сопровождает нас оба дня нашего путешествия, добавляет к этому, что комбинат находится в постоянном диалоге с поставщиками. Он запрашивает актуальную информацию о составе сырья — это принципиальный момент для предприятия. Данные нужны для формирования недельного, месячного и годового планирования. Причём амурчанам необходимо знать показатели не только по золоту, но и по другим компонентам.
«В автоклав мы подаём шихту, то есть смесь флотоконцентратов. Для того чтобы автоклав работал эффективно, мы должны выдержать ключевые параметры, в первую очередь это сера и углерод. Под них мы нормируем подачу O2 с кислородной станции. Мы организовали научные изыскания, опытно-промышленные испытания и вывели оптимальный состав шихты. Это своего рода купажирование.
За составом шихты смотрим на входе, а также уже после процесса окисления, чтобы увидеть, как прошла переработка уже не в теории, а на практике. Так что работа идёт не в полностью автоматизированном режиме, это своего рода искусство, а руку на пульсе держит технолог», — объясняет Роман Кургачёв, пока мы наблюдаем за разгрузкой контейнеров с концентратом.
В Амурск тот прибывает по воде, а также по суше — автомобильной или железной дороге, причём последний вариант является ключевым. В числе прочего поэтому, кстати, автоклавное производство запустили именно здесь: месторождений в непосредственной близости от города нет, зато он стоит на пересечении транспортных путей. Карьеры и шахты, говорит наш собеседник, однажды отработают, а АГМК — это предприятие, которому уготована долгая история технологического хаба.
Последние километры до склада тара с концентратом проезжает уже только на автомобилях. Здесь контейнеры штабелируют, причём обязательно ставят не на землю, а на деревянное основание, чтобы сырьё не набрало дополнительной влаги. «С машины» в процесс концентрат подают крайне редко — это, скорее, исключение.
Обычно комбинат формирует запас и ежедневно транспортирует сырьё на расходный склад: примерно по 600 тонн в сутки потребляют оба цеха: ГМЦ-1 и ГМЦ-2. И уже отсюда концентрат подают в процесс — периодичность определяют, исходя из текущих фактических потребностей.
Теперь концентрат необходимо превратить в пульпу, и для этого на комбинате организован специальный участок. Сюда заезжает машина с сырьём в контейнерах, и перегружатель подаёт его либо в мельницу, либо в большую дробилку, чтобы можно было поместить всё содержимое тары. Выбор зависит от времени года: зимой, объясняет наш провожатый, сырьё смерзается в монолит, так что без дробилки никак не обойтись.
В момент нашего визита на улице ещё держится плюсовая температура, поэтому сейчас этот технологический участок обходят, а концентрат подают прямо в мельницу. Всё перемещение происходит с помощью конвейеров, оснащённых аспирационными системами, так что золотосодержащая пыль возвращается в процесс.
Зачем измельчать концентрат, который уже имеет фракцию 71 микрон? Эти частички человеческий глаз даже не может чётко разглядеть — такой размер имеют капли воды во время тумана. Но здесь и задача у оборудования немного иная: нужно разбить слипшиеся фрагменты: мелкая фракция как раз склонна к формированию такого агломерата. Так что шаровая мельница на комбинате работает не только как измельчающее, но и как перемешивающее устройство.
Потому-то агрегаты здесь отличаются от тех, что можно увидеть на фабриках. Мельница небольшая: примерно 2 м в диаметре и около 6 м в длину. Тем не менее здесь действуют все те же законы, что и на ОФ. Например, изнутри оборудование так же защищает металлическая футеровка: ударных нагрузок здесь фактически нет, а вот абразивный износ — это актуальная проблема. В тандеме с мельницей работает и гидроциклон, который классифицирует поток по фракциям — крупная возвращается на измельчение.
Рассматривая оборудование, мы отмечаем присутствие характерного запаха флотореагентов. Объясняется это тем, что пульпу готовят на горячей воде — порядка 70 градусов. Это одно из открытий, которые работники комбината сделали в процессе эксплуатации ГМЦ-1: если использовать холодную воду, то пульпа получается илообразной — её сложно перекачивать в автоклав. Сколько было таких откровений, нюансов, которые никак нельзя было предусмотреть на этапе проектирования комбината, уже и не сосчитать, вспоминает наш провожатый.
И вот теперь пульпа, наконец, готова к окислению, а мы поднимаемся в цех, где работает прима российской золотоперерабатывающей индустрии. В 70-метровом помещении установлен новый и блестящий 50-метровый автоклав. Он именной — этакий индустриальный памятник Николаю Владимировичу Воробьеву-Десятовскому, российскому учёному, известному специалисту в области гидрометаллургии золота. Во многом благодаря его идеям и открытиям появилось то производство, которое сегодня оказалось в нашем фотообъективе.
«Мне довелось поработать с Николаем Владимировичем, чем я очень горжусь. Даже в одном кабинете сидели. Это был блестящий эксперт и просто замечательный человек. Я бы сказал, звезда химии и горного дела. Он стал одним из авторов нашей запатентованной технологии. И, поскольку автоклав уникален, мы решили, что будет правильным назвать его именем Воробьева-Десятовского», — отметил Роман Викторович.
Поскольку заглянуть внутрь автоклава нам никак не удастся, мы обращаемся к масштабному макету, который стоит в музее комбината. Тут хорошо видно, что второй агрегат больше первого: 7 секций против 5 и 1300 «кубов» против 155. Его корпус выполнен из углеродистой стали, а футеровано оборудование уже не кирпичом, а титаном. Это изменение связано в числе прочего с тем, что первый занимал много место и «съедал» рабочее пространство автоклава.
Все эти внешние особенности отражают изменение технологии переработки концентрата. Мы уже говорили, что работники комбината пристально следят за содержанием в сырье двух ключевых элементов: сульфидной серы и органического углерода. Они как раз и являются главными врагами золотодобытчиков, поскольку не позволяют извлечь ценный компонент «простыми» методами. С серой АГМК научился бороться, запустив ГМЦ-1, а вот с углеродом всё оказалось сложнее. Первый автоклав успешно перерабатывает НУК, то есть низкоуглеродистый концентрат. Но есть ещё и ВУК — высокоуглеродистый.
Дело в том, что углерод является элементом, сорбционно активным к золоту. И возникает эффект, который в отрасли называют прег-роббингом (англ. preg-robbing, от pregnant slurry — готовая к извлечению золота пульпа, дословно — «на сносях», и robbery — «ограбление»). Коротко говоря, извлечение ценного компонента из концентрата резко снижается. Для того чтобы «дожечь» углерод, комбинату и понадобился более длинный и горячий автоклав.
Он может работать практически с любым известным золотосодержащим сырьём, тем более что здесь АГМК расширил свои возможности по сульфидной сере, и теперь её в концентрате может быть уже 35%.
Как процесс выглядит снаружи? Есть металлический корпус агрегата, к которому подведено многочисленное вспомогательное оборудование. Роман Кургачёв объясняет, что автоклаву для работы нужно четыре основных компонента. Первый — это собственно пульпа. Сначала она подаётся в ёмкость накопления, далее с помощью насосов изменяется её давление, а после сырьё поступает уже в сам автоклав.
Второй компонент — кислород. Это тот самый окислитель, который будет разрушать сернистые элементы, где сидит золото. Точки его подачи находятся снизу и сверху. В этой же части внутри агрегата находятся агитаторы — механические перемешивающие устройства.
Третий — пар, который разогревает автоклав до нужной температуры. Он нужен для того, чтобы запустить процесс, потому что сама реакция идёт с выделением тепла. Слишком сильно греть сырьё не нужно, поэтому работают также насосы охлаждающей воды — и это четвёртый компонент.
«В автоклав заходит пульпа, которая имеет температуру около 60 °С, то есть ниже точки кипения. Внутри у нас температура 240 градусов — это выше температуры кипения, а давление мы держим в районе 42-45 атмосфер. Примерно эти параметры нам и требуются.
Можем ли мы разогреть пульпу ещё больше? Да запросто, хоть до 300 градусов. Но делать этого не нужно, поскольку тогда активизируется извлечение попутных металлов, содержащихся в концентратах, а ведь наш полезный извлекаемый элемент — золото. Да и коррозионные процессы при повышении температуры активизируются, что уже может снижать срок службы аппаратов и трубопроводов», — объясняет Роман Викторович.
Специалисты АГМК получили все эти параметры и расчётным, и опытным путём. В ходе ОПИ они двигались влево и вправо на 1 градус в поисках оптимальных условий. Попробуйте-ка провернуть такую работу в условиях сложного уникального производства — это почти то же самое, что подковать блоху. Но автоклав работает, а параметры извлечения гидрометаллургам удаётся поднимать даже выше проектных.
В автоклаве сырьё находится от 6 до 8 часов, одномоментно в нём помещается порядка 700 тонн: это и твёрдая фаза, то есть частицы пульпы, и жидкая — вода и кислота, которая образуется в процессе реакции.
Тот концентрат, который покидает автоклав, имеет более тёмный цвет — коричневый или рыжеватый, отличающийся от светло-серого, имевшегося на входе. Оттенок ему придают оксиды железа. А вот самого главного эффекта на глаз не оценить, но из окисленного материала теперь можно извлечь золото с помощью традиционных технологий.
А если точнее, концентрат почти готов к этому. Но напомним, что реакция в автоклаве идёт при повышенных температуре и давлении, а теперь материал нужно привести в «нормальное» состояние. Для этого работают самоиспарители, причём если на ГМЦ-1 достаточно одного, то на ГМЦ-2 нужно уже два.
Первый уменьшает температуру концентрата примерно до 180 градусов, а второй снижает давление до атмосферного и ещё охлаждает материал — до 98 градусов.
Следующий этап — это нейтрализация. Она идёт в две ступени: сначала добавляют известняк, чтобы «убрать» серную кислоту, а потом известь — доступное и эффективное щелочное соединение, которое повышает рН пульпы.
Теперь нужно отрегулировать плотность полученной субстанции и удалить лишнюю воду. Это привычная задача для хорошо знакомого обогатителям оборудования — радиального сгустителя. Особенность его в том, что он является закрытым, так что за самим процессом мы можем только «подглядеть» в небольшое окошко.
Связано это с тем, что сгуститель находится на открытой площадке, и в случае ветра на поверхности — а это озеро диаметром 24 м, на 6 м больше, чем на ГМЦ-1 — появятся волны. Поскольку осветлённый слой очень тонкий — буквально несколько сантиметров, незапланированное перемешивание будет мешать процессу осаждения.
И вот теперь из этого сырья уже можно извлечь золото с помощью процесса «обычного цианирования, без изысков», как выразился Роман Викторович. В целом он идёт примерно так же, как и на ГМЦ-1 или другом золотоизвлекательном предприятии. Разница, опять же, в габаритах: здесь ёмкости вмещают по 900 «кубов», к тому же они имеют одноуровневое, а не каскадное исполнение.
Когда наше путешествие подходит к концу, мы вместе с нашим провожатым оказываемся на крыше одного из промышленных зданий, откуда открывается отличный вид на всю площадку. И здесь мы задаём сопровождающему нас специалисту важный вопрос: окончены ли поиски? Удалось ли решить все задачи, связанные с упорными рудами? В ответ он только смеётся.
«Да у нас ОПИ идут не прекращаясь. Знаете, сколько в мире руд и сколько концентратов? Нам иногда привезут партию, так мы голову чешем, как к нему подступиться. Нет, работы ещё надолго хватит», — уверен Роман Кургачёв.
На комбинате побывали: Анна Кучумова (текст),
Евгений Ошкин (фото)
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.