По дороге с карьера Пещерный на обогатительную фабрику «Краснотурьинск-Полиметалл» мы расспрашиваем наших провожатых о стратегии компании. Как предприятие решилось на строительство такого актива, ориентируясь на довольно скромный сырьевой источник? Ведь очевидно, что Пещерное — это среднее по размеру месторождение, и разведанных запасов хватит на ближайшие несколько лет.
Специалисты объясняют нам, что новая фабрика — а вторую очередь запустили совсем недавно, в 2024 году — перерабатывает руду не только с уже знакомого нам месторождения, но ещё и с двух других. А в перспективе источников сырья и вовсе должно стать пять. А что, так можно было?
Оказывается, можно. ОФ «Краснотурьинск-Полиметалл» — это не просто фабрика, а полноценный хаб, который изначально строили с таким расчётом. Эта особенность заметна на каждом технологическом этапе, и уже на рудном дворе мы понимаем, что встретились с «универсальным солдатом».
Открытый рудный склад расположен прямо перед фабрикой, и, помимо готовых штабелей по 3000 «кубов», мы видим установленные рядом с каждым из них таблички с указанием номера и месторождения. Их сделали для машинистов самосвалов — это ориентиры, куда именно выгружать то или иное сырьё. Дополнительно процесс контролирует мастер: важно, чтобы руды не смешивались — это принципиально для шихтовки и настройки технологического процесса.
На самом деле, говорит главный инженер обогатительной фабрики Ян Кравченко, руды довольно легко отличить и по внешнему виду. Например, та, что приезжает с Саумского месторождения, медно-цинковая, имеет тёмно-серый цвет, а золотосульфидная руда Пещерного — желтоватый. С третьего объекта — Тамуньерского месторождения — привозят два типа сырья: золотосульфидное и цинковое. Присмотревшись, мы тоже замечаем, что цвета штабелей отличаются, но, чтобы ориентироваться в этом многообразии, конечно, нужен опыт.
Руду на фабрику привозят автотранспортом. Причём если до карьера Пещерный езды всего несколько километров, то до двух остальных объектов — больше сотни, они находятся ещё дальше на север. История, согласитесь, нетипичная, но всё просчитано — экономика позволяет.
Фабрика выпускает три вида продукта: медный, цинковый и золотосульфидный концентраты, но не одновременно, а по очереди. За несколько дней до нашего визита предприятие перешло на переработку саумской руды — перенастройку и ППР вместили в 36 часов.
«На фабрике работают две линии: один пусковой комплекс перерабатывает золотосульфидную руду, а второй — медно-цинковую, главное отличие вы увидите во флотационном отделении. Не могу сказать, что переход — это очень трудозатратный процесс, но он требует внимательности: нужно учесть много нюансов», — объясняет Ян Кравченко.
Фабрика работает в соответствии с производственной программой. По оценкам главного инженера, предприятие будет перерабатывать саумское сырьё около трёх месяцев.
Для этого руду с помощью погрузчика подают в приёмный бункер. Для соблюдения параметров шихты важно выдерживать пропорции, поэтому машинист работает строго в соответствии с нарядом-заданием.
За счёт решётки приёмного бункера, ячейки которой имеют размер 250×250 мм, из потока изымают негабарит, который складируют отдельно, а после додрабливают: самые крупные фрагменты сначала разбивают гидромолотом, а после отправляют в дробилку.
Из приёмного бункера руда попадает сначала на пластинчатый питатель, а после — на конвейер. Это самое начало цепочки, поэтому важно следить, чтобы бункер не забивался, а материал распределялся на ленте равномерно.
«Руда Пещерного и Саумского месторождений отличается и по крепости, и по весу. Если вы в одну руку возьмете образец одной породы, а в другую — второй, вы заметите разницу. Поэтому мы тщательно подбираем режимы работы питателя: важно обеспечить равномерную подачу на конвейерную ленту. Если не рассчитать, то из-за слишком большой нагрузки она начнёт буксовать: пропустишь момент, и она остановится — придётся прочищать и перезапускать», — объясняет Ян Кравченко.
Это задачи диспетчера: он видит изображение с установленной на участке камеры и при необходимости меняет скорость движения конвейерной ленты или вовсе останавливает процесс. С диспетчером можно связаться по специально установленному здесь телефону, а ещё конвейер можно затормозить вручную, для этого вдоль него натянут блокировочный трос. Впрочем, все эти системы созданы на случай аварийной ситуации.
В рабочем же режиме руда движется по конвейеру, проходя через железоотделитель: мощные магниты удаляют из потока случайно попавшие металлические элементы, например фрагменты арматуры или отколовшиеся зубья экскаватора — в мельницу всё это попасть не должно.
Чтобы извлечь из руды ценный компонент, её нужно измельчить, и этот процесс организован на фабрике в несколько этапов. Первый реализует ММПС, то есть мельница мокрого полусамоизмельчения. Вместе с рудой в неё загружают стальные шары диаметром 120 мм.
«Кроме того, внутрь подаётся вода, чтобы материал распределялся равномерно — это нужно в числе прочего для того, чтобы снизить износ футеровки. Работа с этими защитными элементами вообще требует особого подхода: у нас установлены хромомолибденовые, причём это уже второй вариант дизайна — посмотрим, как он себя покажет.
Мы пока в поиске наиболее эффективного решения, потому что в мельницу поступает разная руда. Сейчас мы перерабатываем саумскую: она абразивная, но не крепкая, в отличие от пещерной. Эти и другие тонкости мы учитываем, уже знаем, как справиться с той ли иной ситуацией», — говорит Ян Кравченко.
«Краснотурьинск-Полиметалл» — относительно небольшая фабрика, годовой объём переработки здесь составляет 450 тыс. тонн руды. Это хорошо видно по рудоразмольному оборудованию: ММПС работает в одиночку, и это довольно миниатюрная мельница — 5×3 метра. Отметим, что это отечественное решение, оно прибыло на Урал из Самарской области, с завода «Тяжмаш».
После первой стадии измельчения материал через зумпф подаётся на грохот для сортировки: верхний класс возвращают в процесс для додрабливания.
«А вот решётки для грохотов с нашей рудой справляются прекрасно: за весь период работы фабрики у нас не было ни одного порыва от износа. Мы используем сита с ячейками 4, 6, 8 и 10 мм — переставляем их при изменении процесса. А при переработке руды Пещерного месторождения иногда и вовсе обходимся без грохота — направляем продукт на вторую стадию измельчения без классификации», — объясняет главный инженер.
Вторая стадия — это уже МШЦ, мельница шаровая с центральной разгрузкой. Здесь руду нужно довести до фракции 71 микрон: из мельницы материал уходит на гидроциклоны, где под действием центробежной силы мелкие частицы оказываются в верхней части — это уже готовый класс, который отправится на флотацию. Крупная фракция, так называемые пески, осаждается и возвращается в МШЦ, где её доводят до нужных параметров.
Флотационное отделение можно считать сердцем фабрики, ведь именно на этот технологический участок приходится кульминация — разделение полезного компонента и пустой породы, а также содержащихся в комплексном сырье металлов. Руда прошла механический передел, где механизмы последовательно разрушали кристаллическую решётку минералов, доводя материал до нужно класса, чтобы воздух, вода и реагенты могли сделать свою работу.
На фабрике «Краснотурьинск-Полиметалл» представлен «классический вариант» — три флотационных передела: основной, контрольный и перечистной. Отличаются они прежде всего реагентными режимами и, конечно, содержанием металлов в продукте.
«Опытные флотаторы на глаз могут определить, корректно ли идёт процесс: они смотрят на цвет, размер, прочность пузырька и так далее. А раз в два часа, а иногда и чаще, мы отбираем пробы, с которыми работает наша лаборатория. На основании полученных данных мы корректируем технологические режимы», — объясняет Ян Кравченко.
А ещё в отделении флотации хорошо виден, так сказать, рубеж эпох: часть работающих здесь машин — это финское оборудование, а часть — российское.
Мы находимся в цехах совсем молодого предприятия, и понятно, что его строительство выпало точно на переломное время. Изначально в проекте были заложены импортные решения, и часть систем успели поставить. Фабрику вообще запускали двумя очередями: первый пусковой комплекс — в 2023 году, а второй — в 2024 году. I ПК ориентирован на переработку золотосодержащих руд, а уже II ПК позволил добавить к ним цинковые и медно-цинковые.
Среди оборудования первой очереди достаточно зарубежных агрегатов, в частности, в этот период были смонтированы все три флотационных передела, состоящие из 14 флотомашин. Для второй очереди оборудование поставляли уже российские производители, а количество флотомашин увеличилось до 33 единиц.
«Когда в 2022 году наш финский партнёр ушёл с рынка, мы начали искать альтернативу внутри страны. Это была грандиозная и сложная работа, мы провели тендер, рассмотрели предложения нескольких поставщиков и остановились на флотомашинах НПО „РИВС”.
Мы подбирали оборудование с тем расчётом, что оно должно встать на те металлоконструкции, которые были запроектированы для иностранных систем. Это было принципиально: менять планы в этой части — задача очень сложная. Хорошо, что наш российский производитель быстро вступил в игру и буквально вытащил проект.
Сейчас мы видим, что никакой катастрофы не произошло. Да, отечественные флотомашины не идентичны западным, у нас свои разработки, но техпроцесс ведь идёт, значит, всё хорошо. Вы, наверное, заметили, что на фабрике вообще довольно много российского оборудования», — рассуждает Ян Кравченко.
Тот же производитель внедрил в отделении флотации одну из своих интересных разработок — установку дозирования реагентов. Как известно, «химия» непосредственно влияет на технологические показатели и качество конечного концентрата. Запуск системы — это результат совместной работы производителя и уральских обогатителей.
По словам нашего спутника, фабрику вообще удалось запустить без внесения существенных изменений в проект. Да и сроки пришлось скорректировать совсем незначительно. В общем, как оказалось, не так страшен чёрт, как его малюют: антироссийские санкции не остановили запуск горных производств.
«Если говорить конкретно о флотомашинах, то окончательные оценки давать пока рановато, ведь оборудование „РИВС” отработало у нас в общей сложности только три месяца. Пока нареканий нет. Но я думаю, что их и не будет: я раньше работал на фабрике, где были установлены только эти машины, так что и оборудование, и производителя я хорошо знаю — это высокий уровень», — говорит главный инженер.
Кстати, наш собеседник — молодой руководитель, и таких в «Краснотурьинск-Полиметалл» немало. Однако у него за плечами серьёзный опыт: на Северный Урал Ян Кравченко переехал с Южного, известного несколькими крупными горными предприятиями, на одном из которых он раньше и работал.
Именно здесь, на этапе флотации, происходит разделение содержащихся в руде меди и цинка.
«Этот процесс идёт прямо сейчас, начиная с первого этапа. Операция, которую вы наблюдаете, называется скоростной флотацией или медной головкой, то есть здесь мы „вытаскиваем” медь. Именно она поднимается на пузырьках воздуха, её мы снимаем с пенным продуктом. А цинковые материалы мы, наоборот, депрессируем, они выходят в камерный продукт.
Следующий этап — это коллективная флотация: по названию понятно, что здесь мы извлекаем несколько компонентов. Это, кстати, не только медь и цинк, но также железо и сера, хотя эти элементы у нас уже идут как попутные.
После этого мы пульпу дополнительно измельчаем, а уже потом возвращаем во флотацию на этап селекции, где разделяем оставшиеся мель и цинк», — объясняет Ян Кравченко.
Да, на этом этапе пульпа делает крюк и вновь попадает в предыдущее отделение, где установлены мельницы ультратонкого измельчения. Если изначально на флотацию подают продукт, измельчённый до 71 микрон на 85-90%, то коллективный концентрат доводят до ещё более мелкого класса — 25 микрон в количестве 90%. Это необходимо, чтобы раскрыть все сростки минералов и извлечь максимум ценного компонента.
Поскольку флотация — это «мокрая» технология обогащения, следующей задачей становится отделение твёрдого продукта от воды. В целом фабрика производит три продукта: концентрат, хвосты и воду — последняя возвращается в процесс. Кстати, интересный нюанс: «Краснотурьинск-Полиметалл» — предприятие достаточно компактное, и, переходя от одного технологического передела к другому, мы то и дело поднимаемся по лестницам, поскольку отделения расположены на разных уровнях.
Сделано это с умыслом: поскольку продукт циркулирует в составе пульпы, то есть в жидком виде, он может перемещаться самотёком, и таким образом фабрика может экономить энергоресурсы. В том числе и поэтому обогатительные предприятия уже несколько десятилетий стараются делать высокими — многоуровневыми.
Из отделения флотации насос перекачивает материал в радиальные сгустители. Оборудование, которое работает на этом этапе, имеет относительно небольшой диаметр — 9 метров. Сюда же подаётся реагент-флокулянт, который помогает мелким частичкам собраться в своего рода хлопья и осесть на дно. Осветлённая вода перетекает в жёлоб и возвращается в технологию, а сгущённый продукт отправляется на следующую стадию обезвоживания — в фильтровально-сушильное отделение.
«На сгустители приходит пульпа с содержанием твёрдого 20-30%, а выходит уже 55-60%. Водооборот на фабрике полностью замкнутый. В 2023 году, когда мы запускали предприятие, то взяли необходимый объём с Воронцовского карьера, и теперь он у нас „крутится”. Оттуда же мы добираем техническую воду — порядка 100-150 „кубов” в сутки, ведь часть уходит вместе с влажным концентратом», — объясняет Ян Кравченко.
Большую часть воды удаётся удалить с помощью фильтр-пресса — мы как раз застаём процесс разгрузки кека. Твёрдые частицы остаются на поверхности салфетки, а влага проходит через неё и, опять же, возвращается в процесс.
Часто на этом этапе история и заканчивается: фильтр-пресс покидает готовый к реализации или дальнейшей переработке концентрат. Однако для цинксодержащего продукта этого мало: его нужно высушить до влажности 6%, поэтому предусмотрен ещё один технологический этап — сушильный барабан, куда материал подаётся ленточным конвейером.
«Сушильный барабан у нас работает на газе. В голове процесса находится горелка, и отсюда подаётся тёплый воздух. Время сушки может разниться: всё зависит от того, какую влажность нам дал фильтр-пресс, а его работа, соответственно, зависит от уровня влажности в питании. В любом случае, эти показатели мы можем отрегулировать в барабане, изменяя скорость его вращения», — говорит главный инженер.
Сушильный барабан установлен под небольшим углом, чтобы концентрат внутри него мог постепенно перемещаться из одного конца в другой. А ещё при вращении этого оборудования можно услышать характерный звук: наш провожатый объясняет, что это звенят находящиеся внутри цепи. Они нужны для того, чтобы рыхлить концентрат, и с той же целью в барабане установлены лопатки.
Параллельно с обезвоживанием концентрата идёт работа с образовавшейся пустой породой — хвостами. После флотации у них свой путь — для этого на фабрике работают три специализированных сгустителя. Они значительно больше тех, которые призваны удалять влагу из концентрата: 20 метров против 9.
Это оборудование находится уже не в здании фабрики, а на улице. Нет, заверяет нас специалисты, ни дождь, ни снег, ни мороз им не страшны. Пульпа круглогодично имеет положительную температуру, так что она нагревает воду в сгустителях. А, поскольку граблины всё время вращаются, льда здесь точно не будет.
Со сгустителями, кстати, произошла та же история, что и с флотомашиными. В проекте значились финские решения, но поставщик успел привезти только часть оборудования — для первого пускового комплекса, хотя фундаменты уже были заложены для всех. Но сгустители на них уже поставили российские — здесь постарались специалисты отечественного предприятия TEM Partner.
Отвальные хвосты с содержанием 55% твёрдого предприятие передаёт «соседу» — фабрике «Золото Северного Урала».
Это один из первых объектов «Полиметалла», в строю он много лет и перерабатывает преимущественно руду Воронцовского месторождения. Сейчас сырьё сюда также поставляет новая фабрика: из хвостов на ЗСУ извлекают золото методом сорбции — ту часть, которую «не добрали» на флотации. Конечно же, это происходит, если извлечение целесообразно. В любом случае, хвосты сушат именно здесь, после чего их транспортируют в отвалы — организовано полусухое складирование. Хвостохранилища у «Краснотурьинск-Полиметалл», таким образом, нет.
На этом история концентрата — конечного продукта КПМ — в целом заканчивается. Остался последний этап — затарка: концентрат помещают в биг-бэги для дальнейшей отправки. Мы обращаем внимание на то, что даже в этом помещении, которое традиционно является самым пыльным на производстве, фабрика умудряется соблюдать чистоту — работает система аспирации. Уловленные частички концентрата возвращаются в процесс с помощью шнекового конвейера.
Куда концентрат отправится дальше? Поскольку это ещё не металл, а только промежуточный продукт, то на следующие технологические переделы. Медный и цинковый концентрат «Полиметалл» реализует: до этапа слитков их доведут сторонние предприятия. А вот золотосодержащий компания будет перерабатывать на собственных мощностях — Амурском гидрометаллургическом комбинате, так что продукт отправляется на Дальний Восток.
Транспортировка организована по железной дороге, пути приходят прямо на территорию фабрики. Вместе с обогатительным предприятием «Полиметалл» построил ещё и ветку от станции Красный железняк, а также грузовую платформу. Здесь мы ещё раз убеждаемся в том, что ОФ изначально была создана как технологический хаб.
Проектная мощность фабрики составляет 450 тыс. тонн в год. Сейчас она загружена полностью и на ближайшие 10 лет — как минимум — обеспечена сырьём. Но Ян Кравченко рассказал, что в планах компании увеличить производительность ОФ до 550 тыс. тонн в год. Проект не предполагает капстроя: речь идёт о том, чтобы задействовать заложенный в уже работающем оборудовании запас. Без модернизации, конечно, тоже не обойдётся, но коснётся она преимущественно насосного парка: на фабрике планируют установить более мощные агрегаты.
Напоследок мы заглядываем ещё на один технологический участок — в лабораторию «Краснотурьинск-Полиметалл». Мы уже упоминали, что во флотационном отделении каждые два часа отбирают пробы, наблюдали мы за этим процессом и на этапе отгрузки — на анализ отправляли уже готовый концентрат.
Все эти пробы приходят сюда, в лабораторию, хотя её начальник Татьяна Малышева говорит, что этапов, где необходим контроль, намного больше. Сейчас, когда фабрика перерабатывает руду Саумского месторождения, она присылает пробы 10 продуктов: здесь и исходная руда, и вода, и хвосты, и концентраты, и несколько промежуточных материалов.
«Главная наша задача — это сопровождение работы фабрики. Ориентируясь на полученные результаты, обогатители могут точнее выстраивать технологический процесс. Кроме того, мы анализируем геологические пробы, которые привозят с месторождений — на сегодняшний день с трёх», — объясняет Татьяна Малышева.
В лаборатории мы видим не только привычное аналитическое оборудование, например атомно-адсорбционный спектрометр или электронный микроскоп, но и несколько приборов, которые представляют собой обогатительные агрегаты в миниатюре. Так, здесь работает маленькая шаровая мельница: на ней пробу истирают, после чего она отправляется на ситовый анализ — так проходит исследование измельчаемости руды.
А в другом зале работает крошечная флотомашина. Кроме габаритов, всё по-настоящему: пробу сначала помещают в мельницу доизмельчения, затем во флотомашину загружают раствор, добавляют реагенты и выставляют параметры. На наших глазах автоматический гребешок снимает пену, и мы видим характерный металлический блеск: скорее всего, полезный компонент в продукте есть. Но, чтобы получить точные данные, его ещё предстоит высушить и исследовать.
Работники предприятия говорят, что лаборатория у них небольшая, но обогатители явно скромничают: мы видим просторное и хорошо оснащённое подразделение. К тому же Татьяна Малышева упомянула, что компания уже приобрела дополнительное оборудование, которое скоро запустят в работу.
По словам руководителя лаборатории, проб с производства поступает очень много, а результаты нужны оперативно, так что передать эту задачу сторонней компании точно не получится. А, учитывая, что сырьевых источников у фабрики должно стать ещё больше, сидеть без работы здешним специалистам не придётся.
На фабрике побывали: Анна Кучумова (текст),
Евгений Ошкин (фото)
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.