Крепче руды Михеевского ГОКа

Михеевский ГОК стал головоломкой и для заказчиков, Русской медной компании, и для проектировщиков – финской Outotec. Итоговый проект возник после семи лет обсуждений, 16 черновых вариантов компоновки фабрики и десяти вариантов склада крупнодробленой руды.

«Сложился целый букет обстоятельств, которые потребовали столько вариантов. Самое главное – это руда Михеевского месторождения: она чрезвычайно крепкая», – объяснил руководитель отдела проектирования Outotec Saint-Petersburg Юрий Ненарокомов.

Поверх проектных барьеров

Изначально австралийская компания WARDROP предложила схему переработки руды, которая предполагала установку роллер-прессов – именно они используются для измельчения такой крепкой руды. Но заказчик посчитал, что обслуживать роллер-прессы более дорого, а ремонты более частые. Кроме того, для того, чтобы переработать предполагаемые объемы производства Михеевского ГОКа (см. «Основные показатели Михеевского ГОКа»), потребовалось бы установить сразу парк роллер-прессов. В итоге руководство Русской медной компании настояло на том, чтобы руда дробилась сначала в дробилке большой мощности, а затем в мельницах полусамоизмельчения (ПСИ) и шаровых мельницах.


Основные показатели Михеевского ГОКа

Эксплуатационные запасы руды Михеевского медно-порфирового месторождения составляют 629 млн тонн с содержанием 0,41%  меди (cut-off 0,2%). Михеевское – первый опыт в России по отработке месторождения этого типа. Производственная мощность предприятия составляет 18 млн тонн руды в год (около 60,5 тыс. тонн меди в концентрате). Проект рассчитан на 27 лет (20 лет на разведанных запасах, семь – за счет доразведки запасов). Объем инвестиций в строительство предприятия составил около 28 млрд рублей.Для Outotec Михеевский ГОК – это уже пятый проект с РМК. По нему финская компания начала работу сразу после того, как в середине 2007 года закончились проекты «Зеленая гора-1» и «Зеленая гора-2» (обогатительные фабрики одноименного ГОКа, входящего в «Актюбинскую медную компанию» — актив РМК на территории Казахстана).


Заказчики и проектировщики вместе подбирали и меняли компоновку фабрики, заказчик определялся, хочет он строить предприятие в одну очередь или в две. «Мы собирались на совещания раз в месяц. Представители финского и российского офисов Outotec, менеджеры и профильные специалисты РМК (электрики, автоматчики и т.д.) садились вместе и несколько дней (и даже ночей) подряд смотрели, сравнивали, размещали оборудование в 3D-модели, просчитывали различные варианты. Поэтому их и оказалось так много», – припомнил Юрий Ненарокомов.

За время работы над проектом – а она продолжалась фактически до 2010 года – на рынке оборудования и техники для обогатительных фабрик произошли существенные изменения. «Русская медная компания» хотела установить на фабрике самые большие на тот момент флотомашины – требование как производственное, так и имиджевое. И если в 2008 году мы производили флотомашины объемом максимум 200 кубометров, то в 2010 году у нас появились модели с объемом 300 кубометров – а это еще один вариант компоновки», – объяснил господин Ненарокомов.

фабрикаПроцесс проектирования склада крупнодробленой руды (СКДР) закончился «цирком» (неофициальное название СКДР на обогатительной фабрике из-за его круглой формы), но сам был больше похож на эпос. Outotec показывал представителям РМК различные варианты строительства склада по всему миру: они побывали в Швеции на фабрике AITIK, в Чили на фабрике Chuquicamata. Рассматривался вариант сделать склад полузаглубленным, чтобы руда не промерзала и, тем самым, экономить на тепле. Но этот вариант забраковали геологи рудника, в частности, из-за того, что в этом месте высоко подходили грунтовые воды.

Отдельная проблема проекта СКДР, – как сделать так, чтобы пассивный запас склада (количество руды, которая не перемещается на конвейер, а лишь формирует воронки, в которые ссыпается питание) был минимальным. Чтобы решить эту задачу, специалисты финской компании математически скрупулезно высчитали, что угол между конвейерами и складом должен составлять 2,7°. Круглая в плане форма СКДР была нужна для того, чтобы упростить строительство: в этом случае несущие балки сходятся вверху, и нагрузка распределяется равномерно. Сейчас рядом с «цирком» строится «шалаш» — прямоугольный в плане, с высокой крышей склад для второй очереди фабрики, рассчитанный на 57 тыс. тонн руды. (емкость «цирка» – 230 тыс. тонн).

Сложности при проектировании возникали и из-за разницы в технических требованиях к промышленным зданиям в России и Финляндии. «Ну не требуют в Финляндии, чтобы промышленное здание выдерживало ядерный взрыв в ста километрах от фабрики. А в России — требуют», – развел руками Юрий Ненарокомов.

За 2010 год Outotec выполнил предпроектные работы, в конце года был подписан контракт на basic engineering. В 2011 году по подготовленным документам институт «Механобр» сделал проект, который утверждался в Госэкспертизе. Уже в 2012 году был подготовлен окончательный проект, а в 2013 году началось строительство.

genlay_2
Генплан обогатительной фабрики Михеевского ГОКа

Ощущения «проектировали слишком долго» у Русской медной компании не осталось: «Долго? Почему долго? Наоборот, нормально, зато все детали проработали, потом переделывать не надо было», – удивился исполнительный директор Михеевского ГОКа Артем Сизиков.

Grinding 1Для того, чтобы обеспечить наилучший результат и иметь различные возможности при измельчении крепкой руды Михеевского, проектировщики Outotec подстраховались и спроектировали схему перемещения руды таким образом, чтобы руда критического класса отправлялась после додрабливания в третью мельницу, которая была установлена между двумя основными. Но если бы такой руды стало настолько много, что третья мельница не успевала бы ее переработать, после додрабливания она отправлялась бы обратно в мельницы ПСИ (этот вариант считается классическим для обогатительных фабрик). Такая сложная схема была применена потому, что при проектировании сложно было смоделировать количество руды критического класса, и был риск, что его будет вдвое больше обычного (20%). Во время эксплуатации опасения проектировщиков подтвердились: доля руды критического класса действительно составляла около 40% от общего объема руды.

сизиков один

«У Outotec отличное оборудование, ничего плохого сказать не могу – точное, надежное.Мы и раньше с ними сотрудничали, и продолжаем работать», – отметил Артем Сизиков.

Флотация в полном объеме

Обогатительная фабрика на Михеевском ГОКе была запущена в эксплуатацию в 2014 году. Ее суточная производительность – 64 тыс. тонн.

кофе с пенкойТщательная флотация принципиально важна для экономики Михеевского ГОКа из-за низкого содержания металла (проектные 0,42% меди, но, по словам Артема Сизикова, при необходимости может добываться руда и с содержаниями 0,35% меди). Исполнительный директор сообщил, что фабрика отлажена на коэффициент извлечения меди 85%, в отходы отправляется, соответственно, 15%. В разное время, в зависимости от качества руды и техрегламента, извлечение варьировалось в пределах 65-85%.

Основная флотация проходит в 12 флотомашинах по 300 куб. м. Содержащая ценный минерал пена (около 10% от общей массы исходного твердого материала) после основной флотации подается на доизмельчение, а затем на первую перечистку. Блок первой перечистки состоит из двенадцати флотомашин емкостью 100  куб. м. На фабрике есть возможность подавать пульпу на вторую и третью перечистку в машины емкостью 50 и 30  куб. м.

После сгустителя концентрат отправляется на пресс-фильтр с встроенными тензодатчиками веса  Например, 11 мая они показывали, что на фабрике производилось чуть меньше 30 тонн концентрата в час.

Пузырьки в измерении 4.0

Чтобы максимально точно управлять флотацией и понимать, что именно происходит в процессе, Outotec установил системы аналитики и контроля. Машинная аналитика и передача больших объемов данных, – именно то, что представляется как Индустрия 4.0 – стали повседневной реальностью на обогатительной фабрике Михеевского ГОКа.

Флотомашины на Михеевском ГОКе оборудованы камерами анализа схода пены, которые определяют ее скорость, могут дополнительно определять цвет и распределение размерности пузырьков (зависят от типа и количества флотореагентов).

анализатор пеныСистема видеоконтроля качества пены FrothSense от Outotec отличается от аналогов тем, что четкость видеоизображения не теряется даже в условиях сильной запыленности. Хорошее качество картинки достигается благодаря особой структуре линзы, которая отталкивает частицы пыли. Система устанавливается примерно в метре от пены, которая фотографирует пену с частотой четыре снимка в секунду. По специально разработанному алгоритму система оценивает пройденное пузырьками расстояние, скорость схода пены и выстраивает график.

Оператор на мониторе получает видео пены (следовательно, реже можно ходить на процесс) и измеренную скорость ее схода. В системе выставлено задание/ уставка скорости схода пены, для удержания которой система автоматическименяет подачу воздуха и толщину пенного слоя. Кроме того, система оценивает размер пузырьков, по изменению количества крупных, средних и мелких пузырьков можно оценитьвлияние вспенивателя на изменение состава пены. Размер пузырьков необходимо соотносить с данными по конечному продукту: если пузырьки большие, и много металла уходит в хвосты, то, вероятно, он теряется в мелкой фракции. Чтобы ее захватить, надо уменьшить размер пузырьков, а для этого – увеличить подачу вспенивателя.

Благодаря системе видеоконтроля можно нивелировать колебания помола в питании за счет компонентов флотации и, тем самым, получать более ровный по качеству продукт. Более того, можно на 5-10% увеличить выход, сохраняя качество конечного концентрата. Система может управлять технологоческим процессом автоматически от установок, или вручную как вспомогательная система. Оператор может задавать границы регулирования воздуха и задания по скорости схода пены в зависимости от того, какого качества концентрат надо получить и каков объем переработки на этот момент.

анализатор частицНа Михеевском ГОКе также установлены два анализатора размера частиц (PSI-300 и PSI-500). Они отличаются методом измерения: у анализатора PSI-300 (устанавливается на питании основной флотации) с определенной периодичностью в стенку ударяет зажим, замеряется расстояние между стенкой и зажимом и таким образом определяется размер частиц. Он анализирует частицы в диапазоне 20-300 микрон. PSI-500 (устанавливается на стадии доизмельчения) использует метод лазерной дифракции. Пульпа с содержанием 20-50% твердого разбавляется до 10% твердого и просвечивается лазером. Контуры частиц определяются, их размер рассчитывается. Анализатор работает в диапазоне 1-50 микрон. Качество помола мельниц анализаторы замеряют с периодичностью 10-15 минут. Если результат отклоняется от заданного, оператор может изменить параметры работы мельницы.

Мультисенсорная система Chenа позволяет оценить электрохимическую заряженность пульпы. Четыре электрода, сделанные из синтетических минералов, плюс платиновый (контрольный) электрод опускаются в пульпу, после чего анализируется готовность частиц руды профлотироваться: «прилипнуть» к пузырьку или же подавиться и уйти в хвосты. Кроме того, анализируется, много или мало серосодержащих флотореагентов (например, ксантогената) добавлено в процесс.

Итог работы флотации — 20%-ный медный концентрат: «Мы можем спокойно делать 22-23%-ный медный концентрат, но задача, которую перед нами ставят, — 20%-ный концентрат», — пояснил Артем Сизиков.

Изначально система Chena была включена в проект Михеевской ОФ в первую очередь для управления технологически очень сложным процессом молибденовой флотации. Но строительство молибденового контура было отложено из-за экономических соображений и система Chena была задействована для анализа питания медной флотации на предмет подачи окисленной или переходного типа руды, характерных для медно-порфировых месторождений.

Практика создания и работы Михеевского ГОКа показала, что РМК и Outotec – партнеры, чье совместное упорство и профессионализм способны создать высокотехнологическое и экономически эффективное предприятие даже на сложной сырьевой базе.

Автор публикации

не в сети 6 дней

Irina Dorokhova

9
Комментарии: 0Публикации: 259Регистрация: 26-02-2016