Сгустители

В технологии обогащения и переработки сырья широко применяются процессы сгущения и осветления, которые тесно связаны как с проблемой внутреннего и внешнего водооборота, так и с обеспечением эффективности технологии производства — сгустители

Эффективность этих процессов, зачастую регламентирующих пропускную способность обогатительных цехов, определяет в конечном итоге объемы выпуска, себестоимость и качество конечного продукта.

Основной парк аппаратов, используемых в обогащении сегодня, представлен радиальными сгустителями различных типоразмеров, с центральным либо периферийным приводом. В основной своей массе они были разработаны и введены в эксплуатацию в середине прошлого столетия, в ходе коренной модернизации отечественной промышленности в 1930-1960 гг. В этот период были полностью обновлены и выведены на уровень лучших мировых образцов техника и технологии целого ряда отраслей промышленности, включая горнодобывающую.

В свою очередь в эти годы институт Механобр, как головной научный центр в области переработки и обогащения полезных ископаемых, создавал и постоянно совершенствовал технологии и технику обогащения руд при добыче широкого спектра минерального сырья, необходимого для развития народного хозяйства страны.

Следует отметить, что современные научная и проектная сферы нашей страны в целом не утратили былых позиций. Сегодняшний день отечественная горная промышленность встречает широким рядом конкурентного оборудования для обогатительных фабрик. Здесь — отечественные дробилки, мельницы, флотомашины, дисковые вакуум-фильтры и ряд другой техники [1].

Однако о технике пульпоподготовки и водооборота, включающей сгущение пульп и гидротранспорт хвостов, -такого сказать нельзя. Некогда широкое применение отече-

ственных сгустителей и грунтовых насосов практически полностью замещено зарубежной техникой иностранных производителей.

Данное положение в отрасли, как и в промышленном производстве России в целом, определяется вполне объективными факторами.

Проблема низкой инновационной активности промышленных предприятий заключается в размытости финансовых ресурсов, выделяемых на эти цели, поскольку в состав расходов на инновационную деятельность включаются затраты как текущего, так и капитального характера [2].

По статистическим данным уровень затрат на НИОКР в доле выручки от реализации готовой продукции в России от 10 до 15 раз ниже, чем в странах ЕС, Японии, США или Канаде.

В настоящее время в промышленности и в коммунальном хозяйстве России и стран СНГ эксплуатируются десятки тысяч сгустителей пульп различного назначения. До нескольких десятков новых сгустителей вводятся в работу ежегодно. Дальнейшее развитие экономики, а также физический износ эксплуатируемого сегодня оборудования, приведут к существенному увеличению количества вновь построенных и модернизируемых сгустителей, т.к. операция сгущения позволяет в несколько раз уменьшать затраты энергоресурсов на транспортирование и складирование отходов производства, а также повышать уровень охраны окружающей среды от загрязнений, образуемых в результате экономической деятельности человека.

Большинство учебных пособий и справочников по расчетам сгустителей изданы более 30-40 лет назад; в них либо вскользь упоминается о возможности использования реагентов для интенсификации процесса, либо данный вопрос в них не рассматривается вовсе [3,4,5]. Между тем, в последние три десятка лет началось широкое применение реагентов для интенсификации процессов сгущения. Использование в этих

процессах высокомолекулярных флокулянтов требует как пересмотра устоявшихся подходов к проектированию процессов сгущения, так и разработки соответствующей конструкции сгустителей.

Основными отечественными производителями и поставщиками сгустителей в прошедшие годы были Иркутский завод тяжелого машиностроения и завод «Труд» в г. Новосибирске. Поставляемое ими оборудование для сгустителей в настоящее время не сопровождается предложениями по поставке систем автоматизированного управления с установкой контрольно-измерительных приборов, не предлагается отечественных установок по приготовлению и подаче флокулянтов. Однако самый существенный недостаток поставок отечественных сгустителей заключается в отсутствии у поставщиков технологических гарантий его работы и в отсутствии методики прогнозного определения эксплуатационных параметров работы и требуемой конструкции сгустителя. В таких условиях сегодня заказчик изготовления сгустителя на нашем заводе сам должен определять его производительность, конструктивные и технологические параметры, и сам, в конечном итоге, отвечает за свой выбор.

Зарубежные поставщики оборудования для процессов сгущения работают следующим образом: после получения запроса и информации от заказчика, состоящей из характеристики питания и технологических требований по параметрам разгрузки и слива, выполняют лабораторные и затем полупромышленные испытания с самостоятельным определением конструкции и параметров требуемого сгустителя, включая качество и расход флокулянта. Поставка сгустителя сопровождается установкой контрольно-измерительного оборудования сгустителя и комплекса сгущения в целом, системы автоматизированного управления, станции приготовления и подачи флокулянта, а также услугой по выполнению пуско-наладочных работ вплоть до получения проектных показателей. Только такой объем поставки и может удовлетворить заказчика. Однако, как показывает практика, гарантии западных поставщиков зачастую распространяются только в узких рамках исходных технологических параметров, прописанных техническим заданием. Как только происходят изменения в технологии (качество исходного сырья, физические или химические параметры пульп, объемы питания, требования к качеству конечных продуктов и др.), гарантии заканчиваются с предложением приобрести новое оборудование, отвечающее изменившимся входным условиям.

В последнее десятилетие специалистами Компании «ГОРМАШЭКСПОРТ» (г. Новосибирск) был успешно выполнен ряд проектов, включающих проектирование, изготовление, поставку и запуск в эксплуатацию как радиальных, так и тонкослойных сгустителей для условий предприятий групп «ЕВРОХИМ», «СУЭК», «ЕШС», «АЛРОСА» и др. Имея в своей структуре проектно-технологический и конструкторский отделы, лабораторию, парк пилотных установок и создав собственную методику организации исследовательских работ и пилотных испытаний, Компания «ГОРМАШЭКСПОРТ» сегодня выполняет проектные работы по созданию новых и модернизации существующих сгустителей «под ключ». Собственная производственная база позволяет в сжатые сроки изготавливать сгустители любых типоразмеров. Комплексный инжиниринг предполагает работу с Заказчиком от начального этапа — заполнения опросного листа, являющегося по сути техническим заданием на проектирование, -до шеф-монтажа, пусконаладки, обучения специалистов Заказчика и гарантийного сопровождения оборудования.

Большой объем научной и инжиниринговой работы в области совершенствования технологий сгущения выполнен специалистами НПО «СОМЭКС»:

1. Изготовлена установка на базе сгустителя СМП-800, позволяющая определять удельную производительность в условиях промышленного участка, где предполагается эксплуатация вновь вводимого или модернизируемого оборудования. Благодаря модульной конструкции и длительным срокам исследований устанавливается оптимальная конструкция сгустителя и определяется производительность с учетом изменения минералогического состава.

С помощью дополнительных модулей можно провести проверку применения пастового сгущения и осаждения в тонком слое.

2. Доработана методика расчета необходимого крутящего момента привода сгустителя с учетом применения современных реагентов.

3. Усовершенствована методика расчета питающих колодцев и совместно с отечественными ГГ-компаниями проведена работа по моделированию процессов подачи материала в сгуститель.

4. После лабораторных исследований, полупромышленных испытаний, опыта эксплуатации оборудования в ПАО «Уралкалий», группе «ЕВРАЗ», ГМК «Алмалыкский» (Республика Узбекистан), были разработаны поправочные коэффициенты, позволяющие минимизировать расхождение между опытными и промышленными показателями работы оборудования.

5. Разработаны оптимальные методики автоматизации эксплуатации как сгустителя, так и комплекса сгущения в зависимости от поставленных задач участка.

Проведенные исследования, испытания и промышленная эксплуатация сгустителей дали отличные результаты и экспертизу в разработке технологий сгущения. Выполнена комплексная поставка узла сгущения в АО «ЕВРАЗ ЗСМК», включающая комплекс инжиниринговых мероприятий- от исследований до шеф-монтажных работ,- и поставку оборудования собственного производства в комплекте с системой автоматической работы узла сгущения.

На ЦОФ «Березовская» специалистами НПО «СОМЭКС» выполнены работы по изменению типа привода скребковой фермы, с периферийного — на центральный, изменена конструкция рабочей фермы, интегрирован высокопроизводительный питающий колодец, выданы рекомендации по усилению конструкций. Такой комплекс мероприятий позволяет усовершенствовать морально устаревший сгуститель, довести его до уровня современного сгустителя при невысоких капитальных затратах.

Опыт и наработки упомянутых здесь российских производителей решений в области технологий сгущения дают основания говорить, что на российском рынке присутствует отечественная альтернатива западным производителям.

В настоящее время в России и странах СНГ требуют модернизации тысячи эксплуатируемых сгустителей различного назначения. Для этого необходимо вводить более 20 новых сгустителей ежегодно.

Что же надо сделать для организации стабильного и конкурентоспособного выпуска собственного оборудования для этого передела процесса обогащения?

В сложившейся на сегодняшний день геополитической и мировой экономической ситуации существенно возрос спрос на производство и поставку качественного импорто-независимого, отечественного оборудования для горно-обогатительной отрасли. По сути, на сегодняшний день нау-

«Горная Промышленность» №5 (135) / 2017 | 33

ка и производство в России получили уникальный шанс по консолидации усилий и потенциала и восстановлению былых позиций в области технологий и аппаратов для процессов сгущения и водооборота.

Выполнить задачу успешных поставок современных отечественных сгустителей сегодня готовы:

— ЗАО «Механобр инжиниринг», ЗАО «Механобр-техника», имеющие значительный практический опыт расчета, проектирования и эксплуатации хвостовых хозяйств и систем гидротранспорта;

— Санкт-Петербургский Горный университет, ООО «Гор-машэкспорт», обладающие фундаментальным научным потенциалом и практическим опытом моделирования и расчетов процесса сгущения;

— Машиностроительные заводы России, например, НПО «СОМЭКС», готовые предложить услуги по изготовлению нестандартных конструкций сгустителей, приводов, насосного оборудования, КИПиА и пр., соответствующих уровню современного развития техники.

Программа выполнения работ по созданию новой техники и технологии должна включать как минимум два этапа работ.

Первый этап включает:

• систематизацию опыта и разработку альбомов типовых эскизных проектов комплексов сгущения, фильтрации и транспорта отходов горной промышленности, сооружений по складированию сгущенных и сухих отходов горной промышленности;

• отработку общей методики лабораторных исследований параметров сгущения;

• составление базовых проектов типовых технических заданий на выполнение проектно-конструкторских и науч-

но-исследовательских работ по созданию или модернизации схем водооборота, сгущения, опытных образцов сгустителей, станций приготовления и подачи флокулянтов.

При выполнении вышеприведенной программы объемы работы по реконструкции существующих сгустителей и строительству новых аппаратов будут выполнены отечественными предприятиями. В случае «пробуксовывания» программы создания собственного оборудования для коренной модернизации процессов сгущения на обогатительных фабриках ГОКов России и стран СНГ, необходимость реконструкции существующих, например, 5000 сгустителей, а также производство новых сгустителей до 2025 г. — потребует от экономики России затрат в объеме более 5 млрд долл. США ( по текущему валютному курсу).