Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

METALLURGICAL EQUIPMENT CHOICE TO IMPROVE PRODUCTION EFFICIENCY

Nemchinova N.V. 1 Lebedev N.V. 1 Punishko O.A. 1 Tyutrin A.A. 1
1 «Irkutsk State Technical University»
Проведен анализ современного состояния золотодобывающей и золотоперерабатывающей отрасли России. Показано, что прирост производства золота связан с внедрением новых технологий переработки золотосодержащих руд и получения золота. Указано, что для успешной реализации подобных проектов необходимо осуществлять выбор основного технологического оборудования, исходя из его технических характеристик, а также с точки зрения его стоимости (по сравнению с аналогами), рентабельностью и окупаемостью. Приведены сравнительные технические характеристики отечественных и зарубежных (КНР) производителей основного оборудования, используемого в золотоперерабатывающей отрасли: мельниц, отсадочных машин, сгустителей. В результате сравнительного анализа был сделан вывод, наиболее рациональным представляется совмещение отечественного и импортного оборудования.
The analysis of the Russian gold mining and gold processing industry current position was held. It is shown that the increase in gold production is associated with the introduction of new technologies of gold ores processing and gold extraction. It is shown successful implement of such projects must make a choice of the main technological equipment based on its technical characteristics and value in comparison with analogues, profitability and recoupment. Comprehensive technical specs of major equipment used in gold processing industry made domestic and foreign (China) manufacturers were given. Some of them are grinders, washboxs, thickeners. In the comprehensive analysis result it was concluded that the most efficient is the combined application of domestic and foreign equipment.
metallurgical equipment
gold industry
grinder
washbox
thikener

В настоящее время золотодобывающая отрасль России испытывает определенные сложности в связи с некоторым падением цены на золото. Так, в 2013 г. цены на золото упали на 28 %; в то же время с начала 2014 г. этот драгметалл подорожал на 6 % [1]. Также одной из проблем добычи золота является бедность золотоносных пластов и преобладание упорных руд. Падение цены драгметалла и удорожание его добычи сильно сказывается на рентабельности предприятий.

Несмотря на существующие проблемы, производство и добыча золота в России увеличилось за последние три года на 20,6 % и составило 254,2 т. В 2012 году прирост составил 7,2 % (226 т), в 2013 году ­- 12,6 % [1]. Прирост добычи обеспечили в первую очередь Амурская и Иркутская области, а также Красноярский край. Высокие результаты показали предприятия Республики Саха (Якутия) и Магаданской области. Дальний Восток в целом произвел в 2012 году золота на 4 % больше, чем в предыдущем году: на регион пришлось до 55 % общероссийской добычи золота [2].

Столь значительный прирост производства золота связан с внедрением новых технологий переработки золотосодержащих руд и получения золота. Так, например, компания «Полиметалл» извлекла золото из руды по автоклавной технологии на Амурском ГМК с проектной производительностью около 6 т металла в год. В 2013 году в Хабаровском крае введена в эксплуатацию первая очередь ГОКа «Белая Гора», а в 2014 году ожидается пуск горно-обогатительного комбината на Наталкинском месторождении в Магаданской области (мощность ГОКа составит 13-15 т Au в год) [3]. До 2023 г. на Камчатке планируется построить пять рудников, на которых будут добывать руду, содержащую золото и серебро. Разработана отраслевая программа развития горнодобывающего комплекса Дальневосточного федерального округа, рассчитанная на период до 2018 года. Таким образом, можно ожидать, что к указанному году добыча золота в округе может вырасти в 1,6 раза и достичь 180 т в год. Это почти столько же, сколько добывает сегодня Россия в целом. Столь масштабный рост должны обеспечить новые проекты, и, в первую очередь, основанные на автоклавной технологии обогащения и переработки руд. В регионе достаточно запасов упорных руд, поддающихся автоклавному окислению, и в настоящее время другой альтернативы их переработки нет.

На Дальнем Востоке вопросами, посвященными изучению и внедрению автоклавных технологий, занимаются два крупнейших производителя золота - группы компаний «Полиметалл» и «Петропавловск». «Петропавловск» строит гидрометаллургический комплекс (АГК) по извлечению золота с использованием технологии автоклавного выщелачивания на месторождении «Покровское», и предполагается получить металл с использованием этой технологии в 2014 году. Дальнейшие планы группы: последовательно наращивать добычу на Дальнем Востоке, прежде всего за счет вовлечения в производство упорных руд месторождений «Пионер» и «Маломыр» в Амурской области [3].

Для успешной реализации подобных проектов необходимо осуществлять выбор основного технологического оборудования исходя из его технических характеристик, а также с точки зрения его стоимости (по сравнению с аналогами), рентабельностью и окупаемостью.

В данной работе приводится анализ отдельных видов наиболее часто используемого для переработки золотосодержащих руд оборудования основных стран-производителей - России и КНР (с приведением сравнительных производственно-технических характеристик и цен).

Первой стадией рудоподготовки является дробление, для которого применяют щековые дробилки [4]. Для сравнения приведены два типоразмера щековых дробилок (таблица 1).

Таблица 1

Технические характеристики дробилок

Параметр

Показатель

Тип дробилки

PE-900×1200

ЩКД-90х120

PEJ1215

ЩС-120х150

Изготовитель

Китай

Россия

Китай

Россия

Максимальная крупность куска, мм

750

750

1000

1000

Пределы регулировки разгрузочной щели, мм

95-165

100-180

115-195

150-250

Производительность, м3

не более 164

100-180

310 (при щели 155 мм)

350-450

Мощность электродвигателя, кВт

110

100

160

200

Масса (без электрооборудования), т

50

69,6

110,4

120

Цена, тыс. долл. США

380

700

750

1080

Работа дробильного отделения, как правило, составляет 24 ч/сут по 12 ч в смену. Производительность работы дробильного отделения - 55 т/ч или 40 м3/ч. При работе дробильного отделения 16 ч в сут (две смены по 8 ч), общая производительность должна быть не менее 82 т/ч или 55 м3/ч. Объемная масса руды - 1,5 т/м3, для окисленной - 1,4 т/м3.

Измельчение, как правило, проводятся в мельницах самоизмельчения и шаровых мельницах. Сравнительный анализ показателей различного оборудования выполнен на основании расчетной производительности фабрики, работающей в зимний период (4000 ч - 10 % = 3600 ч) при крупности измельчения 90 % класса минус 0,074 мм, обеспечивающей полугодовую производительность при переработке первичной руды ~220 тыс. т руды и окисленной ~ 230 тыс. т руды.

Для получения стабильных показателей по измельчению и классификации пески первой стадии направляются на вторую стадию измельчения для увеличения эффективности измельчения шаровой мельницы (MQCG2136), а пески второй стадии классификации - в мельницу полусамоизмельчения (MZS4014) для обеспечения более стабильной работы данного оборудования в случае неравномерной подачи руды. На второй стадии измельчения предусмотрена мельница МШР 2.1×2.2, что по данным практики запуска и работы аналогичных предприятий и имеющихся результатов по шаровому индексу Бонда данная мельница не обеспечит заданную производительность, заложенную в проекте. Для обеспечения заданной производительности рекомендована мельница MQCG2136.

В таблицах 2, 3 приведены технические характеристики мельниц различных производителей.

Таблица 2

Сравнительные технические характеристики мельниц

Параметр

Показатель

Тип мельницы

Полусамоизмельчения

Шаровые

Марка мельницы

MZS4014

ММС5000х1800

MQCG2136

МШР 2.1×3.6

Производитель

Китай

Россия

Китай

Россия

Диаметр барабана, мм

4000

5000

2100

2100

Длина барабана, мм

1400

1800

3600

3600

Рабочий объем барабана, м3

16

30

10,4

10,4

Скорость вращения барабана, об/мин

17

13,5-18,4

24

24,6

Мощность электродвигателя, кВт

245

620

210

185

Скорость вращения электродвигателя, об/мин

735

175

735

735

Наибольший размер загружаемых кусков материала, мм

350

350

21

20

Масса мельницы (без электрооборудования), т

65,11

167,2

56,8

58

Цена, тыс. долл. США

490

1650

250

335

Технические характеристик двух моделей отсадочных машин основной операции отсадки в технологической схеме приведены в таблицах 3,4, соответственно.

Таблица 3

Технические характеристики отсадочной машины «Труд-12» (производство Россия)

Производительность по исходному продукту, т/ч

150-200

Крупность питания, мм, не более

20

Рабочая площадь решет, м2

12

Количество камер, шт.

2

Частота хода камеры, мин-1, не более

120*

Длина хода решета, мм, не более

15*

Потребляемая мощность, кВт, не более

15

Габаритные размеры, м

7,47х3,37х3,55

Масса, т

13,7

Цена, млн. руб.

4,5

* - установлены заводом-изготовителем.

Таблица 4

Технические характеристики отсадочной машины DYTA7750-12 (производство КНР)

Площадь рабочей камеры, м2

39,6

Ход диафрагмы, мм

20; 25; 30

Число пульсации диафрагмы в минуту

10-100

Крупность питания, мм

<25

Расход подрешетной воды, м3/т материала

1-3

Давление подрешетной воды, МПа

>0,10

Производительность, т/час

80-160

Мощность двигателя привода, кВт

15

Мощность двигателя гидронасоса, кВт

0,55

Масса, т

21,0

Цена, млн. руб.

5

Из практического опыта эксплуатации за все время работы отсадочной машины DYTA7750-1 с гидравлическим приводом в операции основной отсадки на драге № 135 серьезных поломок не наблюдалось. По результатам проведенных поузловых опробований данной машины с гидравлическим приводом установлено, что отношение Ж:Т в поступающей на нее пульпе составляло от 7,6 до 9,3, нагрузки по твердому на 1 м2 площади решета - 2,7-3,4 м3/ч, поверхностная скорость потока пульпы - не превышала 0,4 м/с. Извлечение шлихового золота в концентрат при производительности машины 8,9-10,1 м3/ч и оборотах двигателя главного привода 900 мин-1 составило 74,5-90,1%, соответственно [5].

Основная масса шлихового золота в исходном питании отсадки при III и IV опробованиях (97,7-72,7 %, соответственно) представлена крупностью минус 0,5 мм. Массовая доля мелкого шлихового золота (крупностью минус 0,125 мм) составляет 46,3-16,4 %.

С хвостами на DYTA7750 (IV опробование) теряется металл различной крупности, в том числе крупнее 0,5 и 0,25 мм, что связано с особенностью вещественного состава песков, имеющих значительную массовую долю или сто-глинистой фракции, которая не полностью раскрывается (дезинтегрируется) в процессе промывки песков в дражной бочке. При уменьшении производительности и массовой доли или сто-глинистой фракции в песках (III опробование) значительно увеличивается извлечение шлихового золота по каждому классу его крупности в концентрат.

При обогащении подрешетной фракции дражной бочки крупностью минус 14 мм на отсадочной машине DYTA7750 был определен расход подрешетной воды, составивший 3,0-4,0 л/с на 1 м2 решета, который с помощью замены на выходе концентрата шарового крана на насадки с диаметром выпускных отверстий от 18 до 24 мм можно снизить до оптимального значения, а также уменьшить соотношение Ж:Т в данном продукте.

При сравнении технологических режимов работы отсадочных машин DYTA7750 и «Труд-12», работающих на исходном питании со значительным количеством или сто-глинистой фракции, можно отметить следующее:

  • по частоте колебаний диафрагмы - 120 мин-1 «Труд-12» имеет преимущество, но при этом уступает по величине хода диафрагмы DYTA7750-1: 15 против 24 мм;
  • оборудование российского производства уступает по силе резкого толчка вверх конуса машине типа DYTA7750-1, при котором не наблюдалась запрессовка технологической постели машины (на камере данной отсадочной машины стоит шпальтовое сито с размером отверстий 3 мм);
  • по длине прохождения потока материала по рабочей поверхности DYTA7750-1 имеет значительное преимущество, при котором поступающий исходный продукт распределяется по всей ширине камеры и за счет более длиной рабочей поверхности его поверхностная горизонтальная скорость ниже в 2-2,5 раза скорости на отсадочной машине «Труд-12» и не превышает 0,4 м/с.

Ожидаемое извлечение золота в целом по схеме обогащения на драге № 135 с работой в основной операции отсадки отсадочных машин DYTA7750-12 составит 67 %.

В таблицах 5, 6 приведены технические характеристики различных сгустителей, используемых на золотоперерабатываемых предприятиях.

Таблица 5

Технические характеристики сгустителей

Параметр

Показатель

Производитель

КНР

Россия

(«Труд-12», г. Новосибирск)

Диаметр чана, м

15

15

Глубина чана в центре, м

3.6

3

Площадь сгущения, м2

177

177

Скорость вращения граблин, об/мин

0.196-0.1

0,12

Высота подъема граблин, мм

400

400

Мощность электродвигателя, кВт

7,5

2,8

Вес сгустителя, т

75,375 с чаном

8,78 без чана

Цена, тыс. долл. США

480

480 (с автоматизацией)

Таблица 6

Технические характеристики сгустителей

Параметр

Показатель

Производитель

КНР

Россия (ИЗТМ, г. Иркутск)

Диаметр чана, м

24

24

Тип привода

центральный

периферический

Глубина чана в центре, м

5,1

3,6

Площадь сгущения, м2

452

450

Скорость вращения граблин, об/мин

до 0,17

0,083

Высота подъема граблин, мм

500

-

Мощность электродвигателя, кВт

7,5

4,5

Вес сгустителя, т

38.4 с чаном

26,2 без чана

Цена, тыс. долл. США

850

576

Из вышеприведенных сравнительных характеристик можно сделать вывод, что некоторые виды технологического оборудования производства КНР могут быть выбраны как экономически более выгодные и эффективные, исходя из их технических показателей, уровня расхода электроэнергии и соотношения «цена - качество». Однако, на наш взгляд, наиболее рациональным представляется совмещение отечественного и импортного оборудования. Так, в зависимости от положения узла в технологической цепочке на более ответственных переделах необходимо выбирать более надежное и, соответственно, дорогостоящее оборудование отечественного производства, а на участках, которые допускают временное исключение из схемы либо переход на резервное оборудование, - относительно недорогое оборудование производства КНР, в сравнении с которым и был проведен наш анализ.

Рецензенты:

Зелинская Е.В., д.т.н., профессор, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет», г. Иркутск;

Белоусова Н.В., д.х.н., профессор, заведующая кафедрой металлургии цветных металлов ФГАОУ ВПО «Сибирского федерального университета», г. Красноярск.