Талнахская обогатительная фабрика

Размещено на http://allbest.ru

Талнахская обогатительная фабрика

Введение

обогащение норильский никель

Из истории

Обогащение существует с древнейших времен как способ извлечения золота путем промывки золотоносных песков и подготовки руд к плавке. Первая в России обогатительная фабрика для извлечения золота была построена на Урале (1760). Описание ряда процессов и методов обогащения приведено в труде М. В. Ломоносова "Первые основания металлургии или рудных дел" (1763). Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов и В. А. Кулибин построили несколько механизированных. обогатительных. фабрик, оборудованных оригинальными машинами для промывки руд. В 19 в. возникли новые процессы и методы обогащения. Дальнейшее развитие в мире оно получило в первой половине 20 в. До 1917 в России работало всего около 20 небольших обогатительных фабрик. Сейчас в России функционируют сотни фабрик, перерабатывающих разные руды.

Причины возникновения и развития обогащения обусловлены тем, что минеральное сырье обычно встречается в виде, исключающем возможность его непосредственного использования вследствие недостаточно высокого содержания полезных компонентов или наличия вредных примесей.

Основные понятия физико-химического процесса обогащения

Полезными ископаемыми называют добываемые из недр природные вещества, которые при данном состоянии техники могут быть с достаточной эффективностью использованы в промышленности в естественном виде или после предварительной обработки.

Руды, в состав которых входят в чистом виде только минералы, пригодны для непосредственного промышленного использования, в природе почти не встречаются. Как правило, руды представляют собой сложный комплекс различных минералов, где наряду с ценными компонентами имеются минералы экономически непригодные для промышленного потребления и образующие пустую породу.

Непосредственная металлургическая или химическая переработка добываемых полезных ископаемых (руд) экономически целесообразна только в тех случаях, когда содержание в них ценных компонентов не ниже некоторого кондиционного предела, обусловленного, главным образом, уровнем техники металлургического (или химического) производства. Большая часть минерального сырья предварительно подвергается обогащению, так как в естественном виде руды не соответствуют этому условию. Продукт, выделенный из полезного ископаемого и удовлетворяющий кондициям предприятий-потребителей, называется концентратом.

Обогащением полезных ископаемых называется совокупность процессов обработки минерального сырья, имеющих целью отделение полезных минералов (концентрата) от пустой породы.

В результате обогащения полезного ископаемого в качестве конечного готового продукта получают концентрат, в котором сосредоточена основная масса полезных составляющий, содержащихся в сырье до его обогащения, и одновременно отходы - хвосты, в которые переходит большая часть пустой породы. При наличии в сырье нескольких полезных компонентов в результате обогащения получают несколько концентратов.

Важнейшими технологическими показателями процесса обогащения, характеризующими его техническое совершенство, является извлечение Е полезного компонента, переводимого в концентрат, и его содержание в концентрате в^

Е = г X в

б

Где Е - извлечение концентрата, %

г - выход концентрата, %

б - содержание компонента в руде

в - содержание компонента в концентрате.

ОАО "ГМК "Норильский никель" - крупнейший в мире производитель никеля и палладия, один из крупнейших производителей платины и меди. Кроме того, Норильский никель производит побочные металлы - кобальт, хром, родий, серебро, золото, иридий, рутений, а также селен, теллур и серу. Основными видами деятельности предприятия являются поиск, разведка, добыча, обогащение и переработка полезных ископаемых, производство, маркетинг и реализация цветных и драгоценных металлов. Производственные подразделения находятся на четырех континентах в 6 странах мира - России, Австралии, Ботсване, Финляндии, США и ЮАР.

В России более 95 % производства платиновых металлов осуществляется из сульфидных медно-никелевых руд Норильского промышленного района. Уникальность и промышленная ценность данных руд определяется высокими концентрациями в них металлов платиновой группы (МПГ).

В структуре ОАО "ГМК "Норильский никель" Талнахская обогатительная фабрика (далее ТОФ) является связующим производственным звеном между горным и металлургическим переделами. Фабрика перерабатывает богатые медно-никелевые руды рудников «Октябрьский», «Таймырский», «Скалистый» с получением концентратов для металлургических предприятий комбината: медного, никелевого и пирротинового.

30 июня 1981 года Государственная комиссия подписала акт о приемке в эксплуатацию первого пускового комплекса ТОФ (33% проектной мощности).

В декабре 1982 года сдана в эксплуатацию вторая очередь ТОФ.

В связи с ростом объемов производства в 1999 году началась большая реконструкция на ТОФ . В этом же году произошло объединение обогатительных фабрик Норильской и Талнахской в производственное объединение обогатительных фабрик (ПООФ).

Основные переделы производства на ТОФ:

- дробление;

- измельчение;

- флотация;

- сгущение.

Принципиальная схема обогащения

Обогащение руды на ТОФ осуществляется флотационными методами.

Руда с рудников «Октябрьский», «Таймырский», «Скалистый» крупностью 300мм поступает на фабрику, где подвергается дроблению до крупности - 19 мм.

I стадия дробления осуществляется в дробильном отделении (ДО) до крупности - 100 мм.

II стадия дробления - после предварительного рассева по классам- осуществляется в дробильно-сортировочном отделении (ДСО).

Измельчение, классификация, флотация, сгущение производятся в измечительно-флотационном цехе (ИФЦ).

Руда измельчается до крупности 70 % класса - 0,044 мм и флотируется по селективно-коллективно-селективной (СКС) схеме с получением общего медного концентрата, общего никелевого концентрата, пирротинового концентрата и отвальных хвостов. Процесс селективно-коллективно-селективного обогащения богатых медно-никелевых руд месторождений Норильска применен впервые, поскольку ранее эти руды обогащали по селективной схеме, предусматривающей тонкое измельчение до крупности 83% содержания класса -0,044 мм и последовательное получение медного, никелевого и пирротинового концентратов. Сложность этой технологической схемы заключалась также в том, что руду предварительно подвергали тяжелосредному разделению, а его продукты, тяжелую и легкую фракции, обогащали отдельно. Загрубление помола руды позволило исключить эту операцию из технологического процесса и, выделив породные хвосты, сократить нагрузки на циклы измельчения и флотации. Кроме того, породные хвосты по своим гранулометрическим характеристикам стали пригодны к использованию в качестве закладочного материала горных выработок.

Готовые концентраты после сгущения высоконапорным гидротранспортом транспортируются на металлургические заводы:

- медный концентра на УФМК (НОФ) и дальше на медный завод;

- никелевый и пирротиновый концентраты - на Надеждинский металлургический завод (НМЗ).

- отвальные хвосты транспортируются на хвостохранилище «Лебяжье.

В настоящее время мощность Талнахской обогатительной фабрики - 7,5 млн тонн руды в год (Норильской - 8,3 млн тонн руды). Из-за большого количества пирротина в полученных медном и никелевых концентратах и низкого содержания металлов, концентраты подвергаются дополнительному гидрометаллургическому обогащению на Надеждинском металлургическом заводе.

ОАО "ГМК "Норильский никель" инвестирует более 1 млрд. дол. в проект реконструкции мощностей одной из двух обогатительных фабрик Заполярного филиала - Талнахской обогатительной фабрики (ТОФ).

В Норильском промышленном районе обогащение представлено двумя обогатительными фабриками Заполярного филиала -- Талнахской и Норильской и обогатительной фабрикой, входящей в состав комбината «Печенганикель» Кольской ГМК, их функции можно распределить следующим образом:

ТОФ	НОФ	ОФ «Печенганикель»,
Перерабатывает часть богатых и медистых руд Талнахско-Октябрьского месторождения с получением никелевого, медного и пирротинового концентратов.	Перерабатывает весь объем вкрапленных руд месторождений, расположенных на Таймырском полуострове, и часть богатых и медистых руд Талнахского и Октябрьского месторождений, а также лежалый пирротиновый концентрат с получением никелевого и медного концентратов.	Осуществляет переработку вкрапленных руд, добываемых на рудниках Кольского полуострова, с получением коллективного медно-никелевого концентрат

Реализации первого этапа реконструкции фабрики - 2015 год, полностью реконструкция должна завершиться в 2018 году. В итоге мощности обогатительного передела Заполярного филиала увеличатся до 16,5 млн тонн руды в год. Это позволит снять ограничения на рост объемов добычи руд всех типов вплоть до 26 млн тонн в год.

На первом этапе проекта, реализация которого происходит в настоящее время, на ТОФ будет внедрена новая технология обогащения шихты богатых и медистых руд, обеспечивающая повышение качества и снижение выхода суммарного никель-пирротинового концентрата без увеличения потерь цветных и драгоценных металлов. Внедрение этой технологии позволит также оптимально распределить однотипные руды (руды Заполярного филиала подразделяются на вкрапленные, медистые и богатые), по отдельным технологическим потокам и вывести из эксплуатации передел гидрометаллургического обогащения пирротинового концентрата на Надеждинском метзаводе, сократив операционные затраты и снизив потери ценных металлов.

Как сообщалось, стратегия развития "Норникеля" до 2025 года предполагает также строительство в Норильске новой обогатительной фабрики (условное название "НОФ-2") мощностью до 7 млн тонн руды в год. На новой обогатительной фабрике "Норникель" планирует дифференцировать мощности по обработке однотипных руд.

Почему необходима реконструкция Талнахской обогатительной фабрики?

1. Чтобы воздух в Норильске стал чище, надо разработать и внедрить в производство новую технологию обогащения медно-никелевых руд.

Проблема существовала с самого начала освоения Талнахского и Октябрьского месторождений. Основной прорыв в ее решении произошел в конце 90-х годов, когда совместными усилиями отраслевых специалистов удалось вывести значительную часть пирротина в отвальные хвосты и поднять содержание никеля в никелевом концентрате ТОФ до 9%. Как следствие увеличился выпуск товарных металлов, снизился уровень эксплуатационных расходов на металлургическом переделе и одновременно сократились выбросы диоксида серы.

В последние годы процесс повышения качества флотоконцентратов ТОФ развивался эволюционно. Норильские обогатители постепенно повысили содержание никеля в концентрате до 9,6-10%. В 2005 году специалистами Производственного объединения обогатительных фабрик (ПООФ) и ГМОИЦ была предложена новая схема обогащения, которая обеспечила повышение содержания никеля до 11,5% при сохранении достигнутого уровня целевого извлечения цветных и драгметаллов. Теперь она положена в основу концепции развития ТОФ на долгосрочную перспективу. Однако процесс совершенствования технологии обогащения на этом не остановился. «Основные положения стратегии развития производства ОАО «ГМК «Норильский никель» на период до 2020 года» предусматривают задачу разработать новую технологию обогащения медно-никелевых руд Норильска, обеспечивающую повышение качества никелевого концентрата до содержания в нем никеля не менее 15% при сохранении показателей извлечения металлов не ниже фактического уровня 2005 года.

И что уже сделано в этом направлении?

В 2006 году Техническая дирекция запустила программу научно-исследовательских работ по достижению указанных показателей обогащения. Для решения задачи проведен значительный комплекс исследований и разработаны революционные приемы и схемы обогащения богатых и медистых руд Октябрьского и Талнахского месторождений. Разработчиком этих инноваций является творческий коллектив специалистов Лаборатории обогащения Норильского филиала «Институт Норильскпроект», ООО «Институт Гипроникель» и ПООФ Заполярного филиала, в котором главная роль принадлежит Ирине Храмцовой, Петру Баскаеву и Валентине Гоготиной. В мировой практике обогащения сульфидных медно-никелевых руд аналогов этой технологии нет.

В чем уникальность разработки?

В сочетании технических новинок, в своей совокупности обеспечивающих заданный результат. Как сегодня принято говорить -- соответствующий подбор факторов и технических приемов позволил получить синергетический эффект. Достижимо в перспективе существенное снижение физической массы никелевого концентрата, направляемого на пирометаллургический передел, а это, в свою очередь, позволит снизить затраты на его переработку в металлургическом цикле и сократить выбросы в атмосферу диоксида серы. Важно, что высокое качество концентрата (15% никеля) получено при сохранении текущего уровня целевого извлечения металлов. Гарантией надежности полученных результатов является то, что исследования по разработке технологии проводились на представительных пробах руды (текущей и перспективной добычи) с использованием реальных реагентов и оборотной воды. По предварительным оценкам, выполненным на основе результатов лабораторных исследований, разработанная технология позволит в 1,5 раза увеличить глубину вывода малоникелистого пирротина в отвальные хвосты; уменьшить количество серы, поступающей в пирометаллургический передел в составе никелевого концентрата, на 1 т никеля: из богатых руд на 20%, из медистых руд на 30-40%; сократить выход сульфидной массы, направляемой в пирометаллургический передел: для богатых руд на 12%, для медистых руд на 4,8%.

Получается, что реализация новой технологии обогащения обеспечит не только экологические, но и экономические преимущества?

В конечном итоге -- да, при условии положительного решения сопряженной задачи. При обогащении руд Талнахского и Октябрьского месторождений формируются три целевых концентрата: медный, никелевый и пирротиновый. Первые два концентрата направляются непосредственно в пирометаллургическое производство -- на медный и Надеждинский заводы. Сквозное извлечение цветных и платиновых металлов из этих концентратов в товарную продукцию весьма высокое -- более 95%. Пирротиновый же концентрат, содержащий до 50% железа и только до 2% никеля, поступает предварительно в цикл химического обогащения, в основе которого лежит автоклавно-окислительная технология. В ходе химического обогащения получают автоклавный сульфидный концентрат с содержанием никеля 10%, направляемый в пирометаллургическую переработку; техническую серу, отгружаемую потребителю на материк, и отвальные железогидратные хвосты, выводимые в отвал. С отвальными хвостами теряются до 14-18% цветных металлов и значительное количество металлов платиновой группы (МПГ). Между качеством получаемого никелевого концентрата и уровнем потерь металлов с железогидратными хвостами автоклавной технологии существует определенный баланс. Поэтому произвольное повышение качества концентратов без одновременного решения сопряженной задачи снижения потерь металлов в «пирротиновой ветви» чревато потерей товарной продукции. В связи с этим возникает острая необходимость в разработке принципиально новой технологии автоклавной гидрометаллургии пирротинов. Задача по разработке такой технологии уже поставлена перед соответствующими специалистами.

В настоящее время программа стратегического развития горно-обогатительного металлургического комплекса ОАО «ГМК «Норильский никель» жестко увязана с долгосрочной стратегией в области утилизации диоксида серы. При этом совершенствование технологии обогащения руды является серьезным резервом сокращения выбросов диоксида серы и минимизации капитальных вложений на строительство сероутилизирующих объектов.

Следовательно, ускорение реализации новых технологий позволит существенно приблизить запланированные результаты -- дышать станет легче, а качество концентрата станет заметно выше, что откроет новые перспективы для развития металлургических переделов.

Литература

1.Классен В. И., Обогащение руд (химического сырья), М., 1979;

2. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики, 2 изд., М., 1984;

3. Горная энциклопедия, т. 2, М., 1986, с. 98-99, 157-60; т. 3, М., 1987, с. 232-33, 529-32;

4. Информационное агентство «Интерфакс».

5. Материалы интервью Андрея Черницына с заместителем начальника Управления отраслевых проектов Горно-металлургической дирекции ЗФ Михаилом Нафталем.

Приложение

Измельчительно-флотационный цех. Классификаторы.

Измельчительно-флотационный цех. Грохоты ТИГР.

Измельчительно-флотационный цех. Ремонт шаровой мельницы на стенде.



Измельчительно-флотационный цех. Сгуститель П-50.

Измельчительно-флотационный цех. Флотомашины ФПМ-16.

Измельчительно-флотационный цех. Шаровая мельница.

Размещено на Allbest.ru