Новые технологии для горнорудного комплекса: как извлечь больше металлов, расходуя меньше реагентов и денег

Горнодобывающая отрасль немного выдохнула после трех лет «финансового фитнесса». На фоне некоторого улучшения экономики на итоги 2017 года предприятия смотрят с осторожным оптимизмом. Предыдущий год стал успешным для рынка металлов, особенно порадовали цинк, сталь, никель, железная руда. Цены немного подросли при сохранении конкурентной себестоимости.

В первом полугодии 2017 года экспорт металлов из России увеличился на 30,8% в денежном выражении (хотя в физическом снизился на 3,9%). Однако до стабильности рынка еще далеко. Горнодобывающие компании по-прежнему не хотят ввязываться в масштабные проекты, требующие серьезных вложений. Остается два варианты: снижать операционные издержки и повышать производительность.

По большому счету в горнорудном комплексе все работает. Просто на старых технологиях. Бизнес и должен быть консервативнее и «трезвее» инноваторов, пока внутри самого бизнеса четко не формируется конкретная задача, требующая новых решений.

Для того чтобы развиваться дальше, необходимо увеличить отдачу и снизить издержки на производство из руд соответствующих концентратов для переработки. «Богатые» руды с большим содержанием полезных компонентов уже выбраны, принципиально новых богатых месторождений не открыто.

Дело даже не в том, что в советское время геологоразведка была выстроена прекрасно, а сегодня все плохо. Геологи в СССР хорошо поработали, относительно легкодоступные местонахождения открыты и выработаны. У всего, что открывают сейчас на Севере, «тяжелая» логистика: например, к уникальному во всех отношениях месторождению РЗМ Томтор до сих пор не могут подступиться с внятным экономическим проектом.

Остается либо извлекать металлы из бедных руд (и соответственно увеличивать затраты для получения концентрата с достаточно высоким содержанием целевых компонентов), либо перерабатывать накопленные ранее «хвосты» (фактически - это бедные руды, из которых раньше извлекать целевой продукт было невыгодно или невозможно).

Во всех случаях нужно «что-то придумывать», то есть создавать инновации.

Обозначенные задачи решаются через применение флотационных процессов, без которых сейчас не работает ни одно производство цветных металлов. Сложность при подборе флотореагентов в том, что они должны быть относительно дешевы, эффективны и доступны, а этим показателям отвечает далеко не вся тривиальная химия.

Современное состояние проблемы применения химических реагентов на горно-обогатительных предприятиях сформулировали участники второй конференции «Флотационные реагенты – 2017», которая состоялась в Москве в конце мая. Спрос на флотореагенты растет (суммарное потребление увеличилось на 25 тысяч тонн в год в сравнении с 2011 годом), но компании предпочитают работать с проверенными технологиями, потому что риски достаточно велики.

Проблема в том, что действующие отечественные производства химии для горно-обогатительных заводов не могут удовлетворить растущий спрос. В России выпускают 86% реагентов для переработки руд, при этом амиловый ксантогенат калия, бутиловый ксантогенат натрия, сульфид натрия и ряд других поставляются исключительно по импорту.

С 2015 г. «Волжский оргсинтез» является единственным российским производителем сероуглерода и, соответственно, ксантогенатов. Нарастить объемы производства предприятие не может либо по технологическим ограничениям, либо потому что его и так все устраивает.

При этом развитие альтернативных отечественных производств того же ксантогената упирается в наличие доступного на рынке сероуглерода. «Волжский оргсинтез» продает его в Европу, и экспортные поставки ему, наверняка, более интересны. Зачем реализовывать сырье для получения ксантогената внутри страны и растить себе конкурентов.

В совокупности все факторы (увеличение спроса в связи с открытием новых горно-обогатительных фабрик и расширением производства действующих, снижение внутреннего предложения) привели к росту зависимости от импортных поставок реагентов. За последние 10 лет ввоз в Россию ксантогенатов вырос в 40 раз. В целом доля зарубежных поставщиков достигла 12% по итогам 2016 года.

Обычная история. Западным партнерам больше доверия и это нормально. Про инновации приятно поговорить на конференциях. Но реальным цифрам и экономическим расчетам люди не разучились еще доверять. Мы собираемся рассказать про уже имеющиеся разработки новых флотореагентов, способных не просто заменить зарубежные аналоги, но и существенно повысить прибыль горно-обогатительных предприятий.

Арифметика в этом вопросе простая: даже при расходах флотореагентов всех типов около 50-100 г/т и объемах переработки в сотни тысяч тонн (даже на одной фабрике) получаются весьма приличные материальные затраты. С учетом бедности руд и огромных объемов переработки повышение степени извлечения металлов дает предприятию существенную экономию.

ИХТЦ совместно с партнерами разработал новый флотационный реагент «P-flow3», предназначенный для повышения показателей флотационных процессов в горно-рудной промышленности.

Он представляет собой активный композиционный материал, сочетающий свойства пенообразователя и сильного собирателя для сульфидных минералов.

Эксперименты с «P-flow3», проведенные в 2016-2017 годах на медно-цинковой руде Ново-Шемурского месторождения, показали, что использование реагента «P-flow3» в цикле коллективной медно-цинковой флотации позволяет увеличить извлечение меди в концентрат на 1,09% и цинка на 2,14% при общем расходе в циклах основной, контрольной и перечистной операций в 20-40 г/т, что говорит о его сильных собирательных свойствах.

При этом расход основного реагента-собирателя ксантогената сокращается на 25-50%, а расход традиционно используемого пенообразователя снижается на 100 %. Повышение извлечения происходит за счет увеличения выхода коллективного концентрата.

Сравнительные результаты флотационных опытов с применением реагента «P-flow3» и без него приведены в таблице.

Второй поставленный нами на производство продукт - флотационный реагент «D-press», позволяющий усиливать депрессию активированных цинковых минералов в циклах селективной флотации медно-свинцово-цинковых концентратов полиметаллических руд и медно-цинковых концентратов медно-цинковых руд.

По данным лабораторных исследований и промышленных испытаний, использование реагента «D-press» позволяет повысить извлечение меди, свинца и цинка в концентраты и повысить их качество. При этом расход традиционных депрессоров цинковых минералов, цинкового купороса и сульфита натрия, сокращается до 50 %.

Специалисты Инжинирингового центра подготовили технико-экономический расчет применения нового реагента. Экономический эффект от использования «D-press» на обогатительных фабриках достигается за счет снижения расхода реагентов и электроэнергии и получения прибыли от дополнительно извлеченного металла. Ориентировочно суммарный экономический эффект составляет 100-120 млн. руб. в год при переработке 400-500 тыс. тонн полиметаллической руды в год.

Применение реагента «D-press» позволит:

Мы готовы предоставить любую дополнительную информацию, провести лабораторные и промышленные испытания на руде заинтересованного предприятия.

В рамках апробации и промышленных испытаний оказываем методическую помощь по конкретному режиму флотации, предоставляя образцы реагентов «P-flow3» и «D-press» для апробирования в лабораторных или производственных условиях за свой счет.

Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!