Гидрометаллургия: Технологии будущего
Современная технология переработки сульфидных медно–никелевых руд, применяемая на отечественных и практически всех зарубежных предприятиях, предусматривает стадию получения файнштейна — металлургического полупродукта, концентрирующего все ценные компоненты шихты, и представляющего собой сплав сульфидов никеля и меди, содержащий в небольших количествах примеси железа, кобальт и драгоценные металлы. Эффективность технологии переработки файнштейна в значительной степени определяет технико–экономические показатели всего обогатительно–металлургического производства и себестоимость получаемой товарной металлопродукции.
Даёшь обогащение по-норильски!
Специалистами ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель" предложена высокоэффективная технология сульфатной гидрометаллургической переработки высокомедистого файнштейна. О ней рассказывают ведущие специалисты управления перспективного развития ЗФ "ГМК "Норильский никель" Максим Шур, Игорь Илюхин и Виктор Линдт.
Максим Шур:
– Не всегда гидрометаллургический вариант переработки файнштейна выделялся на комбинате как самостоятельное направление. Чтобы пояснить, почему эта тема вновь приобрела свою актуальность, нужно ненадолго перенестись в середину 90–х годов, когда "новая команда", использовав в первую очередь методы, лежавшие "на поверхности" — оптимизацию численности работников на переделах, повышение производительности на её основе, — пришла к необходимости реконструкции предприятий, внедрения современных технологий.
– Технология у нас оказалась старая?..
– Не везде, не везде. Горное производство у нас традиционно занимает ведущие позиции. Обогащение — я говорю о событиях десятилетней давности — находилось в двойственном положении: новая, Талнахская обогатительная фабрика, где были заложены большие и неиспользованные резервы, и старая, Норильская. В металлургии была наиболее неблагоприятная картина, особенно на никелевом: технология сороковых... Очень старая и затратная. В мире, кроме "Североникеля", подобных технологий уже нигде нет. Причем сырья для работы двух заводов — Надежды и никелевого — было слишком мало. С учетом этих проблем и были разработаны приоритеты дальнейшего развития комбината. Первое. Необходимо наращивать добычу руд. В "привязке" к этому нужно совершенствовать обогащение, чтобы пропустить через него возросшие объемы сырья. Это второе. Третье — увеличивать мощности Надежды и выводить из производства аглофабрику и плавильный цех никелевого завода. И, наконец, полностью перейти на новую технологию переработки файнштейна.
– Это все из задач, поставленных в середине 90–х?
– В 1997 году было дано задание ГМОИЦ разработать новую технологию переработки файнштейна, с чем он очень быстро и успешно справился. Но я забегаю вперед...
– Уточним: аналоги в технологии мировой цветной металлургии существовали?
– Поскольку каждое предприятие в мире уникально, как уникальна его рудная база, то не может быть двух совершенно одинаковых технологий. У нас была задача: мы не могли взять и скопировать готовое, поэтому смело можно сказать, что была разработана СВОЯ технология для такого сочетания меди и никеля, как в талнахских рудах.
Продолжает разговор Игорь Илюхин:
– Еще несколько слов о постановке приоритетов. Всерьез обсуждалось мнение о том, чтобы оставить добычу только богатых руд, закрыть "Заполярный", оставить по минимуму металлургические мощности для производства металлов из богатых руд. В этот период в ГМОИЦ и родилась идея гидрометаллургической технологии.
Максим Шур:
– Споры были — и они продолжаются — о том, какой тип руд и в каком объеме добывать. Однако, возвращаясь к стратегии развития комбината, пришли к выводу, что самый хороший вариант — это уйти от выделения селективных концентратов: медного, никелевого и пирротинового при переработке богатых и вкрапленных руд, и получать единый коллективный концентрат. Это упрощает технологию на обогатительных фабриках. На металлургических заводах это позволяет "подключить" имеющиеся дополнительные мощности медного завода и упростить, что ли, задачу вывода из эксплуатации головных переделов никелевого завода.
– Этот план реализуется сегодня?
Максим Шур:
– Да. Но главное — гидрометаллургическая переработка файнштейна, полученного из коллективного концентрата, имеет ряд преимуществ по сравнению с селективной технологией. Если коротко, то увеличивается извлечение цветных металлов и в наибольшей степени кобальта (сейчас мы много его теряем на конечной стадии) и существенно прирастает извлечение драгоценных металлов.
– А кобальта?
– По нашим расчетам, около 5%, а "сквозное", то есть по всей технологической цепочке, увеличение составит 20%. Переработка коллективного файнштейна позволит — и это достижение наших исследователей — выделить чистый раствор, в котором содержится только никель и кобальт, а драгметаллов нет вообще. При этом выделяется и медный концентрат, где концентрируются все драгметаллы. Это значительно упрощает технологию того же МЦ. Всё это с минимальным участием людей, на современном, автоматизированном производстве. Уникальность норильской технологии подтверждена многими зарубежными разработчиками.
Продолжает Игорь Илюхин:
– Известно, что на месторождениях в других странах содержание меди в рудах невелико, поэтому при выщелачивании файнштейна они сразу получают концентрат с высоким содержанием драгоценных металлов. Мы этого не можем сделать: выщелачивание такого количества меди, как в наших рудах, для получения концентрата драгметаллов более затратно, чем плавка. Это надо подчеркнуть.
– Для того чтобы напомнить, что существуют пределы использования гидрометаллургии? С экономической точки зрения, предложенная технология прибыльна.
Максим Шур:
– Да. Но это "да" следует отнести не только к выщелачиванию — ко всей новой технологии Заполярного филиала, начиная с обогащения.
– Гидрометаллургическую прибыль извлечь не представляется возможным? (собеседники улыбаются) Что–то не так?
Максим Шур:
– Мы думаем, как ответить на ваш вопрос. И руководство хотело бы видеть эффективность каждого проекта, что является достаточно сложной задачей.
Игорь Илюхин:
– В технологическом смысле разорвать всю цепочку невозможно.
– Хорошо, остановимся на цифрах, которые я уже услышал от вас. Но в стратегических задачах "Норильского никеля" гидрометаллургия файнштейна прописана как отдельное направление?
Игорь Илюхин:
– Записана. В решении общего собрания акционеров.
– Ну и?..
– Записано, что надо развивать гидрометаллургическую технологию. Но для этого нужно построить пилотную установку.
– А что, её нет?
Максим Шур:
– То, о чем мы говорим, — это результаты на отдельных технологических стадиях.
– Мы говорим о "лабораторной" гидрометаллургии?
К разговору подключается Виктор Линдт:
– Отдельные операции отрабатывались в полупромышленном масштабе. Счет идет на тонны файнштейна, "перелопаченного" в лаборатории автоклавных процессов ГМОИЦ.
Игорь Илюхин:
– Исследования велись вплоть до выплавки лабораторных анодов, получения катодной меди и переработки шламов.
Максим Шур:
– Такова и общемировая практика разработки новых технологий.
Виктор Линдт:
– Отдельные наши технологические решения защищены патентами. Начиная с 1999 года разработан не один технологический регламент, где зафиксированы все основные режимные показатели, материальные балансы. Есть технический проект фирмы "Бейтман". К оптимизации отдельных операций технологии привлекались институт "Гипроникель", Уральский политехнический институт, "Гинцветмет", поэтому уровень экономической оценки достаточно высок. Проведение комплексных технологических испытаний в непрерывном режиме в пилотном масштабе снимает у любого уровня менеджеров вопросы, которые пока вызывают недоверие. Это нормальное явление...
Максим Шур:
– Проблема в том, что и деньги, и ресурсы всегда конечны. Получается такая картина по затратам: "гора", обогащение, а то, что следом, — это уже вторая стадия.
Виктор Линдт:
– В любом случае, технология выщелачивания файнштейна начинается с "водораздела", который провел Максим Борисович. В мире существует множество технологий гидрометаллургической переработки файнштейна: хлорного выщелачивания, аммиачного... ни одну из них нельзя механически применить к рудам Норильска.
– Вы говорили о том, что предлагаемая технология окажет огромное влияние на экологию?
Виктор Линдт:
– Действительно, стандартные схемы производства включают переделы конвертирования, являющиеся источником образования "бедных" сернистых газов. Десульфурация таких газов технически сложна и высокозатратна.
Технологиями будущего интересовались Виктор МАСКИН, Владимир МАКУШКИН (фото).
Реализация новой технологии позволяет перевести серу в "крепкие" газы, содержащие до 40% SO2, из которых утилизация серы возможна любым из известных способов, в том числе с получением элементной серы. Это даёт реальную возможность создания производства с высокой степенью экологической чистоты и позволяет достичь установленных для ЗФ предельно допустимых нормативов выбросов вредных веществ.
Даёшь обогащение по-норильски!
Специалистами ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель" предложена высокоэффективная технология сульфатной гидрометаллургической переработки высокомедистого файнштейна. О ней рассказывают ведущие специалисты управления перспективного развития ЗФ "ГМК "Норильский никель" Максим Шур, Игорь Илюхин и Виктор Линдт.
Максим Шур:
– Не всегда гидрометаллургический вариант переработки файнштейна выделялся на комбинате как самостоятельное направление. Чтобы пояснить, почему эта тема вновь приобрела свою актуальность, нужно ненадолго перенестись в середину 90–х годов, когда "новая команда", использовав в первую очередь методы, лежавшие "на поверхности" — оптимизацию численности работников на переделах, повышение производительности на её основе, — пришла к необходимости реконструкции предприятий, внедрения современных технологий.
– Технология у нас оказалась старая?..
– Не везде, не везде. Горное производство у нас традиционно занимает ведущие позиции. Обогащение — я говорю о событиях десятилетней давности — находилось в двойственном положении: новая, Талнахская обогатительная фабрика, где были заложены большие и неиспользованные резервы, и старая, Норильская. В металлургии была наиболее неблагоприятная картина, особенно на никелевом: технология сороковых... Очень старая и затратная. В мире, кроме "Североникеля", подобных технологий уже нигде нет. Причем сырья для работы двух заводов — Надежды и никелевого — было слишком мало. С учетом этих проблем и были разработаны приоритеты дальнейшего развития комбината. Первое. Необходимо наращивать добычу руд. В "привязке" к этому нужно совершенствовать обогащение, чтобы пропустить через него возросшие объемы сырья. Это второе. Третье — увеличивать мощности Надежды и выводить из производства аглофабрику и плавильный цех никелевого завода. И, наконец, полностью перейти на новую технологию переработки файнштейна.
– Это все из задач, поставленных в середине 90–х?
– В 1997 году было дано задание ГМОИЦ разработать новую технологию переработки файнштейна, с чем он очень быстро и успешно справился. Но я забегаю вперед...
– Уточним: аналоги в технологии мировой цветной металлургии существовали?
– Поскольку каждое предприятие в мире уникально, как уникальна его рудная база, то не может быть двух совершенно одинаковых технологий. У нас была задача: мы не могли взять и скопировать готовое, поэтому смело можно сказать, что была разработана СВОЯ технология для такого сочетания меди и никеля, как в талнахских рудах.
Продолжает разговор Игорь Илюхин:
– Еще несколько слов о постановке приоритетов. Всерьез обсуждалось мнение о том, чтобы оставить добычу только богатых руд, закрыть "Заполярный", оставить по минимуму металлургические мощности для производства металлов из богатых руд. В этот период в ГМОИЦ и родилась идея гидрометаллургической технологии.
Максим Шур:
– Споры были — и они продолжаются — о том, какой тип руд и в каком объеме добывать. Однако, возвращаясь к стратегии развития комбината, пришли к выводу, что самый хороший вариант — это уйти от выделения селективных концентратов: медного, никелевого и пирротинового при переработке богатых и вкрапленных руд, и получать единый коллективный концентрат. Это упрощает технологию на обогатительных фабриках. На металлургических заводах это позволяет "подключить" имеющиеся дополнительные мощности медного завода и упростить, что ли, задачу вывода из эксплуатации головных переделов никелевого завода.
– Этот план реализуется сегодня?
Максим Шур:
– Да. Но главное — гидрометаллургическая переработка файнштейна, полученного из коллективного концентрата, имеет ряд преимуществ по сравнению с селективной технологией. Если коротко, то увеличивается извлечение цветных металлов и в наибольшей степени кобальта (сейчас мы много его теряем на конечной стадии) и существенно прирастает извлечение драгоценных металлов.
– А кобальта?
– По нашим расчетам, около 5%, а "сквозное", то есть по всей технологической цепочке, увеличение составит 20%. Переработка коллективного файнштейна позволит — и это достижение наших исследователей — выделить чистый раствор, в котором содержится только никель и кобальт, а драгметаллов нет вообще. При этом выделяется и медный концентрат, где концентрируются все драгметаллы. Это значительно упрощает технологию того же МЦ. Всё это с минимальным участием людей, на современном, автоматизированном производстве. Уникальность норильской технологии подтверждена многими зарубежными разработчиками.
Продолжает Игорь Илюхин:
– Известно, что на месторождениях в других странах содержание меди в рудах невелико, поэтому при выщелачивании файнштейна они сразу получают концентрат с высоким содержанием драгоценных металлов. Мы этого не можем сделать: выщелачивание такого количества меди, как в наших рудах, для получения концентрата драгметаллов более затратно, чем плавка. Это надо подчеркнуть.
– Для того чтобы напомнить, что существуют пределы использования гидрометаллургии? С экономической точки зрения, предложенная технология прибыльна.
Максим Шур:
– Да. Но это "да" следует отнести не только к выщелачиванию — ко всей новой технологии Заполярного филиала, начиная с обогащения.
– Гидрометаллургическую прибыль извлечь не представляется возможным? (собеседники улыбаются) Что–то не так?
Максим Шур:
– Мы думаем, как ответить на ваш вопрос. И руководство хотело бы видеть эффективность каждого проекта, что является достаточно сложной задачей.
Игорь Илюхин:
– В технологическом смысле разорвать всю цепочку невозможно.
– Хорошо, остановимся на цифрах, которые я уже услышал от вас. Но в стратегических задачах "Норильского никеля" гидрометаллургия файнштейна прописана как отдельное направление?
Игорь Илюхин:
– Записана. В решении общего собрания акционеров.
– Ну и?..
– Записано, что надо развивать гидрометаллургическую технологию. Но для этого нужно построить пилотную установку.
– А что, её нет?
Максим Шур:
– То, о чем мы говорим, — это результаты на отдельных технологических стадиях.
– Мы говорим о "лабораторной" гидрометаллургии?
К разговору подключается Виктор Линдт:
– Отдельные операции отрабатывались в полупромышленном масштабе. Счет идет на тонны файнштейна, "перелопаченного" в лаборатории автоклавных процессов ГМОИЦ.
Игорь Илюхин:
– Исследования велись вплоть до выплавки лабораторных анодов, получения катодной меди и переработки шламов.
Максим Шур:
– Такова и общемировая практика разработки новых технологий.
Виктор Линдт:
– Отдельные наши технологические решения защищены патентами. Начиная с 1999 года разработан не один технологический регламент, где зафиксированы все основные режимные показатели, материальные балансы. Есть технический проект фирмы "Бейтман". К оптимизации отдельных операций технологии привлекались институт "Гипроникель", Уральский политехнический институт, "Гинцветмет", поэтому уровень экономической оценки достаточно высок. Проведение комплексных технологических испытаний в непрерывном режиме в пилотном масштабе снимает у любого уровня менеджеров вопросы, которые пока вызывают недоверие. Это нормальное явление...
Максим Шур:
– Проблема в том, что и деньги, и ресурсы всегда конечны. Получается такая картина по затратам: "гора", обогащение, а то, что следом, — это уже вторая стадия.
Виктор Линдт:
– В любом случае, технология выщелачивания файнштейна начинается с "водораздела", который провел Максим Борисович. В мире существует множество технологий гидрометаллургической переработки файнштейна: хлорного выщелачивания, аммиачного... ни одну из них нельзя механически применить к рудам Норильска.
– Вы говорили о том, что предлагаемая технология окажет огромное влияние на экологию?
Виктор Линдт:
– Действительно, стандартные схемы производства включают переделы конвертирования, являющиеся источником образования "бедных" сернистых газов. Десульфурация таких газов технически сложна и высокозатратна.
Технологиями будущего интересовались Виктор МАСКИН, Владимир МАКУШКИН (фото).
Реализация новой технологии позволяет перевести серу в "крепкие" газы, содержащие до 40% SO2, из которых утилизация серы возможна любым из известных способов, в том числе с получением элементной серы. Это даёт реальную возможность создания производства с высокой степенью экологической чистоты и позволяет достичь установленных для ЗФ предельно допустимых нормативов выбросов вредных веществ.