Пористая селитра компании «ЕвроХим» — залог повышения экономики и качества взрывных работ

А.С. Назаров — руководитель направления продаж взрывчатых веществ департамента продаж индустриальных продуктов «ЕвроХим».





Ф.И. Галушко — руководитель направления по буровзрывным работам, ЕМО Дивизион «Горнорудый».


 


Минерально-химическая компания «ЕвроХим» является одной из крупнейших и наиболее динамично развивающихся компаний по производству минеральных удобрений в мире. «ЕвроХим» обладает вертикально интегрированной бизнес-моделью, сочетающей доступ к дешевым при-родным ресурсам и производственным активам, собственную логистическую инфраструктуру, подразделения по оказанию консультационных услуг и международную сбытовую и дистрибьютерскую сеть. 

Среди прочих активов «ЕвроХим» имеет собственные горно-обогатительные компании. Компания обладает доступом к значительному объему запасов магнет-итапатитовых руд (высококачественной фосфатной руды) в России на Ковдорском ГОКе и фосфатной руды в Казахстане. Также компания инвестирует средства в разработку одних из самых крупных мировых месторождений калийных руд, расположенных в России. 

В целях обеспечения собственных горно-обогатительных комбинатов, а также сторонних горных предприятий качественным сырьем для проведения взрывных работ, которые являют-ся одним из основных технологических способов при разработке скальных пород, в 2015 году «ЕвроХим» завершил строительство нового, сверхсовременного завода по производству пористой аммиачной селитры. Завод располагается на территории акционерного общества «Новомосковской акционерной компании «Азот», Новомосковск. Новый продукт является уникальным для российского рынка тем, что впервые в России была использована европейская технология Espindesa (Испания) производства пористой селитры (далее — «ПАС»). Данная технология позволяет получать продукт, обладающий рядом важных преимуществ по сравнению с другими производителями ПАС в России. Однако прежде чем мы опишем данные преимущества, предлагаем ознакомиться в целом с особенностями применения селитры во взрывном деле.

Использование аммиачной селитры (далее — «АС») в качестве компонента промышленных эмульсионных взрывчатых веществ (далее — ПЭВВ) и гранулитов обусловлено ее способностью к экзотермической реакции с выделением кислорода, что делает ее сильнейшим окислителем. ПАС наиболее широко применяется в качестве основного компонента в простейших взрывчатых смесях типа АСДТ и в эмульсионных взрывчатых составах в качестве сухой фазы. К АС в этих составах предъявляются следующие требования — физическая стабильность ПЭВВ при нахождении в скважине и образование стабильной смеси с матричной эмульсией. 

В настоящее время «ЕвроХим» выпускает два вида АС, которая активно используется для изготовления ПЭВВ, а также простейших аммиачно-селитренных взрывчатых веществ, которые получили название гранулиты. Это аммиачная селитра по ГОСТ 2-2013 и ПАС по ТУ 2143-073- 05761643-2013. Для изготовления ПЭВВ применяется аммиачная селитра ГОСТ 2-2013 и ПАС, а для изготовления гранулитов исключительно ПАС.

Рис. 1. Взрывные работы на Ковдорском ГОКе

В зарубежной практике ведения взрывных работ широкое применение нашли простейшие взрывчатые смеси типа АСДТ. В России такие смеси применялись для дробления слабых и средней крепости пород, но использование их в большом объеме сдерживалось нестабильностью состава в части баланса между окислителем и топливом. 

В настоящее время относительная стабильность простейших ВВ достигается введением стабилизирующих добавок, поглощающих ту часть топлива, которая не удерживается «непористыми» гранулами: древесная мука, сухой железорудный концентрат, угольная пыль и др. Принципиальный недостаток таких ВВ состоит в том, что большая часть топлива имеет только поверхностный контакт с окислителем — гранулами АС. Это приводит к уменьшению доли тепловой энергии, поддерживающей детонационный процесс, уменьшению скорости детонации и дробящей способности.

На сегодняшний день наиболее современным способом увеличения эффективности бестротиловых ВВ является применение ПАС, удерживающей не менее 6 % жидкого нефтепродукта в порах гранулы. Это обеспечивает поглощение оптимального количества — 5,6 % нефтепродукта (обычная АС поглощает только 2 %) и, как следствие, высокую эффективность взрывания (повышение энергии взрыва, скорости детонации и снижение газовых выбросов СО и NOx).

Ввиду различия технологий производства ПАС российского и импортного производства отличаются микроструктурой гранул, гранулометрическим составом и пористостью, которая определяет впитывающую и удерживающую способность по отношению к дизельному топливу. Зарубежные компании получают ПАС в основном методом приллирования увлажненного (2–3 % влаги) расплава селитры и дальнейшей сушки гранул. «ЕвроХим» является первым и на сегодня единственным производителем ПАС в России, который в 2015 г. начал производить ПАС указанным способом.

Рис. 2. Завод по производству ПАС в Новомосковске

С целью определения конкурентных преимуществ ПАС сразу после запуска нового производства продукт был протестирован в АО «ГосНИИ «Кристалл» на предмет физико-химических свойств и характеристик продукта. Исследованиям подвергались также образцы ПАС разных заводов-изготовителей: «ЕвроХим» (Новомосковск), «Уралхим» (Березники), «Акрон» 
(Новгород), «СДС» (Кемерово), «Yara» (Швеция).

Ниже приведены результаты исследований.
1. Определение грансостава образцов:

• наибольшее содержание гранул размером 1–2 мм около 85 % имеют образцы «ЕвроХим», «Акрон» и «Yara»;
• минимальное количество мелкой фракции менее 1 мм содержится в образце «ЕвроХим». 

2. Определение насыпной плотности показало, что все образцы по данной величине имеют примерно один уровень и находятся в диапазоне от 0,74 до 0,77 г/см3 и несколько более высокий показатель у образца «Yara».

3. По величине прочности гранул образцы «ЕвроХим» и «Yara» имеют показатель 850–870 г/гран, а остальные образцы имеют низкую прочность, что может привести к слеживаемости гранул и вызвать повышенное пылеобразование.

4. Важной характеристикой ВВ также является физическая совместимость АС и ДТ (в российской практике: впитывающая и удерживающая способность).

Исследование впитывающей способности гранул показало, что образцы «ЕвроХим» имеют впитывающую способность в среднем на 35–40 % выше, чем у других производителей в РФ.

Исследование удерживающей способности ДТ показало, что данный показатель у ПАС «ЕвроХима» почти в 2 раза выше, чем у альтернативных производителей в РФ.

5. Исследования совместимости образцов с матричной эмульсией показали:

• по качественному показателю электрической емкости стабильность эмульсии не изменяется у образцов «ЕвроХим» и «Yara» и наблюдается снижение качества и стабильность эмульсии у остальных образцов;
• аналогичные результаты получены по показателю водоустойчивости, что подтверждает вывод о хорошей совместимости образцов «ЕвроХим» и «Yara» с матричной эмульсией.

6. Исследования микроструктуры образцов показало, что микроструктура образцов «ЕвроХим» идентична образцам «Yara» с мелкозернистой структурой. 

АО «ГосНИИ «Кристалл» проведены также сравнительные испытания детонационных свойств смесей АС-ДТ на пористой аммиачной селитре, изготовленной на российских заводах-изготовителях «ЕвроХим», «Уралхим», «Акрон», «СДС» и лучшей зарубежной селитры фирмы «Yara» в металлических трубах с внутренним диаметром 40 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 500 мм. Полученные величины скорости детонации смесей АС-ДТ показывают, что наилучшие результаты показаны на зарубежной селитре фирмы «Yara» около 3800 м/сек. и немного ей уступает лучшая отечественная селитра компании «ЕвроХим» в пределах 3600 м/сек. Смеси на селитре других производителей показали более низкие скорости.

Таким образом использование качественной ПАС позволяет в широких масштабах применять дешёвые простейшие ВВ, повышать качество дробления, уменьшать токсичное газовыделение и значительно увеличивать срок хранения.

Рис. 3. Гранула ПАС производства «ЕвроХим» (фотография ИПКОН РАН)

На собственных горных предприятиях «ЕвроХима» ПАС начала использоваться сразу после запуска нового производства. В настоящее время при производстве взрывных работ в АО «Ковдорский ГОК» используется ПАС и селитра ГОСТ 2-2013 для изготовления ПЭВВ (эмулиты ВЭТ300 и ВЭТ700). ПАС используется как основной компонент для смесей тяжелого АНФО (ВЭТ300) и как сухая фаза в составе качаемых ПЭВВ (ВЭТ700). Применение высококачественной ПАС возволило снизитиь удельный расход ПЭВВ ввиду более низкой плотности гранулы ПАС, а также решить ряд вопросов с экологическим дейсвием массовых взрывов, при которых наблюдалось сильное выделение ядовитых газов NOx.

В результате исследований физико-химических свойств и характеристик ПАС, проведённых АО «ГосНИИ «Кристалл», а также рядом производителей ВВ в России и Казахстане, можно с твердой уверенностью заявить, что ПАС, изготовленная НАК «Азот», обладает отличной впитывающей и удерживающей способностью гранул, что является залогом изготовления взрывчатых веществ как эмульсионных, так и простейших (АС-ДТ).

В заключение стоит отметить, что уже многие российские производители взрывчатых веществ оценили качество ПАС производства МХК «ЕвроХим». Более 25 горно-добывающих объектов и карьеров в России и Казахстане регулярно используют ПАС МХК «ЕвроХим» на своем производстве, и их число ежемесячно растет. Производитель развивает продажи ПАС не только на рынках России и Казахстана. Большинство международных ведущих производителей взрывчатых веществ, такие как компании Orica и Maxam, уже успешно протестировали ПАС производства МХК «ЕвроХим» на своих объектах за рубежом и признали его лучшим на российском рынке по своим качественным характеристикам. Поставки ПАС на экспортные рынки растут с конца 2016 года. По оценкам «ЕвроХима» в течение следующих 3 лет экспортные поставки должны достичь 250 тыс. мт ПАС в год. 

---

Минерально-химическая компания «ЕвроХим»
Тел.: +7 495 795-25-27
www.eurochemgroup.com

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 3 (37)/сентябрь 2017 г.