Технологический аудит и модернизация обогатительных фабрик

А.А. Соколова (Баранова) — заместитель директора по обогащению ООО «Современные технологии проектирования».

Одной из возможных стратегий обеспечения постоянно растущих потребностей рынка минеральных ресурсов является наращивание производственных мощностей действующих предприятий по обогащению полезных ископаемых (рис.1). С этой целью недропользователи осуществляют модернизацию производства, которая включает как замену устаревшего или не отвечающего новым требованиям по производительности оборудования, так и увеличение количества машинного времени работы обогатительной фабрики [1].

Рис. 1. Флотационное отделение обогатительной фабрики 

В проектную организацию идея технического перевооружения или реконструкции того или иного предприятия попадает в основном уже в виде готового технического задания с перечнем заменяемого или вновь устанавливаемого оборудования. При этом в ходе проектирования может выясниться, что предлагаемое в техническом задании оборудование не подходит для решения поставленной задачи и не обеспечит либо требуемые качественные показатели обогащения, либо требования к производительности, а иногда и то и другое.

Еще одной «больной темой» для проектировщика при разработке проектов по модернизации обогатительных фабрик является преждевременная закупка оборудования. Зачастую новое оборудование уже лежит на складе, а техническое задание еще не сформировано. В таких ситуациях проектировщики вынуждены встраивать в проектные решения не оптимально подходящее под процесс оборудование, а то, что уже имеется в наличии.

Рис. 2. Радиальный сгуститель после модернизации

К примеру, при разработке проекта реконструкции одной из углеобогатительных фабрик выяснилось, что решение о замене горизонтальных центрифуг для обезвоживания шлама на центрифуги вертикальные, принятое руководством фабрики, в условиях реального производства не позволяет осуществлять нормативное обслуживание оборудования, не учтены габаритные размеры оборудования, которое, к слову, на момент подготовки проекта уже было закуплено и частично доставлено на промплощадку. Там же уже на финальной стадии готовности проектной документации обнаружилось, что на фабрике осуществляется монтаж коммуникаций, законтрактованных еще 1,5–2 года назад и не вписывающихся в концепцию разрабатываемого нового проекта.

Рис. 3. Аппарат для сгущения и осветления суспензий трехколодцевый 

В качестве еще одного примера можно привести одну из золотоизвлекательных фабрик, на которой проводился аудит участка сгущения (рис. 2). С увеличением производительности ЗИФ участок сгущения флотоконцентрата перестал справляться с поступающей нагрузкой, в следствие чего в плохо осветленный слив уходила и часть флотоконцентрата, что влекло за собой потери ценного компонента. В качестве решения ИТР ЗИФ предполагалась установка дополнительного радиального сгустителя, однако в ходе проведения технологического аудита участка сгущения по результатам лабораторных исследований пульпы питания было установлено, что для нормального функционирования участка не потребуется установка дополнительного оборудования. Мероприятия по оптимизации включали кондиционирование пульпы перед подачей на сгущение с целью поддержания оптимального содержания твердого в питании сгустителя [2], а также модернизацию существующего сгустителя с установкой дополнительного колодца хлопьеобразования (рис. 3) по технологии, разработанной и запатентованной АО «Гормашэкспорт» [3].

Как видно из приведенных примеров, принятие решений по модернизации производства без привлечения внешних экспертов чревато недочетами, которые могут привести к значительным материальным затратам [4]. Ведь широко известно, насколько многозадачными приходится быть инженерно-техническим работникам любой обогатительной фабрики. И зачастую в водовороте ежедневных задач, таких как соблюдение плана переработки, контроль качества товарной продукции, организация производственных процессов, работа с персоналом и многое другое, технологу или главному инженеру фабрики крайне сложно выделить время на размышления о возможных путях оптимизации производства. Еще сложнее специалисту, отработавшему на конкретной фабрике несколько лет, посмотреть на технологическую схему «свежим» взглядом и оценить, в чем же действительная причина неработоспособности того или иного процесса.

Рис. 4. Схема цепи аппаратов обогатительной фабрики

Часто мы имеем не четко выстроенную стратегию по достижению требуемых качественных и количественных показателей работы обогатительной фабрики, а ситуативное «залатывание дыр» в технологическом процессе, чтобы работало сейчас, а проблемы отдаленной перспективы не рассматриваются.

Сжатые сроки проектирования и постоянные «обновления в концепции» в ходе выполнения проектных работ, при отсутствии четкой понятной стратегии развития предприятия, усугубляют ситуацию.

Технологическую схему обогатительной фабрики не зря называют схемой цепи аппаратов. Действительно, технология ОФ — это неразрывная цепочка взаимозависимых технологических процессов (рис. 4), и при «западании» хотя бы одного из «звеньев» этой цепочки, взаимодействие нарушается. В случае некорректной работы даже одного процесса на обогатительной фабрике, нарушается функционирование и всей технологической схемы в целом [5]. Отсюда следует, что точечное воздействие на технологию обогатительной фабрики не поможет решить имеющиеся проблемы, а иногда и создаст новые.

В современном менеджменте не обойтись без построения четкой стратегии развития — понимания куда и какими шагами движется бизнес. И в первую очередь для этого необходимо сформировать корректное представление о текущем положении дел: определить ту самую точку А, с которой мы будем начинать изменения.

Рис. 5. Участок сгущения углеобогатительной фабрики в «точке А»

На наш взгляд, при возникновении задачи по модернизации обогатительной фабрики, нужно начинать с построения детализированной стратегии развития, включающей определение точки А (существующее положение, эффективность работы технологических процессов, «узкие» места технологической схемы) и поэтапный план реализации изменений в части технологии, которые и приведут к требуемому результату — точке Б.

Для выполнения такой задачи все чаще обогатительные фабрики привлекают проектные и научно-исследовательские компании, обладающие экспертностью в области обогащения полезных ископаемых. т.к. опытные специалисты могут помочь взглянуть на технологическую схему под другим углом, увидеть неочевидные причины нарушений в работе того или иного процесса.

Результатом проведения технологического аудита обогатительной фабрики должен быть отчет, включающий описание всех этапов проведения работы в соответствии с заранее согласованной программой проведения технологического аудита, а также рекомендации по модернизации и оптимизации технологической схемы фабрики.

Поскольку технологический аудит все же более можно отнести к научно-исследовательской работе, то и отчет должен быть оформлен в соответствии с ГОСТ 7.32-2017 [6]. Программа проведения технологического аудита обогатительных фабрик должна в себя включать:

• сбор и анализ исходных данных — изучение сырьевой базы предприятия, проектно-разрешительной документации, отчетности о качественно-количественных показателях работы фабрики за последнее время;
• обязательное посещение предприятия с целью визуального осмотра и оценки работы технологического процесса, соответствия фактического положения проектным решениям и требованиям технологических регламентов, выявления «узких» мест технологической схемы;
• проведение лабораторных исследований (при необходимости) для получения данных о конкретных параметрах отдельных технологических процессов;
• разработка рекомендаций по модернизации действующего производства с целью уменьшения технологических потерь ценного компонента с отходами производства и повышения качества выпускаемой товарной продукции;
• разработка отчета о проведении технологического аудита обогатительной фабрики.

Немаловажным фактором в такой ситуации будет то, по каким критериям предприятие будет оценивать и выбирать инжиниринговую компанию для проведения технологического аудита. Здесь должны рассматриваться следующие факторы:

• наличие сведений об уже реализованных проектах в части технологического аудита;
• наличие публикаций по теме, оценка рейтинга изданий, в которых опубликованы материалы;
• наличие и оценка собственных методик компании по проведению технологического аудита;
• данные о квалификации кадровых ресурсов, планируемых к привлечению в данной работе;
• оценка соответствия стоимости работ среднерыночным ценам на аналогичные виды работ.

Таким образом, оптимизация производства путем построения понятной и адекватной стратегии развития позволит избежать большинства ошибок и проблем, в том числе и финансовых потерь, с которыми сталкиваются предприятия, решающие вопросы модернизации предприятия путем точечного решения задач.

Рис. 6. Визуализация проектных решений по модернизации ОФ

В основе такой стратегии заложено осознание точки А, в которой технологическая схема находится сейчас (рис. 5), для понимания какие задачи нужно решить, чтобы прийти к точке Б, желаемому результату оптимизации производства (рис. 6).

Технологический аудит позволяет увидеть точку А: оценить корректность и соответствие существующей технологической схемы обогащения параметрам перерабатываемого по этой схеме минерального сырья, эффективность работы технологических процессов, состояние и работоспособность технологического оборудования, его соответствие требованиям технологического процесса. Что, в свою очередь, позволяет получить понятный перечень направлений и способов реализации решений по модернизации производства и оптимизации технологических процессов.

1. Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Изд-во «НЕДРА», 1965. С. 504.
2. Бауман А.В. Анализ агрегативной и седиментационной устойчивости технологических пульп // Обогащение руд. 2018, № 2, с. 55–60. DOI 10.17580 / or. 2018.02.10.
3. Патент на полезную модель № 7188. Республика Казахстан. МПК B 01 D 21/02, В 01 D 21/06. Аппарат для сгущения и осветления суспензий трехколодцевый / Бауман А.В., Степаненко А.И., Баранова А.А. Опубл. 10.06.2022, Бюл. № 23.
4. Бауман А.В., Степаненко А.И., Баранова А.А. Теоретические основы и практика проектирования процессов и аппаратов сгущения рудных пульп // Обогащение руд. 2023, № 1, с. 46–52. DOI 10.17580 / or. 2023.01.08.
5. Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых, учебник. В 2 т. — М.: Руда и металлы, 2007. 6. ГОСТ 7.32-2017. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (61)/сентябрь 2023 г.