НИЦ ТУ УГМК: дроны-маркшейдеры и металл особой чистоты

Сергей Краюхин, директор по науке Технического университета УГМК

В условиях масштабной реконструкции предприятий УГМК возникает необходимость постоянного управления изменениями, их мониторинга и корректировки, анализ большого объема данных для принятия обоснованных технологических и технических решений. Специалисты, в чьих руках это находится, как правило, являются работниками исследовательских подразделений, сочетают в себе высокие профессиональные знания и обладают большим практическим опытом.

Сергей Краюхин,
директор по науке Технического университета УГМК

Исследовательские подразделения в структуре предприятий УГМК существуют практически с момента основания ГОКов и заводов, развиваются вместе с ними: растет квалификация сотрудников, внедряется современное лабораторное и аналитическое оборудование, укрепляется взаимодействие с передовыми научными учреждениями и исследовательскими центрами в сфере НИОКР.

Проведение исследований флотационного извлечения драгметаллов из пиритных огарков

С целью консолидации ресурсов и возможности обмена опытом проведения исследований, внедрения передовых научных разработок на предприятиях УГМК по направлениям «горное дело», «обогащение», «металлургия», «энергетика» и «автоматизация производственных процессов», а также для централизации НИОКР шесть лет назад был создан научно-исследовательский центр при Техническом университете УГМК в городе Верхняя Пышма. Он расположен рядом со штаб-квартирой УГМК. Научно-исследовательский центр оснащен современным аналитическим оборудованием и исследовательскими лабораториями для решения прикладных задач, а также имеет возможности квалифицированной подготовки кадров для предприятий, реализуя современную модель партнерства производства и образования.

Определение теплотворной способности угля
Установка изучения процессов вакуумной дистилляции

Спектр ключевых научных исследований в Техническом университете УГМК концентрируется в три основных направления:

1. Повышение комплексности переработки медно-цинкового сырья на предприятиях УГМК за счет извлечения сопутствующих редких металлов (селена, теллура, висмута, сурьмы, олова, индия, кадмия) и производства новых видов инновационной товарной продукции на их основе в виде сплавов, высокочистых металлов, порошков и индивидуальных химических соединений.

2. Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду за счет вовлечения в повторную переработку лежалых отходов горно-металлургического производства предыдущих периодов, а также совершенствования схем очистки шахтных и карьерных вод на разрабатываемых месторождениях цветных металлов.

Установка для изучения гидрометаллургических процессов

3. Разработка и внедрение на предприятиях УГМК современных технологий, в т. ч. энергоэффективных, интеллектуальных цифровых, в процессах добычи и переработки медно-цинковых руд, пиро- и гидрометаллургического производства меди, цинка и свинца.

В условиях истощения сырьевой рудной базы становится актуальным поиск новых технологий переработки бедных, забалансовых руд, а также рециклинга техногенных отходов. Большие перспективы в решении данных задач видятся в сочетании процессов обогащения с гидрометаллургическими приемами. В этой связи в ТУ УГМК была создана специализированная лаборатория комплексного использования сырья и перспективных разработок.

Выполнение микрорентгеноструктурного анализа медного кека

Для ее оснащения приобретен парк дробильно-сократительного и измельчительного оборудования (сухого и мокрого), грохоты периодического и непрерывного действия, чаны и реакторы для перемешивания и обработки пульп, флотомашины и фильтровальное оборудование (вакуумное и под давлением). При отработке новых технологий для извлечения металлов из растворов выщелачивания сложного состава применяются такие селективные методы концентрирования, как ионный обмен и жидкостная экстракция, а для выделения товарных продуктов из концентрированных промпродуктов целевых металлов — химическое осаждение, электролиз, кристаллизация, распылительная и вакуумная сушка, вакуумная дистилляция. Таким образом, в лаборатории созданы все условия для возможности применения комбинированных флотационно-гидрометаллургических схем с целью переработки сырья сложного состава с последующим концентрированием металлов и выделением товарных продуктов на их основе в виде катодного осадка или порошка, индивидуальных химических соединений или композиций.

Реализация технологий на границе компетенций обогатителей и металлургов стала возможной благодаря применению современной аналитической базы и методов исследований исходных материалов и испытаний конечных продуктов. Для этого применяются следующие методы анализа: рентгенофазовый и рентгенофлуоресцентный анализ, микрорентгеноструктурный анализ (электронная микроскопия с РФА-приставкой), атомно-абсорбционный и атомно-эмиссионный спектральные методы анализа, экспресс-анализ серы и углерода,

УФ-сканирующая спектрофотомерия, лазерный анализ гранулометрического состава, качественный и количественный химический анализ, термогравиметрический анализ, анализ теплотворной способности материалов, углей.

Для выполнения узкопрофильных исследований привлекаются сторонние соисполнители, специализирующиеся на необходимом направлении. Таким образом, научная деятельность в ТУ УГМК находится в постоянном поиске возможной кооперации с представителями научного сообщества, фундаментальной науки. Наиболее тесные контакты мы поддерживаем с институтами Уральского отделения Российской академии наук, университетами Екатеринбурга. Мы видим, что у фундаментальной науки есть необходимые компетенции, оборудование, опытные кадры. Осталось дело за «малым» — применить их возможности для достижения практического результата на предприятиях УГМК и других промышленных холдингов. ТУ УГМК обеспечивает координацию и взаимодействие между потребностями предприятий и возможностями науки.

В 2019 году университет выполнил 36 НИР для предприятий УГМК и три работы для внешних заказчиков. Наиболее сложными, трудоемкими, но максимально интересными и полезными для производств являлись следующие научные разработки:

1) совместно с исследователями АО «Уралэлектромедь» разработана и в настоящее время внедряется технология рафинирования сурьмы;

2) разработана технология извлечения меди из карьерных и подотвальных вод на очистных сооружениях северного медно-цинкового рудника ОАО «Святогор» с экономическим эффектом 26,3 млн руб. в год. Предложения приняты к проектированию нового участка;

3) выполнен лабораторный цикл исследований по рафинированию оловянно-свинцового сплава с применением метода вакуумной дистилляции и последующей реагентной очистки чернового олова. Получено техническое олово марочной чистоты. Исследования по повышению прямого извлечения олова в конечный продукт продолжаются и в 2020 году;

4) завершена успешными испытаниями разработка новой технологии получения электролитического цинкового порошка. Себестоимость полученного порошка в два раза ниже, чем при обычных способах его получения. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии на действующем цинковом производстве составит около 3,7 млн руб/год;

5) разработана технология переработки пиритных огарков филиала «Производство полиметаллов» ОАО «Уралэлектромедь» с получением трех типов концентратов: медного, железо- и золотосодержащего. Работа продолжается;

6) для ПАО «Гайский ГОК» разработана и внедрена система учета расхода воздуха низкого давления на обогатительной фабрике, что позволило по-новому подойти к выбору и приобретению энергоэффективного оборудования. Эффект от внедрения составит 9,1 млн руб.

Исследования ученых университета, проводимые в 2020 году, не менее интересны и увлекательны: от применения летательных аппаратов в маркшейдерских работах до получения теллура особой чистоты методом зонной плавки.

Поделиться статьёй