Обогащение хрома на научной основе

«АО «ТНК «Казхром», входящее в Евразийскую Группу, является одним из крупнейших предприятий в мире по добыче и переработке хромовой руды. Добывают и обогащают руду на Донском ГОКе в Хромтау», — подчеркивает главный обогатитель АО «ТНК «Казхром» Марина Имекешова.


Марина Анатольевна Имекешова, главный обогатитель АО «ТНК «Казхром»

В составе Донского ГОКа работают две дробильно-обогатительные фабрики (дробильно-обогатительная фабрика № 1 (ДОФ-1) и фабрика обогащения и окомкования руды (ФООР), один дробильный комплекс. Осуществляются дробление, сортировка и обогащение хромовой руды. На обеих обогатительных фабриках приняты гравитационные способы обогащения.

Марина Анатольевна, когда были запущены дробильно-обогатительные фабрики Донского ГОКа?

— Дробильно-обогатительная фабрика № 1 (ДОФ-1) Донского ГОКа введена в строй в 1973 году. С этого момента в стране началось освоение новой технологии обогащения хромовых руд. А уже в 1974 году налажен выпуск хромового концентрата из добываемой руды и начата переработка бедных руд, накопленных во временных складах.

Строительство фабрики обогащения и окомкования руды началось в 1984 году. В эксплуатацию она вводилась отдельными переделами последовательно в течение нескольких лет. Первоначальное название — дробильно-обогатительная фабрика № 2 (ДОФ-2). Но горняки назвали ее фабрикой обогащения и окомкования руды — ФООР.

Какова специфика сырья, перерабатываемого на фабриках?

— Преимущество казахстанских руд — высокое содержание оксида хрома, составляющее в среднем 50 %. Это намного выше, чем в рудах месторождений других стран. Также в казахстанской хромовой руде низкое содержание железа и вредных примесей — фосфора и серы.

— В чем особенность технологической схемы обогащения руды на ДОФ-1?

— Руда перерабатывается по двум трактам — богатому и бедному. На богатом руда дробится и рассеивается на два товарных продукта — класса крупности 10–160 мм и класса крупности 0–10 мм.

На бедном тракте перерабатывается сырая руда с шахт и карьеров. На обогащение бедная руда поступает с усреднительного склада либо напрямую с шахты. Аккумулируется в бункерах и после предварительного грохочения, дробления рассеивается на классы 10–160 и 0–10 мм. Далее направляется на обогащение. На выходе получается концентрат класса крупности 10–160 мм, 3–10 мм и 0–3 мм. Руда класса 10–160 мм обогащается в тяжелой среде. Степень извлечения оксида хрома в концентрат на операции достигает 95 %.

На фабриках идет постоянный процесс модернизации. Ленточные фильтры, установленные на участке обогащения ДОФ-1 для фильтрации процесса обезвоживания, позволяют не только производить процесс фильтрации, но и сократить циркулирующую нагрузку на вспомогательные аппараты.

А как строится технологическая цепочка на ФООР (ДОФ-2)?

— Руда на фабрике обогащения и окомкования руды Донского ГОКа проходит этапы дробления, сортировки и отделения товарной руды класса 0–10 мм.

Концентрат класса крупности 10–160 мм производится путем обогащения бедной руды класса крупности 10–160 мм в тяжелых суспензиях. Бедная руда класса крупности 0–10 мм обогащается на отсадочных машинах, винтовых сепараторах и центробежных концентраторах. На выходе получается концентрат класса крупности 5–10 мм (товарная продукция) и концентрат класса крупности 0–5 мм.

— В технологической лаборатории Донского ГОКа полностью имитированы процессы окомкования и обогащения.


Жанна Куздибаева, начальник технологической лаборатории ДГОКа

В составе ФООР и ДОФ-1 действуют участки по производству окатышей (УПО) с проектной мощностью 700 тыс. т обожженных окатышей в год. Концентрат крупностью 0–5 мм поступает на окускование (окомкование) на УПО.

На предприятии завершена реконструкция отделения обогащения мелких и тонких классов для переработки лежалых шламовых хвостов. Линия переработки идет параллельно основной линии обогащения и обеспечивает извлечение тонких частиц на более эффективных аппаратах — гидроклассификаторах и концентрационных столах. Это позволяет получать концентрат класса крупности 0–2 мм.


Ирина Морозова, начальник отдела охраны окружающей среды ДГОКа


— Отходы обогащения закладываются в выработанное пространство отработанных карьеров. Это один из пунктов плана природоохранных мероприятий. В это же пространство закладываются вскрышные породы и вмещающие породы. Производится переработка шламовых хвостов (вторичное использование). В природоохранную программу Донского ГОКа входят озеленение промплощадок предприятия, ремонт и регулировка топливных систем транспорта, замена аспирационно-технических установок на новые. А также вторичное использование карьерных и шахтных вод в оборотном водоснабжении фабрик и ряд других мероприятий.

— Какая компания разрабатывала для фабрики технологию окомкования?

— Разработчик — фирма «Оутотек». Исходное сырье для окомкования — богатая руда класса 0–10 мм с содержанием основного компонента более 50 %, а также концентрат крупностью 0–5 и 0–3 мм.

— Как строится работа фабричной лаборатории, какое оборудование применяется в процессе анализа сырья и промежуточных продуктов технологической цепочки?

— Подготовка проб для исследования проводится путем опробования на участках дробления, обогащения, окомкования на обогатительных фабриках. Исследованию подвергаются как сухие, так и влажные продукты процесса.

Для дробления руды в лаборатории используются щековые и валковые дробилки: максимальный класс крупности дробимого материала составляет 160 мм, минимальный размер разгрузочной щели — 3 мм. После процесса дробления следует стадия перемешивания проб через желобковый делитель с размером загружаемого продукта от 20 до 3 мм.

Дробленый материал 3 мм измельчается в истирателях ИВЧ-3 до класса крупности -0,16 мм. Время истирания — 4 минуты, материал доводится до порошкообразного состояния.

Определение гранулометрического состава проводится с помощью заводских наборов сит. Сухой рассев до класса крупности 3 мм осуществляется сухим способом, менее 3 мм — способом мокрого грохочения на микронных ситах. Также используется механический ситовый анализатор для сухого и мокрого грохочения. После проведения анализа сита с микронной ячейкой помещаются в ультразвуковую ванну «Сапфир» с целью очищения сетки.

Измельчение осуществляется в лабораторной шаровой мельнице объемом 21,7 л, где мелющим материалом являются металлические шары. Влажные и мокрые продукты высушиваются в сушильных шкафах с максимальной температурой нагревания 450 °С.

Для взвешивания проб применяются электронные и аналитические весы. Диапазон взвешиваемого материала — от 150 кг до 1 мг.

В технологической лаборатории Донского ГОКа полностью имитированы процессы окомкования и обогащения. При лабораторном окомковании используются тарельчатый гранулятор для изготовления окатышей, камерная печь для сушки окатышей с температурой нагревания 450 °С, трубчатая печь для обжига окатышей после зоны сушки окатышей с температурой нагревания 1 100 °С, измеритель прочности гранул окатышей ИПГ-1М.

Также для процесса обогащения применяются лабораторные концентрационный стол СКЛ-2, концентратор KNELSON. Для определения насыпной плотности — виброплощадка СМЖ 739, тарированная емкость.

Массовая доля влаги определяется при помощи анализатора влажности METTLER TOLEDO HR-83. Электромагнитный анализатор применяется для определения магнитной фракции в продуктах. Микроскоп МБ-10 используется при минералогическом анализе и при проведении входного контроля ферросилиция. Все средства измерений имеют сертификат о поверке.

—  Внедрена ли на фабрике АСУ ТП? Какие параметры работы предприятия удалось улучшить?

— Да, на фабриках ДГОКа действует система АСУ ТП. С момента ее внедрения заметно улучшились производительность, обмен данных, качество обслуживания оборудования, снизилось время для выяснения причин аварий и их устранения. Для этого фабрики с 2010 года оснащались оборудованием известной компании Siemens. В 2021 году планируется модернизация оборудования для дробления и обогащения хромовой руды. 

По производству продукции обогатительные фабрики Донского ГОКа самые мощные в мире

В 1990 году достигнут максимальный выпуск продукции в объеме 3 млн 660 тыс. т. ДОФ-2 выпустила концентрата в объеме 601 тыс. т. Два технологических процесса и три внедренных прибора демонстрировались на ВДНХ СССР.

2004 год. Дробильно-обогатительная фабрика (ДОФ) № 2 Донского ГОКа, произведя 821 тыс. т кускового концентрата в корпусе тяжелосредного обогащения, в очередной раз превысила мировое достижение среди аналогичных предприятий.

2005 год. Вновь достигнуты мировые рекорды: ДОФ-2 произвела 863 тыс. т кускового концентрата, а всего с учетом отделения мелких классов — 877,8 тыс. т и передробила 4 660 тыс. т руды.