Домашняя страница База знаний Блог Блог горной промышленности и металлургии Основные факторы, учитываемые при модернизации сгустителя
Вернуться к Горная промышленность и металлургия
мар 5, 2021

Основные факторы, учитываемые при модернизации сгустителя

Проектирование сгустителей выполняется в определенный момент времени и в соответствии с определенными требованиями. Несмотря на то, что режим эксплуатации сгустителя допускает отклонение от проектных параметров в некотором диапазоне, за время в эксплуатации (которое зачастую превышает 20 лет) неизбежно возникнет необходимость в адаптации производства с учетом изменяющихся условий, в связи с чем может потребоваться проведение анализа эксплуатационных характеристик и определения необходимости в реконструкции или модернизации предприятия. Такие изменения условий эксплуатации могут включать следующее:
  • Повышение выработки по массе (т/ч) или объему (м3/ч)
  • Изменения параметров руды, такие как снижение качества или уменьшение гранулометрического состава
  • Изменения в условиях окружающей среды или в получении одобрения со стороны общественности (социальная лицензия)

СУММАРНЫЙ ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРЕДЫДУЩИХ ПЕРЕДЕЛОВ

Первой причиной модернизации сгустителя является необходимость повышения производительности. Зачастую повышение производительности предприятия происходит поэтапно в течение срока эксплуатации, и осознание влияния, которое это может оказывать на эффективность работы сгустителя, зачастую приходит не сразу. Когда предприятие внедряет программу повышения эффективности, происходит поэтапное наращивание выработки по 1-3%, суммарный эффект которого для работы сгустителя не очевиден, поскольку каждое изменение оказывает лишь незначительное влияние на его эксплуатационные показатели. Такие проекты в основном затрагивают предыдущие переделы — измельчение, выщелачивание или флотацию. Однако за 10–20 летний срок такой прирост «эффективности» приводит к повышению выработки на 20–50%. Результирующее снижение плотности сгущенного продукта, повышенный расход флокулянта и отключения по превышению крутящего момента могут оставаться без внимания ввиду ротации или смены персонала, который может быть не в курсе изначальных проектных характеристик сгустителя.

ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РУДЫ

Второй важной причиной для модернизации сгустителей является изменение параметров руды. Тенденция к снижению содержания минералов в руде, перерабатываемой горно-обогатительными предприятиями (см. Рис. 1), общеизвестна. Это происходит по мере истощения легкодоступных, высокосортных участков месторождений и изменения свойства рудных тел. Снижение качества руды обуславливает не только необходимость повышения производительности для поддержания выработки и требуемой рентабельности инвестиций, но и приводит к уменьшению гранулометрического состава питания. Последнее в свою очередь напрямую влияет на характеристики осаждения твердых материалов и требует более точной настройки условий питания и применения более эффективной флокуляции для получения необходимых результатов.

Рисунок 1. Тенденции изменения качества руды, взвешенные по товарной меди — включая планируемые проекты. Источник: Wood Mackenzie.
Рисунок 1. Тенденции изменения качества руды, взвешенные по товарной меди — включая планируемые проекты. Источник: Wood Mackenzie.

Эти изменения могут привести к тому, что эксплуатационные показатели сгустителя опустятся ниже проектных значений или оптимальных с точки зрения требований технологического процесса. Если режим работы сгустителя не соответствует оптимальным или целевым показателям, можно ожидать такие последствия, как уменьшение возврата воды в технологический контур, повышение расхода флокулянта, снижение извлечения и увеличение затрат хвостового хозяйства.

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И СОЦИАЛЬНАЯ ЛИЦЕНЗИЯ

В последние 10–20 лет наблюдается повышение осведомленности и внимания общественности к долгосрочным последствиям воздействия деятельности человека на окружающую среду. Выдача лицензий на осуществление деятельности и выполнение условий ее поддержания подвергаются в настоящее время самому тщательному контролю. Местная общественность предъявляет все более высокие требования к владельцам рудников в плане обеспечения устойчивости окружающей среды и минимизации экологических последствий. Эта так называемая «социальная лицензия» становится все более значимым фактором для эксплуатирующих организаций при принятии решений по оптимизации действующего производства.

Одним из вариантом продолжения эксплуатации горно-обогатительного предприятия является модернизация или реконструкция частей сгустителей с внедрением более новых технологий и оптимизацией типоразмеров компонентов. Модернизация обеспечивает более эффективное использование капитала по сравнению с вариантом установки нового сгустителя, что помимо повышенных затрат на замену оборудования влечет за собой дополнительные затраты на подведение инженерных сетей и трубопроводов к месту нового строительства.

ЭТАПЫ ПРОЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ

Процесс модернизации сгустителя требует выполнения определенных этапов. Каждый этап может иметь различные сроки реализации в зависимости от доступности информации, и последовательность этапов может не быть линейной, как показано здесь.

Рисунок 2.  Типовые этапы проекта модернизации сгустителя.
Рисунок 2. Типовые этапы проекта модернизации сгустителя.

В первую очередь, после определения задачи при рассмотрении возможности реконструкции, необходимо установить пригодность существующего чана, единственного неподвижного компонента, для текущего и перспективного применения. Это можно сделать, либо используя опыт Metso Outotec и имеющуюся базу из 2000 установленных сгустителей для сопоставления и получения ориентировочных сведений о потенциале успеха, либо путем проведения опытных исследований для определения характеристик сгущения материала.

Если анализ предыдущего опыта или результаты исследований указывают на пригодность типоразмеров резервуара, можно продолжить проработку возможностей модернизации.

Проекты модернизации технологической части, на которые приходится около 90% всех проектов модернизации, затрагивают систему питания, включая питающий колодец и систему подачи питания в сгуститель. Важность рассмотрения системы питания в качестве единой установки становится очевидной, если признать, что ее предназначение заключается в обеспечении эффективного использования флокулянта в целях улучшения разделения твердого. Если в питающем колодце не созданы оптимальные для процесса флокуляции условия, процесс не может проходить предусмотренным образом, то есть, плохо сфлокулированные частицы не будут успевать уплотняться и оседать до подъема и попадания в слив. Со стороны питающего колодца к этому нежелательному результату может приводить избыточная или недостаточная энергия, высокая плотность твердых частиц или недостаточное время для образования флокул.

При проектировании системы питания учитываются следующие факторы:

  1. Производительность по твердому
  2. % твердого в питании
  3. Оптимальное разбавление питания
  4. Физические свойства материала, такие как удельный вес и гранулометрический состав
  5. Схема прохождения потока, изменение уровней и количество потоков

После утверждения конструкции и объема работ по модернизации системы питания можно приступать к определению требований к механическому оборудованию, начиная с инженерного исследования. Сюда входит изучение всех конструктивных и механических элементов для определения:

  1. Пригодности состояния, отсутствия коррозии и повреждений, а также
  2. Возможности их применение в изменившихся условиях технологического процесса

Исследование проводится по доступным исполнительным чертежам или, если таковые отсутствуют, путем полного аудита комплекса на площадке с получением достаточных данных для проведения моделирования (анализа методом конечных элементов) всех конструктивных элементов для определения их пригодности с учетом измененной статической и динамической нагрузки. В рамках инженерного исследования рассматривается следующее:

  1. Узел привода
  2. Механизм и граблины
  3. Выпуск сгущенного продукта
  4. Слив
  5. Мост

ОБЪЕМ МОДЕРНИЗАЦИИ И ЕЕ РЕАЛИЗАЦИЯ

После определения всех аспектов и требований заказчика к сгустителю, утверждается объем работ и планы реализации. Объем модернизации может включать следующее:

  1. Лопастной питающий колодец Metso Outotec Vane Feedwell™
  2. Бак питания или деаэрации
  3. Разбавление пульпы в питающем колодце
  4. Модернизация систем транспортировки слива и сгущенного продукта
  5. Узлы привода и питания
  6. Мост и механизмы граблин

Ключевым фактором успеха модернизации является своевременное завершение реализации проекта. Для облегчения задачи выполнение работ всегда планируется на период плановых остановов на ремонт, например, для перефутеровки мельницы или технического обслуживания, с тем, чтобы минимизировать перебои в работе завода и потери производства.

ПРЕИМУЩЕСТВА В РЕЗУЛЬТАТЕ МОДЕРНИЗАЦИИ СГУСТИТЕЛЕЙ

Очевидно, что модернизация сгустителя может быть целесообразным и эффективным способом адаптации оборудования с учетом изменяющихся условий эксплуатации, удовлетворения внешних требований и ожиданий.

Преимущества включают следующее:

  • Повышение эффективности технологического процесса
  • Повышение эффективности капитальных вложений
  • Сокращение эксплуатационных затрат
  • Улучшение экологических показателей
  • Повышение безопасности эксплуатации комплекса

Эти мероприятия могут обеспечить последовательные преимущества, которые можно определить в количественном отношении. Некоторые примеры:

 
Вернуться к Горная промышленность и металлургия