Модернизация отделения сгущения повысила эффективность технологического процесса на Талнахской Обогатительной Фабрике

ОАО ГМК "Норильский никель" - крупнейший в мире производитель никеля и палладия, один из крупнейших производителей платины и меди. Талнахская обогатительная фабрика (ТОФ) входит в состав Заполярного филиала «Норникеля».  ТОФ перерабатывает богатые и медистые руды месторождений Талнахское и Октябрьское с получением никелевого, медного и пирротинового концентратов.

Обогатительные фабрики (ОФ) являются крупнейшими потребителями воды, в связи с чем, применение оборотного водоснабжения является одним из направлений рационального использования водных ресурсов, так как позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды. Образование сбросных вод влечёт за собой значительное увеличение затрат на их очистку от загрязняющих веществ до уровня предельно допустимых концентраций (ПДК).

ТОФ имеет замкнутый контур оборотного водоснабжения. На технологические нужды используется вода из введенного в 2017г. в эксплуатацию хвостохранилища «Талнахское», очищенные шахтные воды и сливы собственных сгустителей. Объединение потоков оборотных вод осуществляется в пруде-накопителе, который с момента основания фабрики помимо накопительного резервуара выполняет функцию предварительной подготовки воды – в нем осуществляется очистка активированным углем от остаточной концентрации фотореагентов и кондиционирование.

До реконструкции технология обогащения предусматривала сгущение измельченного рудного сырья, хвостов медного цикла и конечных продуктов. Колебания вещественного состава шихты, поступающей на ТОФ, обусловленное непостоянством долевого состава отдельных типов руд в шихте (из-за многопоточной системы поступления исходного сырья с разных рудников), увеличение переработки и ухудшение технологических характеристик сырья привело к возрастанию содержания твердой фазы в сливах сгустителей.

Из-за недостатка площадей в отделении сгущения, в пруде-накопители накопилось большое количество материала, более чем на 65% представленного тонкодисперсным классом крупности менее 10 мкм с содержанием сульфидов (в т.ч. поверхностнооксленных) около 30%.

С конца 2014 года на Талнахской обогатительной фабрике реализуется проект по реконструкции и техническому перевооружению с увеличением мощности по переработки рудного сырья на 30% в 2016 году и еще на 80 % к 2023 году.

При реконструкции фабрики было решено модернизировать 7 радиальных сгустителей по технологии Metso Outotec High Rate Thickener (HRT).  Основными конструктивными особенностями высокопроизводительных сгустителей Metso Outotec HRT являются:

• Питающий колодец, заглубленный до уровня ожиженного слоя;
• Отражательный конус;
• Система авторазбавления и деаэрации питания;
• Автоматическая система контроля и регулирования подачи флокулянта и уровня постели в сгустителе;
• Граблины с низким гидравлическим сопротивлением;
• Гидравлический привод.

В основе процесса сгущения в высокопроизводительных сгустителях лежит эффективная флокуляция – образование рыхлых хлопьевидных агрегатов (флокул) из мелких частиц дисперсной фазы, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой среде. Авторазбавление питания основано на естественной разнице гидравлического давления в питающем колодце и самом сгустителе, в результате чего слив частично поступает в питающий колодец, где исходная пульпа разбавляется, перемешивается и флокулируется.

В верхней зоне разработанного Metso Outotec питающего колодца пульпа смешивается с водой для автоматического разжижения питания и контакта с раствором флокулянта (Рис. 3). Это обеспечивает агрегацию частиц всех размеров, после чего пульпа подается в уже образованную постель. Ожижженная постель работает как фильтр и как создатель флокул, улавливая тонкие частицы, которые не были сфлокулированы в питающем колодце.

Снижение содержания твердого в сливе сгустителя

Применение высокопроизводительных сгустителей Metso Outotec HRT с автоматизированной системой приготовления и дозирования флокулянта обеспечили рост производительности Талнахской обогатительной фабрики с соблюдением норм по содержанию твердой фазы в сливах сгустителей. В период модернизации отделения сгущения ТОФ, менее, чем за один год, удалось достичь существенного снижения содержания твердого в сливе сгустителя (Рис.5).

Повышение производительности при сокращении необходимой площади отделения сгущения

Удельная производительность высокопроизводительных сгустителей Metso Outotec HRT в 3- 10 раз больше производительности обычных цилиндрических сгустителей. Поэтому модернизация основного парка сгустителей позволила сократить необходимую площадь отделения сгушения на 1,3 тыс. м2. Таким образом, модернизация позволила избежать риска образования дефицита производственной мощности отделения сгущения и снижения эффективности работы фабрики в целом.

Следующий (третий) пусковой комплекс проекта «ТОФ-РФ» с увеличением общей производительности фабрики до ~18 млн. тонн в год по сумме руд, будет перерабатывать смесь вкрапленных и медистых руд Октябрьского и Талнахского месторождений в едином потоке. Транспортировка выделяемых концентратов и отвальных хвостов будет осуществляться после их объединения с аналогичными продуктами 2ПК в существующих сгустителях, что также потребует дальнейшей модернизации отделения сгущения.

За основу статьи взята публикация «Реконструкция оборудования отделения сгущения Талнахской обогатительной фабрики по технологии HRT компании Metso Outotec», размещенная в журнале «Цветные металлы», Выпуск №6, 2018г. Авторы статьи: 

Арабаджи Я.Н.¹, Оленников А.С.², Курчуков А.М.¹, Лихачева Т.А.¹

¹ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск, Россия

² Metso Outotec, г. Норильск, Россия