Опыт применения насосного оборудования в горнодобывающей отрасли<//h1>
11.03.2009
Опыт применения насосного оборудования в горнодобывающей отрасли
Исторически сложилось, что значительная часть мировых запасов драгоценных и цветных металлов, а также редкоземельных элементов сосредоточена на территориях бывшего СССР, в частности – России и Казахстане. Однако объемы их добычи за последние годы постепенно падают, а стоимость разработок растет. Одна из главных составляющих этой тенденции связана с истощением крупных месторождений и невозможностью вести работы традиционными методами.
Например, если брать золотодобычу в России, то почти 90% запасов металла сосредоточено в рудных месторождениях, при этом до 80% товарного золота получают из быстро истощающихся россыпей. Похожая ситуация сложилась и на медных и урановых рудниках. Однако добыча рассеянных полезных ископаемых требует перехода от привычных методов к новым высокопродуктивным технологиям, таким как выщелачивание. А следовательно, широкого внедрения современного оборудования, в частности – насосов. Именно они являются ключевым элементом современных способов разработки месторождений.
Технология выщелачивания и насосное оборудование для него
Геотехнологическая разработка месторождений полезных ископаемых методом выщелачивания получила распространение в 60-х годах прошлого века. Метод основан на принципе селективного растворения металлов в различных реагентах и перевода их в легкорастворимые соединения (соли) с последующей направленной миграцией металлосодержащих технологических (продуктивных) растворов и дальнейшим осаждением из них металлов.
Практикующийся в горной добыче метод подземного выщелачивания подразумевает закачку в рудное тело через скважины выщелачивающего раствора. Затем из других (откачных) скважин извлекается продуктивный металлосодержащий раствор, который поступает на дальнейшую переработку (сорбцию, регенерацию и т.д.). Такая система позволяет добиться рентабельной добычи даже в выработанных месторождениях и отвалах.
Разные методики выщелачивания сегодня широко распространены при добыче и извлечении из «хвостов» таких металлов, как уран, медь, цинк, золото, молибден и т.д. Выбор технологии определяется геологическим строением месторождения, минералогическим и элементным составом руд, а также формой нахождения металла в месторождении. Есть и технологические нюансы, характерные для каждого вида добываемого металла. Например, на величину извлечения золота из руд заметное влияние оказывает скорость фильтрации реагента: ее повышение до 3 м/сут приводит к увеличению концентрации металла в выходных продуктивных растворах.
Поскольку технологический цикл при выщелачивании подразумевает использование агрессивных реагентов – растворов кислот и щелочей, при подборе насосного оборудования возникает проблема защиты от коррозии. Очевидно, что единственно оправданным выбором в этом случае являются агрегаты из нержавеющей стали. Вторым важнейшим критерием может служить надежность систем уплотнения – серьезное внимание должно уделяться их конструкции (предпочтительнее картриджевые системы) и материалу вторичных уплотнений. Как правило, чаще всего используются эластомеры, такие как EPDM и FKM. Правильный подбор, в соответствии с условиями эксплуатации, позволяет существенно увеличить сроки работы между ППР.
Среди сравнительно новых способов повышения надежности работы насосов для перекачивания агрессивных сред можно отметить магнитные муфты, которые позволяют обойтись без применения стандартных торцевых уплотнений. Такого рода муфта была, в частности, разработана концерном GRUNDFOS для применения в многоступенчатых насосах CRN различных типоразмеров (вплоть до CRN 90).
Очевидными преимуществами применения магнитных муфт такого рода являются отсутствие любых утечек при перекачивании агрессивных жидкостей, возможность работы со средами, способными повредить обычное торцевое уплотнение: содержащие абразив, кристаллизующиеся и т.д. Особо следует отметить, что, в отличие от предыдущих поколений магнитных муфт, MAGdrive является достаточно доступной по цене, что немаловажно для горной промышленности.
Опыт использования насосов в процессах выщелачивания
Уже более 3-х лет ЗАО «Уралгидромедь» (дочернее предприятие «Русской медной компании») на Гумешевском месторождении (Средний Урал) ведет эксплуатацию первого в России комплекса добычи меди с помощью подземного выщелачивания руды. В создании экспериментального производства участвовали специалисты ЗАО «Уралгидромедь» совместно с компанией SNC-Lavalin Europe Ltd (Великобритания).
Решение о строительстве промышленного комплекса по производству высококачественной меди было принято сразу после подтверждения эффективной работы и экологической безопасности пилотной установки. Проектирование и строительство объекта выполнила компания Outokumpu Technology Oy (Финляндия). Объем инвестиций в создание комплекса экстракции и электровининга составил более $15 млн.
Производство меди состоит из двух участков: геотехнологического поля, где идет подземный процесс насыщения водного раствора меди, и комплекса экстракции и электровининга, где из полученного раствора получают высококачественные
медные катоды марки М00К.
Кислый раствор (H2SO4) под давлением поступает в закачные скважины. Затем из откачных скважин по водоподъемным трубопроводам подаются растворенные соли металлов на поверхность для их последующей регенерации. В результате получается металл со степенью очистки 99,999% (химически чистая медь).
В производственном цикле применяется более 300 наименований насосного оборудования, которое обеспечивает перекачку 60 000 м3 жидкости в сутки. На станции жидких реагентов установлены вертикальные многоступенчатые центробежные насосы в нержавеющем исполнении GRUNDFOS серии CRN с двойными торцевыми уплотнениями (см. рис.2). Они обеспечивают этап выгрузки, подготовки и транспортировки раствора серной кислоты к закачным скважинам.
На перекачке реагента по контуру циркуляции работают погружные насосы GRUNDFOS серии SPR, также в нержавеющем исполнении.
«Могу сказать, что современное насосное оборудование способствует повышению рентабельности производства и помогает оптимизации технологических процессов. Насосы конструктивно надежны, обладают хорошим моторесурсом и характеризуются длительным сроком эксплуатации, в связи с чем являются не только эффективными в производстве, но и экономичными», − отмечает заместитель директора предприятия «Гидромедь» Игорь Ященко.
Также широко применяется метод выщелачивания при добыче урана. Например, на одном из крупнейших месторождений Казахстана (более 45 тыс. тонн урана, по экспертным оценкам), руднике Инкай (п. Тайконур, Сузакский район, Южно-Казахстанская область), добыча выщелачиванием осуществляется более 8 лет.
Здесь в производственной цепочке широко применяются насосы с магнитными муфтами, что оправдано технологическими особенностями добычи урана (высокие концентрации кислоты). Во вспомогательных циклах – на приемке и перекачке из автоцистерн реагента (Н2SO4 , 96-98%) установлены многоступенчатые центробежные насосы из нержавеющей стали CRN32−1 с магнитной муфтой MAGdrive. Подобные же насосы во взрывозащищенном исполнении используются для заполнения топливных цистерн (дизель и бензин).
В основных технологических циклах также работают нержавеющие многоступенчатые насосы. Агрегаты с частотно-регулируемым приводом CRNE 10−22 с торцевым уплотнением Tandem установлены для подачи концентрированной серной кислоты в трубопроводную трассу на полигон для доведения кислотного раствора до требуемой концентрации. Использование ЧРП позволяет оптимизировать затраты электроэнергии на этом участке производства.
Для закачивания и откачивания продуктивного и выщелачивающего раствора в скважинах установлены погружные скважинные насосы в нержавеющем исполнении GRUNDFOS серии SPM14−11N и SPM17−11N (1 для закачки, 6 для откачки). Эти агрегаты перекачивают из скважин урансодержащие растворы, которые подаются на завод для дальнейшего обогащения.
Истощение и потеря качества металлорудных месторождений все острее ставят перед горнодобытчиками вопрос об интенсификации и модернизации процессов добычи. Преимущества выщелачивания в свете этого очевидны: основные процессы переносятся под землю и не требуют участия человека, что оптимизирует производство как технологически, так и экономически. Но современные методы добычи невозможны без применения соответствующей насосной техники как ключевого элемента производственной цепочки.
Пресс-служба ООО «ГРУНДФОС»
Ольга Борисова
Тел.: (495) 506-23-50
[email protected]
[email protected]
|
