Страницы истории. ДОФ: стремление к качеству

Двойной юбилей отмечает в нынешнем году дробильно-обогатительная фабрика (ДОФ) «Магнезита», куда, как в ускоренную стремнину, стекается добытое магнезитовое сырьё, а после первичной переработки растекается по другим переделам. Первая дата – 85-летие с момента сдачи в эксплуатацию корпуса крупного дробления дробильно-сортировочной фабрики – стартового объекта ДОФ. Второй юбилей – 65-летие с момента пуска ДОФ-2 в составе комплекса первой очереди нового завода. В него вошли Волчьегорский рудник, ДОФ-2, цех магнезитовых порошков №3 (ЦМП-3) и цеха кирпича (в дальнейшем цех магнезиальных изделий №1 (ЦМИ-1)).


Ввод в эксплуатацию ДОФ-2 и ЦМП-3 был одновременным, поскольку технологии этих подразделений завязаны в единую производственную цепочку. Фабричная часть включала дробление сырья, привезённого из карьера, его сортировку (много позже стало применяться обогащение магнезита) и доставку на обжиг во вращающиеся печи ЦМП-3 по грузовой подвесной канатной дороге (ГПКД).


14 февраля 1956 года по канатной дороге в направлении ЦМП-3 была пущена первая вагонетка с дробленым магнезитом, украшенная красным флагом. Первая очередь пускового комплекса ДОФ-2 производительностью 765 тысяч тонн в год включала отделения крупного, среднего и мелкого дробления, корпуса сортировки №2 и №4, склад готового магнезита с двумя грейферными кранами, воздушно-канатную дорогу №1. Этим перечнем мы ограничимся в описании мощностей фабрики и их наращивания – это огромная лавина дел и необъятная фактура. В этом кратком обзоре мы расскажем о развитии подразделения в ключе, касающемся эффективности производства и улучшения качества сырья.


Дробление и ручная сортировка


Необходимость в дроблении магнезита и строительстве фабрики возникла в начале 1930-х годов, когда с внедрением в карьерах механизированных процессов бурения и погрузки сырье стало более крупным. Стройка началась в декабре 1933 года, в 1936 году, как уже было сказано, заработал корпус крупного дробления, а на следующий год – среднего.

Качество сырья, поступившего на фабрику, улучшалось за счет раздельного дробления по сортам и ручной отборки пустых пород на движущихся ленточных конвейерах. Это позволяло при подаче магнезита с засоренностью до 5% выбирать до 2,5% пустых пород, что должным образом не решало проблему обогащения.


В гуще потока


Качественный прорыв начался в 1971 году – со строительством на ДОФ первого в СССР отделения обогащения магнезита в тяжелых суспензиях, осуществлявшееся по проекту «Уралмеханобра» (Свердловск) и «Механобра» (Ленинград). В июле 1975 года отделение начинает работать, а через 10 месяцев выходит на проектную мощность (765 тысяч тонн концентрата в год) и даже значительно превышает её, произведя за этот срок 780 тысяч тонн.


Обогащение в тяжелых средах является механическим, производится с помощью суспензии (состоящей из воды и ферросилиция и магнетита), чья плотность является промежуточной между магнезитом и его примесями (от 2,98 г/см3 до 3,1 г/см3 в зависимости от сырья). По закону Архимеда, магнезит, как более плотный, в ней тонет, а доломит и диабаз всплывают на поверхность и удаляются.


Обогащался магнезит по двум потокам – мелкой и крупной секций. Фракция 60- 8 мм обогащалась в конусном сепараторе, а фракция 150-60 мм – в барабанном. В процессе строительства в отделении были внедрены технические новшества: изменена конструкция конусного сепаратора, заменены насосы по перекачке отмытой суспензии на аэролифты, увеличена крупность обогащенного магнезита по мелкой секции. Пуск отделения обогащения высвободил от тяжелой ручной работы 80 женщин-сортировщиц. Достигнутые результаты в освоении нового метода фабрики были представлены на ВДНХ, а руководители были награждены медалями выставки.


Помимо механического обогащения, опробовались и другие методы. В 1977 году на базе опытно-промышленной установки обогащения магнезита в тяжелых суспензиях по проекту «Уралмеханобр» и института ВОСИО было построено и пущено в эксплуатацию отделение обогащения магнезита химическим способом, с получением окиси магния до 96-97%. Одновременно был построен административно-бытовой корпус, соединенный с корпусами отделения обогащения теплым переходом. В новом здании расположились администрация фабрики, бытовые помещения с раздевалками, сауна, здравпункт, лаборатория , зал на 160 мест.



От «мокрого» – к «сухому»


B последующие годы основным направлением технического развития ДОФ стало внедрение автоматизированных систем управления потоками сырья и новых, прогрессивных технологий обогащения и сортировки дробленого магнезита. В 2011-2012 годах была внедрена система порционной сортировки магнезита с помощью лазерных анализаторов NAYA 6060 на участке дробления. Для этого были установлены анализаторы на ленточных конвейерах №50 и 51 с исполнительными механизмами, автоматически переключающими потоки сырья.


В 2012 году система порционной сортировки концентрата была внедрена на участке обогащения посредством установки лазерного анализатора на ленточном конвейере КД-1.


В 2015 году на участке обогащения ДОФ был проведен эксперимент по сортировке магнезита новым методом – с помощью рентгено-трансмиссионного сепаратора Х-rау Sorting System, который дал положительные результаты. В итоге «мокрые» способы обогащения, применявшийся на ДОФ на протяжении более 40 лет, сменил «сухой» способ получения полезного компонента. В настоящее время применяется сортировка на рентгено-трансмиссионных сепараторах XSS (T) 100 и XSS (T) 200, первый из которых был установлен в 2015 году, а второй в апреле-мае 2017 года. Прошедшее время показало, что они отлично справляются со своей главной задачей – извлекают максимум полезного, качественного компонента. И в прошлом году на «Магнезите» был установлен третий рентгенотрансмиссионный сепаратор, который стал частью мобильного дробильно-сортировочного комплекса (ссылка на материал).


Принцип действия трансмиссионного (или рентгенографического) сепаратора (РТС) основан на свойстве материалов поглощать рентгеновское излучение, которое измеряется при помощи специальных детекторов. Сортировка происходит, исходя из разницы в интенсивности излучения. Двигаясь последовательно по ленте, куски горной массы просвечиваются рентгеном. Программа обеспечивает срабатывание пневматического клапана в момент прохождения мимо него некондиционного куска магнезита. Сжатым воздухом его отбрасывает в промежуточный бункер. А концентрат падает в другой бункер и в последующем по системе конвейеров поступает на дробление.


- Рентгенографическое сепарирование имеет и ряд других преимуществ, – рассказывает об эффективности нового метода главный инженер ДОФ Иван Кружков. –Одно из них – вовлечение в оборот сырья из отвалов, образовавшихся в результате применения метода обогащения в тяжёлых суспензиях. До 2015 года в отвалы свозилась руда с содержанием кальция и кремния выше допустимой в производстве огнеупоров нормы, поскольку по плотности она практически совпадает с чистым магнезитом, и её разделение в тяжелых средах не представлялось возможным. Теперь и этот некондиционный материал используется для извлечения годного сырья. Рентгеновский агрегат способен отделять не только доломит от магнезита (обогащение в тяжелых средах предназначается исключительно для этого), но и магнезит с различными показателями примесей.


По воздуху – лучше и чище


Свои преимущества имеет и канатная дорога ДОФ, чьи ажурные металлоконструкции, протянувшиеся на километры, стали украшением местных пейзажей. При этом канатная дорога — экологичный транспорт, который не дымит и не коптит. В поддержание работоспособности и реконструкцию ГПКД вкладываются немалые средства, и оно того стоит.


- При беглом сравнении технико-экономических показателей перевозки сырья автомобильным транспортом и подвесной канатной дорогой, кажется, что вариант с применением автотранспорта является более дешёвым, – говорит Иван Кружков. – Однако при более глубоком анализе и планировании становится очевидным, что преимущество на стороне грузовых подвесных канатных дорог. Оно достигается за счет длительного срока службы и низких эксплуатационных расходов. Для того чтобы обеспечить хотя бы одну вращающуюся печь длиной 170 метров на участке № 1 департамента по производству порошков (ДПП), которая потребляет в сутки 1200 тонн сырья, необходимо было бы 40 автосамосвалов грузоподъемностью примерно 30 тонн. В 90-метровую печь на участке №2 ДПП (ЦМП-3) требуется 600 тонн сырья, что равно 20 автосамосвалам грузоподъемностью 30 тонн. А таких печей несколько. Это целая вереница из автосамосвалов, и это с учетом идеальных погодных условий. В то же время с помощью ГПКД можно с легкостью обеспечить печи необходимым количеством сырья. Одна вагонетка (ГПКД №3, 4) для обеспечения участка №1 ДПП имеет грузоподъемность 1,6 тонны, а для участка №2 ДПП (ГПКД №1, 2) – 1,2 тонны. Производительность обеих дорог – полтора миллиона тонн в год.


Можно выделить и ряд других положительных моментов ГПКД. Во-первых, это экологическая чистота: электрический привод избавляет от образования вредоносных выхлопов. Перемещение сырья происходит буквально «по воздуху», с применением лишь контактных опор, что сокращает размеры земельных участков полосы отвода, не нарушая при этом природный рельеф.


Фото из архивов музея «Магнезите» и редакции

Дробилка «Крупп», установленная в корпусе крупного дробления в 1936 году, была одной из трех, использовавшихся на строительстве Днепрогэса, и исправно служила до 1992 года. Там же был установлен первый на «Магнезите» мостовой кран грузоподъемностью 30/ 7,5 тонн.


В настоящее время самая старая дробилка КСД-2200 № 2 находится в корпусе среднего дробления, её ввод в эксплуатацию был в январе 1980 года. Самым молодым дробильным оборудованием является ДСК (дробильно-сортировочный комплекс), его запуск произвели в марте 2020 года. Работоспособность оборудования удается поддерживать благодаря планово-предупредительным ремонтам и своевременному техническому обслуживанию.


Самая длинная ветка канатной дороги – 2,5 км. Самая высокая опора – 46,5 м., самая низкая – 5,1 м. Такой перепад в высоте опор вызван рельефом местности. Количество вагонеток на каждой дороге – 60 штук.


В настоящее время на ДОФ имеют место три стадии дробления: крупное (фракции 350-0 мм.); среднее (150-0 мм.); мелкое (40-0 мм.). В среднем на ДОФ перерабатывается от полутора до двух миллионов тонн сырья в год – в зависимости от потребностей технологических цехов. Фабрика осуществляет подачу различных марок сырья, что позволяет производить новые виды продукции, отвечающие запросам заказчиков.