Дела давно минувших дней
Отдел обогащения и рудоподготовки берёт своё начало в далёком 1945 году, когда в ноябре решением правительства был создан научно-исследовательский институт НИИ-9. На первом этапе в открытых документах он именовался «База № 1 при Совете Министров СССР». В составе НИИ-9 была организована лаборатория № 2 — лаборатория обогащения урановых руд. На первом этапе работы (январь-май 1946 г.) сотрудники лаборатории выезжали на месторождения для отбора технологических проб. В марте — апреле 1946 года начались планомерные исследования обогатимости урановых руд отечественных и зарубежных месторождений и разработка технологических схем их обогащения. Научным руководителем лаборатории был профессор В. А. Малиновский, заведующим лабораторией — Н. А. Федоров (позже М. А. Фридман).
В состав лаборатории входили: руководители технологических групп А. А. Осипов, Н. В. Скворцов, С. И. Пухов, Н. М. Николич, Ш. С. Шафеев, Н.А.Федоров; инженеры и младшие научные сотрудники технологических групп — обогатители А. М. Шишов, П. А. Климук, М. Л. Скриниченко, З. Д. Петрова, А. И. Махова, А. И. Плотников, В. В. Хальнов, А. И. Киреев, Н. Ф. Сизякин; сотрудники группы синтеза флотореагентов А. А. Алябьев, З. П. Акулинина; минералог Е. Я. Баранова (Куликова); техники и старшие лаборанты М. И. Бушуев, В. Б. Сычев, И. А. Левитас; лаборанты А. И. Суриновская, С. И. Севастьянова, Е. Шаповал, В. Т. Крюкова, М. И. Измайлова, Т. Воробьева и другие.
Опытную установку (с 1947 г.) обслуживали Н. Н. Бельский и Я. Л. Вдовин, дробильное отделение и рудный склад — Ю. А. Карпычев, А. И. Кузнецов, В. М. Смирнов. Химические анализы выполнялись группой аналитиков.
Первоочередными задачами лаборатории обогащения на то время являлись исследования обогатимости технологических проб, полученных из Средней Азии (Табошарское, Адрасманское и др. месторождения), диктионемовых сланцев Прибалтики (Силламяэ), проб из Чехословакии, Восточной Германии, Польши, а также разработка технологических схем обогащения с использованием гравитационного, флотационного, магнитного, электростатического методов, избирательного измельчения урановых, бериллиевых, литиевых, флюоритовых, фосфорных, золотосодержащих и других руд. На опытной укрупненной установке проверялись схемы, разработанные в лабораторных условиях. Полупромышленные испытания выполнялись на общеинститутской опытной установке № 3 (ОХТЗ).
Постановлениями Правительства СССР от 17 апреля и 29 декабря 1951 г. организуется новый технологический институт — НИИ-10. Институт формируется на базе ряда лабораторий НИИ-9 и Гиредмета. Теми же постановлениями из НИИ-9 в НИИ-10 передается опытная установка № 3 (ОХТЗ). Тематика, выполняемая в области обогащения урановых руд в НИИ-9, передана в НИИ-10 и расширена. Новый институт НИИ-10 именовался п/я 912, затем п/я А-1997, а позже — Всесоюзный научно-исследовательский институт химической технологии — ВНИИХТ. Лаборатория обогащения НИИ-10 (лаборатория № 21) в 1952-1953 годах имела в своем составе практически всех сотрудников лаборатории обогащения НИИ-9, а также сотрудников, переведенных из Гиредмета: это Г. А. Ковда, З. Д. Уткина, Е. А. Воробьева, В. Е. Стрельцова, Н. А. Свинкин, А. Н. Шейкин, Е. Я. Лушин, Б. Качалин и др. Кроме того, лаборатория пополнилась молодыми специалистами, окончившими Московский институт цветных металлов и золота в 1951-1952 гг.: это Р. П. Гущина, Г. А. Мясникова, Р. И. Глазунова, В. М. Голов, А. И. Дорофеев, Е. С. Полторацкая. Начальником опытной пилотной установки, заведующим рудным складом и хозяйственником был назначен А. Н. Шейкин, начальником механической мастерской — Н. А. Свинкин. В 1955-56 гг. лаборатория № 21 переместилась из корпуса № 2 в специально оборудованные для нее помещения в корпусе № 1. Структура лаборатории обогащения, бывшая в НИИ-9, изменилась. В лаборатории появилась механическая мастерская, переведенная из Гиредмета. В 1957 году в связи с расширением объема работ лаборатория обогащения была реорганизована в отдел с лабораториями № 19 (начальник лаборатории и отдела Г. А. Ковда, зам. М. Л. Скриниченко) и № 21 (начальник А. А. Осипов, зам. С. И. Пухов). Лаборатория № 19 выполняла исследования по редкометалльной тематике и радиометрической сортировке урановых и других руд. В состав лаборатории входило три технологические группы: флюоритовых руд (руководитель В. М. Голов); радиометрическое обогащение (руководитель М. Л. Скриниченко). В дальнейшем группа радиометрического обогащения была расширена и преобразована в четыре специализированные группы: технология радиометрической сортировки (И. Н. Андрюшин, затем А. П. Татарников); разработка рудосортировочных автоматов (Ю. М. Эриванский, затем А. С. Глазков); разработка электронной аппаратуры (И. В. Кошелев) и разработка технологии и аппаратуры для сортировки бериллиевых руд (А. И. Горшков, затем А. П. Татарников). Лаборатория № 21 выполняла исследования по обогащению урановых руд. В состав лаборатории входили четыре технологические группы: группа Н. М. Николич, группа А. Д. Воробьева, группа А. М. Шишова, группа А. С. Бочарникова. Опытная установка возглавлялась А. Н. Шейкиным, мехмастерская — Н. А. Свинкиным. В 1973 году начальником отдела назначен к.т.н. М. Л. Скриниченко. Структура отдела реорганизована в три специализированные лаборатории: Б-1, Б-2 и Б-3.
Лаборатория Б-1. Рудоподготовка. Начальник лаборатории — к.т.н. В. А. Хорошев (до него короткое время начальниками лаборатории были к.т.н. Л. Ф. Новиков, затем д.т.н. Р. Ш. Шафеев). В лаборатории исследовались процессы дробления, измельчения, классификации и первичного обогащения в процессах рудоподготовки. В составе лаборатории выделялись 3 группы: группа Л. Ф. Новикова — разработка технологии рудоподготовки; группа А. В. Мачинского (затем О. И. Полякова) — исследование новых процессов рудоподготовки; группа Е. Н. Звонарева — разработка технологических схем рудоподготовки, разработка методик проведения исследований по рудоподготовке.
Лаборатория Б-2. Автоматическая сортировка руд. Разработка технологии и технологических схем радиометрической сортировки, разработка новых способов сортировки: фотонейтронного, фотометрического, рентгенолюминесцентного и других. Разработка аппаратуры для автоматической сортировки.
Лаборатория Б-3. Флотационные методы обогащения редкометалльных, золотосодержащих, флюоритовых руд. Руководители, последовательно: А. А. Осипов, А. Д. Воробьёв, М. Е. Наумов, А. В. Курков (зам. Б. Н. Сыромятников).
Начальником опытной установки и мехмастерской позднее назначен Ю. М. Гаврин (затем Г. Д. Калашников, Е. Н. Звонарев и В. Б. Берсенев). В. В. Андрианов возглавлял хозгруппу.
Основной задачей отдела являлась разработка и усовершенствование технологических схем обогащения руд проектируемых и действующих предприятий, изыскание и разработка новых методов обогащения и необходимой для этих целей аппаратуры. Объектом исследований оставались главным образом урановые руды, но с 1957 года к ним прибавились сначала литиевые и бериллиевые руды, а затем и руды некоторых других элементов (фтора, золота, тантала, ниобия, редких земель, олова, серебра, скандия и др.). В целом за время работы отдела обогащения 20 сотрудников защитили кандидатские диссертации и 4 — докторские диссертации. Максимальная численность отдела составляла 150 человек.
Начальники отдела обогащения и ведущие научные сотрудники.
Наталия Миловановна Николич, 1911 года рождения, доктор технических наук. В 1932 году окончила Московский институт цветных металлов и золота по специальности "Обогащение полезных ископаемых". Руководитель исследовательской группы лаборатории обогащения № 21 в 1952-1971 гг. После окончания Московского института цветных металлов и золота в 1932 году работала сменным инженером Риддерской обогатительной фабрики, инженером Гипроцветмета, главным инженером и начальником Джидинской обогатительной фабрики. В октябре 1945 г. зачислена в лабораторию обогащения НИИ-9, где исследовала обогатимость урановых руд различных месторождений, в том числе разработала технологию флотационного обогащения урановых слюдок месторождений Гюнтер и Готен (Германия). На основе этой работы в ноябре 1949 г. защитила кандидатскую диссертацию. С мая 1952 г. начала работать в ВНИИХТе в должности старшего научного сотрудника. Под её руководством разработаны получившие промышленное применение оригинальные, не имеющие аналогов технологии суспензионного обогащения в гидроциклонах сульфидных урано-фосфорных руд месторождения Меловое (Шевченко) и урано-фосфорных торийсодержащих руд месторождений Тастыколь и Заозерное (Степногорск). Руководила исследованиями обогатимости урановых руд месторождений Бык и Бештау, Алданских золотосодержащих, Стрельцовских ураномолибденовых и других. На основе выполненных работ в 1964 году защитила докторскую диссертацию.
Алексей Александрович Осипов, 1906 г рождения, кандидат технических наук. Окончил Московский институт цветных металлов и золота по специальности "Обогащение полезных ископаемых" в 1936 г. Начальник лаборатории обогащения №21 в 1957-1970 гг. Работал в Гинцветмете с января 1929 года в должности препаратора, техника обогатителя, старшего техника обогатителя, инженера, старшего инженера, успешно совмещая работу с учебой в институте. С 1936 г. работал в Гинцветмете до декабря 1939 г. старшим инженером, а затем старшим научным сотрудником. С июля 1941 по 21 апреля 1945 г. служил в армии. В апреле 1945 г. зачислен в лабораторию обогащения НИИ-9 на должность инженера. В 1945 году в составе специальной бригады работал в Германии. С начала планомерных работ в НИИ-9 назначен на должность руководителя группы лаборатории обогащения. Выполняя исследования обогатимости диктионемовых сланцев Прибалтики, разработал флотационную технологию обогащения с комплексным использованием всех компонентов сланцев. В 1953 году переведен во ВНИИХТ и назначен на должность руководителя группы лаборатории обогащения. Под его руководством выполнены исследования обогатимости многочисленной группы урановых месторождений. В 1957 г. назначен на должность начальника лаборатории № 21. Многократно выезжал для оказания технической помощи на отечественные и зарубежные предприятия. На основе выполненных исследований в 1956 г. успешно защитил кандидатскую диссертацию.
Георгий Аврамович Ковда, 1908 г. рождения, кандидат технических наук. Московский институт цветных металлов и золота по специальности "Обогащение полезных ископаемых" окончил в 1933 г. Начальник лаборатории обогащения в 1951-1957 гг., начальник отдела обогащения в 1957-1973 гг. После окончания Московского института цветных металлов и золота в 1933 году работал мастером, а затем сменным инженером обогатительной фабрики Карабашского медеплавильного завода. С декабря 1933 г. по декабрь 1935 г. служил в армии. С января 1936 г. по сентябрь 1941 г. работал в Гиредмете в должности инженера, заместителя начальника лаборатории и директора. Далее работал директором завода «А» Главредмета Наркомцветметзолота. С октября 1945 г. по март 1551 г. — начальник лаборатории Гиредмета. В марте 1951 г. назначен начальником лаборатории № 19, а в 1957 г. — начальником отдела обогащения ВНИИХТ. На базе работ, выполненных ранее на Заводе полиметаллов, успешно защитил в 1955 г. кандидатскую диссертацию. Руководил работами по радиометрической сортировке сначала урановых, а затем и бериллиевых руд, оказывал действенную помощь во внедрении этих процессов в горнорудную промышленность, уделяя особое внимание внедрению новых технологий и процессов. Совместно с М. Л. Скриниченко на основе его кандидатской диссертации подготовил первую открытую публикацию в области обогащения урановых руд «Некоторые вопросы радиометрического обогащения урановых руд». Принимал участие и выступал с докладом на Второй Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве (1958 г.). Осуществлял научное руководство исследованиями в области обогащения изумрудно-бериллиевых и сподумен-бериллиевых руд Малышевского и Завитинского месторождений. Эти работы послужили основой для коренного усовершенствования технологических схем обогащения, разработанных ВИМСом для этих предприятий. Постоянно оказывал методическую помощь в проведении исследований по рудам других месторождений. Многократно выезжал для оказания технической помощи на отечественные и зарубежные предприятия.
Михаил Лаврентьевич Скриниченко, 1917 г. рождения, доктор технических наук, профессор. Окончил Московский институт цветных металлов и золота по специальности "Обогащение полезных ископаемых" в 1941 году. Кандидатскую диссертацию защитил в 1956 г., докторскую — в 1983 г. Ученое звание "профессор" присуждено в 1985 г. Начальник отдела обогащения в 1973-1990 гг. До февраля 1942 г. работал в Уральской алмазной экспедиции инженером-обогатителем. С февраля 1942 г. по декабрь 1945 г. служил в армии. В январе 1946 г. поступил в НИИ-9 на должность инженера. В 1946-1947 г. по заданию министерства на промышленной обогатительной фабрике «Чорлау» (Германия) успешно провел испытания обогатимости урановых руд. В 1949 г. направлен в загранкомандировку сначала в ПНР, где работал директором обогатительной фабрики, а затем с 1952 по 1954 г. в ЧССР, где работал в должности начальника гидрометаллургического завода. С 1954 г. работал во ВНИИХТе, занимая последовательно должности старшего инженера, старшего научного сотрудника, заместителя начальника лаборатории, начальника лаборатории, начальника отдела, с 1990 г. — главного научного сотрудника. В институте возглавил работы в области радиометрического обогащения урановых руд. В 1956 г. защитил кандидатскую диссертацию «Некоторые вопросы теории и технологии радиометрического обогащения урановых руд». Диссертация послужила основой для написания совместно с Г. А. Ковдой доклада «Некоторые вопросы радиометрического обогащения урановых руд», представленного на II Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1958 г. Под руководством и при непосредственном участии Скриниченко выполнены широкомасштабные исследования по созданию комплекса аппаратуры, основ теории, основных элементов технологии автоматической сортировки урановых, бериллиевых, литиевых, флюоритовых, золотосодержащих и изумрудосодержащих руд, осуществлено крупномасштабное промышленное внедрение разработанной технологии и аппаратуры. На основе этих работ в 1983 году защищена докторская диссертация «Основы теории, технология, аппаратура, внедрение и усовершенствование процесса автоматической сортировки на предприятиях атомной промышленности СССР и социалистических стран». Неоднократно выезжал для оказания техпомощи и внедрения разработанной технологии на многие отечественные и зарубежные предприятия в ГДР, ЧССР, ВНР, СРР, НРБ. Под его научным руководством успешно выполнили и защитили кандидатские диссертации 8 аспирантов и соискателей.
Александр Васильевич Курков, 1948 г. рождения, доктор технических наук, профессор, действительный член Академии горных наук. Московский институт стали и сплавов закончил с отличием в 1970 году. В институте занимался исследовательской работой по флотации оловянных руд и применению электрохимических методов для изучения кинетики окисления и растворения сульфидов при бактериальном выщелачивании. После окончания института работал младшим научным сотрудником в Тульском отделении экспериментальных исследований ЦНИГРИ, где приобрел опыт разработки технологий обогащения алмазных и сульфидных руд. В 1972 г. поступил в очную аспирантуру МИСиС и в 1975 г. закончил её, защитив кандидатскую диссертацию на тему «Исследование и разработка реагентных режимов флотации касситерита из труднообогатимых продуктов», где были предложены новые эффективные собиратели из класса алкилфосфоновых кислот и впервые обосновано применение высших алифатических изоспиртов (С8-С22) в сочетании с основными собирателями различных классов для повышения эффективности флотационного процесса. В дальнейшем этот прием был распространен на руды редких металлов, флюоритовые, вольфрамовые, медно-молибденовые и др. После аспирантуры работал младшим научным сотрудником в Гиредмете. Во ВНИИ химической технологии работал с 1977 по 2014 гг., занимая должности старшего научного сотрудника, ведущего научного сотрудника, начальника лаборатории, руководителя проектного офиса и начальника отдела обогащения (2010-2014). При его непосредственном участии и руководстве разработаны технологии переработки комплексных урановых, золотых, редкометалльных, флюоритовых и молибденовых руд, таких, как руды Эльконского урановорудного района, руды месторождений Нежданинское, Сухой Лог, Анкасарское и др., созданы новые флотационные реагенты, установлены новые обобщающие положения теории флотации. Важным теоретическим достижением этих работ является разработка концепции флотационных реагентов вторичного действия. Им также впервые распространены положения супрамолекулярной химии на механизм флотационных явлений. Выполнен большой объем научно-исследовательских и внедренческих работ по созданию малоотходной технологии переработки сподумено-берилловых руд Завитинского месторождения, разработана комплексная технология флотационного обогащения бериллиево-флюоритовых руд Ермаковского месторождения, введены в действие для её проверки и осуществления опытная обогатительная фабрика и новая секция промышленной обогатительной фабрики на Забайкальском ГОКе, разработана и проверена в опытно-промышленных условиях малоотходная комплексная технология переработки тантало-ниобиевых руд Этыкинского месторождения. В 1998 году был избран действительным членом Горной академии наук. В 1999 году защитил докторскую диссертацию на тему «Основы теории и практика разработки флотационных реагентов и процессов для глубокого обогащения бедных комплексных руд редких металлов с целью создания малоотходных производств». В 2007 г. присвоено звание профессора по специальности «Обогащение полезных ископаемых». Является членом научного совета РАН по проблемам обогащения полезных ископаемых; член диссертационного совета Института проблем комплексного освоения недр Российской академии наук, член организационных комитетов Международное совещание «Плаксинские чтения», Международный конгресс обогатителей стран СНГ. Под его руководством защищены 5 кандидатских диссертаций. Автор более 300 отчетов, 100 публикаций, 65 авторских свидетельств и патентов. Награды: Знак «Изобретатель СССР» (1982); Золотая медаль ВДНХ СССР (1986); Cеребряная медаль ВДНХ СССР (1985); Знак «Ветеран атомной энергетики и промышленности" (2002); диплом лауреата Всероссийского конкурса «Трудовая слава России» (2001).
Главные результаты деятельности отдела обогащения по основным направлениям.
Разработка и внедрение прогрессивных методов рудоподготовки.
Традиционно считалось, что рудоподготовка — это лишь подготовка сырья к технологическому переделу, и длительное время этому процессу не уделялось должного внимания. Исследования этого процесса во ВНИИХТе показали, что операции рудоподготовки необходимо разрабатывать с такой же глубиной и тщательностью, как и основные технологические операции.
На процессы рудоподготовки приходится 50% капитальных вложений, половина энергетических и четверть эксплуатационных затрат. Сюда входит прием и складирование руды, дробление и грохочение, промывка и бункеровка, измельчение и классификация, сгущение и обесшламливание. Часто сюда включаются и операции предварительного обогащения. Значимость рудоподготовки все более возрастает в связи с тем, что количество перерабатываемых руд удваивается каждые 15 лет.
Наиболее радикально этот передел может быть усовершенствован при использовании оборудования большой единичной мощности на крупных предприятиях. Такими предприятиями в системе Минсредмаша оказались Зарафшанский, Краснокаменский, Желтоводский заводы, перерабатывавшие золотосодержащие и урановые руды, и заводы №101 и №102 (СГАО «Висмут»).
Основной вариант такой схемы: крупное дробление руды до 200 — 300 мм в одну стадию, измельчение до крупности 10 — 20 мм в мельнице «Каскад» с добавкой шаров до 16% ее объема, вторая стадия измельчения в шаровой мельнице до требуемой крупности. Такие схемы реализованы на Навоинском, Восточном и Приаргунском комбинатах ПГУ. При использовании мельницы «Каскад» диаметром 7 метров, шаровой мельницы объемом до 80 куб. м, классификаторов с диаметром спирали 2,4 м и гидроциклонами диаметром до 750 мм удельная производительность достигает 1 т/м3 в час при крупности помола 85% — 0,074 мм. Такая схема позволяет исключить среднее и мелкое дробление.
Другой вариант схемы позволяет реализовать процесс избирательного дробления. В этом варианте руда после измельчения в мельнице «Каскад» до крупности 40 — 60 мм додрабливается до крупности 15 — 20 мм в дробилке среднего дробления и затем измельчается в шаровой мельнице. Такая схема реализована на предприятиях «Висмут» (ГДР) и «Редмет» (НРБ).
Одними из первых в СССР мельницы «Каскад» стали применять предприятия атомной промышленности. К 1990 году на таких аппаратах измельчалось более 70% руд, перерабатываемых в отрасли. Используемая на предприятиях отрасли шаровая загрузка мельниц «Каскад» до 16% ее объема (что в 2 — 3 раза превышает такую загрузку на зарубежных предприятиях) позволила совместить в одном аппарате не только среднее и мелкое дробление и самоизмельчение руды, но и шаровой помол.
Для использования такого режима работы был разработан и реализован целый комплекс технических мероприятий: разработана новая конструкция футеровки и разгрузочной решетки мельниц «Каскад»; мельницы оборудуются футеровкой и разгрузочной решеткой новой конструкции; на разгрузочную горловину мельницы устанавливают возвратную бутару специальной конструкции; для перекачки пульпы разработаны "смерчевые" насосы оригинальной конструкции; мельницы оснащаются более мощными электродвигателями с безредукторным приводом; в мельницы загружают шары диаметром 100 мм в количестве 16% объема барабана.
Комплексное решение поставленной задачи позволило в 2 — 3 раза повысить производительность мельниц по сравнению с чистым самоизмельчением и в 1,5 раза снизить удельный расход электроэнергии на 1 т вновь образованного класса — 0,074 мм. Опыт промышленного использования мельниц «Каскад» с добавкой шаров позволил наметить перспективные варианты применения оборудования большой единичной мощности с высоким коэффициентом использования (КИО).
Разработан новый вариант схемы измельчения крупнодробленой руды в шаровой мельнице МШЦ 55-65 с диаметром барабана 5,5 м, объемом 140 м3, с шаровой загрузкой до 30 — 35% объема барабана. При работе в замкнутом цикле с крупногабаритным гидроциклоном диаметром 1 — 2 м такой блок позволяет получать продукт требуемой крупности в одну стадию измельчения с КИО на уровне 0,9 — 0,95 при производительности около 1 млн тонн руды в год. Здесь совмещаются операции среднего и крупного дробления, самоизмельчение и шаровое измельчение. По сравнению с традиционными многостадиальными схемами число операций в таком блоке сокращается в 3 — 4 раза, что и обеспечивает надежную стабильную работу при минимальных затратах живого человеческого труда. Помимо коренного усовершенствования измельчительных блоков, разработанные «вихревые» насосы позволили изменить компоновку оборудования и улучшить работу отсадочных машин. Объем продуктов отсадочных машин, поступающих на перечистку на концентрационные столы, резко сократился, что улучшило работу всего гравитационного отделения Зарафшанского ГМЗ.
По техническому заданию ВНИИХТ и при тесном сотрудничестве с НПО ЦЕНТР разработан новый тип дробильно-размольного оборудования — ударные мельницы и дробилки с использованием воздушной подвески. Принципиально новая конструкция позволяет использовать наименее энергоемкий способ измельчения ударом без применения мелющей среды. Образцы нового оборудования успешно прошли испытания и эксплуатировались на красноярском заводе и опытном химико-технологическом заводе ВНИИХТа. Основные участники работ — к.т.н. В. А. Хорошев, к.т.н. А. А. Осипов, Ю. М. Гаврин, Н. А. Мороз, О. И. Поляков и др. (ВНИИХТ); Т. Д. Гурдзибеев, А. А. Пешков, В. И. Письменный, В. Б. Фехтман и др. (ПГУ).
Разработка и внедрение автоматической сортировки урановых руд и других полезных ископаемых.
В 1951-1958 гг. при участии ряда исследовательских, проектных институтов и промышленных предприятий был разработан в теоретическом, технологическом и аппаратурном планах метод автоматической сортировки урановых руд (АСР), и началось его широкое внедрение в промышленность СССР и ряда стран Восточной Европы.
Высокие экономические показатели автоматической сортировки руд обеспечивались тем, что из руды забойной крупности непосредственно на рудниках дешевыми приемами при небольших потерях ценного компонента выделялась обособленная часть пустой породы, которая исключалась из дальнейшей технологической переработки. Получаемый экономический эффект складывался из экономии на транспортных расходах, расходах на дробление, измельчение, химикаты и энергозатраты.
Распространению АСР способствовали отработка относительно богатых месторождений и переход к разработке в крупном масштабе бедных месторождений с применением открытых работ и массовых методов при подземных работах (блочное обрушение и т.д.), связанных со значительным разубоживанием полезных ископаемых пустой породой и крупной кусковатостью добываемого материала.
В промышленности применение автоматической сортировки расширилось. Она применялась для решения следующих задач:
1. Для выделения обособленной пустой породы и сростков с отвальным содержанием ценного компонента из исходной, как правило, недробленой руды;
2. Для выделения из исходной руды богатых концентратов;
3. Для разделения исходной руды на сорта, отличающиеся по содержанию ценного компонента или по вещественному составу;
4. Для глубокого обогащения руды с целью получения высокоценных продуктов (алмазы, изумруды, высокочистый гипс и др.);
5. Для выделения из забалансовых руд товарной руды с кондиционным содержанием.
Автоматическая сортировка руд открыла новые возможности в решении сложных и разнообразных задач, возникающих в технологии отработки минерального сырья. Новые методы используются как в качестве самостоятельной и единственной операции обогащения, так и в комбинации с другими методами обогащения и процессами переработки полезных ископаемых, обеспечивая более высокую эффективность и рентабельность переработки минерального сырья.
За прошедшие годы было построено и эксплуатировалось в СССР 27 радиометрических обогатительных фабрик и радиометрических сортировочных установок (РОФ и РСУ) для обогащения урановых руд, одна фотонейтронная обогатительная фабрика для обогащения бериллиевых руд (1966 г.), одна фотометрическая обогатительная фабрика для обогащения изумрудосодержащих руд (1978 г.) и установка для люминесцентной сортировки флюоритовых руд (1976 г.).
Для обогащения урановых руд в ГДР было построено и эксплуатировалось 17 РОФ и РСУ, в Чехословакии 20 РОФ и РСУ, в Венгрии, Румынии и Болгарии 2 РОФ и 3 РСУ. В это число не входят многочисленные мелкие сортировочные установки и комплексы, построенные по собственной инициативе при шахтах, рудниках, гидрометаллургических заводах и рудных отвалах старых заброшенных шахт.
Действовавшие в Советском Союзе урановые радиометрические обогатительные фабрики при сортировке бедных руд выводили в отвал до 35% хвостов (без учета отвальной породы, выделяемой на радиометрических контрольных станциях (РКС) при рудниках).
В процессе промышленной разработки девяти методов автоматической сортировки было создано несколько десятков опытных и промышленных образцов рудосортировочных автоматов для радиометрической (гамма- и бета- методы, рентгенорадиометрический метод), фотонейтронной, фотометрической и рентгенолюминесцентной сортировки урановых, бериллиевых, литиевых, флюоритовых, фосфорных, золотосодержащих и других руд. Создана установка для нейтронно-активационной сортировки урановых, фосфорных и других руд — СО-2М. Эта работа дважды отмечалась на ВДНХ и награждалась золотыми и серебряными медалями.
Всего выполнены 23 разработки для сортировки радиоактивных и других руд в диапазоне крупностей от 400 до 15 мм радиометрическими методами; 11 разработок для сортировки бериллиевых и изумрудосодержащих руд в диапазоне крупности от 300 до 15 мм фотонейтронным методом; 4 разработки для сортировки сподуменовых и других руд в диапазоне крупности от 200 до 5 мм рентгенолюминесцентным методом; 5 разработок для сортировки золотосодержащих, изумрудосодержащих, фосфорных и других руд и пегматитов в диапазоне крупности от 200 мм до 4 мм фотометрическим методом; 1 разработка для сортировки урановых, флюоритовых и других руд в диапазоне крупности от 25 до 10 мм нейтронно-активационным методом; несколько установок для определения содержания компонентов в руде, загруженной в емкость (фотонейтронные и радиометрические установки типа РКС-Б, РКС и другие); большое число установок для изучения обогатимости руд различными методами (радиометрическими, фотонейтронным, фотометрическим, люминесцентным, нейтронноактивационным, радиоволновым, магнитометрическим, рентгенорадиометрическим и другими методами).
На базе выполненных НИР предприятиями ПГУ с привлечением специализированных организаций (ЦНИЛА, СНИИП, НПО «Буревестник» и др.) созданы промышленные типы рудосортировочных автоматов и электронной аппаратуры к ним.
По мере вовлечения в переработку урановых руд новых месторождений, создания более совершенных конструкций рудосортировочных автоматов, совершенствования технологии автоматической сортировки руд на предприятиях Минсредмаша строились новые и реконструировались действующие фабрики и установки.
В частности, машинный парк предприятий последовательно обновлялся. Сепараторы новых конструкций имели более высокую чувствительность, что позволило снизить нижнюю границу крупности сортируемых классов с 50 до 25 мм, а в ряде случаев и до 15 мм, и увеличить производительность единицы рудосортировочного оборудования примерно в 10 раз.
Технологические схемы радиометрических фабрик были упрощены и достаточно отработаны применительно к рудам различных типов. Обычным стандартным решением технологической схемы радиометрического обогащения среднеконтрастной руды оказалась двухстадийная сортировка: крупнопорционная сортировка всей добытой горнорудной массы в транспортных емкостях на радиометрических контрольных станциях (РКС) с получением отвальных хвостов и обогащенных по урану сортов; последующая более глубокая покусковая сепарация выделенных на РКС обогащенных сортов руды. В настоящее время радиометрическая порционная (РКС) и покусковая сортировки являются основными методами обогащения урановых руд. Внедрение метода автоматической сортировки в общую технологию переработки руд дало крупный экономический эффект, исчисляемый многими миллионами рублей по каждому рудоперерабатывающему предприятию.
Во ВНИИХТ весьма обстоятельно разработаны и обобщены в двух докторских и семи кандидатских диссертациях вопросы теории и технологии автоматической сортировки руд. Результаты исследований по теории, технологии, промышленной практике и опытно-конструкторским работам широко публиковались и получили положительную оценку, в том числе:
— доклады на II и IV Международных женевских конференциях по мирному использованию атомной энергии;
— доклады на IX, XI и XII Международных конгрессах по обогащению полезных ископаемых в Праге в 1970 г., в Кальяри в 1975 г. и в Сан-Пауло в 1977 г.;
— доклады на симпозиумах МАГАТЭ в Вене в 1970 г., в Вашингтоне в 1975 г. и Зальцбурге в 1977 г.;
— доклады на 9-и отраслевых конференциях по радиометрической сортировке в 1959 — 1988 гг., на 8-и технологических конференциях отрасли, на двух отраслевых конференциях по рудоподготовке и обогащению в 1975 и 1982 гг. и на двух Всесоюзных семинарах по электронным методам сортировки на ВДНХ СССР в 1978 и 1985 гг.
Наиболее весомый вклад в разработку и внедрение этого метода внесли к.т.н. Г. А. Ковда, д.т.н., профессор М. Л. Скриниченко, к.т.н. И. Н. Андрюшин, д.т.н. А. П. Татарников, к.т.н. А. И. Горшков, к.т.н. И. В. Кошелев, к.т.н. А. С. Глазков, к.т.н. В. Н. Звонарев, с.н.с. В. А. Николаев и другие (ВНИИХТ); к.т.н. Л. Ч. Пухальский, Е. Е. Петренко, В. И. Холмин (ПГУ МСМ СССР); д.т.н. Г. Р. Гольбек (Институт Курчатова); д.т.н. А. Н. Еремеев, к.т.н. М. И. Лосьев, Э. Н. Пащенко, к.т.н. И. А. Лучин, к.т.н. М. А. Темников, к.т.н. Ю. А. Эриванский, В. И. Супонев, Л. Н. Лобанов, А. Т. Ливенцев, Ф. И. Пасечник, В. С. Никитин (предприятия ПГУ МСМ СССР); Е. И. Пригожин, к.т.н. А. П. Чернов (ЦНИЛА), д.т.н. профессор В. А. Мокроусов, к.т.н. О. А. Архипов (ВИМС), д.т.н. И. А. Крейндлин, к.т.н. Р. А. Маркова (СНИИП), к.т.н. И. И. Левитин (НПО «Буревестник»), а также многочисленные энтузиасты нового метода обогащения как в институтах, так и на промышленных предприятиях отрасли.
Разработка и внедрение комплексной технологии переработки бедных урано-фосфорных редкоземельных руд.
Выполнен полный комплекс технологических исследований, разработаны технологические схемы, проведены полупромышленные испытания, выданы исходные данные на проектирование и оказана техническая помощь при пуске и освоении проектных показателей на промышленных предприятиях.
Месторождение Меловое (Прикаспийский ГМК, г. Шевченко (Актау), Казахстан). Разработана уникальная схема обогащения (Н. М. Николич, Г. А. Мясникова, Н. Д. Ушкова, Г. Д. Калашников и др.), которая включает стадиальную избирательную дезинтеграцию руды в скрубберах противоточного типа, доизмельчение крупных фракций в стержневой мельнице, стадиальную классификацию рудной пульпы и грубого концентрата в гидроциклонах различного диаметра, обезвоживание готового концентрата (пески гидроциклона). Общая эффективность классификации по зерну 44 мкм — 97%, по зерну 20 мкм — 94,5%. Извлечение урана, фосфора и редких земель на уровне 86 — 89%.
Месторождения Тастыколь и Заозерное. Разработана комбинированная обжигово-суспензионная схема обогащения. Выделение кислотоемкого минерала — кальцита и повышение качества фосфорного концентрата до уровня, обеспечивающего дальнейшую экономичную переработку его на минеральные удобрения, осуществляется процессом тяжелосредного обогащения в гидроциклонах, которое было успешно реализовано на Целинном горно-химическом комбинате (г. Степногорск, Казахстан).
Полное удаление карбонатов обеспечивается кальцинирующим обжигом с последующим гашением водой и последовательным разделением в спиральном классификаторе и гидроциклоне на урано-фосфорный концентрат и известковый шлам (гидроксид кальция). Извлечение урана и фосфора — 88 — 90%.
Разработанные уникальные технологические схемы обогащения бедных урано-фосфорных и урано-фосфорно-редкоземельных руд сложного состава, не имеющих аналогов, позволили обеспечить комплексную переработку сырья и получать большое количество фосфорно-азотных удобрений, редкоземельной и другой продукции. Это одновременно обеспечило более полное использование полезных компонентов из руд и свело к минимуму загрязнение окружающей среды.
Основной вклад в разработку и внедрение этих методов обогащения внесли д.т.н. Н. М. Николич, к.т.н. В. А. Болдырев, к.т.н. А. А. Осипов, к.т.н. С. И. Пухов, к.т.н. А. Д. Воробьев, Г. А. Мясникова, Н. Д. Ушкова, Т. П. Фадеева, Е. Н. Звонарев, В. Б. Берсенев и др. (ВНИИХТ), а также многочисленные сотрудники, работавшие на предприятиях ПГУ.
Усовершенствование и использование традиционных методов обогащения.
Выполнен полный комплекс технологических исследований, разработаны технологические схемы, проведены полупромышленные испытания, выданы исходные данные на проектирование и оказана техническая помощь при пуске и освоении проектных показателей на предприятиях, перерабатывающих бериллиевые, литиевые, флюоритовые, берилло-флюоритовые, танталовые, золото- и серебросодержащие руды на месторождениях Малышевское, Квартальное, Липовый Лог, Завитинское, Ермаковское, Наугарзан, Чибаргата, Мурунтау.
Выполнены исследования, проведены полупромышленные испытания и выданы исходные данные на проектирование предприятий для переработки танталовых, оловянных, золото- и серебросодержащих и других руд на месторождениях Этыкинское, Сухой Лог, Хамерляйн, Кокпотас, Даугызтау, Высоковольтное. Исследована обогатимость руд многих месторождений: Пержанского, Колмозерского, Преображенского и других.
1. Редкометалльные руды.
При обогащении редкометалльных руд использовалось комбинирование новых и известных методов обогащения.
При переработке бедных бериллиевых слюдитовых руд Малышевского месторождения использована фотонейтронно-флотационная схема обогащения, что позволило до измельчения основной массы руды сбросить до 60% отвальных хвостов. Это обеспечило повышение вдвое содержания оксида бериллия в питании флотации и, как следствие, стабильный выпуск кондиционной бериллиевой продукции. Там же внедрена гравитационно-флотационная технология обогащения редкометалльных пегматитов. Новая обогатительная фабрика, кроме товарных танталового и бериллиевого концентратов, получала мусковитовый, микроклиновый и плагиоклазовый концентраты, и до 60% рудной массы переходило в товарную продукцию.
Завершен с промышленными испытаниями цикл работ по созданию малоотходной технологии комплексного обогащения руд Завитинского месторождения с полным оборотом воды. Технология предусматривает использование до 80% рудной массы в виде товарных концентратов — сподуменового, бериллиевого, танталового, оловянного, полевошпатового и кварцевого продуктов.
Разработана технология комплексного флотационного обогащения уникальных карбонатных бериллиево-флюоритовых руд Ермаковского месторождения с полным водооборотом. Получены бериллиевые концентраты высшего сорта и флюоритовые концентраты ФФ-92 и ФФ-95 из руды с карбонатным модулем менее 2,0.
Разработана гравитационно-флотационная технология обогащения комплексных танталовых руд крупнейшего в СССР Этыкинского месторождения, обеспечивающая при весьма низком содержании в исходной руде высокую степень концентрирования основного металла (200 — 400 раз) с попутным извлечением ниобия, олова и скандия. Из хвостов основного цикла получен слюдяной литиевый концентрат; разработан процесс разделения хвостов с модулем менее 1 на микроклиновый, альбитовый и кварцевый концентраты. Основной процесс прошел длительную проверку в полупромышленных условиях. На основании полученных результатов выполнен проект крупного промышленного предприятия.
2. Золотосодержащие руды.
Разработанная гравитационная схема обогащения в сочетании с гидрометаллургической схемой обогащения золотосодержащих руд Мурунтау позволила повысить сквозное извлечение золота на 2% по сравнению с прямой гидрометаллургической переработкой. Гравитационное обогащение реализовано в замкнутом цикле измельчения. Концентраты отсадочных машин перечищаются на концентрационных столах до кондиций, требуемых пирометаллургическим переделом гравитационных концентратов.
Разработана технология переработки золото-мышьяксодержащих руд месторождений Кокпатас и Даугызтау с полным оборотом воды. Выданы исходные данные для проектирования рудоперерабатывающего комплекса. Предполагается получение золото-серебро-сульфидно-мышьяковистых концентратов с извлечением 78 — 80%, пригодных для обжига, и хвостов флотации с содержанием 0,8 г/т золота, направляемых на гидрометаллургию.
Разработана технология обогащения золото-серебряных сульфидных руд месторождения Высоковольтное с извлечением в коллективный концентрат до 90% золота и 80% серебра; проверен в полупромышленных условиях и вариант с извлечением благородных металлов из хвостов цианирования сульфидных руд. Выданы исходные данные для проектирования промышленного предприятия.
Разработана гравитационно-флотационная технология обогащения золотосодержащих сильно графитизированных руд месторождения Сухой Лог, особенностью которой является глубокое обесшламливание перед основными процессами, что обеспечило извлечение золота на уровне 95 — 96%. Результаты работ приняты для проектирования перерабатывающего предприятия.
3. Флюоритовые руды.
На обогатительной фабрике Ленинабадского ГХК разработана и внедрена безотходная технология обогащения флюоритовых руд с полным водооборотом и утилизацией твердых отходов. Показана принципиальная возможность получения из бедных флюоритовых руд среднеазиатских месторождений флюоритовых концентратов марок ФФ-95 и ФФ-97 без химической доводки при извлечении флюорита не ниже 80%.
Разработана технология попутного извлечения свинца (содержание в исходной руде ~ 0,1%) в концентрат с содержанием не ниже 30%.
На Забайкальском ГОКе разработана и внедрена технология флотационного обогащения плавикошпатовых руд Монголии, отличительной особенностью которой является тепловая обработка чернового концентрата. Технология обеспечивает получение концентратов марок ФФ-92 и ФФ-95 при извлечении флюорита не ниже 75%.
На Ярославском ГОКе в связи с переходом на переработку с кварцитовых на карбонатные тонковкрапленные плавикошпатовые руды выполнен комплекс работ, обеспечивший стабильность работы комбината на новом виде сырья.
4. Контракты с зарубежными странами и фирмами.
В 1983-1985 годах по контракту с НРБ были проведены исследования по разработке технологии комплексного использования железо-баритовых руд Кремиковского месторождения с полупромышленными испытаниями флотационной и магнито-флотационной схем получения барита и железо-марганецсодержащих продуктов, направляемых на гидрометаллургический передел. Выданы исходные данные для строительства обогатительной опытно-промышленной секции и рекомендации по переработке руды с использованием полиградиентной магнитной сепарации и флотации. Извлечение барита в концентрат с содержанием 94-95 % составило 78 %.
Освоение высокоградиентной магнитной сепарации и расширение магнитных методов обогащения.
В 1987 году в составе отдела была создана лаборатория магнитных и специальных методов обогащения в составе: группа конструкторско-технологических разработок и оборудования; группа технологических исследований процесса магнитной сепарации урансодержащих и редкометалльных руд и сочетания его с другими процессами обогащения; группа методических исследований по изучению и регулированию магнитных свойств урансодержащих и редкометалльных руд и минералов. Начальником лаборатории стал к.т.н. В. А. Болдырев, с 1990 г. — к.т.н. С. М. Ряховский.
Основные задачи лаборатории:
— разработка технологии магнитного обогащения редкометалльных и урановых руд с учетом комплексного использования сырья и требований охраны природы;
— разработка комплексных технологических схем, магнитное фракционирование для интенсификации гидрометаллургической переработки урановых руд — выщелачивание трудновскрываемой магнитной фракции в жестком режиме с последующим объединением с более легко вскрываемой немагнитной фракцией; за счет такого стадиального выщелачивания расход кислоты сокращается на 10 — 20% при повышении извлечения урана в раствор на 2 — 5%;
— разработка и испытания высокоградиентных магнитных сепараторов в полупромышленном и промышленном масштабе;
— участие в разработке и испытаниях объемноградиентных сепараторов на сверхпроводниках;
— проведение методических исследований по изучению и регулированию магнитных свойств рудных и нерудных минералов и разработка рекомендаций по их использованию в процессах обогащения;
— участие в разработке комбинированных технологических схем с применением других методов обогащения;
— оказание помощи предприятиям отрасли в оснащении новейшей аппаратурой для магнитной сепарации.
В лаборатории проводились работы, связанные с применением магнитной сепарации, флотации и гравитации в технологии обогащения и металлургии руд золотых, черных, цветных, редких и радиоактивных металлов по прямым договорам с предприятиями 1 и 3 ГУ, по госзаказам НТУ и ГКНТ. Выпущено большое число отчетов, докладов, статей, получены авторские свидетельства.
Основные работы:
На Восточном ГОКе (г. Желтые Воды, Украина) выполнен большой объем исследований и полупромышленных испытаний по магнитной сепарации основного, комплексного, забалансового и железорудного сырья предприятия. Выданы исходные данные для промышленной реализации процесса на базе сепаратора 4ЭРМ-35/315. Создана и введена в эксплуатацию опытно-полупромышленная установка с сепараторами ЭРМ-2 и СЦП для марганцевых и комплексных руд.
На Забайкальском ГОКе изготовлен и внедрен сепаратор СЦП -175 в технологии получения танталит-колумбитового и полевошпатового сырья. За 6 лет эксплуатации получено дополнительно около 15 тонн дефицитного металла с экономическим эффектом более миллиона рублей. На опытной фабрике предприятия проведены полупромышленные испытания сепараторов ЭРМ-2 и СЦП-60 на продуктах переработки Этыкинского месторождения. Из хвостов гравитации показана возможность доизвлечения до 10% тантала.
На Малышевском РУ проведены промышленные и полупромышленные испытания сепараторов ЭРМ-2, СПР-2, СПР-3 на продуктах технологической схемы предприятия. В 1991 году сепараторы включены в непрерывную эксплуатацию на полевошпатовом сырье.
Магнитная сепарация карбонатов стронция внедрена в гидрометаллургическом цехе на Чепецком механическом заводе (г. Глазов). Аналогичная работа выполнена и для Силламяйского ХМПО (Эстония). Разработанная технология очистки порошков редкоземельных металлов от механических примесей принята к промышленной реализации
Основной вклад в эти работы внесли В. А. Болдырев, С. М. Ряховский, А. И. Дорофеев, С. А. Шелкова, С. Н. Черноплеков (ВНИИХТ), Р. С. Улубабов, Ю. М. Гарин, Н. С. Атоманов (Гипромашуглеобогащение), П. А. Воробьев, И. В. Краснораменский, Г. П. Тренина (Восточный ГОК), Е. В. Пряничников (Малышевское РУ), А. И. Усенко, Ю. Г. Попов (Завитинский ГОК), П. А. Черемных, Н. А. Черноплеков (Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова).
Результаты деятельности отдела по отдельным заданиям.
Разработаны способы дезактивации грунтов зоны Чернобыльской АЭС. Определена концентрация и распределение радионуклидов в компонентах почвы загрязненной зоны. Разработаны способы извлечения радионуклидов из компонентов почв (растительных остатков, гумуса, суглинка и др.) и концентрации их в небольших объемах грунта, подлежащего захоронению. Часть работы выполнена непосредственно на месте на материале бетонной защиты нижней части реактора (Н. А. Романов). Основные участники работ: Н. А. Романов, В. А. Хорошев, М. Л. Скриниченко, И. Н. Горохов, В. А. Болдырев, Б. Н. Сыромятников, О. И. Поляков.
По заказу Правительства Москвы разработана технология очистки сточных вод молоко- и мясоперерабатывающих предприятий. Технология включает процессы флотогальванокоагуляции, флотодиализа, озонирования и сорбции на сорбентах типа «Поролас» и обеспечивает не только очистку стоков до норм ПДК по сбросу в городской коллектор (жиры ниже 20 мг/л, взвеси ниже 500 мг/л, ХПК ниже 800 мг/л), но и утилизацию выделенных при очистке продуктов.
Обобщая результаты работы отдела за многолетний период, можно смело утверждать, что отдел внес существенную лепту в обеспечение отрасли ураном и другими металлами ЯТЦ. Отдел участвовал в федеральных программах «Либтон», «Уран России», «Золото России», в полной мере не состоявшихся.
В отделе с полной отдачей и любовью к делу работали талантливые творческие сотрудники. Каждые пять лет в отрасли строился и запускался новый комбинат по разработанной институтом технологии. В составе пусковых институтских бригад на объекты выезжали и сотрудники отдела. Порой было очень трудно, но вера в успех придавала силы.
Из социальной жизни отдела можно вспомнить выезды в подшефный совхоз, на овощную базу, шахматные турниры, отдельские стенгазеты по праздникам и т.д.
Всё пройдёт, пройдёт и это…
Всё уйдёт навсегда…, но останется память…
Эпилог
Для обогатителя нет слаще музыки, чем хрупающая дробилка и задорный звон шаровой мельницы, и аромат ксантогената, которые много лет неизменно встречали тебя на пороге отдела. Сейчас абсолютная тишина и мрак. В отделе ни души — сказалось отсутствие финансирования. Надо отдать дань уважения и восхищения стойкости и терпению последнего руководителя отдела — Александра Викторовича Лаврентьева — этого громогласного титана духа, до последнего державшего отдел на своих плечах. Но вот и капитан последним сходит на берег — заслуженный отдых! Оборудование, в том числе уникальное, перевозится в чуждое ему место. Негабаритные дробилки и мельницы, скорее всего, попадут в утиль. Утешает только мысль, что развитие идёт по спирали, и не исключен новый виток и возврат «на круги своя». В связи с этим хочу завершить повествование своим любимым жизненным девизом — «Всё только начинается!».