CC BY
32С.Е. ПУНЕНКОВ, главный технолог комбината АО «Костанайские минералы», (г. Житикара, Республика Казахстан)
Современное состояние и перспектива развития хризотил-асбестовой отрасли в Бразилии
Бразилия — крупнейшее государство Южной Америки, занимающее почти половину континента, площадью около 8,5 млн км2. Бразилия имеет значительные запасы хризотил-асбеста, который активно используется, в том числе в производстве хризотилцемента.
Основной добытчик и переработчик хризотилового волокна в Бразилии — национальная компания «SAMA», годовой объем производства которой 250 тыс. т. На внутреннем рынке потребляется почти 60% товарной продукции хризотила, что полностью удовлетворяет потребности в хризотиловом волокне страны, около 40% — поставляется на экспорт. Динамика роста экспорта бразильского хризотила в последние годы увеличивается. Бразильский хризотил в 2010 г. экспортировался более чем в 20 стран Азии, Латинской Америки, Африки и Ближнего Востока.
Хризотиловая горно-перерабатывающая компания «SAMA» включает горное и обогатительное производство «Crisotil Minagu», а также хризотилцементный завод «Eternit». Компания «SAMA» тесно сотрудничает с Институтом хризотила Бразилии, организациями «Governo de Goias», «UKAS»-«DNV», «UNICAMP», «Departamento nacional de producao mineral» и другими государственными, общественными и частными организациями Бразилии, Европы, Азии, Америки [1].
Сырьевой базой горно-обогатительного комбината «Crisotil Minagu» является месторождение хризотила «Cana Brava», которое расположено на левом берегу реки Токантинс, в северном регионе штата Гойас (Goiás) в г. Миназу (Minagu) в 510 км от г. Гояния (Goiania). Месторождение открыто в 1939 г., разработка начата в 1967 г. Изначально месторождение разрабатывалось подземным способом, затем перешло на открытый способ добычи хризотила.
В настоящее время длина карьера составляет 2,7 км, ширина 1 км, глубина 140 м. Вскрытие карьерного поля выполнено двумя траншеями. Система разработки
Рис. 1. Карьер предприятия «Crisotil Minagu» горно-перерабатывающей компании «SAMA» (Бразилия)
транспортная, с внешним отвалообразованием. Высота рабочих уступов 13 м, их количество 10. Ширина рабочих площадок в зоне работы автомобильного транспорта 35 м. Угол откосов бортов 34о. Общая площадь, занятая горными работами, составляет 45 км2 (рис. 1).
Коэффициент крепости руды по шкале Мооса 3—4, плотность — 2,2 т/м .
Технология ведения горных работ циклическая с применением буровзрывных работ. Годовой коэффициент вскрыши 6,8%. Сетка взрыва 3x7 м, глубина скважин зависит от высоты уступа борта — средняя 13 м с перебуром 2 м. Расход взрывчатых веществ составляет 130—160 г на 1 т горной массы. Применяется автоматическая зарядка с осушением скважин. Для оперативного управления горными работами действует система спутниковой навигации.
Залежь имеет пластообразную форму, асбестонос-ность на месторождении представлена в основном крупной сеткой и сложными жилами. Утвержденные запасы месторождения хризотила «Cana Brava»: руда — 194,82 млн т; волокно — 12,84 млн т; содержание хризотилового волокна — 6,59%; запас хризотилового промышленного волокна — 51 год.
Годовой объем горных работ составляет по добыче горной массы 23 млн т, по горно-подготовительным работам 20 млн т, по добыче руды 3 млн т [2].
При обработке хризотиловой руды применяются следующие технологические операции: дробление руды; грохочение руды (классификация); извлечение черновых концентратов; перечистка черновых концентратов; получение готового сортамента хризотила; пневмотранс-портирование хризотиловых концентратов и очистка технологического и аспирационного воздуха; упаковка, складирование и отгрузка товарного хризотила.
Схема рудоподготовки в дробильно-сортировочном комплексе предусматривает трехстадийное дробление с открытым циклом. Используются конусные дробилки.
Руда с рудника автомобильным транспортом поступает на первую стадию дробления с крупностью куска менее 900 мм. Влажность исходной руды колеблется от 6 до 18%. Содержание хризотила в руде 6—10%. Производительность по руде дробильно-сортировочного комплекса в цехе рудоподготовки 900 т/ч, в цехе обогащения 600—630 т/ч. Производительность цеха обогащения по готовой продукции (хризотил 3-6-й групп) составляет 250 тыс. т.
Операция классификации руды на вибрационных грохотах осуществляется перед каждой стадией дробления. На сушку направляется руда класса 30 мм с влажностью от 18 до 6%. Руда класса +30 мм объединяется с горячей рудой класса -30 мм после сушки и транспортируется в склад сухой руды (рис. 2) при влажности 2-3%.
Высушенные мелкие частицы руды, пыль и свободное волокно хризотила вместе с топочными газами выносятся из печей и осаждаются в циклонах в виде чернового концентрата цеха рудоподготовки (дробильно-сортировочный комплекс). Вторичная очистка дымо-
©teD'AÍZJlhrMS.
Ы ®
научно-технический и производственный журнал
май 2011
73
Рис. 2. Для сушки руды на предприятии применяется два типа сушилок: барабанные (а) и кипящего слоя (б). Общая производительность 5 печей 60 т/ч
вых газов происходит в терморукавах.
Обогащение хризотиловой руды производится сухим гравитационным методом с пневматическим извлечением хризотилового концентрата.
В цех обогащения поступает руда крупностью менее 30 мм.
Схема грузового потока состоит из двух стадий дробления, особое внимание уделяется избирательности дробления (рис. 3). После каждой стадии дробления в грузовом потоке производится двукратная классификация на грохотах с отсасыванием хризотилового концентрата из продуктов верхних сит каждого грохота и барабанов (рис. 4).
Обработка черновых концентратов включает операции обезгаливания, обеспыливания и классификации. Перечистка разделена на два потока, каждый поток разбит на два приема. В первом приеме выделяется более крупное волокно хризотила, во втором — более мелкое. Предусмотрено выведение из грузового потока пыли (класс -0,5 мм) после каждой стадии грохочения.
Дека применяемых грохотов в загрузочной части имеет круговое движение, а в разгрузочной — возвратно-поступательное. Грохоты имеются двух- и трехситные. На некоторых операциях грузового потока для усиления
извлечения волокна над декой грохота устанавливается напорно-добавочный вентилятор, что не делается на грохотах отечественных фабрик.
Марочный состав выпускаемой на обогатительной фабрике «Crisotil Minagu» готовой продукции представлен в табл. 1.
Для продукции определяется также влажность хризотила, объем во влажном состоянии (на механическом инверторе), фракционный состав по классам распушен-ности на элютриаторе, удельная поверхность — на приборе Рапид-Тестер, показатель FSU (Fiber Strength Unit) — в единицах прочности асбестового волокна.
Для определения показателя прочности асбестового волокна проводится испытание на изгиб асбестоцемента, содержащего исследуемое волокно, и рассчитывается уровень прочности материала (асбестоцементной плитки) относительно стандартной прочности волокна. Так определяется технологическая ценность волокна — Wa. Считается, что асбестовое волокно дает стандартную прочность 100 ед. при стандартной плотности волокна, когда его количество в материале составляет 10%. Количество хризотилового волокна, необходимого для изготовления асбестоцементного образца стандартной прочности, изменяется в зависимости от того, ка-
Спецификация показателей качества бразильского хризотил-асбеста
Таблица 1
Марка Массовая доля фракций на гидроклассификаторе Тернер-Ньюалл, % Индекс Тернер-Ньюалл, LTN Массовая доля фракций менее 0,075 мм, % (Wash Test) Объем хризотила во влажном состоянии, мл
2,4 мм 1,2 мм 0,6 мм 0,3 мм 0,075 мм -0,075 мм
7 mesh 14 mesh 25 mesh 50 mesh 200 mesh -200 mesh
CB-3T-DD 43,2 15,2 9 5,1 5,5 22 1293 23,7 1249
CB-4A-DD 37,5 13,2 11,9 6,3 6,3 25 1152 25,8 1260
CB-4K-DD 22,8 15,7 12,5 7,9 7,5 32,9 840 33,3 967
CB-4T-DD 16,7 15,4 13,4 8,8 8,6 37,2 699 38,2 843
CB-4XA-DD 11,4 13,8 13,7 10 9 42,2 558 42,7 923
CB-4Z-DD 9,7 11,7 13,6 10,2 19,5 35,3 500 46,7 660
CB-5K-DD 6,2 11,6 15,2 11,2 9,4 46,5 419 46,9 810
CB-5R-DD 4,2 10,9 14,5 10,7 9,9 50 358 49,5 580
CB-5RF-DD 3,6 10,4 16,1 10,6 8,7 50,6 347 50,9 740
CB-6D-DD 3,7 9,6 13,4 10,8 9,8 52,8 3 гчэ 52,8 633
CB-6DF-DD 0 0,6 5,4 17 17,9 59,1 104 59,3 600
CB-6DP-DD 0 0,3 4 13,5 17,5 64,7 81 65,9 500
CB-7MF-DD 0 0,4 4,2 12,2 16,2 66,9 80 68,2 4 гчэ сг>
CB-7MP-DD 0 0,2 2,6 9,1 16,5 71,6 58 72,2 358
научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" "74 май 2011 Ь^ШШ'
Рис. 3. Основным дробильным аппаратом является вертикальная молотковая дробилка, производительностью 70 т/ч. Дробилки имеют хорошую избирательность дробления и высокую степень вскрытия хри-зотилового волокна
Рис. 4. Классификация производится на грохотах с отсасыванием хризотилового концентрата из продуктов верхних сит грохота и барабанов
кую ценность или армирующие свойства имеет волокно. Определив долю волокна, необходимую для получения асбестоцемента стандартной прочности, рассчитывают FSU — относительную прочность волокна:
„ 100 х 275 х F
ах (100 — F) + 275 х F'
где Fn — расход хризотила в смеси, необходимый для получения стандартной прочности асбестоцемента, %; FSU — относительная прочность волокна, ед.; F — расход хризотила в смеси (10%); ст — предел прочности исследуемого образца, кг/см2.
Технологическая ценность хризотилового волокна Wa измеряется в процентах и определяется по формуле:
Wa = (FSU — 10,3)/1,38.
Затем определяется обобщающий показатель качества фракционного состава AGV (Average Grade Value):
AGV = 2,1 W + 1,5 W2 + 1W3 + 0,5 W4 - 0,1 W5,
где: W1 — массовая доля волокна длиной более 4 mesh (4,75 мм); W2 — более 14 mesh (1,18 мм); W3 — более 35 mesh (0,425 мм); W4 - более 200 mesh (0,075 мм); W5 — менее 200 mesh (-0,075 мм).
Показатель AGV используется потребителями при составлении смесок асбеста для производства асбестоцемента.
Таблица 2
Марки хризотил-асбеста
Бразильские Отечественные
CB-3T-DD А-2-30
CB-4A-DD А-3-60
CB-4K-DD А-3-50
CB-4T-DD А-4-30
CB-5K-DD А-4-20
CB-5RFDD А-5-65
CB-6D-DD А-5-50
CB-6DPDD А-6-30
CB-7MFDD А-6К-20
CB-7MPDD А-7-450
Таблица 3
Время обработки для различных групп хризотил-асбеста в бегунах
Бразильские группы Группы стран СНГ
Группа Время обработки, мин Группа Время обработки, мин
4T 15-18 А-4 12-15
5R 10-12 А-5-50 6-8
6D 8-10 А-6 6-8
Ы ®
научно-технический и производственный журнал
май 2011
75
Рис. 7. Дезинтегратор для распушки хризотила
В табл. 2 приведены сравнительные названия марок получаемого в Бразилии товарного хризотил-асбеста и соответствующие им отечественные марки хризотила.
Готовая продукция упаковывается в полипропиленовые мешки по 50—60 кг. На упаковочном комплексе работает 21 пресс-упаковочная машина.
Асбестоцементное предприятие «Eternit», входящее в состав хризотиловой бразильской компании «SAMA», имеет высокий уровень механизации и автоматизации. Автоматизирована подача мешков с асбестом с паллеты в приемное устройство аппарата, где в герметичном пространстве мешки разрезаются пилой, а затем отбрасываются в емкость для их накопления (рис. 5). Все тракты движения сырья тщательно герметизированы. Вся территория завода, производственные корпуса снаружи и внутри очень чистые, полы производственных площадей моются механической машиной со специальным шампунем.
Рис. 8. Емкость для накопления целлюлозной суспензии
На предприятии изготавливаются хризотилцемент-ные листы различной конфигурации, использующиеся как кровельный материал, отделочные плиты, хризо-тилцементные трубы, бутары — емкости для жидкости (рис. 6). В Бразилии бутары устанавливаются на крышах домов и применяются для хранения и нагревания дождевой и водопроводной воды. Собранная вода используется для хозяйственно-бытовых нужд. Емкость бутар 300—1000 л. По опыту Бразилии пластиковые бутары в отличие от хризотилцементных не выдерживают действия солнца, на их поверхности скапливаются микроорганизмы, развиваются бактерии, опасные для здоровья человека.
Изделия изготавливаются мокрым способом. Применяются два вида производства волнистых листов из сырого наката — прокладочный и беспрокладочный. Распушка хризотила производится в бегунах, затем в дезинтеграторах (рис. 7). Катки и под бегунов выполнены из гранита. Скорость подачи необходимого количества воды в бегунах отрегулирована таким образом, чтобы содержание воды не была избыточным, ее добавление завершается сразу после введения в бегуны последней порции асбеста.
Время обработки асбеста в бегунах на предприятии «Eternit» больше, чем на отечественных заводах (табл. 3).
В хризотилцементную суспензию добавляют известняк и целлюлозу. Целлюлоза поступает на производство в брикетах как макулатура, ее размол производится в течение 4 мин в гидроразбивателе в присутствии химических реагентов. Водная суспензия целлюлозы откачивается в накопительную емкость (рекуператор), где ее разжижают водой до концентрации 25 г/л. (рис. 8). Для предотвращения расслоения суспензии емкость барбатируется. Целлюлозная суспензия подается в смеситель до загрузки цемента и извести. После смешивания всех компонентов концентрация смеси должна составлять 15—18%. Далее все поступает в миксер — ковшовую мешалку и после разжижения — на листоформовочную машину.
Добавку целлюлозы вводят для улучшения пластических свойств хризотилцемента и повышения ударной прочности материала.
При изготовлении волнистого шифера марки H16F-8 мм в смесь вводят по сухому веществу 10% хризотила, 10% известняка, 78% цемента и 2% целлюлозы.
Для изготовления хризотилцементных листов применяется хризотил марок CB-4T-DD, CB-4Z-DD, CB-5R-DD и CB-6D-DD, что приблизительно соответствует отечественным маркам А-3-50, А-4-30, А-5-50, А-5-65. Таким образом, смески асбеста для изготовления волнистого шифера значительно богаче длинными волокнами, чем отечественные.
Бразильская хризотиловая промышленность успешно развивается, в ней происходят прогрессивные качественные изменения в освоении передовых технологий, нового технологического и вспомогательного оборудования. В компании «SAMA» уделяется повышенное внимание технике безопасности на производстве, экологии и охране окружающей среды. Высок уровень мониторинга технологических процессов. Постоянно происходит совершенствование управленческой системы на предприятиях.
Ключевые слова: хризотил, хризотилцемент, месторождение хризотила.
Список литературы
1. A FIBRA-Boletim Informativo. Intermal Circulation.
1998, 256 p.
2. BARBOSA D.G. Verbal Information-Interveview.
Minacu, 2005, 212 p.
научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" "76 май 2011
