Технический университет Уральской горно-металлургической компании (ТУ УГМК) встроен в цепочку научно-исследовательской деятельности холдинга наряду с институтом «Уралмеханобр», исследовательскими центрами и лабораториями предприятий УГМК в различных регионах страны. Научно-исследовательские и образовательные проекты в сфере обогатительного передела в вузе реализует профильная кафедра — обогащения полезных ископаемых. Она имеет собственный лабораторно-аналитический комплекс, расположенный в ТУ УГМК. Заведующий кафедрой Сергей Мамонов рассказал «Глобусу» о связке образовательных проектов университета с практическими задачами по внедрению на ГОКах новейших технологий обогащения.
заведующий кафедрой обогащения полезных ископаемых ТУ УГМК
— Сергей Владимирович, каким образом ТУ УГМК помогает совершенствовать технологии обогащения на предприятиях отрасли?
— Это происходит через реализацию программы «Обогащение и подготовка сырья к металлургической переработке», которая является магистерской по направлению «металлургия» и разработана специа-листами нашей кафедры. Мы готовы к сотрудничеству с самыми разными предприятиями, не только входящими в состав УГМК. В настоящий момент схема выглядит так: ГОКи УГМК направляют к нам специалистов, которые 2,5 года осваивают заочно магистерскую программу. За время обучения каждый магистрант работает над конкретным исследовательским проектом, реальной производственной задачей своего подразделения или предприятия по улучшению технологии обогащения, повышению показателей обогащения. В научно-образовательный процесс вовлечены лучшие преподаватели нашего университета, костяк которых составляют высококвалифицированные и наиболее опытные инженеры — обогатители и металлурги УГМК, ученые и проектировщики ОАО «Уралмеханобр», ведущие преподаватели лучших профильных вузов России и специалисты компаний — мировых лидеров в разработке технологий рудоподготовки и обогащения. Совместно с магистрантами мы решаем конкретные производственные задачи и в идеале максимально полно внедряем решения непосредственно на производстве.
— То есть задача поступает от предприятия?
— Всегда. Мы занимаемся подготовкой кадров не «просто так», ради вала, а под проблематику, волнующую реальное производство. Магистранты к нам приходят с предприятий с конкретной производственной задачей — целью, она затем уточняется, «шлифуется» в совместной работе студентов, сотрудников кафедры и экспертов профильной дирекции ОАО «УГМК». Дальше уже мы на кафедре ТУ УГМК нарезаем задачи исследований, подбираем или разрабатываем методики исследований, распределяем научных руководителей (как правило, это лучшие специалисты, ученые предприятий УГМК в той или иной области знаний). Но главной движущей силой процесса являются сами магистранты — они кровно заинтересованы во внедрении на практике результатов своих научно-исследовательских работ. И предприятия имеют к этому живой интерес.
— Есть конкретные примеры внедрения?
— Учалинский ГОК в Республике Башкортостан находится на стадии внедрения наших предложений по обогащению теннантитсодержащих руд. На «Сибирь-Полиметаллах» в Алтайском крае мы активно занимались внедрением новых флотационных реагентов-депрессоров свинцовых и цинковых минералов. Они там уже активно применяются. Это лишь некоторые результаты исследований наших магистрантов. Если говорить в целом, то мы уже выпустили девять магистров. Сейчас у нас учатся еще 14 студентов, которые получат дипломы магистров в следующем году.
— Как используется лабораторное оборудование?
— Лабораторная база современного обогатительного оборудования имеется как в ТУ УГМК, так и в научно-исследовательском и проектном институте «Уралмеханобр». В первом случае — в ТУ УГМК — создан полный цикл рудоподготовки и обогащения. Это дробилки, мельницы, классификаторы, сепараторы, центробежные концентраторы и гравитационные столы, нутч-фильтры и, конечно же, уникальная непрерывная флотационная установка фирмы CETCO. Данный комплекс оборудования позволяет нам фактически воссоздать реальное производство и реализовывать разработанные в лабораторных условиях технологии в укрупненно-лабораторном масштабе на укрупненных технологических пробах, а дальше выходить на предприятия с конкретными и заверенными технологическими показателями, режимами. Лаборатория дает возможность исследовать процессы измельчения и классификации минерального сырья в замкнутых циклах, а также процессы флотации, включающие основные, перечные, контрольные операции с получением товарных концентратов и отвальных хвостов. В итоге это позволяет сократить сроки проведения опытно-промышленных испытаний на предприятиях, снизить риски от возможных неточностей в технологии, которая разрабатывается в лабораторных условиях.
— А чем обладает «Уралмеханобр»?
— Это широкий спектр как лабораторного, так и промышленного оборудования малого типоразмера, охватывающий все методы рудоподготовки и обогащения минерального и техногенного сырья. Если это рудоподготовка, то всевозможные щековые, конусные, молотковые, центробежно-ударные дробилки. Если речь идет об измельчении, то это стержневые, шаровые и бисерные мельницы, роторно-пульсационные и гидродинамические аппараты. Процессы классификации также представлены разнообразным оборудованием: спиральные классификаторы, гидроциклоны, грохота тонкого гидравлического вибрационного грохочения. Плюс всевозможные процессы флотационного обогащения с использованием механических, пневмомеханических, флокулярных машин, а также машин кипящего слоя.
Широкое применение находят аппараты сухих методов обогащения: рентгенорадиометрический, короноэлектростатические, магнитные сепараторы. Далее идут процессы по обезвоживанию конечных продуктов обогащения — на пресс-фильтрах, вакуумных фильтрах. Исследуются процессы сгущения. И заканчивается ряд процессами окускования и агломерации полученных концентратов. Все это сопровождается современной исследовательской базой по аналитическому контролю и минералогическому анализу, включающему в себя оптическую и электронную микроскопию, то есть действительно полный и широкий спектр. Кроме того, в институте активно внедряются и осваиваются программные комплексы по моделированию того или иного процесса, в частности программа JK SimMet.
— Часто ли предприятия УГМК используют инструмент аутсорсинга для проведения аналитических исследований?
— Все успешно решается в рамках УГМК. Зачем ходить «на сторону», если через Технический университет УГМК имеется возможность получить полный комплекс услуг по исследованиям не только цветных, но и черных, редких, драгоценных металлов?
— Что можно сказать о модернизации лабораторной базы ТУ УГМК?
— Она происходит постоянно. Техника ведь тоже на месте не стоит. Последнее, что было приобретено вузом,— мельница для замкнутых циклов измельчения, грохота ультратонкого грохочения. Кроме того, дооснащен насосный парк оборудования.
— Что является для вас трендом? На что направлены основные усилия кафедры?
— Мы идем в глубину процесса обогащения. Это значит, проводим всевозможные химические, минералогические исследования на стадии предварительных исследований вещественного состава, уходим в электронную, растровую микроскопию, в фазовые анализы. Это и технологическая минералогия, которая сейчас активно развивается. Что позволяет нам получить первичную информацию на стадии формирования технологической схемы, смоделировать, спрогнозировать и принять конкретные решения, в каких направлениях технологии двигаться, до какой крупности измельчать руду, какие методы обогащения применять в том или ином случае. В конечном счете мы сокращаем риски ошибочных гипотез и решений или, иными словами, сроки и объемы проведения исследований. Еще одно стратегическое направление — это различные методы моделирования процессов, в том числе и программный комплекс JK SimMet, о котором я уже упоминал. Он позволяет на основе опробований режимных и технологических параметров действующих производств моделировать результаты исследований, оптимизировать и прогнозировать результат, который мы получим на выходе технологического процесса при изменении того или иного режима, его параметров. В перспективе это ведет к росту производительности горно-обогатительных предприятий, повышению извлечения металлов в товарную продукцию.
— Как цифровые технологии влияют на содержание вашей работы?
— Цифровизация позволяет сократить время предстоящих исследований через моделирование процессов в компьютерных комплексах и на какой-то стадии повысить достоверность результатов. Сейчас в УГМК мы используем цифровые технологии в рудоподготовительных операциях — дробление, измельчение, классификация. Рассматривается вопрос о переходе на «цифру» в гидрометаллургических, пирометаллургических схемах, во флотации. Кроме того, активно внедряем BIM-проектирование. Применению цифровых технологий в горном деле был посвящен международный форум, который прошел в ТУ УГМК в октябре прошлого года. Он был совмещен с выставкой новейших достижений. После форума мы пересмотрели программу обучения студентов-бакалавров и магистрантов, расширив «цифровую» составляющую. Аналогичный форум «Цифровизация в металлургии. Индустрия 4.0» состоится 4–5 июня — также в ТУ УГМК в Верхней Пышме Свердловской области.