Организационно-функциональное проектирование структуры и реализации стратегии долевого разделения прибыли при управлении высокоэффект

Рис.6. Существующая технологическая схема производства меди, никеля и кобальта на АО «Комбинат Североникель». [12]

По проектной производственной программе по выпуску металлов в  зависимости от набора сырья образуется порядка 850-950 тыс. тонн в год электропечных  шлаков. Отвальные шлаки металлургического  производства в основном состоят  из двуокиси кремния и окиси железа. Плотность отвальных шлаков руднотермических печей - 2,95 т/куб.м., печей обеднения - 3,3 т/куб.м. Средневзвешенная плотность отвальных шлаков - 3,06 т/куб.м.[12]

Агрегатное состояние шлаков твердое. Не пылящие. Не токсичные. Компонентов 1-3 класса опасности не содержат. По результатам исследований, проведенных  кафедрой коммунальной гигиены Московского  медицинского института им. И.М.Сеченова, шлаки данного типа в гранулированном  состоянии могут использоваться в качестве фильтрующей загрузки на очистных сооружениях по очистке  питьевой воды. Шлаки пригодны для  получения щебенки, но делать это  не целесообразно в связи с  наличием в шлаках цветных металлов и платиноидов.

Отвал вскрышных пород карьера  Риж-губа расположен в 4,6 километрах от горы Монча. На момент инвентаризации в отвале накоплено 17100 тыс.куб.м. или 45, 828 млн. тонн породы. Степень заполнения отвала вскрышными породами составляет порядка 70,2%. Отвальные породы карьера Риж-Губа в небольших объемах используются для приготовления щебня.[12]

 

Рис.7. Блок-схема образования отходов в АО “Североникель” [12]

Хранение производственно-бытовых  отходов в количестве 29800 куб.м. в  год производится на организованном полигоне с левой стороны дороги от плавильного цеха к кобальтовому участку ЦЭН -1(цех электролиза никеля).

 

ОБЖИГ ФЛОТАЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТА С ЧАСТИЧНЫМ ВОЗВРАТОМ ПЫЛИ

На комбинате "Североникель", как и на НГМК. никелевый концентрат выделяют при разделении медно-никелевого файнштейна методом флотации. Концентрат в среднем содержит, %: 67,3 Ni; 3,0 Сu; 1,7 Fe; 0,5 SiO; 24 S.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8. Технологическая схема обжига никелевого концентрата на комбинате "Североникель":

1 — сгуститель; 2 — барабанный вакуум-фильтр; 3 — бункер с тарельчатым питателем; 4 — печь КС; 5 — котел-утилизатор; 6 — циклон; 7 — эксгаустер; 8—электрофильтр; 9 — трубчатая печь; 10 — холодильник. [10]

В соответствии с этой схемой пульпа никелевого концентрата после флотационного разделения файнштейна поступает в сгуститель. Туда же подают пневмотранспортом оборотную пыль в количестве около 10 % от массы концентрата. После сгущения и фильтрации на барабанных вакуум-фильтрах кек влажностью 8—9 % поступает в бункер, куда подают также влажные обороты цеха электролиза никеля. Из бункера материалы ленточным транспортером передаются в лопастный двухвальный смеситель, куда поступает также оборотная пыль в количестве 5—10 % от массы концентрата. Далее шихту загружают через свод загрузочной камеры. Горячая закись никеля с температурой 1080—1150 °С из печи КС с помощью двухсекторного регулируемого затвора самотеков поступает в трубчатую печь.[10]

Газы от обжига никелевого концентрата попадают сначала в котел-утилизатор и параллельно ему работающий водоохлаждаемый газоход, где охлаждаются до 400 °С, проходят грубую очистку в батарейных циклонах и эксгаустером направляются в электрофильтры и затем — на производство серной кислоты.

Закись никеля получается при "жестких" условиях обжига: температуре выше 1100 °С, содержании серы в шихте 21,5-22,5 %. Однако добавка пыли делает ее значительно мельче: средневзвешенное содержание мелочи меньше 0,20 мм в смеси закиси из слоя и пыли вместо 3—6 % составляет 20—30 %. Смесь закиси никеля и пыли представляет собой пылящий материал. Это заметно и по материальным балансам последующего передела закиси КС в трубчатых печах: чем больше загружают в трубчатую печь такой шихты, тем больше получают пыли в котлах-утилизаторах за трубчатыми печами. При загрузке одной пыли в трубчатую течь пылевынос из нее достигает 50—60 %.[10]

Кроме того, подача пыли в  готовую продукцию значительно  повышает содержание серы в ней. Если закись никеля, выгружаемая из слоя, имеет содержание серы 0.1—0,2 %, то в  смеси этой закиси и пыли оно достигает 0.5%.

Таким образом, подача части  пыли в готовую продукцию, уменьшая общую циркуляционную нагрузку на обжиг, приводит к существенному ухудшению  качества продукта по крупности и  содержанию серы.

Важной особенностью технологической  схемы комбината "Североникель" является утилизация серы и тепла отходящих газов.

Основные технологические  показатели обжига характеризуются  следующими данными:

Удельная производительность по концентрату:

• на площадь пода, т/(м2 ·сут) - 15
• внутренний объем печи, т/(м3. сут) - 0,8.

Удельный расход воздуха  на 1 т концентрата, м³/т – 1900.

Коэффициент расхода дутья  - 1.3.

Температура в слое, Сº – 1120.

Пылевынос, %:

• от загрузки - 30
• от концентрата – 40.

Высота слоя в насыпном состоянии, м - 1,7.

Давление воздуха в  дутьевой камере (под подиной печи), кгс/см2 - 0,47.

Содержание SO2 в газах после электрофильтров, % - 5,5.[10]

В целом значения показателей  близки к таковым на НГМК. И в  том и в другом случаях отмечается большой пылевынос.

Рассмотренные предприятия  «Печенганикель» и «Североникель» представляют собой взаимозависимую систему, представленную на Рис.9.

 

 

 

1.2. Научно-обоснованные  методы и способы устранения  источников  потерь-отходов в  основных элементах цепи поставок

ОАО «ГМК «Норильский никель» (реализует проект модернизации металлургического  производства на производственной площадке ОАО «Кольская ГМК» в городе Заполярный (Мурманская область).

Проект направлен на замену существующей технологии «окомкование-обжиг», связанной с выбросом большого количества неутилизируемых газов SO2, на безобжиговую технологию брикетирования концентрата.

Проект является частью Программы  модернизации металлургического производства, реализуемой ОАО «Кольская ГМК» с целью снижения выбросов серы и пыли/отходов тяжелых металлов за счет реконструкции оборудования Компании. [15]

Существующая технология предполагает фильтрацию и обжиг  медно-никелевого концентрата для  получения окатышей, которые потом  идут в плавку. В процессе обжига часть серы выгорает и выбрасывается  в атмосферу (технология утилизации серы в участке окомкования и обжига плавильного цеха проектно не была предусмотрена). [15]

Осуществление проекта брикетирования позволит создать современное, эффективное  и высокоавтоматизированное производство, вывести из эксплуатации морально устаревшее и выработавшее свой ресурс производство обожженных окатышей.

Новое производство будет  экологически чистым и позволит за счет закрытия участка окомкования и обжига плавильного цеха снизить выбросы SO2 в 40 раз с 40 000 до 1000 тонн в год и пыли до уровня не более 106 тонн в год по площадке г. Заполярный. [15]

Открытие новой производственной площадки обеспечит повышение сквозного  извлечения цветных металлов по Компании и выпуск дополнительной товарной продукции, снижение в 1,8 раза потребления мазута, уменьшение затрат электроэнергии, а также снижение расходов на эксплуатацию и ремонт оборудования.

Реализация проекта позволит существенно улучшить условия труда, поскольку ликвидируются рабочие  места с особо тяжелыми и особо  вредными условиями, а также в  два раза повысить производительность труда за счет автоматизации производства, при этом высвобождающиеся кадры  будут переводиться в другие подразделения  Компании.

Общие затраты на проект составят  более 2,2 млн. рублей.

По словам Генерального директора ГМК «Норильский никель» Владимира Стржалковского, «Компания демонстрирует один из самых современных подходов к промышленному развитию, потому что при разработке проекта учитывались все факторы устойчивого развития – экономические, экологические и социальные. В итоге «Норильский никель» будет располагать современным высокоэффективным и экологически чистым производством, которое будет способствовать улучшению показателей деятельности Компании». [15]

Генеральным проектировщиком, а также разработчиком технологического регламента является научное подразделение  Компании – Институт «Гипроникель». Во время подготовительного этапа Компания успешно провела крупномасштабные испытания технологии брикетирования 1800 тонн собственного концентрата.

Проектом предусматривается:

• Размещение участка брикетирования на реконструируемых площадях обогатительной фабрики ОАО «Кольская ГМК».
• Использование пресс-фильтров фирмы «Larox» (Финляндия) для фильтрации пульпы и выдачи влажного концентрата.
• Поставка основного и вспомогательного оборудования для брикетирования немецкой фирмой «Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co.KG» (Германия), брикет-прессы которой установлены и успешно эксплуатируются в ООО «Медногорский медно-серный комбинат», а также использовались Компанией при проведении испытаний.
• Строительство двух линий брикетирования (в реконструируемом здании обогатительной фабрики) суммарной производительностью до 450 тыс. тонн/год по концентрату.
• Строительство нового автоматизированного бункерного склада готовой продукции, вместимостью 4000 тонн, с системой автоматического дозирования брикетов и позиционирования вагонов  для последующей перевозки брикетов в плавильный цех.
• Использование лигносульфоната (отходы производства целлюлозно-бумажной промышленности) в качестве жидкого связующего элемента при брикетировании. 
• Строительство новой компрессорной станции для обеспечения производства сжатым воздухом. [15]

В настоящее время в  рамках осуществления проекта практически  закончена разработка рабочей документации, закуплено основное технологическое  оборудование на сумму 1 млрд. рублей, осуществляется реконструкция обогатительной фабрики, заканчивается строительство фундаментов  склада брикетов и здания компрессорной  станции.

Основные этапы осуществления  проекта:

• декабрь 2009 года – окончание строительства главного корпуса для размещения участка брикетирования;
• август 2010 года – запуск и апробирование первой линии (наладка, тестовые испытания);
• ноябрь 2010 года – остановка первой линии участка обжига;
• февраль 2011 года – запуск второй линии брикетирования;
• июль 2011 года – выход участка брикетирования на проектную мощность, отладка и доработка программного обеспечения АСУ ТП, вывод из эксплуатации участка окомкования и обжига;
• ноябрь 2013 – завершение проекта. [15]

Кроме того, в первом квартале 2010 года на загрузочных трубах печей кипящего слоя рафинировочного цеха были установлены воздушные щелевые затворы. Это небольшое дополнение к конструкции печи позволяет минимизировать пылевынос, а, следовательно, избежать потерь частиц металлов, выносимых вместе с пылью потоком воздуха. [16]

Еще одним из эффективных  способов удаления серы является ее растворение  в щелочах или соде. Преимуществом  данного способа обессеривания является возможность проведения процесса без использования автоклава. Кроме того, процесс может быть реализован для остатков с практически любым исходным содержанием серы. Единственной проблемой, возникающей при данном способе обессеривания, является последующая утилизация растворов.

В то же время известно, что  эффективность флотации сульфидных руд может быть повышена благодаря  использованию реагентов, относящихся  к классу серосодержащих восстановителей. В частности, в Норильске имеется  опыт использования бисульфита натрия на местной обогатительной фабрике  при селекции сульфидов меди, никеля и железа.

Тестовые испытания на медно-никелевых рудах Печенги  проводились по схеме обогатительной фабрики Комбината «Печенганикель». Испытания показали, что реагенты, полученные из серы и различных щелочей или соды, являются более эффективными модификаторами, чем сернистый натрий или элементарная сера. Так, например, использование щелочных серосодержащих реагентов позволило повысить, в сравнении с Na2S, извлечение никеля в концентрат на 1,2-1,5%, а медь – на 1,7-3,4% при сохранении содержания цветных металлов в концентратах. Эффективность флотации с  применением серосодержащих модификаторов повышалась на 9-10%.

Исследования также показали, что наиболее рациональное использование  новых реагентов – это их подача в пульпу, которая была уже предварительно обработана собирателем. То есть, их  можно  использовать для интенсификации процесса,  как на стадии рудной флотации, так и в цикле перечисток чернового  концентрата. Оценена эффективность  основных составляющих сложного модификатора флотации и предложен вариант  промышленного испытания одного из них.

Анализ показал, что лучшая селективность флотационного разделения файнштейна (более качественные медный и никелевый концентраты) отмечалась с применением серосодержащего модификатора флотации, в состав которого входили соединения кремния.

 

1.3. Разработка обратной цепи поставок по рециркуляции потерь-отходов и их повторному использованию

На Рис.8. представлена разработанная ЗЦП по вторичной переработке техногенных отходов производства никеля на АО «Печенганикель». Достоинство этой обратной ЦП в том, что пыль, которая является отходом возможно полностью возвращать в производство (рециклинг). Но недостатком является то, что отсутствует утилизация тепла и SO2.