Финский выбор

О том, какие плавильные печи есть у «Норникеля», читайте по этой ссылке.

Отдельная тема – судьбы Медного завода (МЗ) и Надеждинского металлургического комбината (НМЗ), самых мощных предприятий в структуре «Норникеля», на которых еще в 1980-х удалось успешно внедрить разные автогенные процессы. Технологический рывок был обусловлен расширением рудной базы Таймыра – открытием богатых руд Талнаха, с переработкой которых действовавшие на тот момент МЗ и Никелевый завод (НЗ) справится не могли. В итоге концентраты Талнахской обогатительной фабрики, в том числе никель-пирротиновый, решено было перерабатывать на совершенно новом предприятии – НМЗ. В отличие от других никелевых и медных комбинатов в СССР, этот завод сразу проектировался под автогенные агрегаты – печи взвешенной плавки (ПВП). 

Как сообщал «Кислород.ЛАЙФ», на тот момент эта технология считалась самой продвинутой в мире (да и сегодня в этом мало что изменилось); более того, финская компания Outokumpu предлагала СССР абсолютно готовое решение «под ключ», в то время как другие автогенные процессы, в том числе и ПЖВ, внедрять которую решено было на МЗ, тогда еще были экспериментальными и рискованными. 

«Конструктивно ПВП достаточно проста: исходный материал, перемолотый до пылеобразного состояния и смешанный с речным песком, поступает в шахту печи. Пока каждая отдельная пылинка летит вдоль шахты, ее «обдувает» жаром из горелки. Пока пылинка падает, она должна оксилиться, и вниз плюхается уже не пылинка, а микроскопическая частичка металла. Плавка происходит как бы в невесомости, во взвеси мельчайших частиц (отсюда и название)», - так описан процесс взвешенной плавки в книге «История Норильска». Для окисления серы и железа на НМЗ используют КВС, а в случае дефицита тепла или при разогреве – природный газ. 

На выходе из ПВП получается медно-никелевый штейн и шлак. Отходящие газы направляются на охлаждение через аптейк (специальные вертикальные шахты) в котел-утилизатор (на производство пара, который затем «забирает» ставшая печально известной после разлива дизельного топлива ТЭЦ-3), а также на очистку от пыли в электрофильтры. Штейн дальше уходит в горизонтальные конвертеры типа Пирс-Смита, а шлаки – в ОЭП, их на «Надежде» четыре – по две на каждую из ПВП. При автогенной плавке шлаки как печей, так и от конвертеров получаются достаточно богатыми, содержание никеля в них достигает 0,8%, складировать такую массу в отвалах – терять ценное сырье.

Как рассказал «Кислород.ЛАЙФ» главный металлург ЗФ «Норникеля» Леонид Крупнов, это сейчас НМЗ производит только медно-никелевый файнштейн, а изначально на заводе функционировала и цепочка по производству анодной меди. «Проектом предполагалось, что одна ПВП будет работать только на никель, а вторая – то на никель, то на медь. Под это на заводе сразу же был построен анодный передел, в составе четырех анодных печей для огневого рафинирования черновой меди (очистки от никеля и серы). Это были круглые печи периодического действия, не стационарные, а поворотные – внешне чем-то похожие на 80-тонный конвертер. Работали они – также, как и аналогичные печи на Медном заводе – на газе». 

Анодный передел в связке с ПВП использовался на НМЗ до 1994 года, когда руководством комбината было принято решение – на главных печах плавить исключительно никелевые концентраты. А для медных построить… печь Ванюкова! Интересно, что здесь ее сделали не автогенной, она работала на газе. Тут может возникнуть вопрос – а зачем вообще при наличии в Норильске самостоятельного и мощного МЗ нужно было «грузить» медью еще и «Надежду»? Все просто: на НМЗ перерабатывали медные концентраты не обогатительных фабрик, а Никелевого завода, которые оставались у него после разделения файнштейна собственного производства (с «никелевой частью» НЗ справлялся и сам).

«Этот концентрат сначала отправляли на МЗ, там его пропускали через одну из обжиговых печей, а потом, когда эту печь разобрали, стали смешивать с обычными концентратами. Схема была крайне неэффективной, поскольку материал, поступающий с НЗ, был очень богатый, с содержанием меди порядка 67-68%. Смешивая его с более бедным сырьем, теряли много ценных компонентов в отвальную продукцию. Было понятно, что такое сырье целесообразно перерабатывать в отдельной цепочке, и решили – что лучше эту цепочку построить на НМЗ», - вспоминает Леонид Крупнов. 

«Медный концентрат с НЗ – настолько богатый был, что при плавке даже шлака не получалось. Эта печь Ванюкова просто его расплавляла, с выходом практически белого матта – продукта, который идет сразу на варку черновой меди», – добавляет главный металлург ЗФ. Агрегат запустили в 1995 году, и он успешно функционировал вплоть до закрытия НЗ. С 2016 года весь медно-никелевый файнштейн с Таймыра стали отправлять в Мончегорск, и медная цепочка на НМЗ была законсервирована.  

Сейчас в работе здесь – две ПВП, четыре ОЭП (проекта Outokumpu и Tenova Pyromet), а также пять горизонтальных конвертеров типа Пирс-Смита (шестой законсервирован). «Целью процесса никелевого конвертирования является удаление из штейна практически всего железа, присутствующего в штейне в форме сульфида (FeS), магнетита (Fe3O4) и в металлической форме (Fe). В результате конвертирования получают продукт, в который с максимально возможной полнотой должны быть извлечены никель, кобальт, драгоценные металлы – файнштейн. Цель достигается окислительной продувкой расплавленного штейна, офлюсованием и удалением образующихся при этом окислов железа в виде шлака, который является оборотным материалом и направляется в расплавленном виде в электрические печи обеднения.», - объяснили «Кислород.ЛАЙФ» на НМЗ. 

Стоит еще раз подчеркнуть, что именно за счет внедрения автогенных технологий плавки на Медном заводе и на НМЗ у «Норникеля» появилась возможность получать богатые по содержанию диоксида серы отходящие газы, пригодные для утилизации. Как было сказано в главном тексте (ссылка), на «Североникеле» еще в 1960-е освоили технологию получения из таких газов серной кислоты. На МЗ после запуска печей Ванюкова было решено реализовать другую схему – производство элементарной серы: две нитки мощностью по 100 тыс. тонн в год каждая запустили еще в 1980-х. Это помогло снизить выбросы предприятия, которое, в отличие от НМЗ, находится ближе к центральной части Норильска. 

К сожалению, на НМЗ установки по утилизации отходящих газов, поставленные финнами в комплекте с ПВП, пришлось «выключить» еще в советские годы. Долгое время эффективного решения для улавливания этих выбросов найти не получалось. Но в феврале 2020-го в рамках «Серного проекта», масштабной экологической инициативы «Норникеля», на «Надежде» наконец-то началось строительство соответствующих установок. Отходящие газы ПВП будут утилизированы, как и на «Североникеле», в серную кислоту, но на НМЗ ее дальше будут нейтрализовать с помощью известняка в гипс (современное гипсохранилище построят в радиусе 3 км от НМЗ). Весь уникальный проект планируется запустить к 2023 году, это позволит снизить выбросы «Надежды» более чем на 80%.

О строительстве печей Ванюкова на Медном заводе читайте по этой ссылке.