Разработка мероприятий по повышению эффективности производства на БКПРУ – 4

 

Введение

Первый пусковой комплекс обогатительной фабрики БКПРУ-4 ОАО «Уралкалий» (линия «Б») по производству хлористого калия был введен в эксплуатацию в 1992 году. Проектная мощность производства хлористого калия с массовой долей К₂О  62 %  составляет 625000 т 100 % К₂О или ~ 1 млн. т в год продукта в натуре.

В соответствии с проектной документацией в  Постоянном технологическом регламенте производства хлористого калия на обогатительной фабрике БКПРУ-4 принят годовой объем  производства: ~ 500 тыс. т продукта с массовой долей К₂О не менее 62 % и ~ 500 тыс. т продукта с массовой долей К₂О не менее 60 %.

Фонд рабочего времени составляет 7200 ч/год; часовая  производительность по готовому продукту, соответственно, 140 т/ч.

Получение хлористого калия из сильвинитовой руды осуществляется галургическим методом: выщелачиванием и селективной кристаллизацией, основанной на различной растворимости основных солевых составляющих руды (хлоридов калия и натрия) в зависимости от температуры.

Генеральным проектировщиком  производства хлористого калия на БКПРУ-4 является «ВНИИгалургии» (ВНИИГ), г. С.-Петербург.

Технология производства хлористого калия с выбором оборудования для технологических процессов  рудоподготовки, выщелачивания хлорида  калия из сильвинитовой руды, осветления насыщенного раствора, обезвоживания галитового отвала были разработаны ВНИИГом. Оборудование для кристаллизации хлористого калия, обезвоживания получаемого кристаллизата, его сушки, обеспыливания, классификации и обработки продукта были разработаны фирмой Lurgi Umwelt und Chemotechnik CmbH (Германия) по техническому заданию ВНИИГа.

Выпуск хлористого калия осуществлялся на фабрике  в мае-июне и в сентябре 1992 года; затем фабрика была перепрофилирована  на выпуск пищевой поваренной соли высших сортов.

Выпуск хлористого калия был возобновлен в сентябре 1996 года наряду с периодическим производством на оборудовании линии «Б» поваренной соли.

В 2003 году выпуск пищевой соли на БКПРУ-4 был прекращен. В настоящее время на технологической  линии «Б» осуществляется последовательное производство галургического хлористого калия: с массовой долей К₂О не менее 60 % К₂О и с массовой долей К₂О не менее  62 %.

В октябре 2004 года на обогатительной фабрике БКПРУ-4 с  участием ВНИИГа было проведено комплексное  обследование производства хлористого калия со снятием материального баланса по стадиям технологического процесса.

В период проведения обследования выход обеспыленного  хлористого калия с массовой долей К₂О не менее 62 % составлял, в среднем, 168,0 т/ч, что при проектном фонде рабочего времени 7200 ч/год соответствует годовому объему производства 1209600 т продукта в натуре. В пересчете на 100 % K₂O это соответствует 751386 т, что на 20,2 % превышает проектную мощность производства.

Таким образом, производственная мощность составляет ~ 1,2 млн. т продукта в натуре: ~ 600 тыс. т продукта с массовой долей К₂О не менее

62 % и ~ 600 тыс. т продукта с массовой долей К₂О не менее 60 %.

 

 

 

1. Характеристика сырья и энергоресурсов.

1.1. Обоснование сырья и энергоресурсов.

Исходным сырьем для производства калия хлористого является руда сильвинитовая далее по тексту "сильвинит", представляющий собой дробленую  руду, в состав которой входят водорастворимые минералы, которые представлены, в основном, сильвином (KCl) и галитом (NaCl), а также примеси минеральных соединений, содержащих соли кальция, магния, нерастворимого в воде остатка и др.

Из реагентов  на обогатительной фабрике используют: полиакриламид сухой (Аккофлок А110),  амины отечественного и импортного (Флотигам S и Армин НТ) производства, эфир гликолевый, смолу карбамидоформальдегидную  марки КС-МФ,  этомин НТ/40,  газойль каталитический.

После сушки  калий хлористый обрабатывают реагентами – пылеподавителями (полиэтиленгликоли различных марок) и антислеживателем (калий железистосинеродистый).

Пылеподавители  – полиэтиленгликоли  (ПЭГ) представляют собой продукты переработки отходов производства гликолей и окиси  этилена и состоят из смеси моно -, ди-, три-, тетра- и пентаэтиленгликолей. Используются полиэтиленгликоли либо одни, либо в смеси с карбамидом.

Кроме  вышеперечисленных  реагентов и веществ, применяются дополнительно:

а) кислота соляная,  используемая  в  процессе  приготовления  водной эмульсии  амин - газойль каталитический - вспениватель;

б) сода кальцинированная  техническая, которая используется  для  устранения жёсткости технической воды в  процессе  приготовления  водного раствора железистосинеродистого калия;

В сушильном  отделении в печах "КС" в  качестве топлива используют  природный  газ.

1.2. Обоснование  географической точки строительства.

ОАО «Уралкалий»  добывает калийную руду на Дурыманском (БКПРУ – 2) и Быгельско – Троицком (БКПРУ – 4) участках, которые являются частью

Верхнекамского  месторождения калийно – магниевых  солей, расположенного в Пермском крае в центральной части России. Здесь расположены рудники, а также несколько перерабатывающих фабрик компании и некоторые элементы логистической инфраструктуры. Компания приобрела право на разработку месторождения с помощью лицензии, выданной Федеральным агентством по недропользованию.

Верхнекамское месторождение содержит высококачественные запасы. Это второе по величине в  мире месторождение K2O (питательное вещество), содержащее 3,8 млрд тонн калийных солей. Месторождение выгодно расположено близко к поверхности и имеет высокий уровень содержания калия. Чем ближе расположена руда к поверхности, тем более лёгок и менее дорог процесс её добычи. Расположенное всего в 250 – 400 метрах от поверхности земли и обладающее содержанием питательного вещества около 20 – 30 %, это месторождение требует меньше затрат на разработку, чем какое – либо другое месторождение в мире. Всё это позволяет производить удобрения высокого качества по более низкой цене.

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Поставщики  основных видов ресурсов.

Требования, предъявляемые  ОАО «Уралкалий» поставщикам ресурсов весьма жесткие. При выборе поставщика управление материально-технического снабжения ОАО «Уралкалий» не стремится использовать в качестве решающего критерия «цены поставки», поскольку низкая цена – это, как правило, низкое качество, а политика «Уралкалия» направлена на постоянное соответствие нашей продукции мировым стандартам.

«Уралкалий» абсолютно  не зависит от поставок сырья, т.к. сам  добывает сильвинитовую руду – сырье  для производства хлористого калия. Но в связи с узкой специфичностью производимого продукта, возникает много проблем, связанных с поиском и выбором поставщиков специальных веществ – реагентов, необходимых в технологическом процессе, а иногда необходимость в выборе поставщика отпадает из-за уникальности поставляемых ресурсов.

«Уралкалий» поддерживает отечественных производителей горной техники, которая используется на рудоуправлениях. Это – Копейский машиностроительный завод, и Воронежский завод горно-шахтного оборудования. «Уралкалий» оказывает  им помощь в модернизации производства. Это необходимо для того, чтобы рудники «Уралкалия» и обогатительные фабрики получали от них современное и надежное оборудование, не уступающее по своим характеристикам импортному. Совместно с Копейским заводом ОАО «Уралкалий» осуществляет программу по повышению надежности и производительности горных комбайнов. Такое тесное сотрудничество очень взаимовыгодно, т.к. у «Уралкалия» в России нет других поставщиков – производителей горного оборудования, а у них нет других потребителей (кроме «Сильвинита»).

В конце 2008 г.компания «Уралкалий» подписала контракт с одним из ведущих мировых  производителей горно-шахтного оборудования — международным концерном Sandvik Mining & Construction Gmbh — на поставку до конца 2011 года горных роторных комбайнов MF 320 (Marietta 900). Общий объем инвестиций «Уралкалия» в этот проект превысил 20 млн евро. Новые комбайны будут изготовлены по техническому предложению «Уралкалия» и являются, по сути, уникальными разработками. Они стали результатом большой совместной работы специалистов компании и инженеров концерна Sandvik, которым удалось максимально адаптировать машины под горно-геологические условия рудников «Уралкалия» и сохранить при этом их производственно-технические преимущества. Основными достоинствами комбайна являются высокая техническая производительность, скорость передвижения и маневренность.

В настоящее  время на БКПРУ-4 завершена реконструкция сушильного отделения, основным поставщиком сушильного оборудования является австрийская фирма «Binder». Оборудование данной фирмы уже зарекомендовало себя на флотационной обогатительной фабрике БКПРУ-3. Благодаря новому оборудованию работа фабрики стала гораздо ритмичнее за счет сокращения времени на ремонты. Объём инвестиций в проект составил 140 миллионов рублей, срок реализации – 2 года.

Компания «Binder»  является признанным мировым лидером  в сфере производства сушильного оборудования, обеспечивающего максимальную точность соблюдения заданных температурных  характеристик. Печи кипящего слоя «Binder»  используются в технологическом процессе производства хлористого калия для высушивания продукта после его выделения из насыщенного раствора. По техническим характеристикам печь «Binder» существенно превосходит используемое на обогатительных фабриках компании «Уралкалий» сушильное оборудование. Ее проектная производительность составляет 150 тонн хлористого калия в час - это в полтора раза выше мощности действующих в настоящее время аналогов оборудования. Кроме того, полностью автоматизированный процесс управления печью «Binder» сводит к минимуму роль человеческого фактора при ее эксплуатации. В качестве топлива для печи используется попутный природный газ, который экологически безопаснее мазута, используемого в действующих аналогах сушильного оборудования. При создании печи использованы современные высокотехнологичные материалы - жаропрочная нержавеющая сталь и устойчивый к агрессивной среде пластик, благодаря чему обеспечена более высокая надежность оборудования, не требующая частых остановок и ремонтов.

Проект установки печи «Binder» для компании «Уралкалий» был разработан ОАО «Галургия» (г.Пермь), работы по монтажу выполнили ОАО БФ «Уралхиммонтаж» и ООО «Монтажавтоматика» ГП «Спутник» (г.Пермь), наладкой занимались специалисты ЗУ ГТЦ ООО «Газнадзор» (г. Пермь).

В зависимость от поставщиков ставит ОАО «Уралкалий» потребность в реагентах, необходимых для процесса производства хлористого калия, т.к. таких поставщиков в мире считанные единицы.

Например, «Уралкалий»  в настоящее время закупает часть  аминов в Швеции (фирма «Акзонобель»), поставщиком сухого полиакриламида является фирма из Японии.

В качестве поставщиков  воды, энергии выступают предприятия-монополисты  г. Березники, и, соответственно, никакой  свободы выбора поставщиков здесь  у «Уралкалий» нет. Для снижения себестоимости продукции Уралкалий осуществляет проекты собственной энергетики. Для добычи руды используются взрывчатые вещества, поставщиком взрывчатки является компания ОАО «Кизелуголь.

 

 

2. Характеристика  готовой продукции.

2.1. Область  применения готового продукта, потребители.

Основным направлением поставок ОАО «Уралкалий» являются рынки стран БРИК (Бразилия, Россия, Индия, Китай). Эти страны отличают высокие  темпы роста численности населения  и его доходов, которые также  являются ключевыми факторами роста спроса на калийные удобрения. «Уралкалий» через БКК занимает лидирующее положение на рынках этих стран, и благодаря этому имеет более высокий потенциал роста по сравнению с производителями с меньшим присутствием на рынках стран БРИК. Этим четырем странам принадлежит 46% мирового потребления калия. Китай, Индия и Бразилия не обладают значительными запасами калийных солей и вынуждены импортировать это минеральное удобрение в больших количествах.

На рисунке 6 представлена структура продаж ОАО  «Уралкалий» в 2009 году.

 

Рисунок 1 – структура продаж ОАО «Уралкалий» в 2009 году

Несмотря на консолидированный  характер спроса на калийные удобрения, рынок не принадлежит покупателю. Из – за отсутствия заменителя калийных удобрений их приходится использовать для получения более высокой урожайности.

Географическое расположение рынков сбыта компании «Уралкалий»  позволяет ей реализовывать свою продукцию круглый год.

Хлористый калий предназначен для использования в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в различных отраслях промышленности, для изготовления сложных удобрений.

Хлористый калий  может применяться в сельском хозяйстве напрямую при непосредственном внесении в почву, а также служить  одним из компонентов при производстве комплексных удобрений в виде химических и механических смесей. Применение хлористого калия наряду с другими важными источниками питательных веществ является неотъемлемой частью практики интенсивного ведения сельского хозяйства, способствуя повышению уровня плодородия почвы, что приводит к улучшению качества сельскохозяйственных культур, росту их урожайности, а, в конечном итоге, увеличению уровня доходов сельхозтоваропроизводителей.

 

 

2.2. Основные  свойства готовой продукции.

Основное вещество продукта - хлорид калия KCl - имеет относительную молекулярную массу 74,56, плотность 1,99 г/см³ при 20 ^оС, температуру плавления (778-772) ^оС, температуру кипения ~1500 ^оС, стандартную молярную теплоемкость (С_р^о), равную 51,29 Дж/(моль · К) при 25 ^оС.

Гигроскопическая  точка хлористого калия при 25 ^оС, в зависимости от содержания примесей в продукте, составляет (72-81) % относительной влажности.

Насыпная плотность  хлористого калия, производимого БКПРУ-4, составляет, по практическим данным, (0,95-1,35) т/м³. Угол естественного откоса хлористого калия БКПРУ-4 составляет, по практическим данным, от 25^о до 30^о.

Поскольку хлористый  калий – это высококонцентрированное  минеральное удобрение, которое  производится на основе природных калийных солей, оно обладает рядом свойств:

1. Повышает устойчивость растений к заморозкам, засухе, болезням и вредителям, увеличивает урожайность;
2. Улучшает качество товарной продукции и обеспечивает возможность длительного хранения;
3. Понижает концентрацию нитратов в растениях.