Reshenie_keysa_Severstal__Zhelezny_rubezh_77_7 (1) (1)

1.

КЕЙС-ЧЕМПИОНАТ ПАО «СЕВЕРСТАЛЬ» — «ЛИГА ТВОЕГО ИМЕНИ»
ЖЕЛЕЗНЫЙ РУБЕЖ 77,7
Технологический проект разработки и обоснования сквозной схемы получения
сверхчистого концентрата
РАБОТА ВЫПОЛНЕНА
УЧАСТНИКИ КОМАНДЫ
Команда «Металлург»
Шаповалов Д., Серёгин В., Полторынкин С., Васильев М.

2.

ОГЛАВЛЕНИЕ
01
Анализ существующей технологической цепочки
02
стр. 3
03
Стратегическое и технологическое обоснование 77,7% Fe
Предлагаемые технические решения
стр. 6
06
стр. 7
07
Дорожная карта реализации (Roadmap)
стр. 4
04
стр. 5
05
Расчет материального баланса процесса
Ограничения традиционной схемы обогащения
Оценка рисков и экономика проекта
стр. 8
08
стр. 9
Список использованных источников
стр. 10

3.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПОЧКИ
1.1 Сырьевая база «Северсталь Ресурс»
АО «Карельский окатыш»
Магнетитовые кварциты (Fe 28–32%). Неофлюсованные и офлюсованные окатыши,
концентрат.
1.2 Традиционная схема подготовки
Включает последовательное дробление, измельчение до 85–95% класса -0,045 мм, мокрую
магнитную сепарацию (ММС) и флотацию с получением концентрата Fe 65–68%.
АО «Олкон» (Оленегорский ГОК)
Агломерация (ЧерМК)
Магнетитовый концентрат высокой чистоты для аглофабрики Череповецкого МК.
Спекание шихты с добавлением флюсов и кокса (агломерат Fe 55–58%, основность
1,4–2,0).
АО «Яковлевский ГОК»
Подземная добыча богатых гематит-мартитовых руд (Fe 57–60%) в виде аглоруды.
Окомкование («Карельский окатыш»)
Получение обожженных окатышей с массовой долей Fe 65–66,5%.

4.

2. ОГРАНИЧЕНИЯ ТРАДИЦИОННОЙ СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ
1
2
Термодинамический предел
Неполное раскрытие сростков
Гематит (Fe2O3) ограничен 69,94% Fe, магнетит (Fe3O4) — 72,36% Fe. Содержание 77,7% Fe
Микроскопические вкрапления кварцитов (SiO2) и алюмосиликатов (Al2O3) сросшиеся с
соответствует вюститу (FeO = 77,73% Fe), отсутствующему в природной руде.
магнетитом оставляют не менее 2–4% пустой породы даже при тонком измельчении.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ БАРЬЕР
3. Энергетический барьер и ошламование
На измельчение расходуется до 59–60% энергии ГОКа. Ультратонкое измельчение ведет к ошламованию руды, уносу полезного компонента с
хвостами (>0,9% потери Fe) и критическому износу мельниц.
Физико-механические методы ограничены пределом
72,4% Fe. Требуется переход к вюститной фазе (FeO).

5.

3. СТРАТЕГИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 77,7% FE
ЭФФЕКТ 01
ЭФФЕКТ 02
Экономия кокса и флюсов на ЧерМК
Готовность к DRI/HBI (Водород)
ЭФФЕКТ 03
Стабильность теплового режима
Продукт 77,7% Fe в виде FeO идеально подходит для
Снижение примесей (SiO2 ≤ 1,9%, Al2O3 ≤ 1,1%)
прямого восстановления железа с H2 и газом.
сокращает выход доменного шлака.
Строгий химический контроль минимизирует колебания
основности шлака в горне печи.
-12–15%
Низкий CO2
Расхода доменного кокса (+8-10% производительности
печей)
Кардинальное сокращение выбросов парниковых газов
100% Стабильность
Безаварийная и плавный ход доменной плавки

6.

4. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
ЭТАП 1
ЭТАП 2
Сенсорная сортировка (XRT)
Измельчение HPGR
XRT-сепараторы на крупном дроблении. Сброс до 15–20% пустой породы до энергоемкого измельчения.
Валковые мельницы высокого давления. Снижение энергопотребления на 25–30% и микротрещины в
сростках.
ЭТАП 3
ЭТАП 4 (КЛЮЧЕВОЙ)
ММС и Обратная Флотация
Восстановительный обжиг
Аминовые собиратели и крахмальный депрессор. Глубокое удаление SiO2 < 2,0% и Al2O3 < 1,2%.
Обжиг при 750–850 °C в атмосфере H2/CO/CH4 во вращающейся печи. Перевод оксидов в вюстит:
Fe2O3 ➔ Fe3O4 ➔ FeO (77,7% Fe)

7.

5. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ПРОЦЕССА
*Расчет выполнен на базисе 1000 кг сырой магнетитовой руды:
Стадия процесса
Выход продукта (кг)
Fe, %
SiO2, %
Al2O3, %
Извлечение Fe (%)
1. Исходная руда
1000,0
30,5%
42,1%
2,8%
100,0%
2. Сенсорная сортировка (XRT)
820,0
35,8%
34,5%
2,1%
96,2%
3. Измельчение HPGR + ММС
425,0
67,2%
4,5%
1,4%
93,6%
4. Обратная флотация
380,0
71,8%
1,8%
0,9%
89,5%
5. Восстановительный обжиг (FeO)*
348,5
77,3% / 77,7%
1,9%
1,0%
88,3%
*Примечание: Содержание 77,3% на этапе 5 приведено в пересчете на сухое вещество после выгорания гидратов.

8.

6. ОЦЕНКА РИСКОВ И ЭКОНОМИКА ПРОЕКТА
6.1 Матрица рисков и мера минимизации
6.2 Ключевые показатели
Рост CAPEX и энергопотребления
Решение: Внедрение HPGR и компенсация за счет экономии кокса на ЧерМК.
Износ насосов и футеровки
Решение: Полиуретановые материалы и карбидокремниевая футеровка.
Вторичное окисление вюстита (FeO)
Решение: Пассивация или подача горячего продукта на брикетирование (HBI).
3,8 года
Срок окупаемости (PBP)
Себестоимость чугуна:
Удельные выбросы CO2:
-4,2%
-11% / т стали

9.

7. ДОРОЖНАЯ КАРТА РЕАЛИЗАЦИИ (ROADMAP)
Кварталы 1–2
Кварталы 3–4
Лабораторные и полупромышленные испытания
Испытания процессов флотации и обжига. Утверждение регламента и параметров схемы.
Разработка FEED / ТЭО проекта
Прохождение государственных экспертиз, получение официального разрешения на строительство.
Кварталы 5–7
Квартал 8
Закупка оборудования и СМР
Поставка HPGR, вращающихся печей, строительно-монтажные работы на объекте.
Пусконаладка и промышленный пуск
Вывод комплекса на промышленную мощность. Стабильный выпуск продукта 77,7% Fe.

10.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Официальный сайт ПАО «Северсталь». Раздел «О компании / Активы» : [сайт]. — URL: https://severstal.com
TOMRA Mining. X-Ray Transmission (XRT) Sorting : [сайт]. — URL: https://www.tomra.com/mining
Metso. High Pressure Grinding Rolls (HPGR) : [сайт]. — URL: https://www.metso.com
Авдохин В. М. Обогащение руд чёрных металлов : учебник для вузов / В. М. Авдохин, Л. И. Губин. — Москва : Недра, 1990. — 287 с.
Флотационные методы обогащения : учебник для вузов / А. А. Абрамов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Недра, 1993. — 400 с.