Китай: производители обогащения железа из золы-уноса? 

Когда слышишь этот вопрос, первое, что приходит в голову — а есть ли там вообще что обогащать? Многие сразу представляют себе классические железорудные хвосты или промпродукты, а зола… Это же отход, пыль, в лучшем случае на стройматериалы. Но нет, китайские коллеги уже лет двадцать как смотрят на это иначе. И если говорить о реальных производителях оборудования для такого извлечения, то это не те, кто просто делает сепараторы, а те, кто прошел весь путь от проб и ошибок до работающих технологических линий. Скажем так, рынок здесь специфический, и громкие названия не всегда означают глубокий практический опыт именно в этой, довольно узкой, нише.

Зола-унос: от строительной смеси до сырья

В Китае объемы образования золы-уноса колоссальны — сотни миллионов тонн в год. Исторически основное применение — добавка в цемент и бетон, дорожное строительство. Но идея извлечения железа витала в воздухе давно. Проблема в том, что содержание магнитной фракции в золе сильно плавает: от 3% до 15%, а иногда и выше, в зависимости от типа сжигаемого угля и работы ТЭС. И это не кусковой материал, а тонкодисперсный, с высокой зольностью. Обычные гравитационные методы тут слабо работают. Фокус сместился на магнитную сепарацию, но не простую, а высокоинтенсивную, и главное — на предварительную подготовку и классификацию материала.

Ранние попытки, о которых мне рассказывали, часто упирались в экономику. Ставили стандартные барабанные сепараторы, но получали концентрат с низким содержанием железа и высокими потерями. Себестоимость получалась такой, что проще было закупить руду. Прорыв, если можно так сказать, связан с двумя вещами: во-первых, ужесточением экологических норм и платой за хранение отходов, что сделало переработку золы финансово более привлекательной. Во-вторых, с адаптацией оборудования. Недостаточно просто продать магнитный сепаратор, нужно предложить схему: как сушить, как разделять по фракциям, как настроить магнитное поле для именно этой, очень легкой и мелкой, магнитной фракции.

Здесь и кроется разница между производителями. Крупные заводы, выпускающие оборудование для горно-обогатительных комбинатов, часто не хотели связываться с такими ?мелкими? и капризными проектами. Нишу начали занимать более гибкие компании, часто из регионов с развитой угольной энергетикой, которые могли тесно работать с конкретной ТЭС, брать пробы, проводить испытания на месте, дорабатывать техпроцесс. Это всегда штучная, подстроенная под конкретный материал работа.

Ключевое звено: магнитное оборудование и его эволюция

Если говорить о железе в золе, то в основном это магнетит (Fe3O4) и гематит (Fe2O3). Магнетит, конечно, проще — он ферромагнитен, хорошо ловится даже сепараторами со средней интенсивностью поля. Но его может быть мало. Гематит — слабомагнитен, для его улавливания нужны сепараторы на постоянных магнитах с высокой градиентной силой или электромагнитные высокоинтенсивные (ВИМС). Вот тут начинается самое интересное.

В начале 2000-х многие пытались применить сухую магнитную сепарацию. Казалось бы логично: зола сухая, зачем ее мокрить? Но на практике сухая сепарация тонкодисперсной золы — это битва с пылью, огромные потери продукта в воздух, проблемы с транспортировкой и адгезией материала. Эффективность была низкой. Фокус сместился на мокрые процессы. Появились специальные конструкции мокрых барабанных сепараторов с особыми системами загрузки пульпы и смыва. Важным стал вопрос создания устойчивой пульпы и предотвращения забивания рабочих органов.

Сейчас, на мой взгляд, наиболее эффективны комбинированные схемы. Сначала сухое или мокрое обогащение для отбора сильномагнитной фракции (магнетита), а затем, возможно, этап высокоинтенсивной сепарации для слабомагнитных минералов. Но второй этап — это уже вопрос цены конечного концентрата. Часто останавливаются на первом, если содержание магнетита достаточное. Оборудование для такого подхода должно быть модульным и вариативным. Я видел установки, где после магнитной сепарации стоит еще и флотация для дальнейшего повышения качества. Это уже высший пилотаж.

Опыт с Северо-Запада Китая: Баотоу Сингуан

Говоря о конкретных производителях с глубоким опытом, нельзя не упомянуть компании из промышленных центров, где сконцентрированы и угольная энергетика, и металлургия. Один из ярких примеров — ООО Баотоу Сингуан Магнитное Горное Оборудование. Эта компания, основанная в 1996 году и заявленная как крупнейший производитель магнитной продукции на Северо-Западе Китая, интересна именно своей эволюцией. Их сайт btxgcx.ru ориентирован на русскоязычный рынок, что уже говорит о направлении экспорта.

Почему они попали в поле зрения по теме золы? Не потому, что это их основной профиль. Их сила — в глубоком понимании магнитной сепарации как таковой, от производства магнитов до комплексных обогатительных линий. Работая с классическими рудами черных и цветных металлов, они накопили базу, которую смогли применить к нетрадиционному сырью. Я знаком с их инженерами, и в разговорах они не скрывают, что проекты по золе-уносу были для них вызовом. Стандартные барабаны не подходили — требовалась особая конструкция корыта, скорость вращения, конфигурация магнитной системы для улавливания очень мелких частиц.

Их подход, который мне импонирует, — это не продажа ?коробки?, а предварительные технологические испытания. Они готовы брать пробы золы с конкретной ТЭС, проводить анализ и тестовые обогащения на своей опытной установке. Только получив реальные показатели извлечения и качества концентрата, они предлагают схему. В одном из проектов в провинции Шаньси они столкнулись с золой, где основная часть железа была в виде тончайших включений в алюмосиликатных сферах. Простая магнитная сепарация давала мизер. Пришлось разрабатывать схему с предварительным измельчением (дезинтеграцией) золы, чтобы вскрыть включения, а уже потом сепарировать. Это сложно и дорого, и не каждый заказчик готов на такое. Но это пример реальной инженерной работы, а не типового решения.

Практические сложности и ?подводные камни?

Любой, кто работал с золой, знает, что лабораторные результаты и промышленные — это две большие разницы. Первая проблема — неоднородность подачи. Состав золы из одной и той же ТЭС может меняться ежедневно, в зависимости от нагрузки, партии угля, режима горения. Система должна быть в определенной степени ?прощающей?, устойчивой к колебаниям качества сырья. Автоматизация контроля параметров пульпы (плотность, крупность) здесь критически важна.

Вторая — абразивность. Зола состоит в основном из кварца и корунда, это жутко абразивный материал. Износ рабочих органов, особенно патрубков, желобов и самих барабанов сепараторов, повышенный. Материалы исполнения должны быть соответствующими — износостойкая сталь, керамические вставки. Ремонтопригодность конструкции выходит на первый план.

Третья, и часто решающая, — экономика. Полученный железосодержащий концентрат нужно кому-то продать. Его качество (содержание Fe) редко превышает 50-60%, в нем много кремнезема и глинозема. Металлурги принимают его неохотно, часто со скидкой, как низкосортную добавку. Поэтому рентабельность всего проекта завязана не только на стоимость оборудования и его эксплуатации, но и на логистику, и на рынок сбыта концентрата. Иногда выгоднее оказывается не гнаться за высоким извлечением, а оптимизировать процесс под минимальную себестоимость тонны концентрата.

Взгляд в будущее: тенденции и нишевые решения

Сейчас тренд — не просто извлечение железа, а комплексная переработка золы с получением нескольких продуктов. Магнитная фракция — железосодержащий концентрат. Немагнитная фракция — для строительных материалов. Иногда выделяют еще и углеродистую фракцию (несгоревший уголь). Это требует многостадийных технологических схем, где магнитная сепарация — лишь один из блоков. Производители оборудования, которые смогут предложить такую комплексную ?коробочную? линию, будут в выигрыше.

Другое направление — повышение интенсивности и селективности сепарации. Набирают популярность сепараторы на основе редкоземельных магнитов (неодим-железо-бор), которые дают более высокое и стабильное поле в рабочей зоне. Это позволяет либо увеличить производительность существующих аппаратов, либо эффективнее улавливать слабомагнитные частицы. Но здесь опять вопрос стоимости магнитов и их стойкости в агрессивной среде.

Вернемся к исходному вопросу о производителях. Да, в Китае они есть, и их немало. Но искать нужно не по каталогам самого массового оборудования, а по компаниям с портфолио выполненных проектов именно по золе-уносу. Часто это не гиганты, а средние предприятия, подобные ООО Баотоу Сингуан, которые выросли из решения практических задач региональной промышленности и научились гибко подстраиваться под нестандартное сырье. Их сайты могут быть не такими гламурными, а техническая документация — с шероховатостями, но за этим стоит реальный, иногда накопленный методом проб и ошибок, опыт. И это, пожалуй, самый ценный актив в таком специфическом деле, как обогащение железа из золы-уноса.