Государственная комиссия Чили по меди (Cochilco) объявила, что по её прогнозу спрос на сырье для производства металла в 2025 году увеличится на 10,5%. Предложение же наоборот сократится – на 3,4%. Страна лидирует на глобальном рынке меди, и могла бы извлечь из растущего спроса существенную выгоду. Однако, по оценке Cochilco, предприятия цветной металлургии будут работать с минимальной прибылью. Проблема – в стремительном снижении качества сырья, и, соответственно, в удорожании производства.
Ещё в 19-м веке в мире в основном добывали богатые руды с содержанием меди около 10%. К концу первой четверти 20-го века показатель сократился до 5%. Сегодня при 0,1% руда уже считается промышленной. Вопрос эффективности обогащения становится во главу угла.
В 2024 году ученые Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II завершили процесс патентования флотационного комплекса «Смарт флот». Создана лабораторная модель, и она уже успела взять суперприз на Международной выставке инноваций «HI-TECH». А её инновационный электродный блок прошел апробацию на одной из российских горно-обогатительных компаний в процессе флотации медных руд. Эффективность разработки получила подтверждение – качество концентрата улучшилось на 10%. Примерно в тех же пределах сократился расход реагентов.
Помимо комплексных медных руд «Смарт флот» может успешно работать с полиметаллами, золотосодержащими рудами и для доводки железных концентратов. О сути разработки «Форпосту» рассказала заведующая кафедрой обогащения доктор технических наук, член-корреспондент РАН Татьяна Александрова:
«Как действует классическая флотационная машина: в ёмкость с жидкостью подается воздух, она вспенивается, гидрофобный материал прилипает к пузырьку воздуха и всплывает, а гидрофильный, например, песок – тонет. Мы впервые предложили аппарат, который совмещает классическую флотацию с магнитной сепарацией. Сегодня качество руд оставляет желать лучшего. В них много различных минералов, в том числе железа. Оно мешает, в частности, всплытию ценного компонента – меди. Наша машина оснащена магнитным блоком. Если в руде присутствует железо, то магниты сохраняют железо в камере, чтобы оно не препятствовало флотации. Сказанное относится к усовершенствованию конструкции аппарата, но мы также автоматизировали контроль хода технологического процесса».
О цифровой составляющей разработки рассказал один из соавторов, кандидат технических наук Артем Ромашев:
«Машинное зрение визуально, по цвету пузырька, контролирует пенный слой, в котором всплывает ценный компонент. Данные с камеры обрабатываются в текущем режиме, и компьютер регулирует подачу реагентов и интенсивность вспенивания.
Еще одно использованное нами цифровое решение – электрохимический контроль. С помощью электродов, которые подбираются в зависимости от типа сырья, мы в режиме онлайн получаем данные об электрохимическом составе пульпы [в горном деле – это смесь воды и породы]. Программное обеспечение на основе математических моделей дает рекомендацию оператору флотации об изменении тех или иных параметров для поддержания оптимального состояния процесса».
В настоящее время авторский коллектив занимается проверкой работы аппарата при различных режимах и проводит обучение нейронной сети. Параллельно ведутся консультации с промышленниками, заинтересованными в повышении эффективности обогащения полезных ископаемых.
Разработка учёных Горного университета может быть внедрена на обогатительных предприятиях таких компаний, как, например, «Апатит», «Полюс», «Полиметалл». В ближнем зарубежье можно назвать, например, «KAZ Resources», который в ноябре 2024 года объявил о запуске нового стратегического проекта строительства горно-обогатительного комбината в Уланском районе Восточно-Казахстанской области.
Если говорить о потенциальных интересантах из стран дальнего зарубежья, то это в первую очередь компании Китая и Африканского континента. Известно, например, что мировой лидер по первичной добыче платины Anglo American Platinum Limited, базирующийся в Южной Африке, активно занимается поиском эффективных технологий в сфере обогащения, и их машины пока не имеют эффективной системы онлайн контроля технологического процесса.
Отдельные элементы технологии петербургских учёных подходят для использования за рамками горно-обогатительной отрасли. В частности, при очистке сточных вод предприятий.
