Современные технологии обогащения угля

метки: Обогащение, Способ, Уголь, Технология, Добыча, Запас, Около, Коксоваться

Последние годы ознаменованы ростом интереса к углю как к важнейшему источнику энергии. Причина очевидна – резкий взлет цен на нефть и газ. В развитых странах, где в отличие от России стоимость природного газа выше, чем угля, упор делается на опережающее развитие угольной энергетики. Современные технологии сжигания угля вкупе с развитой системой логистики, связанной с обогащением, складированием и доставкой обогащенного энергетического угля, привели к тому, что выработанный на угле киловатт-час электроэнергии оказывается дешевле полученного при сжигании нефтегазового топлива.

Обогащение энергетических углей способствует повышению удельного содержания энергии в единице товарной продукции. Оно позволяет перевозить в тонне угля примерно в 1,5 раза больше энергии.

В России сложилась парадоксальная ситуация – страна обладает четвертью мировых запасов угля, а его доля в энергобалансе не превышает двадцати процентов. Причина такого дисбаланса – стратегия энергетической политики руководства СССР в 60–70 х гг. прошлого столетия, взявшего курс на приоритетное развитие нефтегазового комплекса. Сегодня ситуация меняется. «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.» предполагает постепенное увеличение доли угля в топливно-энергетическом балансе страны (одновременно с поэтапным выравниванием цен на энергоносители) уже начиная с 2006 года.

В связи с этим тема обогащения угля приобретает принципиально новое звучание, поскольку очевидно, что эффективность работы угольных электростанций целиком и полностью зависит от качества сжигаемого угля. Обогащение энергетических углей способствует повышению удельного содержания энергии в единице товарной продукции. Оно позволяет перевозить в тонне угля примерно в 1,5 раза больше энергии. В индустриально развитых странах обогащается от 70 до 90% всех добываемых углей. Признанные мировые лидеры в обогащении углей – ЮАР и Австралия 100% экспортируемых углей подвергают обогащению. В Китае действует более 600 обогатительных фабрик с годовой производительностью 500 млн т рядового угля. В Индии введен законодательный запрет на перевозки угля с зольностью более 34% на расстояние свыше 1000 км.

В энергетике России применяют в основном низкосортные угли валовой добычи и отсевы, низкая эффективность использования которых сдерживает объемы их реализации. Можно с уверенностью сказать, что обогащение сегодня – это именно та прорывная технология, от которой в решающей степени будет зависеть уровень развития угледобычи в целом.

Ядерная энергия и ядерные энергетические установки

... мировые запасы нефти и газа, казалось бы, ставят человечество перед перспективой энергетического кризиса. Однако использование ядерной энергии дает человечеству возможность избежать этого, так как результаты фундаментальных исследований ...

Самый стабильный энергоресурс

В отличие от других энергетических ресурсов запасы угля более или менее равномерно распространены по всему миру. Этот факт, помноженный на колоссальные запасы, делает угольный рынок гораздо более стабильным и менее подверженным экономическим и политическим конъюнктурным влияниям, чем нефтяной или газовый. Разведанных на сегодняшний день запасов угля хватит как минимум на 160 лет, тогда как нефти и газа – на 40 и 70 лет соответственно. Доля угля в мировом топливно- энергетическом балансе составляет 24% (больше только у нефти – 34,4); у газа – 21%, ядерной энергии – 6,5%, гидроэнергии – 2,2%. Вне конкуренции уголь и как сырье для электроэнергетики. При его сгорании производится 40,1% вырабатываемой в мире электроэнергии. Во многих странах значение угля для электроэнергетики гораздо выше: в Польше – 95%, Южной Африке – 93%, Китае – 79%, Австралии – 77%, Казахстане – 70%, Индии – 68%, США и Германии – 51%. В России доля угля в топливно-энергетическом балансе находится на уровне 18 – 19% (на предприятиях холдинга РАО «ЕЭС России» в 2005 г. она составила 27,1 проц. против 25,6 проц. в 2004 г., а общий объем потребления угля энергокомпаниями холдинга достиг 108,8 млн т.), тогда как по мнению большинства специалистов оптимальной является цифра 35–45%.

Не меньше энергетиков в угле нуждаются металлурги. Для современного мирового рынка характерна становящаяся со временем все более острой нехватка высококачественных коксующихся углей. Основными факторами, этому способствующими, являются: ликвидация большинства угольных шахт в Европе (Великобритании, Германии, Испании, Франции, Бельгии и т.д.), рост производства стали в странах Азиатско-Тихоокеанского региона (Японии, Тайване, Южной Корее), повысившийся спрос на кокс на внутренних рынках стремительно развивающихся Китая и Индии. По прогнозам экспертов в ближайшие 20 лет объем мирового рынка коксующихся углей вырастет не менее чем на 20%. В условиях недостаточного предложения качественных коксующихся углей российские поставки становятся реальной альтернативой дефициту австралийских и американских углей как для стран Азиатско-Тихоокеанского региона, так и Европейского союза.

Как отмечалось на проходившей в Москве в 2005 г. всероссийской конференции «Инновации в угольной отрасли», мировые цены на все марки углей растут галопирующими темпами. Так, коксующийся уголь вырос в цене в среднем с 50 долларов за тонну в 2002 г. – до 100 долларов к концу 2004 года. (Впрочем, в 2005 г. тенденция роста была приостановлена. Так, в период с декабря 2004 г. по август 2005 г. имело место некоторое снижение мировых цен на уголь).

В то же время нынешняя себестоимость добычи тонны угля даже подземным способом составляет 10–15 долларов.

Потенциальные затраты на освоение и начало работ на месторождении обходятся в среднем в 20 долларов за тонну запасов. Коммерческая привлекательность обогащения энергетических углей обусловлена тем, что, как показывает мировой опыт, потребитель готов за каждые дополнительные 2МДж/кг (500 ккал/кг) прибавлять к цене дополнительные 10%. При этом себестоимость обогащения в среднем составляет 3 доллара за одну тонну переработки, а затраты на строительство обогатительной фабрики оцениваются около 8 миллионов долларов на 1 миллион тонн годовой мощности.

Статистика

Впервые о наличии угля в недрах России стало известно в 1698 г., когда было открыто месторождение на берегах реки Донец, в те годы оказавшееся совершенно невостребованным. И только через полвека уголь стал играть какую-то роль в экономике страны. Но поначалу это был преимущественно привозной товар. В середине XVIII века импорт угля оценивался в 40 тыс. рублей в год, а через 100 лет – уже в миллион. Постепенно развивалась собственная добыча. В 1855 году было выдано на-гора 9,5 млн пудов угля, в 1898 – 744 млн пудов. Последняя цифра позволила занять только седьмое место в мире. Шестерка лидеров угледобычи вековой давности выглядела следующим образом: Великобритания, США, Германия, Франция, Австро-Венгрия, Бельгия. Рекордным за всю историю угольной индустрии страны был 1988 год, когда в СССР добыли 771,8 млн т угля (из них в РСФСР – 425,4 млн т).

Добыча угля в России.

В 2005 году в России было добыто 298 т угля – 105,8% по сравнению с предыдущим, 2004 г. Т. е. прирост составил 5,8 процентов, что выше аналогичных показателей для нефти (+2,2%) и газа (+0,5%).

Эти почти 300 млн позволили России закрепиться в шестерке мировых лидеров среди производителей. (Всего в мире ежегодно добывается 4,6 млрд т каменного и почти 900 млн т бурых углей и лигнитов).

Бесспорный лидер в этом списке Китай (почти 1,5 млрд т), за ним со значительным отставанием США (около 900 млн т), далее Индия, Австралия, Южная Африка и Россия. Замыкают десятку лидеров Индонезия, Польша, Казахстан и Украина. Десятка лидеров среди потребителей в верхней части выглядит во многом похоже – Китай, США, Индия, Южная Африка, но за ними уже новые лица – Япония, а после России и Польши – Республика Корея и Германия; на десятой строчке Австралия.

Десять основных производителей каменного угля (2004, по данным World Coal Institute (WCI)).

Зато среди экспортеров угля она бесспорный лидер. За пределы «Зеленого» континента вывозится больше чем 2/3 добываемого там угля (несмотря на огромные расстояния до рынков сбыта добываемый преимущественно открытым способом (80%) высококачественный австралийский уголь вне конкуренции.

Десять основных экспортеров каменного угля (2004, по данным World Coal Institute (WCI)).

Пять основных импортеров каменного угля (по данным World Coal Institute (WCI)).

Промышленная добыча угля ведется в 50 странах мира, а потребление в значимых масштабах – в 70. Ожидается, что к 2030 году мировое производство угля достигнет 7 млрд т. Из них 5,2 млрд. т составят каменные энергетические угли (более 600 млн т из них коксующиеся) и 1,2 млрд т – бурый уголь.

Современное состояние и перспективы развития углеобогащения в основных угледобывающих регионах России

Кузбасс

В Кузбассе в 2004 г. добыча угля составила 158,3 млн т, из них 61,1 млн т ценных коксующихся марок. В 2005 году впервые в истории промышленного освоения Сибири шахтеры Кузнецкого бассейна выдали на гора более 160 млн тонн угля. Переработка угля ведется на 32 обогатительных фабриках и установках, общий объем составил около 100 млн т.

Крупнейшим угольным объединением России и единственной российской компанией, входящей в десятку мировых лидеров угледобычи, в настоящее время является ОАО «СУЭК» («Сибирская угольная энергетическая компания»).

Компания обеспечивает около 30% поставок угля на внутреннем рынке и примерно 20% российского угольного экспорта. Балансовые запасы ОАО «СУЭК» превышают 10,5 млрд т, из которых промышленные составляют 8,7 млрд т.

Наличие значительных запасов углей, с одной стороны, и удаленность от основных потребителей, с другой, определяют концепцию работы компании на перспективу. Угольные предприятия ОАО «СУЭК» добывают в основном угли марок Б, Д, ДГ, которые характеризуются пониженной теплотой сгорания. Для повышения эффективности реализации угля необходимо снижать долю транспортной составляющей в цене килокалории энергии, доставляемой с углем потребителю. По мнению руководства компании, существует только одно экономически целесообразное решение – увеличение добавленной стоимости за счет переработки угля в необходимый потребителю целевой продукт.

В 2005 году в России было добыто 298 т угля – 105,8% по сравнению с предыдущим, 2004 г.

Поэтому основные направления инновационной политики ОАО «СУЭК» сегодня – повышение качества угольной товарной продукции, увеличение полноты извлечения горючей массы, улучшение показателей качества и стабильности угольной товарной продукции до уровня, обеспечивающего их высокую конкурентоспособность на российском и мировом рынках. В Кузбассе планируется осуществить работы по глубокому обогащению углей Ленинского угленосного района. Новые прогрессивные технологические решения с использованием новейшего импортного и отечественного оборудования позволят обогащать весь уголь, добываемый шахтой им. Кирова, с применением замкнутой водошламовой схемы без использования наружных гидротехнических сооружений. В результате будет заметно повышена эффективность процесса обогащения, увеличен выход угольного концентрата с высокими качественными показателями, снижена экологическая нагрузка на регион.

Согласно заключению ОАО «СибНИИуглеобогащение», полученному при исследовании химико-технологических показателей качества углей предприятий ИК «Соколовская» и шахтоуправления «Котинское», разрабатываемые пласты являются сырьем для получения суперконцентрата с зольностью менее 4% и содержанием окислов железа менее 5%. Поэтому принято решение о строительстве обогатительного модуля на промплощадке шахты «Талдинская-Западная 1», что позволит получать по безотходной технологии более 150 тыс. т в год высококачественного углеродного восстановителя, востребованного на рынке.

Для наращивания объемов добычи и сбыта тугнуйских углей в объеме до 8 млн т проработан вопрос строительства обогатительной фабрики мощностью до 4,5 млн т в год.

Имеется возможность обогащения ургальских углей с целью получения концентрата зольностью до 15%, теплотой сгорания не менее 6400 ккал/кг. Существует необходимость обогащения углей Ерунаковского месторождения, начиная с 2010 г. Это позволит получать угольный концентрат зольностью до 8 %, теплотой сгорания более 6500 ккал/кг.

«Черногорская угольная компания» вошла в сферу стратегических интересов СУЭК в 2002 г. В последние три года предприятие увеличило объемы добычи угля более чем в полтора раза. При этом мощности фабрики растут опережающими темпами, что позволяет перерабатывать также уголь, добываемый разрезом «Абаканский». На обогатительной фабрике «Черногорская угольная компания» завершен период ежегодных профилактических работ, которые уже второй год сопровождаются модернизацией ее оборудования. Суммарный объем инвестиций на ремонт и замену оборудования составил более 13,8 млн рублей. В результате в 2005 году фабрика переработала 3,36 млн т рядовых углей и выпустила 2,87 млн т товарной продукции (на 6,4% больше, чем в 2004 г.).