Обогащение — слово красивое. В железорудной отрасли за ним скрываются, в частности, такие операции, как взрывные работы, дробление и измельчение руды, фильтрация, получение сырых окатышей и их обжиг. Когда в начале 80-х годов совместно с финнами было построено горнообогатительное предприятие ОАО "Карельский окатыш", оно практически полностью было оснащено самым передовым на тот момент российским и импортным оборудованием. Единственный участок, на котором сразу возникли проблемы, — фильтрации. На предприятии были установлены фильтры бердичевского завода "Прогресс", которые изначально не справлялись с обезвоживанием того объема железорудного концентрата, который заводу было необходимо переработать. Встал вопрос о необходимости модернизации, но на тот момент заменить существующие фильтры было просто нечем. Инженеры предприятия, которые не один десяток лет проработали в отрасли и прекрасно знали все особенности и недостатки используемых фильтров, подумали и решили: "а не замахнуться ли на Вильяма нашего — Шекспира".
Несмотря на то что технология разделения жидкого и твердого освоена десятки лет назад и считается такой совершенной, что менять ее особого смысла нет, группа инженеров с "Карельского окатыша" отважилась попробовать изобрести свой "велосипед". Это вылилось в разработку совершенно нового уникального дискового вакуум-фильтра, впоследствии защищенного несколькими патентами.

Операция по секторам

В России, как, собственно, и во всем мире, дисковый вакуум-фильтр — самый широко используемый вид фильтра при обогащении железных руд. Есть, конечно, и другие типы этого оборудования, но они применяются менее широко по одной простой причине: слишком дороги и малопроизводительны. Задача, которую инженеры "Карельского окатыша" поставили перед собой, была нетривиальной и непростой: сохранить саму технологию, сделав при этом вакуум-фильтры дешевле, надежнее и экономичнее.
Основной идеей специалистов было усовершенствование конструкции самого слабого места — сектора фильтра (сектор — элемент фильтровального оборудования, обтянутый фильтр-тканью: граница, где под воздействием вакуума происходит раздел твердого и жидкого). Ахиллесовой пятой старого фильтра была высокая влажность концентрата. Для решения проблемы был создан полипропиленовый (пластиковый) сектор, который по сравнению с существовавшим металлическим, позволил на 20-30% поднять производительность и снизить влажность производимой продукции до технологических норм. Производство секторов было освоено на финском предприятии Tamfelt. Следующим этапом было создание нового фильтра. Инженеры "Карельского окатыша" совместно с фирмой "Техносервис" (создана выходцами с того же предприятия) усовершенствовали ячейковый вал фильтра, подобрали сечение и конфигурацию горловин секторов, трубопроводов, стали использовать другую фильтровальную ткань — словом, внедрили множество идей. Результатом стало уменьшение гидроаэродинамического сопротивления (то есть сопротивления движению фильтрата), что позволило вдвое снизить затраты электроэнергии и увеличить производительность в полтора-два раза. Кроме того, карельские изобретатели использовали в конструкции фильтра полиуретан — до них никто этого не делал. Например, на Западе трубопроводы фильтра изготавливаются из нержавейки (в дешевых вариантах вакуум-фильтра применяется обычная сталь, которая недолговечна). Полиуретан оказался заметно более дешевым материалом и к тому же надежно защищал металл от износа и от налипания отфильтрованных субстанций. Все это сделало процесс фильтрации в новых дисковых вакуум-фильтрах эффективней, чем в зарубежных — более дорогих — аналогах. Кроме того, конструкция фильтра проста, и в нем легко меняются вышедшие из строя детали.
После того как конструкторы создали на бумаге новый агрегат (он получил название ДТВО "Мастер"), они изготовили пилотный образец на самом комбинате. Собранный фильтр тестировался и дорабатывался на "Карельском окатыше" в течение года.
Затем разработчикам понадобился партнер, который бы взялся за серийное производство. После недолгих поисков выбор пал на екатеринбургское предприятие "Уралхиммаш", единственное в России, имевшее небольшой опыт производства подобного оборудования. После этого "Карельский окатыш" сделал екатеринбуржцам заказ уже на промышленную партию в 17 единиц — их производительности с избытком хватило, чтобы заменить 41 прежний фильтр.
Эффект от работы нового оборудования оправдал все ожидания. По словам представителей "Карельского окатыша", полученный результат состоит в снижении себестоимости производства железорудного концентрата за счет экономии энергопотребления (примерно в два раза). Модернизация уже окупилась сторицей, и согласно отчетам меньше чем за год предприятие окупило все затраты на покупку оборудования.
Как рассказывает Павел Огородников, коммерческий директор производства вакуум-фильтров ОАО "Уралхиммаш", инженеры "Карельского окатыша" смогли усовершенствовать технологию, поскольку благодаря опыту работы на предприятии прекрасно знали, что им требуется от фильтров и в чем недостатки имевшихся агрегатов.

От железа к углю

Оценив успех от внедрения новых фильтров, компания-производитель — "Уралхиммаш" — совместно с "Техносервисом" продолжает инновационные разработки. И это дает результаты: ежегодно различным обогатительным фабрикам екатеринбуржцы продают до 30 фильтров стоимостью от 4 млн до 6 млн рублей каждый. Фильтры реализуются не только в России, но и в Казахстане. В перспективе компания собирается осваивать украинский и монгольский рынки. По мнению Павла Огородникова, для более масштабного выхода за границу сейчас необходимо заняться приданием продукту товарного вида, иными словами — дизайном, поскольку для зарубежных покупателей это совсем немаловажный фактор.
Помимо этого "Уралхиммаш" делает акцент на автоматизации своей продукции. Сейчас поставляемый с фильтром щит с котроллером автоматики позволяет контролировать степень влажности фильтруемого материала. Он обеспечивает сбор и вывод на дисплей информации, что помогает предотвратить поломки и сбои в работе. Заканчивается разработка автоматизации процесса фильтрации, с полным мониторингом производства и самостоятельной сменой режима работы фильтра в зависимости от заданных параметров. На основе созданных технологий будут разрабатываться фильтры с применением новых материалов для многих отраслей промышленности: угольной, пищевой, цветной металлургии.