«Норникель» совместно с Рексофт первыми в России и СНГ внедрили систему для оптимизации процессов конвертирования медных штейнов на основе спектрометрии

«Норникель» и мультисервисная технологическая компания Рексофт успешно завершили разработку и тестирование системы цифрового контроля за процессом конвертирования медных штейнов на основе спектрометрии. Решение базируется на анализе спектра отходящих газов и позволяет в режиме реального времени определять стадию процесса и оптимальное время завершения каждого этапа конвертирования. Это первое успешное промышленное внедрение технологии такого рода в России и СНГ для сырья, не содержащего свинца. Это также первый успешный промышленный опыт применения УФ-спектрометрии поглощения для управления процессами конвертирования. Данная технология позволит существенно снизить потери полезного сырья в шлаке.

Конвертирование — это один из ключевых этапов производства меди, при котором расплавленное сырье обрабатывают кислородом. В результате из него удаляются примеси, такие как железо и сера, и остается более чистый продукт — черновая медь, из которой затем получают готовый металл. На большинстве предприятий этот процесс до сих пор зависит от опыта конвертерщика: решения принимаются на основе визуального анализа цвета пламени и пробы металла, объективные инструменты контроля отсутствуют.

«Спектрометрия в сочетании с математическими алгоритмами позволила в онлайн-режиме определять остаточное количество железа и серы в расплаве и прогнозировать оптимальное время завершения операции. Результат проекта позволит увеличить извлечение Cu в черновую медь на 0,42%. По предварительным расчетам промышленное внедрение технологии позволит предприятию получить дополнительно 150-200 млн рублей в год. Масштабирование технологии на все площадки компании может принести порядка 20 млн долларов ежегодно», — прокомментировал эффекты руководитель проекта Антон Харин, главный менеджер департамента инноваций «Норникеля».

Для решения этой задачи «Норникель» и Рексофт оснастили конверторы промышленными отечественными спектрометрами и разработали специальные УФ-лампы для подсветки отходящих газов. Была создана и обучена модель, основанная на массиве химических анализов расплава в разные моменты времени. Анализ спектра позволяет получить своеобразный «световой отпечаток» — по наличию определённых соединений в газах определяется остаточное количества железа и серы в расплаве в режиме реального времени. Система автоматически предлагает оператору оптимальное время завершения каждого этапа процесса.

Отдельная гордость проекта — это первое в мире промышленное применение технологии спектрометрии на сырье, не содержащем свинец. В отличие от большинства известных научных работ и внедрений, где применяются эмиссионные спектры соединений свинца (PbS, PbO) для определения стадии конвертирования, в данном проекте были разработаны и использованы альтернативные подходы, адаптированные под бесcвинцовый состав. Также это первый успешный промышленный опыт применения технологии ультрафиолетовой спектрометрии поглощения для контроля содержания серы в расплаве. Он был реализован на площадке Медного завода Заполярного филиала «Норникеля».

«Текущий проект стал реальным примером, где накопленный научный опыт был преобразован в прикладное решение, а научные знания — в промышленную инновацию. Мы создали инструмент, заменяющий субъективные методы контроля на точный, количественный подход. Технология уже доказала свою эффективность, открывая путь к значимому экономическому эффекту и возможности масштабирования на другие предприятия и типы производств», — рассказал научный руководитель проекта Илья Муха, менеджер практики «Технологическая трансформация» Рексофт Консалтинг.

«Проект открывает путь к широкому применению технологии оптического бесконтактного контроля во многих отраслях, где требуется точный химический анализ. В зоне потенциального интереса — 17 крупных металлургических предприятий на территории России и СНГ, использующих процесс конвертирования. Масштабирование технологии позволит существенно снизить потери цветных металлов, улучшить контроль и увеличить общую производственную эффективность. Мы уверены, что данную технологию можно применять и к разным видам цветных металлов, а также использовать в других сегментах металлургии, что еще более расширит значимость и масштаб достигнутого командой “Норникеля” и Рексофт совместного результата», — рассказал о рынке применения новой технологии Алексей Богомолов, директор практики «Технологическая трансформация» Рексофт Консалтинг.