книги из ГПНТБ / Бурштейн, Г. Я. Экономика обогащения углей

Результатом сортировки является выделение крупных и средних классов в качестве товарных сортовых углей. Выход таких сортовых углей (по отношению к углям, подвергшимся сортировке) характе­ ризуется в разные годы довольно устойчивыми цифрами, в основном определяемыми физико-механическими свойствами соответствующих углей.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РАЙОНОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

При выборе районов размещения обогатительных фабрик воз­ можны два диаметрально противоположные решения: 1) фабрика должна строиться на месте добычи угля (производителях — для групповых и центральных обогатительных фабрик) и 2) фабрика должна строиться при потребителе.

Рассмотрим различные аспекты выбора соответствующего решения. Если исходить из того, что угольная промышленность должна производить уголь, а не горную массу, и что производственный процесс не заканчивается выдачей такой массы на поверхность, а завершается лишь после некоторой ее первичной переработки, пре­ вращающей уголь в товар, который удовлетворяет технически и эко­ номически обоснованному стандарту качества, то местонахождение

фабрики при шахте предопределено.

Какие преимущества и недостатки имеет такое принципиальное решение?

Любой современный технологический процесс обогащения в ка­ честве первостепенного условия требует постоянства параметров обогащаемого сырья, в основном определяемого природными свой­ ствами угля (зольность, влажность, минеральные примеси, круп­ ность — ситовый состав, крепость, обогатимость и т. д.), в меньшей степени технологией его добычи (засорение породой при добыче, измельчение и т. д.). Такое постоянство естественным путем без специальных затрат лучше всего может быть достигнуто при наличии непосредственной технологической и организационной связи шахты (добывающего предприятия) с соответствующим обогатительным устройством, выпускающим готовый товар — уголь при постоянных параметрах качества.

При жесткой связи шахта — обогатительная фабрика весь балласт угля, как неиспользуемый (высокозольная порода), так и исполь­ зуемый (промежуточные продукты и шлам), остается на месте и не требует соответственно своему удельному весу (выходу) транспортных издержек. В этой части издержки пропорциональны выходу балласта пз рядового угля и расстоянию от производителя до потребителя. Основным недостатком такого решения является относительная ограниченность производственной мощности обогатительной фабрики размерами добычи угля соответствующей шахты, поскольку хорошо известно, что технико-экономические границы укрупнения обогати­

20

тельных фабрик пока намного (в 2—3 раза и более) шире, чем для шахт; кроме того, их строительство возможно блоками.

Вместе с тем следует учитывать, что происходящее укрупнение новых шахт сближает их масштабы с возможными мощностями обогатительных фабрик, что несомненно приведет к увеличению, числа индивидуальных фабрик при шахтах, которые по всем по­ казателям не уступят современным крупным центральным фаб­ рикам.

Пока разрешением этого противоречия является переход от жесткой схемы шахта — фабрика к групповым и центральным фаб­ рикам, где общая обогатительная фабрика обслуживает группу шахт. В этом случае результатом является некоторое возможное снижение издержек обогащения собственно на фабрике (при прочих равных условиях), которое не всегда достигается.

Этому положительному результату противостоит ряд экономи­ ческих потерь, связанных с переходом от схемы шахта — фабрика к схеме 2—3 шахты и более — фабрика, а именно:

трудности выполнения условия поставки угля постоянного качества, выражающиеся экономически в том, что вместо прямой передачи угольной массы с шахты на фабрику с отказом иметь на шахте что-либо, связанное с погрузкой, приходится создавать при фабрике приемное хозяйство, целью которого является регулирова­ ние возможной (на практике — постоянной) неравномерности в по­ даче угля с разных шахт, что сильно увеличивает капитальные затраты и себестоимость обогащения;

дополнительные транспортные расходы в звене: шахты — обо­ гатительная фабрика, иногда экономически довольно значитель­ ные;

при применении схемы: шахта — фабрика управленческие и общехозяйственные расходы меньше, чем при любой другой схеме. При отделении шахты от фабрики они постепенно увеличиваются за счет их обособления на каждом предприятии, в конечном случае до максимально возможных размеров.

При переходе от группового обогащения к централизованному все соответствующие положительные и отрицательные экономические результаты возрастают, иногда прогрессивно, но обычно равно­ значно, хотя и разными темпами.

Таким образом, вопрос о выборе варианта не имеет общего реше­ ния, а определяется в каждом конкретном случае совместным анали­ зом всех учитываемых факторов.

Что же касается практики, то здесь известны самые разнообраз­ ные решения, на которые в свое время немало повлияли волевые методы планирования.

Применительно к изложенным соображениям методология необ­ ходимых конкретных технико-экономических расчетов может быть уложена в типовую расчетную форму 1, позволяющую сравнить различные варианты размещения обогатительных фабрик по показа­ телям удельных капиталовложений и себестоимости процесса

21

23

Фактическое распределение всей массы обогащаемых углей между фабриками различных типов представляется в следующем виде (в % к итогу):

т. е. в динамике относительно растут мощности фабрик при шахтах. Уголь для обогащения доставляется на фабрики с шахт, и есте­ ственно, что для фабрик различных типов стоимость транспортиро­

вания разная (табл. 11) х.

Т а б л и ц а 11

В этих в целом характерных цифрах не отражена (из-за отсут­ ствия исходных данных) дополнительная экономия, получаемая от того, что на индивидуальных обогатительных фабриках вместо двух фронтов погрузки с их повторяющимися в известной степени издержками (шахта — фабрика и фабрика — потребитель угля) сохраняется только один, последний.

Вполне ясно отражает эти цифры и постепенное в соответствии с ростом степени централизации обогащения увеличение издержек на транспортирование рядового угля.

Полностью не сопоставимы транспортные расходы по всем типам фабрик с расходами по фабрикам черной металлургии (очень высо­ кими), поскольку на последних в стоимость транспортирования угля от шахт до фабрики входит стоимость транспортирования угля от фабрики к потребителю, так как в данном случае последние террито­ риально совмещаются, а в остальных случаях они еще предстоят и будут разными в зависимости от расстояний фабрика — потребитель ее по продукции. Разделить эти расходы на фабриках черной метал­ лургии или определить дополнительные расходы на остальных фабри­ ках невозможно (по состоянию учета).1

1 По данным УкрНИИуглеобогащение.

24

На индивидуальных обогатительных фабриках (при шахтах) в большинстве случаев транспортных издержек нет либо они незна­ чительны — 2—3 коп. на 1 т.

На групповых обогатительных фабриках издержки транспорта тоже сравнительно невелики, причем для коксуемых углей они незначительны. На ГОФ для обогащения энергетических углей транспортные издержки несколько выше, чем на индивидуальных обогатительных фабриках (примерно на 10%).

На центральных обогатительных фабриках, обогащающих энер­ гетические угли, транспортные издержки вдвое больше, чем на инди­ видуальных фабриках, и близки к аналогичным издержкам по углям для коксования.

Издержки собственно обогащения по типам фабрик и полные (включая стоимость транспортирования) приведены в табл. 12.

Т а б л и ц а 12

"

Анализируя данные таблицы, видно, что в целом себестоимость процесса обогащения весьма высока и намного превышает известные показатели, предусмотренные в проектах фабрик. Она также значи­ тельно выше (при всей условности сравнений) данных по зарубежным странам.

С ростом централизации обогащения собственно себестоимость растет. Причиной этого являются более сложные (но зато и более эффективные) схемы обогащения на ГОФ и ЦОФ, повышенные из­ держки которых не перекрываются, однако, экономическими выго­ дами централизации.

Исключение составляет себестоимость обогащения на фабриках черной металлургии, где, во-первых, намного выше степень центра­ лизации (и крупности) фабрик и, во-вторых, весьма низкие непро­ изводительные (накладные) расходы, поскольку фабрики эти рабо­ тают как обогатительные цехи коксохимических заводов. К сожале­ нию, аналогичных результатов пока не имеют индивидуальные

25

фабрики угольной промышленности, объединенные организационно с шахтами, где непроизводственные расходы близки к средним.

По состоянию исходных материалов не представляется возможным расчленить эти данные по методам обогащения, хотя удельный вес дешевых методов обогащения (например, пневматического) и опре­ деляет в известной мере каждую из приведенных цифр. Не пред­ ставляется также возможным по тем же причинам связать различия в показателях себестоимости, с одной стороны, с глубиной обога­ щения г, и, с другой стороны, с качеством продуктов обогащения и их выходами. Решение последних задач требует постановки спе­ циальных исследований, пока не осуществленных.

В целом данные табл. 12 показывают, какие существенные ре­ зервы снижения себестоимости имеются в нашем углеобогатительном производстве, которые должны быть учтены при строительстве новых фабрик.

Из-за отсутствия исходных материалов не имеется также воз­ можности проанализировать влияние удельных капитальных затрат на экономическую эффективность обогащения.

С точки зрения использования этих средних данных для эконо­ мической оценки преимуществ того или иного размещения фабрик (при производителях или при потребителях) следует сказать, что они не дают основания для общего однозначного решения. Поэтому в силе остаются ранее рекомендованные нами (по предложенной методологии) методы конкретных расчетов для конкретных случаев, которые становятся, таким образом, обязательными перед принятием соответствующих решений по строительству обогатительных фабрик.

ЭКОНОМИКА ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ

Общие положения

Вопрос об экономической эффективности обогащения углей для коксования давно решен практикой всех угледобывающих стран, и некоторая неполнота обогащения углей, направляемых для коксо­ вания, объясняется только уровнем развития производительных сил в тот или иной период или особой чистотой отдельных углей в различ­ ных случаях, не требующих поэтому обогащения. Это подтверждается следующими данными по СССР:

Аналогичное положение наблюдается и в других странах.

1 Ниже для энергетических углей на основе специально выполненных расчетов это будет показано.

26

Чем же определяется такая несомненная очевидность? Во-первых, большой эффективностью использования обогащенных углей для коксования (точнее в металлургии) и во-вторых, тем, что эти угли отвечают технологическим требованиям, предъявляемым к этим углям со стороны металлургов.

Хотя и здесь нет бесспорных данных, основанных на системати- - ческих исследованиях, тем не менее почти общепризнанным по различным литературным источникам является то, что каждый процент уменьшения зольности кокса снижает расход кокса на 1 т чугуна на 2,5%. Поскольку эта величина в свое время была опреде­ лена при расходе кокса на 1 т чугуна около 1000 кг, а последняя в настоящее время резко снижена, полагаем правильным увеличить этот относительный норматив примерно до 3,5% *. Эта же поправка должна быть внесена и в норматив, характеризующий изменение использования объема доменной печи при применении малозольного кокса, т. е. в обратный норматив, рассматриваемый ниже.

Каждый процент уменьшения зольности кокса увеличивает ис­ пользование объема доменной печи (при прочих равных условиях) на 2,5%, а с предлагаемой выше поправкой — на 3,5%.

Каждый процент уменьшения зольности кокса уменьшает расход флюсов на ошлакование золы в топливе примерно на 2% . Исключе­ нием, подлежащим исследованию в каждом отдельном случае, является пригодность самой золы топлива быть флюсом; в последнем случае удаление золы обогащением нецелесообразно.

Особо стоит вопрос о возможной в связи с обогащением экономии на транспортных расходах, поскольку для углей для коксования самостоятельной важной экономической проблемой является выбор

эффективности при выборе правильного решения.

Следует также иметь в виду, что, не считая возможного обогаще­ ния по сере (хорошо коксуемых, но средне- и высокосернистых углей) специальными методами, при обогащении по золе имеет место попутное обогащение и по сере. При этом следует учитывать, что экономическая вредность серы (помимо технологической) примерно

Все вышеизложенное не означает, однако, что обогащение углей для коксования настолько очевидно, что вообще не требует расчета экономической эффективности. Наоборот, заведомое положительное с экономических позиций решение вопроса о целесообразности обогащения выдвигает специальные задачи экономики обогащения, которых нет или точнее почти нет (они имеют второстепенное значе-. ние) при обогащении энергетических углей.

* По экспертной оценке авторов.

27

Основные задачи следующие:

1.До какой экономической глубины1 следует обогащать угли для коксования. Частным случаем этой задачи является также экономическое обоснование верхнего предела зольности рядовых углей для коксования, при котором предварительное обогащение становится целесообразным, хотя таких углей и будет очень мало а.

2.Экономическое обоснование выбора метода и схем обогаще­ ния — экономическое обоснование выбора того или иного техноло­ гического процесса обогащения.

3.Экономическое обоснование выбора местонахождения обога­

тительных устройств: у производителя или у потребителя.

4. Экономическое обоснование степени и границ централизации обогащения. Эта задача в известной степени связана с предыдущей, ибо ее решение должно производиться, исходя из размещения обога­ тительных фабрик у производителей, поскольку размещение фабрики у потребителя почти автоматически предрешает границы централи­ зации, определяемые в этом случае масштабом потребителя.

Методологически весьма заманчивым было бы совместное решение всех этих задач или большей их части.

Ниже попытаемся дать методологию совместного решения таких задач с той, однако, оговоркой, что наряду с общим решением и на основе его возможна и необходима детализация и уточнение соответ­ ствующих главных выводов.

Методология определения экономической эффективности обогащения

Как известно, выбор технологически оптимального содержания золы в концентрате (в связи с выходом концентрата) может про­ изводиться по так называемым кривым Анри. Однако найденные для каждого вида угля технически оптимальные пределы зольности концентрата далеко не всегда совпадают с возможными экономи­ ческими пределами, хотя и лежат в их основе. Поэтому кривые Анри не могут сами по себе использоваться для решения этой задачи.

Как же в таком случае следует определять экономически опти­ мальное содержание золы в концентрате и связанную с этим регули­ ровку цепи аппаратов фабрики?

Поскольку выбор того или иного предела обогащения (содержания золы в концентрате) связан с соответствующим изменением положи­ тельных и отрицательных факторов эффективности обогащения, задача сводится к оценке тех и других для каждого возможного21

1 В отличие от общепринятого понятия технической глубины обогащения под экономической глубиной обогащения предлагаем понимать выбор оптималь­ ной зольности коксового концентрата в связи с выходом концентрата.

2 Был период, когда волевым порядком (экспертно) таким верхним преде­ лом принимался 7% Лс, хотя совершенно очевидно, что единого и постоянного для всех углей предела быть не может. Он может и должен определяться эконо­ мическим расчетом для каждого конкретного вида угля, но по единой методике.

28

предела, к алгебраическому суммированию этих оценок в их эконо­ мическом выражении и к нахождению того предела, при котором может быть получена наибольшая величина экономии (экономиче­ ская оптимизация содержания золы в концентрате). Иначе говоря, задача состоит в построении кривой, характеризующей эффектив­ ность обогащения углей для коксования, отнесенной к различному возможному содержанию золы в концентрате, и нахождению макси­ мума (или области максимума) на этой кривой (к построению своего рода экономических кривых Анри).

Эта общая задача, очевидно, разбивается на частные задачи определения изменений отдельных факторов (слагаемых эффектив­ ности обогащения) — положительных или отрицательных в зависи­ мости от того или иного предела обогащения.

Так как задача относится к углям, идущим на коксование, весь расчет эффективности обогащения должен, естественно, вестись на 1 т чугуна как конечного (в данном случае) продукта, народно­ хозяйственная эффективность которого в части топливной слагающей определяется степенью зольности кокса и, стало быть, тем или иным содержанием золы в концентрате.

о«начале отсчета»).

Вдальнейшем все продукты обогащения, которые идут в коксовую шихту, будем называть для краткости и однозначности концентратом

для коксования. В него войдут в первую очередь собственно кон­ центрат для коксования или несколько его видов, например: флоти­ рованная мелочь и шлам, необогащенная мелочь, если она приса­ живается к концентрату, и т. д. Кроме того, из рядового угля помимо концентрата длй коксования получают, как правило, промпродукт, для коксовой шихты непригодный (многозольный, в общем случае более зольный, чем рядовой уголь), но который может быть исполь­ зован как энергетическое топливо А

Следовательно, полная себестоимость обогащенного угля, состо­ ящая из себестоимости добычи рядового угля и издержек обогащения, подлежит распределению между концентратом для коксования, являющимся основным продуктом, и промпродуктом, явля­ ющимся в данном случае побочным продуктом.

Чтобы при этих условиях найти себестоимость концентрата для коксования, надо принять оценку промпродукта, и тогда вся себе­ стоимость за вычетом оценки промпродукта может рассматриваться как искомая себестоимость концентрата для коксования.1

1 Использование породы (отходов обогащения) в соответствии с практикой

вобщем случае не предусматривается, и ценность ее приравнивается к нулю;

виных случаях и порода подлежит учету.

29

Поскольку получающийся промпродукт может быть использован лишь как энергетическое топливо, отличающееся от рядового угля своей зольностью (или еще влажностью при мокром методе обогаще­ ния), примерную (практически достаточную) оценку можно получить, определив теплотехнический эквивалент к исходному рядовому

углю.

Как известно, такой эквивалент Эг может быть получен из отно­ шения паропроизводительных способностей этих двух сравниваемых видов топлива (рядового и промпродукта), выражающегося формулой

Qg/Pi

т<?52Ф2 ’

где OSj и 0Е2 — теплота сгорания (низшая, рабочая) промпродукта и исходного рядового угля соответственно; <рх и ф 2 — к. п. д. сжига­ ния этих видов топлива.

Отсюда оценка 1 т промпродукта может быть получена умноже­ нием теплотехнического эквивалента Этна себестоимость рядового угля. Оценка же промпродукта в каждом отдельном случае (варианте обогащения, или что то же самое — пределе обогащения по золь­ ности, а стало быть, и по выходу концентрата), получается умноже­ нием себестоимости 1 т промпродукта на процент его выхода при принятых методе и схеме обогащения, т. е. для каждого возможного предела зольности концентрата.

В некоторых, относительно немногочисленных, случаях, напри­ мер для весьма труднообогатимых углей, или при значительной глубине обогащения, т. е. в тех случаях, когда зольность промпро­ дукта может оказаться очень высокой (например, выше 40%) и выход его сильно увеличивается (30, 40 и 50%), оценка промпродукта подлежит конкретным уточнениям.

Сучетом вышесказанного нетрудно будет исчислить себестоимость

1т коксового концентрата по простейшей калькуляционной формуле

пСр-\~Со— Я п

кя

где СК— искомая себестоимость 1 т концентрата; Ср — себестоимость 1 т исходного рядового угля; С0 — себестоимость обогащения 1 т рядового угля; Пв — оценка промпродукта, получаемого при обога­ щении 1 т рядового угля; ка — выход концентрата при, заданном проценте его зольности, %.

Определив себестоимость концентрата для коксования при каж­ дом пределе его зольности (в расчетах виды концентрата удобно располагать в убывающем порядке по зольности с интервалом по крайней мере через 1% Ас, так как в дальнейшем все параметры влияния различных факторов в зависимости от зольности определены на 1% ,<4С), можно перейти к исчислению основной искомой величины себестоимости топливной слагаемой в себестоимости 1 т чугуна в зависимости от различного содержания золы в коксе и связанных

30