В условиях истощения минерально-сырьевой базы техногенные отходы могут стать дополнительным источником черных и цветных металлов. Главная задача - найти комплексное решение по переработке отвалов.
В Тюмени в середине лета заработал завод по переработке отходов металлургических предприятий. Из твердых шламов титаномагниевых производств на ООО «Промышленный минерал» намерены получать около 800 тонн магнезиально-карналлитового вяжущего вещества: его как альтернативу цементу используют в качестве основы для полов, искусственного камня, строительных листов и панелей. Сырье для нового производства будут поставлять из Пермской области и Казахстана. «Первые партии закуплены на "ВСМПО-Ависма" и Соликамском титаномагниевом комбинате, где скопились значительные объемы шламов. Сами компании их переработкой не занимаются», - пояснили в «Промышленном минерале». Технологию для нового производства разработал изобретатель Сергей Мастерских в сотрудничестве с профильной кафедрой ТюмГАСУ. В 2010 году он получил грант на создание опытного образца и приобретение оборудования на сумму 4,6 млн рублей.
А уже через год его идею поддержала Venture Investment Group (Тюмень) и генеральный директор Тюменских газовых систем Алексей Федоров. В итоге появилось СП «Промышленный минерал». Общий объем вложений в проект - более 18 млн рублей. Окупить их инвесторы намерены уже в течение года, реализуя продукцию в центральной части России и Уральском регионе.
Этот проект - редкий пример того, когда интересы ученых и бизнеса в сфере переработки техногенных отходов металлургии совпали. Как показал международный конгресс «Техноген-2012», прошедший летом в Екатеринбурге, вопрос повышения эффективности извлечения сырья из техногенных образований, которые по содержанию металлов порой превосходят руду из месторождений, по-прежнему стоит крайне остро.
Металл из грязи
Ежегодно в России образуется около 3,5 млрд тонн отходов, из которых примерно две трети создают промышленные предприятия. Утилизируется не больше 46%. Для сравнения: в России перерабатывается всего около 20% техногенных отходов, тогда как в мире этот показатель достигает 85 - 90%.
Для металлургии эта проблема особенно характерна. «Производство тонны черного металла сопровождается получением от 5 до 17 тонн отходов, а цветных и благородных - до 100 тонн и более», - отмечает председатель научного совета по металлургии и металловедению РАН Леопольд Леонтьев. По оценке Уральского института металлов и ЦНИИ Цветмет, на металлургических предприятиях России, в отвалах и шламохранилищах скопилось более миллиарда тонн отходов, из которых свыше 506 млн тонн - «наследие» предприятий черной металлургии, более 800 млн тонн - цветной.
По запасам отвалы зачастую соизмеримы с небольшими месторождениями. Так, шлаки черной металлургии содержат до 15% металлического и 27% оксидного железа, а в железной окалине концентрация оксидов железа достигает 96%. В красных шламах алюминиевой промышленности, складируемых в шламохранилищах (их в России накоплено более 200 млн тонн), концентрация оксидов железа составляет 45 - 50%, глинозема 12 - 16%. Отходы переработки сульфидных руд содержат медь, золото, платину, цинк, свинец и ценнейшие редкоземельные металлы.
Крупные уральские предприятия внедряют технологии переработки шлаков текущего производства. По словам профессора Института проблем комплексного освоения недр РАН Ирины Шандуровой, уже сейчас перерабатывается 100% шлаков, образующихся в черной металлургии: доменные шлаки практически полностью используются в дорожном строительстве, сталеплавильные после доработки - в качестве вторичного сырья для металлургии. Не отстают и цветники: обогатительная фабрика Среднеуральского медеплавильного завода в значительной степени использует специально подготовленные шлаки, аналогичная ситуация на Александринской фабрике Карабашмеди.
Ряд предприятий взялись и за разработку ранее образованных отвалов. В частности, практически полностью переработаны шлаковые отвалы на Магнитогорском металлургическом комбинате и Северском трубном заводе. Новые технологии переработки отходов Ключевского завода ферросплавов позволили собственнику предприятия создать для их утилизации целую фабрику.
Постепенно на уральских предприятиях налаживаются и технологии использования отходов черной металлургии в качестве сырья для цветной. Так, на Челябинском цинковом заводе активно внедряется процесс извлечения цинка из электропечных пылей «Северстали»: содержание металла в них вчетверо выше, чем в руде (15 -16%).
Недожимают
Участники конференции отметили: и текущие отходы металлургии, и прежние техногенные образования могли бы стать великолепным источником сырья для металлургии.
- В условиях, когда эксплуатируемые запасы минерального сырья истощаются, а новые месторождения, как правило, более бедны и не имеют транспортной и энергетической инфраструктуры, вопрос повторного использования отходов все более актуален. Техногенные образования располагаются на относительно небольших территориях, находящихся в промышленно развитых районах с наличием рабочей силы, к ним обычно подведены линии электропередачи, они не требуют вскрышных работ, поэтому затраты на организацию разработки здесь значительно ниже, чем при разработке природных месторождений, - подчеркивает директор Института металлургии УрО РАН Евгений Селиванов.
Активному вовлечению техногенных отходов металлургии в оборот мешают несколько причин. Первая объективна: далеко не для всех видов отходов металлургических предприятий разработаны экономически оправданные и экологически приемлемые технологии.
Прежде всего это касается отходов красных шламов алюминиевой промышленности. Содержание в них железа - 30%, тогда как черная металлургия работает на не менее чем 60-процентном сырье. Кроме того, в них содержатся сера, фосфор, цинк и натрий, которые также негативно влияют на показатели переработки такого сырья на металлургических комбинатах. Предложений по доведению этих отвалов до нужной кондиции - масса. Но эти технологии в большинстве отработаны на малых объемах. Промышленного способа переработки красного шлама нет.
Серьезная проблема существует и с переработкой хвостов обогащения сульфидных руд, образовавшихся в результате выделения из пород меди, никеля, цинка и свинца: после обогащения 90% руды уходит в хвостохранилища.
- В них содержится порядка 5 - 15% цветных металлов и примерно 50% - благородных. В частности около грамма золота и 5 - 10 граммов серебра на тонну. Близкую по содержанию руду добывает фабрика в Березовском. Но экономически рентабельных методов переработки хвостов и извлечения из них ценных компонентов пока нет. Сложность в том, что если в руде это сырье содержится в виде металлов, из которых получается хороший концентрат, то в хвостах золото
находится внутри пиритной решетки, в виде мельчайших частиц. Извлечь его кроме как плавкой или какими-то пирометаллургическими методами невозможно. И это делает такой способ неконкурентоспособным. Поэтому основное направление использования таких хвостов - закладка горных выработок, - поясняет Евгений Селиванов.
Можно, как отмечают участники конференции, пойти по пути доизвлечения из хвостов исходных металлов (цинка, меди, никеля). И такие опытные разработки у уральских металлургов и ученых есть.
Но это не решает проблемы комплексной переработки техногенного сырья. Как и в случае с извлечением редких металлов (в частности скандия) из отвалов Качканарского ГОКа. По словам ученых, технология для качканарских отвалов разработана и вполне рентабельна, но содержание металла настолько низко, что в результате возникают новые отвалы.
По оценкам директора Института горного дела УрО РАН Сергея Корнилкова, существующие технологии позволяют извлекать из отходов всего 3 - 5% полезных веществ, а остальную массу нужно складировать вновь. При переработке отходов образуется большое количество новых - до 70 - 99% от первоначальной массы. Возникает необходимость их утилизации или обезвреживания.
Вторая причина, которая мешает развитию направления по переработке техногенных месторождений, - бизнес не спешит вкладываться в утилизацию: «Металлургические предприятия мало заинтересованы в совершенствовании технологий. Для этого нет ни налоговых стимулов, ни действенных штрафов. Рынок сбыта же извлекаемых материалов невелик», - полагает заведующий лабораторией Уральского института металлов Борис Демин.
Некоторые предприятия вообще не занимаются переработкой собственных отходов и не позволяют делать это другим:
- У нас неоднократно возникали ситуации, когда при наличии технологической возможности переработки тех или иных техногенных отходов, их собственники не позволяли этого делать. В том числе по переработке хвостов обогащения и металлургических шлаков, - рассказывает заместитель министра природных ресурсов Свердловской области Александр Еремин. - Мы даже подготовили проект постановления правительства области, который рекомендовал Росприродназору запретить к размещению на территории региона отходы, которые возможно переработать. Но документ не был принят: юристы увидели в этом понуждение к сделке.
Мешает и недостаточность нормативной базы. По существующему законодательству, отходы должны перерабатывать их фактические владельцы, но многие хозяйствующие субъекты прекратили существование.
Одно на всех
Заместитель министра природных ресурсов Свердловской области Александр Еремин убежден, что в закон об отходах производства надо вносить изменения: сейчас собственнику невыгодно их перерабатывать, а должно быть невыгодно складировать. Среди участников конференции также прозвучало предложение уже на стадии выдачи лицензии на рудные месторождения обязывать компании перерабатывать отходы, которые будут возникать в результате эксплуатации.
При этом участники конгресса убеждены: одними экологическими санкциями проблему не решить. Ученым вместе с бизнесом необходимо искать комплексные пути решения задачи переработки отходов, с получением самых разных материалов, чтобы значительно увеличить рентабельность бизнеса.
- Масштаб проблемы настолько велик, что без соответствующей государственной поддержки как бизнеса, так и науки, не обойтись, - уверен Леопольд Леонтьев. - У нас возникло предложение: чтобы стимулировать разработку старых техногенных месторождений, нужно наладить в этой сфере систему государственно-частного партнерства.
В таком ГЧП доля частного инвестора должна составлять 70%, остальное оплачивает государство. За ним же должен быть и контроль.
Параллельно, полагает академик РАН Юрий Малышев, нужно решить важнейшую проблему - разработать принципы законодательной базы по подготовке старых техногенных месторождений к промышленному освоению: «Только в этом случае государство сможет расширить сырьевую базу за их счет».
Первый опыт совместной реализации проекта переработки металлургического техногена между государством, наукой и бизнесом в России можно будет наблюдать уже в ближайшее время. Минобрнауки РФ приняло решение о выделении 150 млн рублей на проект по переработке красных шламов компании «Русал» (весь проект - около 600 млн рублей). Эти расходы включены в перечень объектов федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы». В рамках софинансирования министерство направит свои средства на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки.
В проекте участвуют РАН и профильные институты.
Правда, особенно на экономическую поддержку со стороны государства в сфере переработки техногенных отходов рассчитывать не приходится. Неофициально участники конференции отмечали, что еще в прошлом году Минэкономразвития ясно дало понять: в ближайшие несколько лет программы в этой сфере если и будут финансироваться, то в очень незначительных объемах.
| 
Обсудить новость на форуме >>>
Последние обсуждаемые новости
Самые обсуждаемые новости за все время
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ