Г.Б.Мелентьев
Объединенный институт высоких температур РАН

Новая Россия в полной мере унаследовала от СССР нерешенную проблему комплексного использования минерального сырья и накопления отходов ГПК, ХМК и ТЭК.

В 70-х годах автором совместно со специалистами ИМГРЭ и ВНИИГЕОЛНЕРУДа была выполнена оценка состояния и перспектив использования нерудных отходов ГОКов Минцветмета и Минсредмаша. Отдельные предприятия этих ведомств организовали выпуск молотых калий-натриевых полевошпатовых, слюдяных и кварцевых концентратов в объемах до десятков тыс.т. В то же время в хвостах обогащения ведущих редкометальных ГОКов были накоплены значительные количества неизвлекавшихся литиевых минералов, недоизвлеченного лопарита (до 50-70%) и т.д.

Результаты авторских исследований в районах действующих редкометальных ГОКов были реализованы применительно к извлечению тантала из хвостов обогащения Ак-Кезеньской ОФ Белогорского ГОКа, организации попутной добычи поллуцита, извлечению тантала из шлаков оловоплавильных производств и т.д. За рубежом, в отличие от СССР, в равной степени развивалось производство попутных концентратов и ручная рудоразборка особо ценного редкометального сырья.

Гигантские объемы накопления отходов обогащения и химико-металлургической переработки чернометаллургического, горнохимического, цветнометального, углеводородного, собственно редкометального и нерудного сырья, значительные содержания в них особо ценных цветных, редких и благородных металлов, нередко превышающие концентрации в традиционных рудах, и, наконец, наличие эффективных отечественных инновационно-технологических способов их извлечения, остающихся невостребованными, ориентируют на ускоренное решение проблем комплексной переработки минерального сырья, а также комплексного изучения, оценки и вовлечения в промышленное использование российского техногенного сырья.

В отличие от природного, это сырье представляет собой возобновляемый ресурс, не требующий затрат на извлечение из недр и первичную дезинтеграцию, которые обусловливают основные издержки горнопромышленных производств.

Эти ресурсы России, с одной стороны, представляют собой неиспользуемую в полном объеме резервную материальную базу, а с другой - очевидный источник экологического неблагополучия и роста заболеваемости населения. Становится очевидной необходимость оценки их извлекаемой ценности, экологического ущерба и выбора приоритетов эколого-экономического решения этой проблемы.

Накопленные предприятиями-ветеранами ГПК, ХМК и ТЭК техногенные ресурсы представляют собой гигантский возобновляемый источник редких, благородных и цветных металлов. Так, например, на предприятиях корпорации ФосАгро накоплены отходы обогащения апатит-нефелинового сырья в объемах 1 млрд т (ОАО «Апатит») и отходы сернокислотной переработки апатита на фосфатные удобрения в объемах от 40 млн т (ООО «БМУ») до 130 млн т. В них установлены промышленные содержания Ti, V, Ni, Ta, Sr, TR, Ga, Rb (с Cs), которые не извлекаются на всех стадиях переработки исходного сырья, хотя и учитываются балансами запасов РФ. Указанные потери редких металлов усугубляются экспортом апатитовых концентратов со стронцием и редкими землями (ОАО «Апатит») и бадделеитовых концентратов с танталом, гафнием, скандием, торием (ОАО «Ковдорский ГОК). Примерами извлечения ценных компонентов их отходов обогащения являются Ковдорский и Джидинский ГОКи: на первом налажен выпуск 0.4 млн т апатитового концентрата и 1.8 тыс. т бадделеитового; на втором - доизвлечение минералов вольфрама.

В настоящее время отсутствует многоцелевая классификация техногенных ресурсов по основным видам добываемого и перерабатываемого сырья: рудного, горно-химического и топливно-энергетического. Эта классификация, создаваемая в ОИВТ РАН, включает не только информацию об объемах накапливаемых отходов, но и об их поликомпонентном составе, традиционных и инновационных технологиях переработки и видах высоколиквидной конечной продукции, которая может быть реализована на рынке.

Объективная комплексная оценка поликомпонентного природного сырья и особенно техногенных ресурсов, как текущих, так и лежалых, должна, прежде всего, осуществляться методами детального минералого-геохимического картирования месторождений и хранилищ складируемых отходов ГПК, ХМК и ТЭК. Авторский опыт выполнения таких НИР по договорам с производственными организациями включает целевую и многоэлементную оценку разведуемых и эксплуатируемых месторождений редкометальных пегматитов, уртитов и карбонатитов, а также железорудного и нерудного сырья. Результатом минералого-геохимического картирования явилось не только оперативное решение актуальных производственных задач, но и разработка методики опережающего геохимического прогнозирования специфики минерального состава рудных горизонтов, вскрываемых при разработке месторождений, с использованием типохимических характеристик рудообразующих и акцессорных минералов. Эффективность этой методики, применимой и для расшифровки природы геохимических аномалий при площадных поисках и эколого-геохимическом картировании, а также при разработке передельно-обогатительных схем, доказана конкретными примерами ее использования.

Не менее важным этапом комплексной ресурсно-экологической оценки качества разведуемого, эксплуатируемого и резервного сырья является составление поминеральных балансов распределения профилирующих и сопутствующих особо ценных и лимитируемых компонентов для каждого из выделенных при картировании типов руд. Такие балансы, составленные в свое время автором для различного редкометального и нерудного пегматитового сырья на Белогорском ГОКе в Казахстане и для редкометальных уртитов Ловозерского ГОКа в Кольском регионе, явились основой их дифференцированной паспортизации, необходимой для выбора оптимальных режимов обогащения сырья, разработки инновационных технологических решений и организации мониторинга за отходами производства.

Особое значение составление балансов распределения наиболее ценных и токсичных компонентов приобретает в связи с назревшей необходимостью изучения закономерностей их распределения в материальных потоках действующих горно-промышленных и химико-металлургических крупнотоннажных производств - железорудных, горно-химических, медно-никелевых и медно-цинковых, полиметаллических, глиноземных, топливно-энергетических и других, а в ближайшей перспективе, после 25-летнего перерыва, и редкоземельно-редкометальных.

Наконец, в связи с известными затруднениями, возникшими к настоящему времени в традиционном физико-механическом обогащении «упорных» видов сырья (руды кор выветривания, субвулканических образований и др.), определяющее значение в их освоении приобретают разработки прямых обогатительно-передельных схем с использованием физико-химических методов переработки исходного сырья, промпродуктов и выделенных концентратов. В связи с этим в ОИВТ РАН особое значение придается разработкам и использованию термохимических способов обогащения и глубокой переработки редкометального, горно-химического и топливно-энергетического сырья, а также отходов их промышленной переработки. Арсенал этих методов представлен модификациями ликвационной плавки флюсованной шихты, пиролизных и плазменных технологий, которые в необходимых случаях комплексируются с теми или иными традиционными способами обогащения, активирования шихты и гидрохимических переделов.

Специфика современной комплексной оценки техногенных ресурсов заключается в изучении потребительского спроса и обеспечении инвестиционной привлекательности всех видов продукции, которая может быть из них получена. Рекомендуемая схема изучения и оценки техногенных ресурсов предусматривает своевременное проведение во всех регионах НИР и НИОКР, опережающих спорадически возникающий на них спрос со стороны потенциально заинтересованных инвесторов. В регионах Северо-Запада, Центра, Поволжья и Урала, где накоплено огромное количество разнообразных техногенных ресурсов, необходима организация их системного изучения, паспортизации, технико-экономической оценки с созданием банков и баз данных для составления инвестиционно привлекательных проектов. Инновационный потенциал техногенных ресурсов пока остается «Terra incognito» для бизнеса и власти, которые не готовы к реализации государственно-частного партнерства в этой резервной сфере развития сырьевого сектора и производства.

Современная экологическая идеология в отличие от традиционно репрессивных способов регулирования экологической деятельности предприятий, оцениваемой в нашей стране «на конце трубы» с применением весьма условных ПДК, ПДВ и ПДС предусматривает предупреждение экологических нарушений, а не нейтрализацию их последствий. Таким образом, эта идеология становится инструментом инновационного развития, которое по своей сути представляет собой непрерывный процесс самоорганизации и качественного совершенствования.

Инновационные техноэкологические разработки ОИВТ РАН обусловили многоцелевое использование ликвационной плавки для извлечения различных редких металлов, разработку принципиально новой технологической схемы глубокой переработки шлакозольных отходов угольных ТЭС с получением широкого ассортимента высоколиквидной металлопродукции и новых технических материалов, применение алюмосиликатного флококоагулянта в целях водоочистки, сгущения осадков, иммобилизации особо опасных веществ и пылеподавления на поверхности диспергированных отходов производств. Созданы и запатентованы полезные модели технологических устройств, обеспечивающих использование этих эффективных разработок.

С этих позиций положительно оцениваются перспективы промышленного освоения уникального Томторского месторождения железисто-алюмофосфатно-редкометальных руд, не имеющего аналогов в мире, перспективы комплексной переработки и обезвреживания отходов фосфогипса с получением кондиционного гипсового продукта, извлечением редких земель и стронция, а также перспективы переоценки углеводородного сырья и природных битумов в качестве источника редких металлов.

Ускоренное промышленное освоение техногенных ресурсов с использованием вышеизложенной методологии возможно при условии проявления государственной политической воли, корпоративного взаимодействия науки, бизнеса и власти, и реализации государственно-частного партнерства. Для этого необходимо совершенствование российского законодательства в целях обеспечения инвестиционной привлекательности техногенных ресурсов в следующих основных направлениях:

1. Дать правовое определение терминам «техногенные ресурсы», «техногенное сырье» и «техногенное месторождение» и утвердить права собственности на них в отношении хозяйствующих субъектов и инвесторов - претендентов на рациональное использование отходов производства;

2. Ограничить возможности лицензирования прав на недропользование в отношении месторождений природного сырья при наличии в регионе подобных ему техногенных ресурсов;

3. Утвердить опережающую роль соответствующих НИР и НИОКР научных организаций и специалистов при подготовке проектов комплексной оценки и вовлечения в промышленное использование техногенных ресурсов и сырья;

4. Определить платежи за право пользования отходами сопряженных производств ГПК, ХМК, ТЭК и установить льготы при их эффективном (с экономических, экологических и социальных позиций) использовании;

5. Закрепить как международную норму в обращении с отходами приоритет их переработки над складированием, рекультивацией и захоронением.

В презентационной части доклада приводятся иллюстрации вышеизложенных результатов исследований и библиография.

Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренц-региона