Заменит ли вода огонь при добыче уральской меди?

Цветная металлургия является одной из традиционных основ экономического благополучия Свердловской и Челябинской областей, и она же обычно рассматривается в качестве одного из основных источников экологических проблем в этих регионах. В результате длительной эксплуатации богатейших месторождений меди и ряда других металлов здесь сложилась развитая производственная инфраструктура, подготовлены квалифицированные кадры. Но эта же эксплуатация привела к тому, что удобные для добычи и плавки традиционными способами медные руды на сегодня практически исчерпаны. На территории регионов осталось некоторое количество месторождений, руда которых содержит низкий процент металла. Эти месторождения мало- или вовсе нерентабельны при разработке их методами традиционной «огненной» металлургии (или «пирометаллургии», как ее обычно называют). А многочисленные территории старых разработок покрыты твердыми отходами производства, так называемыми отвалами. Воздух и вода на этих территориях загрязнены жидкими стоками, пылевыми и газообразными выбросами.

Абстрактно говоря, в этих отвалах содержится еще некоторое количество меди и редкоземельных металлов, которые в свое время не могли быть извлечены при обработке. Но добыча их с помощью традиционной, «огненной» металлургии возможна разве что только теоретически, поскольку связана с огромными затратами на обогащение и подготовку к плавке.

Вместе с тем выход из этой ситуации был найден более 10 лет тому назад в Европе, и этим выходом является новая технология, позволяющая превратить рудничные отвалы из проклятия в благословение уральской экономики.

Гидрометаллургия

Идея замены огня водой при добыче меди существует давно, но рентабельной эта технология стала только в середине 1990-х гг. после изобретения новых видов органических реагентов. Наибольшую популярность в мире завоевал метод так называемого прямого атмосферного выщелачивания (ПАВ). Этот способ добычи меди «через воду», на первый взгляд, прост и даже примитивен: в рудник попросту закачиваются особого вида слабые кислотные растворы, происходит собственно выщелачивание, после чего эти растворы очищаются от примесей, а содержащийся в них металл осаждается электролитическим способом.

Электролитическое осаждение позволяет извлекать порядка 90 % содержащегося в породе металла, тогда как пирометаллургия в состоянии извлечь лишь чуть более 70 %. Что немаловажно, добываемая посредством гидрометаллургии медь (или цинк) имеет существенно высокое качество, чем металл, полученный более традиционными способами. Кроме того, гидротехнологии дают уникальную возможность попутно с медью или цинком выделять из породы в чистом виде редкоземельные металлы, в то время как традиционная технология ориентирована только на основной продукт.

Несомненным приоритетом гидрометаллургии при разработке рудничных отвалов и месторождений с низким содержанием меди являются низкие операционные издержки. Это позволяет окупить производство даже при сравнительно небольших абсолютных объемах добываемого металла. Одной из причин сокращения затрат является более короткая, чем в пирометаллургии, технологическая цепочка, позволяющая в пределах одного предприятия получать литейную медь из медного концентрата. Здесь производитель может не вкладываться ни в организацию обжига, ни в строительство плавильных цехов. Отпадает необходимость тратиться на перевозку и хранение промежуточных продуктов обработки руды, а также пустой породы. Технологическая цепочка в гидрометаллургии является не только более короткой, но и более простой по своей структуре, чем в традиционной технологии, что позитивно отражается на показателях расхода электроэнергии и реагентов. Кроме того, значительно снижаются затраты на энергоемкое измельчение породы на обогатительной фабрике, притом что общий коэффициент измельчения повышается. В процессе эксплуатации месторождений цветных металлов издержки снижаются еще и за счет того, что гидрометаллургическая технология допускает более гибкую оптимизацию размеров предприятия.

Таким образом, гидрометаллургия позволяет начать интенсивную разработку отвалов старых медных рудников и ранее нерентабельных месторождений, что в условиях существующей конъюнктуры на рынке цветных металлов обещает уральской металлургии новый экономический рывок. Вместе с тем результаты этого рывка будут сохранены и в случае падения конъюнктуры, поскольку на сегодня гидрометаллургия является наиболее эффективной технологией для рынка низких цен, что позволяет предприятиям выживать даже в наиболее сложных экономических условиях.

Экология

Технологии ПАВ страхуют производителя не только в случае падения конъюнктуры, но и от негативных последствий ужесточения требований экологического законодательства. Сложно даже теоретически предположить какой-либо ощутимый вред для окружающей среды, связанный с использованием гидротехнологий. Твердые отходы здесь отсутствуют в принципе, поскольку все продукты производства обладают потребительской ценностью и поступают в продажу. Поэтому, например, использование гидрометаллургии для разработки отвалов традиционных металлургических производств не только не создает новых отходов, но и позволяет полностью утилизовать уже существующие. Производство здесь не разрушает окружающую среду, а, напротив, облагораживает ее. Жидкие отходы исключены в результате использования замкнутого цикла водоснабжения. Поскольку технология позволяет обойтись без плавки металла, а большинство процессов протекает в водной среде, газообразные отходы и пылевыделение также сведены к минимуму. Незначительные объемы загрязняющих веществ, поступающие в атмосферу рабочей зоны из технологических аппаратов, легко могут быть собраны системой принудительной вентиляции.

Все это позволяет производителям, использующим гидрометаллургию, с запасом укладываться в самые строгие европейские нормы выбросов. Более того, по мнению комиссии Евросоюза по воздействию человека на окружающую среду, внедрение гидрометаллургии в 1995—2005 гг. в Западной Европе даже позволило радикально снизить экологическую нагрузку на промышленные территории. В связи с этим технология ПАВ была внесена в список Best Available Technologies («Наилучшие существующие технологии»), то есть список технологий, рекомендованных к применению в странах ЕС.

На основании всех перечисленных преимуществ хотелось бы назвать гидрометаллургию идеальным решением для уральской промышленности. Но, увы, абсолютно идеальных решений просто не существует. Первый недостаток, с которым придется примириться: при разработке уральской меди в отвалах и месторождениях с низким содержанием металла будут сравнительно невысокие абсолютные объемы производства. Все дело в том, что гидрометаллургия способна, конечно, эффективно «вытянуть» весь металл, который содержится в самых бедных породах, но она, увы, не может дать нам больше металла, чем есть в этих породах. Второй недостаток связан с высокими инвестиционными издержками гидрометаллургических проектов: так, гидрометаллургический комплекс мощностью 5 тыс. тонн меди в год стоит не менее 20 млн долларов.

Практика — критерий истины

Преодолимость этих недостатков показывают факты все более широкого распространения гидрометаллургических предприятий по всему миру. Конечно, масштабные инвестиции легче могут позволить себе производители металла в развитых странах, поэтому именно здесь, а точнее в Норвегии и Финляндии, расположены в настоящее время заводы с наиболее серьезными производственными мощностями. Но металлургией воды активно интересуются и другие страны, доказательством чего является работа аналогичных заводов в Лаосе и строительство их в КНР. С 2004 года объемы производства меди гидрометаллургическими предприятиями по всему миру выросли более чем в два раза и составили около трети мирового производства этого металла.

На Урале также нашлась компания, верно оценившая соотношение плюсов и минусов перехода на гидрометаллургические технологии. Русская медная компания (РМК) начала свои опыты в этой области с запуска на своем предприятии «Уралгидромедь» (г. Полевской) гидрометаллургического производства объемом в 5 тыс. катодной меди в год. Сырьевой базой предприятия стали отвалы и выработки, оставшиеся от давным-давно истощенного Гумешевского медного рудника. Опыт продемонстрировал преимущества новой технологии, но масштабы его результатов, как и следовало ожидать, не могли удовлетворить одного из лидеров российского рынка цветных металлов. Естественным развитием первого успеха стал масштабный инвестиционный проект, который РМК запустила в Челябинской области. Общая сумма инвестиций, по оценке руководства компании, должна составить порядка полумиллиарда долларов. Эти вложения начнут возвращаться в бюджет компании начиная с 2010 года, предполагаемой даты пуска сооружений первой очереди предприятия. Сам завод предполагается построить в 30 километрах от г. Троицка, в месте, которое представляется идеальной площадкой для запуска гидрометаллургических технологий по целому ряду причин. Во-первых, завод окажется в непосредственной близости от целого ряда медных месторождений. Это, в частности, Михеевское, Чебачье, Южное, Маукское и Александринское месторождения. Широкая сырьевая база позволяет компенсировать сравнительно низкую производительность технологии и вывести производство на уровень 100 тыс. тонн меди и 100 тыс. тонн цинка в год. Во-вторых, такое расположение позволяет решить вопрос обеспечения завода электроэнергией за счет мощностей Троицкой ГРЭС. Ожидаемые компанией показатели ROI не разглашаются.

На сегодня проект уже одобрен губернатором Челябинской области Петром Суминым и согласован с местными властями. Уже сегодня ясно, что технологические решения для данного предприятия будут предоставлены мировым лидером по внедрению технологии ПАВ — финской компанией Outokumpu Technology Oy.

Вывод

Используемые технологии всегда являются отражением корпоративных ценностей, они дают гораздо более полное представление о компании, чем декларации и формулировки миссий которые можно найти в официальных документах. С этой точки зрения, гидрометаллургия – это технология для компаний готовых к вложению значительных объемов своей прибыли в развитие на основе устойчивых конкурентных преимуществ и, наконец, компаний задающих себе высокие стандарты социальной и экологической ответственности. Если бы были верны заявления некоторых наблюдателей о том, что владельцы российских добывающих предприятий нацелены лишь на экстенсивное расширение объемов производства на основе созданной в советское время инфраструктуры, то подобная технология врядли получила бы распространение в нашей стране. И все же факты показывают, что такая технология в России, и в частности на Урале, внедряется. А значит, перспектива есть.