По мнению экспертов, в современных условиях успешное развитие уральской медной промышленности возможно лишь при условии качественного обновления технологий ее добычи.

В настоящее время успешное развитие уральских предприятий и компаний, занятых в производстве меди, сдерживается целым рядом факторов. Несмотря на то, что в ряде населенных пунктов этим предприятиям удается удерживать традиционный для них статус системообразующих элементов местной промышленности, несоответствие осуществляемых ими производственных и бизнес-процессов динамично изменяющимся условиям внешней среды может уже в ближайшем будущем вызвать резкое падение их конкурентоспособности.

Проблемы

По мнению специалистов, важнейшие проблемы, стоящие перед уральскими предприятиями медной отрасли носят системный характер и могут рассматриваться в экономическом, технологическом и экологическом аспектах. Экономические затруднения обусловлены истощением сырьевой базы и относительно высокой себестоимостью добываемой на Урале меди.

Территория как действующих, так и неиспользуемых месторождений покрыта отвалами, которые в случае орошения их дождевыми водами, интенсивно загрязняют окружающую среду кислыми растворами с превышающим установленные нормативы ПДК содержанием меди, цинка и тяжелых металлов. Продукты процесса окисления вымываются подземными водами и попадают в реки и другие водоемы, вызывая их загрязнение.

Тем не менее, как утверждают эксперты, основным источником возникающих перед уральскими медниками затруднений, служит технологическая отсталость. Те самые отвалы, которые ухудшают экологическую обстановку в регионе, могут быть использованы в качестве недостающих отрасли альтернативных источников сырья. Однако используемые в отечественной промышленности технологии добычи, такие как карьерная, шахтная, оказываются в этих условиях нерентабельными в силу низкого (менее 1%) содержания меди в отвалах.

Решения

По мнению экспертов, одним из наиболее эффективных методов добычи металлов из бедных руд с большим количеством примесей является группа технологий, основанных на так называемом подземном выщелачивании рудного тела.

В процессе добычи кислые растворы подаются под землю через скважины или траншеи. В результате взаимодействия данных растворов с рудным телом происходит их обогащение металлом, после чего, уже в виде продуктивных растворов, они поднимаются на поверхность через систему откачных скважин и подаются на цементоционную установку, на которой из раствора выделяется чистый металл.

Данный способ был впервые разработан и внедрен в СССР в 60-е годы, и первоначально применялся для добычи урана и редкоземельных металлов. Остальной мир отстал в ее внедрении на целое десятилетие, так как западне эксперты считали этот метод «экологически неблагонадежным». Однако внедрение данных технологий показало, что выщелачивание рудного тела с применением слабых растворов кислот (менее 5% содержания кислоты в растворе) оказался экологически более чистым, чем применявшиеся до этого методы шахтной и карьерной добычи урана. На данный момент данные технологии добычи редкоземельных металлов распространены во всем мире.

Первенство в применении гидрометаллургических технологии в добыче меди из бедных руд и отработанных месторождений так же принадлежит России. Первое в мире опытное производство меди, основанное на применение технологий подземного выщелачивания, было организовано ОАО «Уралгидромедь» (входит в состав Русской медной компании) на Гумешевском месторождении окисленных медных руд в Полевском.

К середине 90-х гг. ХХ века добыча на этом руднике меди традиционными методами перестала оправдывать себя с экономической точки зрения. В 1996 году предприятие было закрыто. В результате деятельности рудника на поверхности месторождения образовались окисленные медные руды с содержанием меди порядка 0,8%. Для добычи меди из отвалов, а также извлечения меди, оставшейся в подземном рудном теле, было решено создать на месторождении рудник подземного выщелачивания. Для осуществления этого проекта была задействована группа «ЦветМетТехнология», так же входящая в состав Русской медной компании и занимающаяся разработкой инновационных проектов в сфере металлодобычи.

В 2003 году на базе Гумешевского рудника был построен первый в мире инновационный цех по добыче меди из отработанных рудников методом выщелачивания рудного тела. Рудные отвалы и скопления бедной породы были прошиты дренажной системой скважин, в которые подается слабый (порядка 3,5%) кислый раствор. Циркуляция раствора обеспечивается непрекращающейся откачкой жидкости из скважин.

«Наше предприятие достаточно невелико, общее число занятых на нем сотрудников составляет около 200 человек. На поверхности находятся только скважины, эстакады и цех переработки, – рассказывает начальник проектно-технического управления Производственной группы «ЦветМетТехнология» Иван Агалаков, – Медь, получаемая из отвалов Полевского рудника, отгружается на переработку на Карабашский медеплавильный завод».

Инновационное российское предприятие получило высокую оценку со стороны иностранных специалистов, ознакомившихся с передовой технологией. «Мне очень нравится этот проект. Русские люди построили установку, которой нет нигде в мире, и она работает очень успешно», – отметил во время своего посещения Полевского вице-президент финской компании «Outokumpu Technology» Рауно Хукканен.

«Очевидно, что эта технология будет работать во все мире, в том числе – и в Финляндии, повсюду, где есть проблема отработанных месторождений. Применение новой русской технологии, разработанной специалистами Русской медной компании, позволит решить сразу две проблемы: и экологическую, и технологическую», – отметил Рауно Хукканен.

Экологическая составляющая

Какое значение может иметь успешное внедрение подземного выщелачивания меди из отвалов уральских рудников для решения системных затруднений, с которыми сталкиваются уральские предприятия медной отрасли? Прежде всего, по мнению специалистов, использование технологий, разработанных Русской медной компанией, дает возможность осуществлять более тщательное и надежное управление подземными потоками посредством откачек и системы воронок, куда стекают и откуда поднимаются на поверхность отработанные кислые растворы.

С этой точки зрения успешное прохождение проектом экологической экспертизы Уральской геотехнологической компании представляется вполне закономерным: «Чем хорош метод подземного выщелачивания с экологической точки зрения? На нашем руднике отсутствует хвостовое хозяйство, отсутствует карьер, таким образом, его работа не приводит к нарушению рельефа, – рассказывает Иван Агалаков, – Система мониторинга организована таким образом, чтобы возможность попадания подземных вод за пределы рабочей зоны была полностью исключена. Для этой цели организуется 4 пояса наблюдения, и процессы случайного попадания рабочих растворов в первые два пояса корректируются по результатам наблюдений так, чтобы воспрепятствовать их появлению в четвертом поясе, который, таким образом, остается «чистой зоной». Происходит рекультивация местности, «разрушенной» за время добычи руды традиционным способом, восстанавливается природа, а опасность загрязнения водоемов тяжелыми металлами значительно снижается.

Перспективы

В планы Русской медной компании входит перевод экспериментальной установки по добыче меди на Гумешевском месторождении на промышленную производительность. Вторым шагом по реанимации некогда покинутого месторождения должно стать создание на его безе первого в России технологического комплекса по производству меди на основании технологии экстракции меди из раствора с помощью органических химических соединений.

Активное внедрение такого рода технологических цепочек на предприятиях медедобывающей отрасли началось еще в 70-х гг. ХХ века в связи с открытием нового класса органических химических веществ, характеризующихся максимально высокой селективностью, что позволяло извлекать практически всю медь и только медь из растворов с низким содержанием меди и высоким содержанием примесей.

Основой данной технологии извлечения меди является использование результатов процесса массообмена между водным раствором медесодержащих соединений и так называемой «органической фазой» – жидкостью с низкой плотностью и концентрацией экстрагента от 6 до 12%. После смешивания этих жидкостей образовавшаяся эмульсия направляется на отстаивание, в ходе которого образуется раствор с концентрацией меди от 45 до 50 граммов на литр. В дальнейшем эта медь извлекается посредством элекровининга, а раствор повторно используется для экстракции.

Данная технология распространена во всем мире, но до сих пор не применялась в России. Первым отечественным предприятием, в котором появится цех экстракции меди из продуктивных растворов с помощью органических соединений, так же станет ОАО «Уралгидромедь».

В настоящее время полностью закончено проектирование данного цеха. Поставщиком технологий и оборудования выступает финская компания «Outokumpu Technology», которая является одним из мировых лидеров в области разработки экстракционного оборудования. Адаптация решений поставщика для Гумешевского рудника осуществляется компанией «Унипромедь». Создание опытных экстракционных установок и проведение необходимых лабораторных исследований было выполнено специалистами Уральской геотехнологической компании.

«Сейчас заканчиваются проектные работы по созданию цеха экстракции электролиза, по оборудованию вопрос решен. Финансирование оборудования выполнено, в октябре оно будет поставлено. 15 января планируется сооружение здания цеха, пусковые работы начнутся в марте 2005 г», – отметил Иван Агалаков.

Таким образом, будет создано уникальное предприятие по добычи меди, на котором технологическая цепочка сокращена всего до двух операций, в результате которых из беднейших, полных примесей руд получается высокочистая медь марки М00К.

В случае успешной апробации новых технологий при разработке медного месторождения в Полевском, специалисты Русской медной компании намерены приступить к осуществлению аналогичных проектах на других медных рудниках Свердловской области с целью ликвидации образованных в результате их деятельности отвалов и связанных с этим загрязнений окружающей среды.