Доходный подход

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 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%).

Ресурсный потенциал металлургических шлаков в РФ, 2011 год

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.

Динамика среднего содержания меди в руде в мире, %

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.

Партнер проекта ТРУБНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ: