Экономические науки/9, Экономика промышленности

Тураров Т.К.

Восточно-Казахстанский Государственный Университет им. С.Аманжолова, Казахстан

Нетрадиционные виды минерального сырья и перспективы вовлечения их в эксплуатацию

Организация комплексного использования всех ценных составляющих сырья связана с дополнительными издержками, поэтому экономически оправдана только в определенных пределах. Получение продукции из комплексного сырья в объемах сверх потребностей народного хозяйства (с учетом возможного экспорта) даже при небольших дополнительных затратах экономически нецелесообразно. Изучение специфических свойств каждого элемента и его разнообразных соединений может привести к выявлению новых требований промышленности к качеству полезного ископаемого, поэтому целесообразно рассмотреть общие принципы и условия рационального освоения нетрадиционных видов минерального сырья и пополнения, таким образом, этого вида исчерпаемых природных ресурсов в интересах нынешнего и будущих поколений.

В настоящее время резко обозначилась глобальная проблема обеспечения минеральным сырьем потребностей будущих поколений. Потребление минерального сырья в мире растет стремительно. За прошедшее столетие из недр извлечено 90-95% железа, 85% золота, добытых за всю историю человечества, а такие полезные ископаемые как бокситы, фосфаты, радиоактивные, многие цветные и редкие металлы стали использоваться только в XX веке. Темпы прироста добычи многократно опережают темпы народонаселения, которое за столетие увеличилось в 4 раза. Ресурсы многих наиболее крупных и богатых месторождений, в которых сосредоточена преобладающая часть балансов запасов полезных ископаемых, близки к исчерпанию, сохраняется тенденция к снижению качества добываемых руд. Это вызывает обоснованное беспокойство и тревогу. Вместе с тем, многими исследователями перспективы развития минерально-сырьевого комплекса на ближайшие 20-25 лет оценивается оптимистично. И основания для этого имеются. К ним относятся:

наметившееся замедление темпов роста добычи минерального сырья;

реализация перспектив расширения минерально-сырьевой базы за счет глубоких горизонтов освоенных площадей, поисков на малоизученных территориях;

освоение шельфа Мирового океана;

создание новых и совершенствование традиционных технологий добычи, обогащения и переработки руд;

комплексное использование руд и концентратов;

вовлечение в промышленное использование нетрадиционных видов минерального сырья.

Последнее направление в настоящее время приобретает особую актуальность как один из факторов решения глобальной проблемы минерально-сырьевого обеспечения нынешнего и будущего поколений. Поскольку любое минеральное сырье является многокомпонентным, а комплексное его использование снижает кондиционные требования промышленности к качеству полезного ископаемого, есть необходимость рассмотреть общие принципы и условия рационального освоения нетрадиционных видов минерального сырья: пополнения этого вида исчерпаемых природных ресурсов; интересах нынешнего и будущих поколений.

В настоящее время к нетрадиционному виду ресурсов могут быть отнесены извлеченные из недр и заскладированные некондиционные руды, вскрышные породы, хвосты обогащения, шлаки горнопромышленных предприятий, являющиеся, по существу, техногенными месторождениями,то есть такие концентрации ценных химических элементов или их соединения природного или антропогенного происхождения, использование которых по промышленно освоенным в стране (регионе) технологическим схемам неэффективно, или невозможно в принципе, либо находится в начальной стадии и осуществляется в относительно небольших масштабах [1].

Из предложенного определения следует, что обоснование целесообразности вовлечения нетрадиционного сырья в промышленную эксплуатацию требует уточнения, пересмотра методов и приемов технологической и геолого-экономической его оценки. Во всех случаях освоение нетрадиционного сырья носит инновационный характер, сопровождается повышенными затратами и рисками по сравнению с традиционными видами сырья, что нужно учитывать при разработке бизнес-планов, лицензировании, оценке инвестиционных проектов, стратегий и сценариев развития минерально-сырьевой базы страны, региона, предприятия. Однако в случае успеха дополнительные издержки и риски с лихвой перекрываются созданием дополнительной эффективной, надежной, долговременной сырьевой базы.

Исходя из изложенных понятий, разработана многофакторная классификация нетрадиционных видов минерального сырья (рис. 1-3), основанной на оценке их народнохозяйственной значимости по критериям[1]:

область применения и потребность (дефицитность) в сырье;

геологическая и технологическая изученность;

масштабы ресурсов (обеспеченность предприятия) и качество сырья (содержание компонентов, потребительские свойства).

Классификация нетрадиционного сырья по областям применения и потребности народного хозяйства (региона) основана на ожидаемой оценке конкурентоспособности его использования.

Высокому уровню конкурентоспособности в ряде случаев соответствует комплексное техногенное сырье, накопленное в хранилищах горно-обогатительных и химико-металлургических предприятий (О1-О₂), имеющее стратегическое значение (ДО или являющееся дефицитным в стране (Д₂). К нетрадиционному сырью, конкурентоспособность использования которого в отраслях народного хозяйства проблематична, относятся либо полезные ископаемые с новыми свойствами или областями применения (О₃), либо до настоящего времени невостребованные народным хозяйством (ОД а потребность в них (дефицитность) проявляется на региональном (Дз) или на местном ДО) уровнях.

Рис. 1. Классификация нетрадиционного минерального сырья
по областям применения и степени дифицитности

Рис. 2. Классификация нетрадиционного минерального сырья
по масштабам ресурсов и качеству (потребительским свойствам)

Рис. 3. Классификация нетрадиционных минеральных ресурсов
по степени геологической и технологический изученности

По степени геологической (Гм) и технологической (Тм) изученности нетрадиционные ресурсы подразделяются на группы:

доказанные ресурсы (количество и качество ресурсов установлено - Г_ь технология переработки освоена в промышленном масштабе - Ti);

вероятные ресурсы (геологическая оценка предварительная - Г₂, технология проверена в опытно-промышленном масштабе - Т₂);

предполагаемые ресурсы (ресурсы обнаружены, но не изучены в геологическом отношении - Гз, технология изучена на лабораторной стадии или принимается по аналогии с близким по свойствам сырьем - Т₃);

возможные ресурсы (возможность выявления ресурсов теоретически обоснована - Г₄, а технология переработки предполагается по аналогии с освоенными схемами - Т4).

По масштабам запасов обеспеченности предприятия сырьевой базой (М_и) и качеству сырья - потребительским свойствам (К_м) ресурсы оцениваются по ожидаемому уровню рентабельности и подразделяются на группы:

рентабельность высокая (обеспеченность более 50 лет - М_ь сырье с высокими потребительскими качествами - Ki и может быть использовано в сыром виде без предварительного обогащения);

средняя (обеспеченность 25-50 лет - М₂, качество сырья достаточно высокое, необходимо обогащение простыми методами без применения комбинированных технологических схем - К₂);

низкая (обеспеченность 10-25 лет - Мз, качество сырья среднее, требующее глубокой переработки сложными комбинированными методами - К₃);

рентабельность сомнительная (обеспеченность менее 10 лет - М₄, сырье низкокачественное, а его обогащение и переработка невозможна без применения специальных методов и схем - JQ).

Предлагаемая группировка нетрадиционного минерального сырья, основанная на использовании в качестве оценочных критериев ряда взаимосвязанных показателей, является многофункциональной, а с учетом изменения этих показателей во времени - динамичной. По мере выявления потребностей в альтернативном сырье, повышения степени геологической изученности и технологической освоенности, следует ожидать ротацию позиций, занимаемых исследуемым объектом в квалификационной системе.

Обоснованные критерии и предложенная классификация нетрадиционного минерального сырья по мере углубления исследований, выявления новых видов и особенностей нетрадиционного сырья, расширения масштабов вовлечения его в промышленную эксплуатацию, конечно, будут уточняться и детализироваться.

Важным в практическом отношении является выявленная [2, 3] применительно к нетрадиционным видам сырья возможность и целесообразной двух основных направлений поиска эффективной технологии их переработки:

предварительное облагораживание (корректировка состава) нетрадиционного сырья с последующей переработкой по промышленным освоенным традиционным технологическим способам;

разработка принципиально новых методов переработки применительно к данному виду (составу) нетрадиционного сырья.

Как наиболее простое и доступное для промышленной реализации наибольшее развитие получает первое направление, характеризующееся многообразием способов и вариантов облагораживания в направления приближения по составу и технологическим свойствам к традиционному сырью, соответствующей отрасли (подотрасли).

Так, по мере накопления фактического и научного материала о характере распространения, геологических и технологических видах и особенностях высокомагнезиальных фосфоритов в Каратау [2, 3], формах нахождения в них магния, исследовались и предлагались различные способы и варианты предварительного их обезмагнивания. В зависимости от сущности используемых для разделения физико-химических особенностей соединений магния и фосфора известные к настоящему времени способы и варианты обезмагнивания фосфатного сырья можно объединить в следующие группы:

оконтуривание участков высокомагнезиальных руд при разведке с последующим предотвращением их попадания в товарную руду (нетрадиционное сырье при этом, как правило, не используется);

механические способы обезмагнивания, основанные на использовании различий в физических и гранулометрических характеристиках магниевых и фосфатных минералов. Наиболее распространенными вариантами этого способа являются следующие: снижение магниевого модуля путем усреднения качества руды в процессе добычи; шихтовка высокомагнезиальных руд с рядовыми на основе опережающего технологического картирования (с сооружением буферно усреднительного склада или без него); удаление основной части карбонатов грохочением при благоприятной гранулометрической характеристике руды;

флотационные способы разделения магниевых и фосфатных минералов (поиск и синтезирование новых реагентов, разработка специальных реагентовых режимов и технологических схем);

радиометрические способы обезмагнивания, основанные на использовании для разделения различия атомных и ядерных свойств химических элементов, проявляющихся при взаимодействии с различными видами излучений (табл. 3);

термические способы обезмагнивания, основанные на обжиге руды с последующей гидратацией и удалением оксидов кальция и магния промывкой или пневматической классификацией;

химические способы обезмагнивания, основанные на различных скоростях разложения карбонатной и фосфатной частей сырья (руды, концентрата, полупродукта) в минеральных кислотах или кислых солевых растворах. Наиболее перспективными в настоящее время признаны схемы сернокислотного и сульфат-аммониевого обезмагнивания;

комбинированные способы обезмагнивания с различными сочетаниями вышеперечисленных методов и вариантов.

Для активизации работ по выявлению и освоению наиболее значимых новых нетрадиционных видов сырья целесообразно создание в рамках Министерства природных ресурсов и его региональных комитетов специальных фондов для целевого финансирования на конкурсной основе наиболее перспективных проектов по изучению и освоению нетрадиционных видов и источников дефицитных полезных ископаемых.

Литература:

1. Ларичкин Ф.Д., Каменев Е.А., Мотлохов В.Н. Нетрадиционные виды
минерального сырья: актуальность, определение и классификация // Горн. журн. - 2003. - № 1.-С. 16-20.

2. Геолого-экономическая оценка нетрадиционных источников фосфатного сырья Прибалтики / Ю.А.Киперман, Ф.Д.Ларичкин, В.Г.Загураев и др. - М.: ВИЭМС, 1983. – С. 45, 411.

3. Геолого-экономическая оценка нетрадиционных источников фосфорсодержащего сырья / Ю.А.Киперман, Ф.Д.Ларичкин, В.Г.Загураев и др. - М.: ВИЭМС, 1987. - С. 42, 47.