22.01.2013
Научный ответ на глобальные вызовы века.

Научный ответ на глобальные вызовы века. Ответом на глобальный вызов исчерпаемости природных ресурсов является комплексное и полное использование всех полезных компонентов, содержащихся в добываемом минеральном сырье

Источник: Казахстанская правда


Выступая с Посланием «Стратегия «Казахстан-2050»: новый политический курс состоявшегося государства», Президент озвучил десять глобальных вызовов ХХI века, среди которых назвал исчерпаемость природных ресурсов, Третью индустриальную революцию и угрозы новой мировой дестабилизации.

Как ученый-горняк, я прекрасно осознаю серьезность этих проблем и понимаю озабоченность Главы нашего государства. Глобальные вызовы ХХI века, скорее всего, не обойдут Казахстан, активно вовлеченный в мировые процессы. Это по-своему озадачивает нау­ку, в том числе ученых КазНТУ, ибо деятельность старейшего технического вуза страны связана с разведкой, добычей, переработкой природных ресурсов и получением из них конечной продукции. Тем более, как отметил Президент на праздновании Дня индустриализации во Дворце независимости в Астане, основными драйверами роста должны стать не промышленные предприятия, а центры инноваций и знаний – университеты, технологические и инженерные центры. К таковым правомерно относится КазНТУ, специалисты которого имеют огромный опыт в области рационального использования и комплексного освоения недр.

Наши ученые еще в середине XX века под руководством академика АН ССР Каныша Сатпаева заложили научные основы получения различных металлов из минерального сырья. Во многом благодаря их инициативе, соединенной с усилиями производственников, Казахстан стал крупнейшим производителем рения (второе-третье места в мире), бериллия (первое-четвертое места), хромовой руды, феррохрома, титановой губки (второе место), марганцевой руды, ферросплавов, тантала, асбеста, ниобия, галлия, технического таллия, мышьяка (третье место), урана (первое место), ванадия (пятое место), висмута (шестое место), рафинированной меди, цинка, кадмия, бора, серы (шестое-седьмое мес­та), железной руды (двенадцатое мес­то), угля (одиннадцатое место), нефти и газа (семнадцатое место).

Все это свидетельствует о богатстве наших недр. Однако при этом мы непростительно беспечно относимся к ресурсам: на большинстве горно-металлургических предприятий Казахстана сопутствующие профильным металлам драгоценные полезные компоненты (платина, золото, палладий, рений, осмий, таллий, ниобий и другие) не извлекаются из сырья, а уходят в отходы. Это связано с тем, что при утверждении запасов месторождений попутные полезные компоненты часто не оценивались и не ставились на баланс. То есть перед недропользователями не ставились (и до сих пор не ставятся) жесткие требования по извлечению редких металлов, выявленных в добываемых рудах. При этом стоимость единицы массы (т, кг) этих редких элементов более 1 000 раз, а осмия более миллиона раз превышает стоимость основных металлов, например, меди. На тех предприятиях, где все же извлекают из рудного сырья попутные редкие элементы, коэффициент их извлечения составляет около 0,4. Это крайне низкий показатель, если учесть, что в рудах среднестатистического эксплуатируемого месторождения цветных, благородных и редких металлов Казахстана содержится 17 полезных компонентов со следующим содержанием. Меди – 0,7%, молибдена – 0,15%, цинка – 2,0%, свинца – 1,0%, золота – 1,0 г/т, серебра – 15 г/т, висмута – 0,05%, платины – 0,05%, палладия – 0,05%, кобальта – 0,05%, селена – 2,8 г/т, теллура – 0,26 г/т, кадмия – 0,04 г/т, рения – 0,25 г/т, индия – 20 г/т, осмия – 0,02 г/т, таллия – 0,01%.

По расчетам, при достигнутых на предприятиях цветной металлургии коэффициентах извлечения из руд в концентрат (0,6–0,95), из концентрата в металл (0,85–0,98) доля совокупных доходов от реализации профильных металлов (меди, молибдена, цинка и свинца) для среднестатистического предприятия составляет всего 1,5% (при извлечении всех 17 элементов). Хотя выручка от возможной реализации только платины (коэффициенты извлечения соответственно приняты равными 0,5 и 0,6) в 53,4 раза может превысить суммарную выручку от профильных металлов при переработке одного млн. тонн руды. Причем нынешние доходы от реализации продукции горно-металлургического комплекса можно обеспечить при их объеме по крайней мере в 40–50 раз меньше, чем в настоящее время. Иначе говоря, объем добываемой руды реально можно сократить в 40–50 раз, сохранив при этом, а то и приумножив доходы от реализации как основной, так и попутной продукции. Кроме того, это продлит срок эксплуатации месторождений в 40–50 раз и значительно снизит геоэкологическую нагрузку на окружающую среду.

Таким образом, ответом на вызов исчерпаемости природных ресурсов является комплексное и полное использование всех полезных компонентов, содержащихся в минеральном сырье. Поэтому на законодательном уровне нужно решить вопрос о необходимости извлечения всех сопутствующих, особенно высокоценных полезных компонентов из рудного сырья. Это, конечно, потребует строительства дополнительных цехов, производств, ощутимых капиталовложений, на что неохотно идут инвесторы. Однако интересы государства, озвученные Президентом, требуют решительных действий. Тем более что реализация указанных мероприятий с лихвой может покрыть вложенные инвестиции и обеспечить большие доходы за счет увеличения номенклатуры получаемых металлов и элементов.

В связи с этим чрезвычайно важно ускорить научно-исследовательские работы по разработке и внедрению новых технологий, процессов и технических средств, обеспечивающих более полное извлечение в товарный продукт всех компонентов, содержащихся в руде. Соз­дать прогрессивные и эффективные технологии переработки, наиболее соответствующие природным свойствам и технологическим характеристикам минерального сырья. По каждому мес­торождению утвердить перечень подлежащих извлечению всех полезных компонентов с указанием минимального значения коэффициентов извлечения в концентрат и металл. Научно-техничес­кие основы инновационных технологий извлечения редких и редкоземельных металлов из урановых руд, нефти (сейчас они безвозвратно теряются) уже разработаны научными подразделениями НАК «Атомпром», АО «Национальный научно-технологический холдинг «Парасат» и КазНТУ им. К. Сатпаева. Эти разработки проходят опытно-промышленные испытания и дают обнадеживающие результаты.

Сегодня на повестке дня – производство сплавов из редких металлов и изготовление изделий из них. Создание высокотехнологичных и наукоемких производств и получение продукции более высокой товарной готовности, увеличение ее ассортимента, в том числе новых видов конструкционных, композитных и других материалов также связано с широким использованием различного сочетания черных, цветных и редкоземельных металлов.

Разработка и внедрение инновационных технологий по созданию указанных производств является ответом на седьмой вызов и служит базой для Третьей индустриальной революции.

Мировой финансово-экономический кризис 2008 года наглядно показал, что продукции минерального сырья первого и второго переделов очень восприимчивы к непредсказуемым изменениям на мировом рынке: резко (1,5–2 раза) уменьшился спрос на такую продукцию, а цены на нее упали в 2–4 раза. Поэтому во избежание последствий десятого вызова – угрозы новой мировой дестабилизации – необходимо активно внед­рять принципиально новую систему управления минеральными ресурсами, предусматривающую систематическое сокращение объема добычи и повышение полноты и комплексности использования содержащихся в них всех полезных компонентов. Система требует тесной взаимоувязки геологоразведочных, горно-добычных работ, обогащения и металлургического передела сырья по времени и форме (согласованность результатов входных и выходных операций) с организацией надежной обратной связи. Это может быть достигнуто лишь на основе создания единой автоматизированной системы управления качеством руд и комплексным использованием минерального сырья, охватывающей все стадии цикла «проектирование – планирование – добыча – переработка» и соответствующей иерархической природе управления горно-металлургическим предприятием.

Для реализации задач, вытекающих из Послания Президента, необходимы высококвалифицированные кадры. Таких специалистов и выпускает КазНТУ им. К. Сатпаева, имеющий богатый опыт подготовки инженеров-профессионалов, умеющих творчески трансформировать знания в новые технологии и техничес­кие средства.

Баян Ракишев,
заведующий кафедрой Казахского национального технического университета им. К. Сатпаева, академик НАН РК