Проблематика разработки техногенных месторождений в России

Ни для кого не секрет, что на данный момент в мире происходит уверенное истощение природных ресурсов. Тема эта актуальна, и ей, казалось бы, уделяют достаточно внимания. Но, тем не менее, с каждым годом природно-ресурсный потенциал планеты все сильнее снижается. Потребительское отношение к природе всегда было отличительной чертой человечества. А так же жизнь сегодняшним днем. Основным решением данной проблемы сейчас выступают геологоразведочные работы (ГРР). Поиск новых месторождений наиболее очевиден и проработан. Однако, рано или поздно искать уже будет нечего.

Ежегодно мировая промышленность извлекает из недр Земли около 10 миллиардов тонн твердых веществ, 70% которых впоследствии становятся отходами при производстве промышленной продукции. Под отвалы и хвосты отчуждаются огромные площади с ценными землями, твердые отходы засоряют водный и воздушный бассейны.[3]

Да и в самой сфере ГРР существует немало своих проблем и нюансов (в том числе низкая инвестиционная привлекательность ГРР в России). Я же хочу обратить внимание на альтернативный путь пусть частичного решения проблемы истощения природно-ресурсного потенциала, а именно разработку техногенных месторождений.

Технологии разработки месторождений и обогащения руд постоянно усовершенствуются и месторождения, отработка которых ранее считалась не рентабельной, становятся экономически привлекательными. Вместе с этим меняются и кондиции. В связи с этим стоит обратить особое внимание на отвалы отработанных месторождений, а именно на техногенные образования, а в конечном итоге на техногенные месторождения.

Техногенное образование - скопление на поверхности или в горных выработках Земли, в ее недрах, гидросфере или атмосфере продуктов, созданных человеком, а также минеральных веществ, искусственно отделенных от природного массива или подвергшихся изменению непосредственно в массиве в результате деятельности человека, являющихся отходами.[3]

Техногенное месторождение - это техногенное образование, по количеству и качеству содержащегося минерального сырья пригодное для эффективного использования в сфере материального производства в настоящее время или в будущем (по мере развития науки и техники). В категорию месторождения техногенное образование может быть переведено только в случае его положительной технико-экономической оценки в результате специальных геологоразведочных работ и апробации запасов сырья территориальной комиссией по запасам.[3]

Техногенные месторождения — уникальный источник многих редких и рассеянных элементов. Так, основной источник для получения германия — золы ТЭЦ; рения — пыль обжига молибденовых концентратов; селена и теллура — отходы переработки сульфидных медных руд; кадмия, таллия, индия — полиметаллические руды; галлия — отходы переработки бокситов и нефелинов.[1]

Ценность техногенных месторождений проявляется и с точки зрения всех остальных металлов.

Все техногенные месторождения можно разделить на несколько основных групп (рис. 1)

Пожалуй, одной из главных проблем в области техногенных месторождений в России является отсутствие должного внимания и поддержки со стороны государства. На данный момент в нашей стране имеет место 46 федеральных целевых программ. Из них экологическим проблемам посвящены следующие программы:[8]

• • Программа "Мировой океан"

Программа "Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2010 г."

Президентская программа "Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации"

Программа "Реструктуризация запасов ракет, боеприпасов и взрывчатых материалов, приведение системы хранения и эксплуатации во взрывопожаробезопасное состояние на 2005-2010 гг."

Программа "Промышленная утилизация вооружений и военной техники (2005-2010 гг.)"

Программа "Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 гг. и на период до 2012 г."

Программа "Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 г. и на период до 2015 г.

Рис. 1. Классификация техногенных месторождений. [2]

Как видно из перечисленного списка, на данный момент не существует программы, направленной на развитие переработки бытовых отходов и отходов горного и промышленного производства.

• 13 сентября 1996 г. была принята федеральная целевая программа «Отходы». Основанием для ее разработки служило постановление Правительства Российской Федерации от 18 мая 1994 г. № 496 «О плане действий Правительства Российской Федерации по охране окружающей среды на 1994-1995 гг.». [4]

Цели и задачи программы:

• •    Концентрация финансовых, материально-технических и других ресурсов, интеграция производственного и научного потенциала для решения проблемы обращения с отходами.

• •    Создание нормативной и технологической базы для реализации единой государственной политики в сфере обращения с отходами на всех уровнях управления.

• •    Экономия природных ресурсов за счет максимального вовлечения отходов в хозяйственный оборот.

• •    Организация и обеспечение научно-исследовательских и опытноконструкторских разработок, направленных на создание перспективных ресурсосберегающих и малоотходных технологий, эффективных средств и методов переработки и обезвреживания отходов.

• •    Создание системы управления обращением с отходами, построенной на основе организационно-управленческих, правовых, нормативных, экономических, информационных и контрольных регуляторов.

• •    Реализация пилотных проектов по переработке и обезвреживанию отдельных видов отходов для последующего их тиражирования в целях решения проблемы накопленных в стране отходов. [4]

Сроки и этапы реализации программы:

• •    1 этап - 1996 - 1998 годы;

• •    2 этап - 1999 - 2000 годы.

Помимо того, что сроки программы истекли уже 12 лет назад, сама программа не была реализована должным образом из-за проблем финансирования.

Из всего сказанного ясно, что вмешательство государства просто необходимо. Особенно, если учитывать тот факт, что основой экономики нашей страны является использование невозобновляемых ресурсов.

Главным законом, регулирующим пользование недрами в Российской Федерации, является закон «О недрах». Тем не менее, такое понятие как «техногенное месторождение» или «техногенное образование» в нем вообще не упоминается. Единственным отдаленным понятием является «отходы», употребляем в контексте того, что недропользователь вправе использовать отходы своего горнодобывающего и связанных с ним перерабатывающих производств и обязан наиболее полно использовать продукты и отходы переработки (шламы, пыли, сточные воды и другие), складировать, учитывать и сохранять временно не используемые продукты и отходы производства, содержащие полезные компоненты.

В основе всех нормативных актов лежат принципы освоения крупных месторождений: разработка и согласование проекта ГРР, многостадийная разведка, утверждение запасов в ГКЗ или ТКЗ, разработка и согласование технических проектов отработки месторождения во многих инстанциях с проведением многочисленных экспертиз. И нет в этом законе места техногенным месторождениям. Не существуют они для Закона, а значит и для многих чиновников, решающих на его основе наши проблемы. Статья 29 закона гласит: «Предоставление недр в пользование для добычи полезных ископаемых разрешается только после проведения государственной экспертизы их запасов». Возникает вопрос: «А если запасы уже отработаны?» Все равно, по логике документа, необходимо затратить денежные средства на проект ГРР, на экспертизы, на ведение геологоразведочных работ, на отчеты и согласования. И все эти затраты лягут на себестоимость металла, который, возможно, будет добыт и без того с очень низкой рентабельностью. [5]

Отсюда вытекает главная проблема – слабая инвестиционная привлекательность разработки техногенных месторождений на фоне отсутствия должной нормативной базы и поддержки государства.

Разумеется, в основе экономической эффективности разработки техногенных месторождений лежат содержание полезного компонента в руде и используемая технология. Эти моменты я рассмотрю на примере техногенных медно-никелевых месторождений. Основными районами локализации являются Кольский полуостров и Норильский район.

Рассмотрим Аллареченское месторождение (северо-западная часть Кольского полуострова). Оно было открыто в 1957 г. и полностью отработано к концу восьмидесятых годов прошлого века. Руды этого месторождения были самыми богатыми на Кольском полуострове и использовались металлургическими предприятиями без предварительного обогащения. При таком подходе к рудам неизбежны повышенные потери ценных компонентов с кусковыми хвостами добычи.

Для выделения рудного материала в данном случае рассматривался метод тяжелосредной сепарации, отличающийся высокой точностью и чувствительностью разделения руды по плотности, широким диапазоном крупности разделяемых кусков, простотой реализации и управления процессом, а также большой единичной производительностью существующих типов тяжелосредных сепараторов. Результаты обогащения пробы отвальных хвостов представлены в табл 1. [6]

По разработанной схеме из отвальных хвостов медно-никелевых руд получен кусковой концентрат с выходом 27.3%, содержанием Ni 3.51% и Cu 1.19%, при их извлечении 89.85 и 65.83% соответственно. Также получен мелкозернистый концентрат с выходом 1.60%, содержанием Ni 2.45% и Cu.43%. Извлечение в общий концентрат никеля составило 93.53%, меди - 80.23%, при их содержании 3.45 и 1.37% соответственно и выходе концентрата 28.9%.

Таблица 1

Результаты обогащения пробы отвальных хвостов Аллареченского месторождения

Наименование продукта	Выход	Содержание	Содержание	Извлечение	Извлечение
		Ni	Cu	Ni	Cu
Концентрат крупно-кусковой	27.30	3.51	1.19	89.85	65.83
Концентрат мелко-зернистый	1.60	2.45	4.43	3.68	14.40
Концентрат общий	28.90	3.45	1.37	93.53	80.23
Хвосты крупнокусковые	44.65	0.025	0.044	1.06	4.02
Хвосты мелкозернистые	26.45	0.219	0.294	5.41	15.75
Хвосты общие	71.10	0.097	0.137	6.47	19.77
Итого	100.00	1.067	0.493	100.00	100.00

Общие потери ценных компонентов с хвостами обогащения составляют 6.47% по никелю и 19.77% по меди. В основном эти потери связаны с хвостами мелкозернистого обогащения.

Проведенные исследования показали, что в отвальных хвостах добычи и переработки медно-никелевых руд Аллареченского месторождения содержится достаточное количество рудного материала с промышленным содержанием цветных металлов. Эти хвосты обладают высокой гравитационной контрастностью - различием в плотностях рудного материала и пустой породы. Поэтому разработанная технология позволяет получить из хвостов данного месторождения концентрат требуемого качества и отвальные хвосты. Использование разработанной технологии возможно и на других типах руд, в том числе на отвалах отработанных месторождений. [6]

Таким образом, очевидно, что разработка техногенных месторождений это перспективный путь отсрочить приближение дефицита основным металлов. Однако, необходимо принимать меры уже сейчас, так как население планеты неуклонно растет, а вместе с ним растет спрос и производство. По данным исследовательской группы университета Люнд (Швеция) запасы десяти самых важных минералов могут быть полностью истощены уже в нынешнем веке. Например, по прогнозу для меди, хрома и никеля и молибдена дефицит наступит уже 2040-2050 – е годы.

В России за 2010-2011 год существенно сократилось число действующих лицензий, условиями которых предусматривалось проведение работ по воспроизводству минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых. К началу 2011 г. оно составило лишь 1549 шт. – почти на четверть меньше, чем в кризисные годы. Причин столь существенного сокращения было несколько. На первом месте стоят ,очевидно, проблемы с финансированием геологоразведочных работ (ГРР),возникшие у небольших предприятий – владельцев одной-двух лицензий, на втором – ужесточение контроля со стороны государственных органов за выполнением условий пользования недрами. [7]

Поэтому для России особенно важно обратить внимание на разработку техногенных месторождений. Это выгодно для самого государства, поэтому разработка соответствующей нормативной базы просто необходима. Помимо экономического немаловажным является экологический аспект. Ведь отвалы и хвосты занимают немалые площади, которые могли быть использованы для выращивания различных агрокультур. Кроме того в результате ветровой и водной эрозии отвалов загрязнению подвержены территории, многократно превышающие площади земельного отвода предприятий, что оказывает существенное влияние на состояние природной среды.