Санкт-ПетербургСолнечно+22°C
$ЦБ:72,03ЦБ:87,35OPEC:73,16

Где в будущем человечество собирается добывать полезные ископаемые

красный шлам
© Ra Boe/Wikipedia

Власти Флориды на прошлой неделе устранили угрозу прорыва дамбы, защищающей посёлок Пайни-Пойнт (поблизости от Тампы) от жидких хвостов обанкротившегося и неработающего химического предприятия. В том случае, если развитие событий пошло бы по негативному сценарию, на окрестные дома могло бы вылиться практически всё содержимое огромного искусственного резервуара. «Форпост» решил выяснить, могут ли отходы производства превратиться из угрозы для общества в дополнительный инструмент социально-экономического развития.

Угольная промышленность, цветная и чёрная металлургия, химические и агрохимические заводы – это не только основа экономики любого индустриального государства, в том числе и России, но также отрасли, производящие огромное количество побочных продуктов. Самое интересное, что подавляющее большинство из них представляют собой настоящие «золотые горы», которые при нынешнем уровне развития технологий могут без преувеличения обогатить тех, кто займётся их разработкой.

Это уже не забалансовые руды, как их называли во времена Советского Союза, или жидкие хвосты, а настоящие техногенные месторождения. Так, из красного шлама (на фото сверху), образующегося в процессе обработки бокситов, можно извлекать скандий и другие редкоземельные металлы. А из фосфогипса – одного из побочных продуктов переработки фосфатного сырья (фосфоритов и апатитов, из них делают удобрения), - карбонат кальция (фосфомел) и сульфат аммония.

Бричкин
© Форпост Северо-Запад

«Карбонат кальция можно применять, например, для известкования почв, его использование позволяет поднять урожайность, что особенно актуально для регионов с влажным климатом, таких, как Северо-Запад России. Дело в том, что осадки повышают кислотность почвы, а фосфомел доводит её до нормативных значений. Кроме того, он востребован при производстве стали и портландцемента. Ну, а сульфат аммония – это минеральное азотное удобрение, которое пользуется высоким спросом. Оно хорошо растворяется в воде, не вымывается даже сильными дождями, а самое главное – помогает культурам с меньшими потерями переносить колебания температуры, засуху или, наоборот, повышенную влажность», - говорит заведующий кафедрой металлургии Санкт-Петербургского горного университета Вячеслав Бричкин (научным руководителем работ был профессор Виктор Сизяков).

Во всём мире сегодня ежегодно образуется порядка 170 млн тонн фосфогипса. Часть его используется, например, в качестве мелиоранта для восстановления солонцовых и нарушенных сельскохозяйственных земель. Или как аналог песка при строительстве оснований автодорог. А ещё его применяют для изготовления разнообразных вяжущих материалов, гипсокартона и прочих изделий.

Тем не менее, существующий спрос не позволяет вовлечь в производство весь образующийся фосфогипс, и он продолжает накапливаться. Для того чтобы решить эту проблему профильный бизнес в разных странах мира привлекает к сотрудничеству учёных, которые в ходе научных экспериментов ищут рентабельные варианты разработки этих техногенных месторождений и извлечения из них полезных компонентов.

фосагро
© www.phosagro.ru

В России промышленная эксплуатация месторождений апатита, который за свои уникальные свойства, позволяющие производить из него удобрения, был назван «камнем плодородия», была начата ещё в 1929 году. Именно тогда в Хибинах (это крупнейший горный массив Кольского полуострова) из земли была поднята первая тонна ценного сырья. О необходимости утилизировать отходы тогда никто не думал, однако для нынешнего недропользователя - компании «ФосАгро» - это одна из приоритетных задач.

«К работам по созданию технологии конверсионной переработки фосфогипса в кристаллические продукты – сульфат аммония и карбонат кальция – мы привлекли Санкт-Петербургский горный университет. Наш выбор был неслучаен, сотрудничество с этим вузом является для компании стратегическим направлением. Программа развития Группы до 2025 года разработана именно благодаря этому партнёрству. Кроме того, за счёт инноваций, которые были предложены учёными Горного, мы сумели внедрить современные инструментальные методы обеспечения безопасности горных работ и повысить эффективность извлечения апатит-нефелиновых руд», - пояснил заместитель руководителя аппарата генерального директора «ФосАгро» Борис Левин.

удобрения
© phosagro.ru

Целью научного коллектива, который был привлечён к разработке способа утилизации фосфогипса, как вторичного ресурса, стало создание опытной установки на площадке череповецкого кластера компании. Это предприятие выпускает почти 4 с половиной млн тонн фосфоросодержащих удобрений в год. Апробирование технологии прошло успешно – все теоретические выводы, связанные с перспективами получения востребованной рынком продукции, были подтверждены на практике.

«Технологическое опробование прошло успешно. Мы сконструировали опытную линию, позволяющую непрерывно перерабатывать 50 килограммов фосфогипса в час. Таким образом, целесообразность строительства предприятия, производительность которого может составить до 500 тысяч тонн в год, была полностью обоснована с научной точки зрения. Процесс отработан на пилотной установке с моделированием каждой технологической стадии и возможностью последующего масштабирования», - рассказал Вячеслав Бричкин.

Получение карбоната кальция и сульфата аммония происходит посредством обработки фосфогипса аммиаком или его соединениями и углекислым газом. То есть в ходе этой процедуры уменьшается ещё и эмиссия СО2. А ведь Россия, согласно официальным данным, занимает четвёртое место в мире по объёмам выбросов в окружающую среду диоксида углерода, и снижение этого показателя также является чрезвычайно важной задачей.

Левин
© Форпост Северо-Запад

«Совместно с учёными Горного университета мы изучили на практике физико-химические параметры каждой стадии технологии, разработали конструкторскую документацию на нестандартные виды оборудования. Подтвердили высокие технологические показатели конверсии фосфогипса (на уровне 90% - ред.) в целевые продукты. Проведённая работа создаёт необходимый задел в расширении направлений использования этого побочного продукта наряду с уже апробированными на практике областями применения. Я имею в виду дорожное строительство, производство цемента и так далее», - резюмировал Борис Левин.

Сегодня в петербургском вузе продолжаются научные исследования в области утилизации фосфогипса. В частности, изучается возможность извлечения из него редкоземельных металлов лёгкой группы, содержание которых составляет от 0,5 до 1%.

Подписывайтесь на наши каналы:Google NewsGoogle НовостиYandex NewsЯндекс НовостиYandex ZenЯндекс Дзен