Сегодня медь является наиболее горячей темой на товарно-сырьевых рынках. Оставаясь опорой старой энергетики, она будет играть ключевую роль и в новой - «зеленой». На фоне небывалого роста цен на металл эксперты предсказывают высочайший дефицит на него в ближайшее время. При этом крупнейшее в России и третье в мире по запасам месторождение меди, открытое более 70 лет назад, до сих пор остается неосвоенным.
В марте 2020 года пандемия коронавируса вызвала резкий период снижения цены на медь до самого низкого уровня с июня 2016 года. Но сырье стремительно отыграло потери, и в мае 2021 года стоимость металла превысила исторические максимумы в $10 000 за тонну. По мнению аналитиков Bank of America, уже к 2025 году она может увеличиться вдвое.
Причина этому - сокращение предложения вследствие истощения запасов и интенсивное повышение спроса. Это и не мудрено. За последние 20 лет объем мирового потребления элемента увеличился вдвое. Без него не обходятся строительство, энергетика, автомобильная промышленность и машиностроение, производство микропроцессоров и электроники. Для чистой энергетики потребуется в разы больше меди, чем для экономики старого типа. Металлические кабели используются в зарядных станциях и электромобилях, солнечных и ветровых источниках электроэнергии. Электрокар содержит в четыре раза больше красного металла, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания - до 180 фунтов. В четыре раза больше меди в сравнении с электростанциями на ископаемом топливе необходимо и береговым ветряным турбинам. Еще больше - морским ветрогенераторам.
В этом контексте особое значение приобретает наращивание сырьевой базы основными странами-экспортерами меди – Чили, Перу, Австралией, Индонезией, Замбией и, конечно, Россией.
Наша страна стабильно входит в десятку крупнейших продуцентов, хотя ее доля в мировой добыче металла невелика — около 4%. Разработка неосвоенных запасов позволила бы значительно повысить долю рынка.
Наиболее яркий пример - Удоканское месторождение медистых песчаников, содержащее более 26 млн тонн меди, что составляет 20,6% отечественных запасов.
История легендарного Удокана началась в 1947 году, когда выпускник и профессор Санкт-Петербургского горного университета, первооткрыватель золота на Колыме Юрий Билибин обосновал целесообразность проведения поисковых работ на площади от истоков Витима до Олёкмы.
Созданная им методология поиска полезных ископаемых опиралась на металлогению. Наука изучает геологические закономерности формирования и расположения месторождений в пространстве и времени. Анализ эволюционного развития территорий, геодинамических реконструкций и глубинного строения крупных блоков земной коры позволяет прогнозировать места залегания рудных полезных ископаемых.
Ученый утверждал, что Восточная Сибирь в районе правобережья реки Лены по своему строению должна быть похожа на знаменитый Медный пояс центральной Африки. В 1948 году Министерство геологии организовало исследовательскую экспедицию. Уже на следующий год был обнаружен Удокан, первооткрывателем которого стала старший геолог Сосновской экспедиции Елизавета Бурова.
Она родилась в 1913 году в Подмосковье в крестьянской семье и после школы окончила педагогическое училище. Несмотря на интерес дочери к геологии, химии и путешествиям, родители видели в ней учителя. Однако девушке удалось их переубедить и получить желаемую профессию в Московском геологоразведочном институте (ныне Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе). Ее, единственную из выпуска, пригласили во Всесоюзный геологический фонд, но она просилась куда-нибудь подальше. Успев поработать в степях Казахстана, лесах Карелии и горах Восточных саян, в конце 40-х годов Бурова стала частью Сосновской экспедиции, которая специализировалась на поиске урана на севере Забайкалья.
Партию, старшим геологом которой назначили Елизавету Ивановну, направили в Кодаро-Удоканский район для разведки в бассейнах рек Икабия, Кемен и Наминга. Места чрезвычайно недоступные и дикие. Геологи прошли через хребты и таежные урманы без карт, располагая лишь сомнительными данными аэрофотосъемки.
29 июня 1949 года Бурова вместе с оператором шла по маршруту вдоль ручья, впадающего в Намингу. Им предстояло подняться на водораздел, пройти по нему и спуститься с хребта на километр.
«В среднем течении ключа я обратила внимание на зелень не совсем обычного цвета. Это были обломки метаморфизированного песчаника, пропитанного медной зеленью и покрытого корочками малахита. Аналогичные также виднелись выше по склону. У меня словно сердце оборвалось. Подумала: вдруг на водоразделе имеются коренные выходы медистых песчаников? Прошли дальше и нашли их. В лагерь вернулись поздно ночью, нагруженные пробами и образцами. Утром на месторождение отправился отряд для предварительной оценки. Еще через день на базу экспедиции были отосланы письмо и пробы. Результаты превзошли все ожидания...», - вспоминала Елизавета Ивановна.
Содержание меди оказалось невероятно высоким. Но ни управление экспедицией, ни сами геологи тогда еще не представляли реальных масштабов своего открытия, а также последствий, к которым оно приведет.
К прямым первооткрывателям месторождения относят не только Бурову, получившую за это Ленинскую премию, но и коллектора Сосновской экспедиции Юлию Гребенникову. Первая обнаружила медь и установила генезис месторождения - осадочное, протерозойское, богатое и рентабельное. Гребенникова, продолжая дело Буровой, провела разведку и открыла все коренные выходы по другую сторону хребта Удокан. Она доказала, что месторождение отличают поистине грандиозные размеры.
За свои успехи обе женщины получили прозвища среди коллег: Бурову стали называть «хозяйкой медной горы», а Гребенникову – «медной дамой».
Это было поистине историческое событие, которое гремело на весь Советский Союз. Однако восторженные геологи столкнулись с факторами, которые поставили возможность разработки залежей под угрозу срыва.
Первым стала проблема подступов к Удокану. Проекту препятствовали отсутствие инфраструктуры, высокогорье, высокая сейсмичность, вечная мерзлота и суровый климат – зимой температура опускается до отметки - 65. «Вы бы еще на Луне открыли...», - слышала в свой адрес Елизавета Ивановна. Месторождение было настолько далеко от населенных пунктов, что на нем даже хотели испробовать технологию вскрытия «чистым» термоядерным взрывом мегатонного класса. До Чернобыля было еще долго. Чем это грозит, догадывались немногие. До реализации идеи не дошло, и приказ об отмене эксперимента поступил в момент, когда заряд был на полпути к Удокану. Случись бы иначе, и территория могла стать зоной отчуждения.
Проблема с труднодоступностью получила решение в 1975 году с началом строительства БАМа. В 1979 году появилась станция Новая Чара. Строительство Читинского участка было завершено в 1984 году открытием станции Куанда. Байкало-Амурская магистраль помогла продолжить исследования на Удокане, однако география была не единственной проблемой. Не менее серьезная - технологическая.
«Особенностью медистых песчаников Удоканского месторождения является их сложный минеральный состав - сочетание сульфидных, смешанных и окисленных типов руд. При увеличении глубины залегания состав руды усложняется, снижается содержание меди, увеличивается склонность к ошламованию при измельчении и ввиду достаточно сложной морфологии рудных тел фактически отсутствует возможность селективной добычи различных типов руд», - объясняет заместитель заведующего кафедрой металлургии Санкт-Петербургского горного университета Анна Бодуэн.
Крупнейшие ученые страны были привлечены к поиску новой комплексной технологии, которая бы позволила перерабатывать руды Удокана с максимальным экономическим эффектом.
В истории «вечного Удокана» или «забайкальского Клондайка», как его называют специалисты, было много переносов дат, пересмотра документации и передачи лицензий. Во времена СССР выделяются три этапа: предварительная разведка (1952-1959), первая очередь (1960-1965) и вторая очередь детальной разведки (1975-1981). После 1991 года наступила совершенно новая ступень развития – поиск инвестора, способного реализовать легендарный, но сложный проект.
На него претендовали компании Олега Дерипаски, Михаила Прохорова, Владимира Потанина, РЖД и Уральская горно-металлургическая компания. В итоге в 2009 году лицензию получил Михайловский ГОК, входящий в холдинг «Металлоинвест» Алишера Усманова. Была создана Байкальская горная компания (БГК), переименованная позже в «Удоканскую медь».
Проект долго раскачивался. Для проведения полупромышленных испытаний и оптимизации технологической схемы переработки руд БГК ввел опытно-промышленный комплекс. В 2019 году началась активная фаза строительства горно-металлургического комбината, конечной продукцией которого будет катодная медь и сульфидный концентрат. Полноценный выход первой очереди ГМК на проектную мощность запланирован на 2022 год. Объём производства конечной продукции будущего предприятия составит 125 тысяч тонн в год. Ожидаемый срок отработки месторождения - 50–60 лет.
В лучшем случае освоение Удокана достигнет промышленной фазы через 73 года после открытия. Его первооткрыватели, которые в конце XX века доживали последние дни в забытье, не станут свидетелями этого события.
Несмотря на столь амбициозные планы, ученые многих НИИ и вузов по-прежнему озадачены поиском оптимальной технологии промышленного извлечения меди из сырья Удокана.
Предложены многочисленные варианты. Наиболее близкой к внедрению является флотационно-гидрометаллургическая схема, прошедшая испытания на опытно-промышленном комплексе.
«В долгосрочной перспективе могут возникнуть факторы, которые осложнят ее использование. Среди них - наращивание доли окисленных руд в общем объеме переработки, снижение содержания меди и непостоянство питания флотации, повышение расхода реагентов на стадии атмосферного сернокислотного выщелачивания. Последовательная комбинация сернокислотного выщелачивания и флотации потребует тщательной предварительной промывки кислого кека до щелочной среды. Получение катодной меди и сульфидного концентрата может рассматриваться как паллиативное решение, вызванное ограниченной эффективностью технологии по отношению к валовой переработке смешанных руд», - объясняет Анна Бодуэн, которая на базе Санкт-Петербургского горного университета занимается проблематикой месторождения.
По ее словам, целесообразно рассмотреть возможность применения технологии совместной переработки руд Удоканского месторождения с предварительным выделением низкомедистых флотационных концентратов. Это позволит повысить технико-экономические показатели предприятия за счет сокращения выхода концентрата при повышении его качества и снижения затрат в гидрометаллургическом переделе. В качестве перспективного варианта переработки «черновых» медных концентратов может рассматриваться аммиачно-автоклавного выщелачивание, которое характеризуется низкой агрессивностью и высокой избирательностью по отношению к железу и другим компонентам пустой породы. Аммиак может быть регенерирован, что делает этот способ предпочтительнее для создания высокоэффективной технологии.
Сегодня работы в данном направлении ведутся на кафедре металлургии первого технического вуза страны.
