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Wer wird in Russland die „Herrin des Kupferbergs“ genannt?

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Kupfer ist heute das heißeste Thema an den Rohstoffmärkten. Als Rückgrat des alten Energiesektors wird er auch im neuen grünen Energiesektor eine Schlüsselrolle spielen. Vor dem Hintergrund des beispiellosen Preisanstiegs für das Metall sagen Experten für die nahe Zukunft die größten Engpässe voraus. Gleichzeitig ist das größte Kupfervorkommen Russlands und das drittgrößte der Welt, was die Reserven angeht, das vor über 70 Jahren entdeckt wurde, immer noch nicht erschlossen.

Im März 2020 löste die Coronavirus-Pandemie einen starken Rückgang des Kupferpreises auf den niedrigsten Stand seit Juni 2016 aus. Doch der Rohstoff machte seine Verluste schnell wieder wett, und im Mai 2021 übertraf der Wert des Metalls historische Höchststände von 10.000 $ pro Tonne. Den Analysten der Bank of America zufolge könnte sie sich bis 2025 bereits verdoppeln.

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Der Grund dafür ist eine Angebotsverknappung aufgrund der Erschöpfung der Lagerbestände und ein intensiver Anstieg der Nachfrage. Kein Wunder. Der weltweite Verbrauch dieses Elements hat sich in den letzten 20 Jahren verdoppelt. Es ist unverzichtbar für das Baugewerbe, die Energieerzeugung, den Automobil- und Maschinenbau sowie für die Herstellung von Mikroprozessoren und Elektronik. Für saubere Energie wird ein Vielfaches an Kupfer benötigt als für die alte Wirtschaftsform. Metallkabel werden in Ladestationen und Elektroautos, Solar- und Windkraftanlagen verwendet. Ein Elektroauto enthält viermal so viel rotes Metall wie ein Auto mit Verbrennungsmotor - bis zu 180 Pfund. Onshore-Windkraftanlagen benötigen außerdem viermal so viel Kupfer wie Kraftwerke für fossile Brennstoffe. Noch mehr für Offshore-Windkraftanlagen.

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In diesem Zusammenhang haben die wichtigsten kupferexportierenden Länder - Chile, Peru, Australien, Indonesien, Sambia und natürlich Russland - ihre Rohstoffbasis erweitert.

Unser Land gehört ständig zu den zehn größten Kupferproduzenten, obwohl sein Anteil an der weltweiten Produktion des Metalls mit etwa 4 % unbedeutend ist. Die Erschließung unerschlossener Reserven würde es uns ermöglichen, unseren Marktanteil deutlich zu erhöhen.

Das auffälligste Beispiel ist die Kupfersandsteinlagerstätte Udokan, die über 26 Millionen Tonnen Kupfer enthält, was 20,6 % der Reserven des Landes entspricht.

Die Geschichte des legendären Udokan begann 1947, als Juri Bilibin, Absolvent und Professor der Bergbauuniversität St. Petersburg und Entdecker von Gold in Kolyma, die Zweckmäßigkeit von Schürfungen im Gebiet vom Oberlauf des Vitim bis zum Oljokma begründete.

Die von ihm entwickelte Methodik für die Suche nach Mineralien basiert auf der Metallogenese. Die Wissenschaft untersucht die geologischen Gesetzmäßigkeiten der Entstehung und Lage von Lagerstätten in Raum und Zeit. Die Analyse der evolutionären Entwicklung von Gebieten, geodynamische Rekonstruktionen und die Tiefenstruktur großer Blöcke der Erdkruste ermöglichen es, das Vorkommen von Erzmineralien vorherzusagen.

Der Wissenschaftler vertrat die Ansicht, dass Ostsibirien in der Nähe des rechten Lena-Ufers eine ähnliche Struktur aufweisen sollte wie der berühmte Kupfergürtel in Zentralafrika. Im Jahr 1948 organisierte das Ministerium für Geologie eine Forschungsexpedition. Bereits im folgenden Jahr wurde Udokan entdeckt, und zwar von Elizaveta Burova, der leitenden Geologin der Sosnovsk-Expedition.

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Sie wurde 1913 in einer Bauernfamilie in der Nähe von Moskau geboren und absolvierte nach der Schule eine Lehrerbildungsanstalt. Trotz des Interesses ihrer Tochter an Geologie, Chemie und Reisen sahen ihre Eltern in ihr eine Lehrerin. Das Mädchen schaffte es jedoch, ihre Meinung zu ändern und ihren Wunschberuf am Moskauer Institut für geologische Prospektion zu ergreifen (heute die nach Sergo Ordzhonikidze benannte Russische Staatliche Universität für geologische Prospektion). Sie war die einzige Absolventin, die zum All-Union Geological Fund eingeladen wurde, aber sie bat darum, weit weg zu gehen. Nachdem sie in den Steppen Kasachstans, den Wäldern Kareliens und den Bergen des östlichen Sajangebirges gearbeitet hatte, nahm Burova Ende der 40er Jahre an der Sosnovsk-Expedition teil, die sich auf die Suche nach Uran in Nordtransbaikalien spezialisierte.

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Die Gruppe, der Elizaveta Ivanovna als leitende Geologin angehörte, wurde in die Region Kodaro-Udokan geschickt, um die Becken der Flüsse Ikabiya, Kemen und Naminga zu erkunden. Die Orte sind extrem unzugänglich und wild. Die Geologen wanderten ohne Karten und mit nur zweifelhaften Luftbilddaten über die Bergrücken und Taiga-Urnen.

Am 29. Juni 1949 folgten Burova und ihr Kameramann einer Route entlang eines Baches, der in den Naminga mündete. Sie sollten eine Wasserscheide hinaufsteigen, an ihr entlanggehen und einen Kilometer vom Kamm absteigen.

"Im Mittellauf des Baches bemerkte ich ein Grün, das nicht ganz die übliche Farbe hatte. Es handelte sich um Fragmente von metamorphosiertem Sandstein, die mit Kupfergrün imprägniert und mit Malachitkrusten bedeckt waren. Ähnliche Exemplare waren auch weiter oben am Hang zu sehen. Mein Herz fühlte sich an, als würde es brechen. Ich dachte: Was wäre, wenn es auf der Wasserscheide radikale Aufschlüsse von kupferhaltigem Sandstein gäbe? Wir gingen weiter und fanden sie. Wir kehrten spät in der Nacht zum Lager zurück, beladen mit Proben und Exemplaren. Am Morgen brach ein Team zur Lagerstätte auf, um eine erste Bewertung vorzunehmen. Innerhalb eines Tages wurden ein Brief und Proben an den Stützpunkt der Expedition geschickt. Die Ergebnisse übertrafen alle Erwartungen...", erinnerte sich Elizaveta Ivanovna.

Der Kupfergehalt war unglaublich hoch. Doch weder die Expeditionsleitung noch die Geologen selbst ahnten damals das wahre Ausmaß ihrer Entdeckung und die Folgen, die sie nach sich ziehen würde.

Zu den direkten Entdeckern der Lagerstätte gehören nicht nur Burova, die dafür den Lenin-Preis erhielt, sondern auch Julia Grebennikowa, die Sammlerin der Sosnovsk-Expedition. Der erste entdeckte Kupfer und stellte die Entstehung der Lagerstätte fest - sedimentär, proterozoisch, reichhaltig und profitabel. Grebennikova, die die Arbeit von Burova fortsetzte, erforschte und entdeckte alle Gesteinsaufschlüsse auf der anderen Seite des Udokan-Kamms. Sie bewies, dass die Lagerstätte durch ihre wahrhaft grandiose Größe gekennzeichnet ist.

Beide Frauen wurden von ihren Kollegen wegen ihres Erfolges mit Spitznamen bedacht: Burova wurde die "Herrin des Kupferberges" genannt und Grebennikova die "Kupferdame".

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Es war ein historisches Ereignis, das in der gesamten Sowjetunion nachhallte. Begeisterte Geologen stießen jedoch auf Faktoren, die die Möglichkeit der Erschließung der Lagerstätten in Frage stellten.

Das erste war das Problem der Zufahrten zu Udokan. Das Projekt wurde durch die fehlende Infrastruktur, die große Höhe, die hohe Seismizität, den Permafrost und das raue Klima - im Winter sinken die Temperaturen auf -65 Grad - erschwert. "Du hättest es auf dem Mond entdecken sollen...", hörte sich Elizaveta Ivanovna sagen. Die Lagerstätte war so weit von bewohnten Gebieten entfernt, dass man sogar die Technologie testen wollte, sie mit einer "sauberen" thermonuklearen Explosion der Megatonnen-Klasse zu öffnen. Von Tschernobyl war es noch ein weiter Weg. Nur wenige ahnten, welche Folgen das haben würde. Die Idee wurde nicht verwirklicht, und der Befehl, das Experiment abzubrechen, kam, als die Ladung auf halbem Weg nach Udokan war. Wäre es anders gekommen, hätte das Gebiet zu einer Sperrzone werden können.

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Das Problem der Unzugänglichkeit wurde 1975 mit dem Beginn des Baus der Baikal-Amur-Magistrale gelöst. Im Jahr 1979 wurde der Sender Novaya Chara eröffnet. Der Bau der Strecke nach Tschita wurde 1984 mit der Eröffnung des Bahnhofs Kuanda abgeschlossen. Die Baikal-Amur-Magistrale trug dazu bei, die Forschung in Udokan fortzusetzen, aber die Geographie war nicht das einzige Problem. Ebenso schwerwiegend war der technologische Aspekt.

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"Ein Merkmal der kupferhaltigen Sandsteine der Udokan-Lagerstätte ist ihre komplexe Mineralzusammensetzung - eine Kombination aus Sulfid-, Misch- und Oxiderzarten. Mit zunehmender Tiefe des Vorkommens wird die Zusammensetzung des Erzes komplexer, der Kupfergehalt nimmt ab, die Verschlackungstendenz bei der Zerkleinerung nimmt zu, und aufgrund der recht komplexen Morphologie der Erzkörper gibt es eigentlich keine Möglichkeit, verschiedene Erztypen selektiv zu gewinnen", erklärt Anna Baudouin, stellvertretende Leiterin der Metallurgieabteilung der Bergbauuniversität St. Petersburg.

Die größten Wissenschaftler des Landes waren an der Suche nach einer neuen integrierten Technologie beteiligt, die es ermöglichen würde, die Udokan-Erze mit maximaler wirtschaftlicher Effizienz zu verarbeiten.

Die Geschichte des "ewigen Udokan" oder "Zabaikal Klondike", wie Fachleute es nennen, hat viele Verschiebungen, Überarbeitungen von Unterlagen und Lizenzübertragungen erlebt. Zu Sowjetzeiten gab es drei Phasen: die Vorerkundung (1952-1959), die erste Phase (1960-1965) und die zweite detaillierte Erkundung (1975-1981). Nach 1991 begann eine völlig neue Phase der Entwicklung - die Suche nach einem Investor, der das legendäre, aber komplexe Projekt umsetzen konnte.

Oleg Deripaska, Michail Prochorow, Wladimir Potanin, die Russische Eisenbahn und die Uraler Bergbau- und Metallurgiegesellschaft bewarben sich darum. Schließlich erhielt die Mikhailovsky GOK, die zur Metalloinvest-Holding von Alisher Usmanov gehört, die Lizenz im Jahr 2009. Die Baikal-Bergbaugesellschaft (BGK), später umbenannt in Udokan Copper, wurde gegründet.

Es hat lange gedauert, bis das Projekt in Gang kam. BGK führte eine Pilotanlage ein, um halbindustrielle Tests durchzuführen und das technologische Schema für die Erzaufbereitung zu optimieren. Im Jahr 2019 begann die aktive Bauphase der Bergbau- und Verhüttungsanlage, deren Endprodukte Kupferkathode und Sulfidkonzentrat sein werden. Die erste Stufe des MMC soll im Jahr 2022 die volle Auslegungskapazität erreichen. Das Produktionsvolumen des Endprodukts des zukünftigen Unternehmens wird 125 Tausend Tonnen pro Jahr betragen. Die erwartete Lebensdauer der Lagerstätte beträgt 50-60 Jahre.

Im günstigsten Fall wird die Erschließung von Udokan 73 Jahre nach seiner Entdeckung ihre industrielle Phase erreichen. Seine Entdecker, die Ende des 20. Jahrhunderts ihre letzten Tage in der Vergessenheit verbrachten, werden dieses Ereignis nicht mehr erleben.

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Trotz solch ehrgeiziger Pläne rätseln Wissenschaftler vieler Forschungsinstitute und Universitäten noch immer über die optimale Technologie für die industrielle Gewinnung von Kupfer aus Udokan-Rohstoffen.

Es wurden zahlreiche Varianten vorgeschlagen. Der Umsetzung am nächsten kommt das flotations-hydrometallurgische Verfahren, das in einer Pilotanlage getestet wurde.

"Langfristig kann es Faktoren geben, die seine Verwendung erschweren. Dazu gehören ein zunehmender Anteil oxidierter Erze an der Gesamtverarbeitung, geringere Kupfergehalte und inkonsistenter Flotationseinsatz sowie ein höherer Reagenzienverbrauch in der atmosphärischen Schwefelsäurelaugung. Die aufeinanderfolgende Kombination von Schwefelsäurelaugung und Flotation erfordert eine sorgfältige Vorwäsche des sauren Kuchens in einer alkalischen Umgebung. Die Gewinnung von Kupferkathoden- und Sulfidkonzentraten kann aufgrund der begrenzten Effizienz der Technologie in Bezug auf die Massenverarbeitung von gemischten Erzen als Notlösung angesehen werden", erklärt Anne Baudouin, die sich an der Bergbauuniversität St. Petersburg mit der Lagerstätte befasst.

Ihrer Meinung nach wäre es ratsam, die Technologie der Mitverarbeitung von Erzen aus der Udokan-Lagerstätte mit einer Vorabtrennung von kupferarmen Flotationskonzentraten in Betracht zu ziehen. Dies wird die technische und wirtschaftliche Leistung der Anlage verbessern, indem der Konzentratausstoß verringert, die Qualität verbessert und die Kosten für die hydrometallurgische Verarbeitung gesenkt werden. Die Ammoniak-Autoklavlaugung, die sich durch eine geringe Aggressivität und eine hohe Selektivität gegenüber Eisen und anderen Bestandteilen des tauben Gesteins auszeichnet, kann als eine perspektivische Variante der Behandlung von anfänglichen Kupferkonzentraten angesehen werden. Das Ammoniak kann regeneriert werden, so dass es die bevorzugte Methode für eine hocheffiziente Technologie ist.

Heute wird an der Metallurgieabteilung der ersten technischen Universität des Landes in dieser Richtung gearbeitet.