Проблемы комплексного использования минерально сырьевых
advertisement
16 РУБРИКА УДК 349.028:622 Проблемы комплексного использования минеральносырьевых ресурсов и освоения техногенных месторождений А. А. Твердов, руководитель направления развития горных работ, канд. техн. наук М. А. Соколова, старший консультант-эколог Å Если какой-либо полезный компонент минерального сырья востребован рынком, то оно будет добыто, вопрос: где и с какими издержками – как экономическими, так и экологическими. В связи с этим вопросы рационального недропользования, комплексного использования минерального сырья и экологизации производства тесно связаны. На горнодобывающих предприятиях основными направлениями комплексного использования минерального сырья являются: • повышение степени извлечения полезных компонентов в товарный продукт; • извлечение в товарный продукт попутных полезных компонентов комплексных руд; • использование пород вскрыши и отходов обогащения в качестве строительного сырья; • переработка пород вскрыши и отходов обогащения с целью извлечения полезных компонентов, т. е. фактически пересмотр экономической значимости данных продуктов в силу развития технологии и изменения рыночных условий. Следует отметить рост интереса горных компаний к комплексному использованию полезных ископа© Твердов А. А., Жура А. В., Соколова М. А., 2013 ISSN 2219–5963 А. В. Жура, руководитель направления экономической оценки проектов, канд. экон. наук Вопросы рационального недропользования, комплексного использования минерального сырья и экологизации производства тесно связаны. Ухудшение горно-геологических условий разработки существующих месторождений и трудность освоения новых минерально-сырьевых объектов в силу их расположения в отдаленных и труднодоступных регионах, с одной стороны, глобальный рост цен на минеральное сырье в течение последнего десятилетия и увеличение доли его стоимости в составе конечной продукции, а также развитие технологии его переработки, с другой стороны, побуждают интерес горных компаний к комплексному использованию минеральных ресурсов. При этом необходим взвешенный подход с учетом экономических, технологических и экологических факторов к выбору альтернативы получения одного и того же продукта – из новых или техногенных месторождений, и в то же время исключение однобокой трактовки экологических выгод. Ключевые слова: техногенно-минеральные месторождения, воздействие на окружающую среду, комплексная разработка, экологические выгоды. емых. Одной из причин этого является глобальный рост цен на сырье в течение последних 10 лет (несмотря на некоторую коррекцию в последние годы) и увеличение доли стоимости сырья в составе конечной продукции. В качестве иллюстрации можно привести динамику цен на драгоценные (благородные) металлы. Так, цены на золото в течение последних 10 лет выросли в 5 раз, на серебро – в 4,5 раза, на платину – в 2,5 раза, на палладий – в 4,8 раза (рис. 1). Тенденция комплексного использования подтверждается и рядом проектов компании IMC Montan, рассматривавших, в том числе по инициативе недропользователя, возможность максимально полного извлечения попутных компонентов из руд, а также возможность использования пород вскрыши и отходов обогащения. Причины обращения недропользователя к вопросу комплексного использования заключаются в следующем: • рост цен и спроса на ряд видов минерального сырья; • истощение отрабатываемых месторождений, характеризующихся развитой инфраструктурой и простыми горно-геологическими условиями; РУБРИКА 17 • позиционирование экологичности производства; • стимулирование со стороны государства, в том числе законодательные ограничения; • развитие технологий обогащения и переработки минерального сырья. К вопросам комплексного использования минеральных ресурсов обращаются как действующие горные предприятия, стремящиеся увеличить капитализацию и дифференцировать рынки товарной продукции, так и новые предприятия стадии greenfield. Развитие технологии переработки, наряду с ростом цен на сырье и острым дефицитом ряда полезных ископаемых, является одним из сильнейших стимулов к комплексному недропользованию. То, что раньше было нерентабельно или зачастую технически невозможно включать в переработку, в настоящее время приобретает экономическую значимость. При этом уровень современных технологий позволяет эффективно перерабатывать руды с достаточно низким содержанием отдельных компонентов. Также следует отметить, что месторождений с простыми горно-геологическими условиями и хорошей транспортной доступностью становится все меньше и меньше. При этом строительство новых месторождений, как правило, сопряжено со значительными суммарными воздействиями на окружающую среду, заключающимися в нарушении рельефа местности, больших выбросах и сбросах от объектов горного и обогатительного комплекса, воздействиях на экосреду в процессе обустройства попутной инфраструктуры. Человечество стоит перед выбором: освоение новых месторождений, характеризующихся высокими издержками в развитии сопутствующей инфраструктуры и высокими операционными затратами (по причине высоких коэффициентов вскрыши, сложного строения месторождений и т. д.), или максимально полное использование потенциала уже имеющихся месторождений. В ряде случаев это приводит к переоценке экономического потенциала месторождений и расширению его ресурсной базы. Характерным примером может служить интерес к технологиям переработки фосфатного сырья и титаноциркониевых руд с целью извлечения редкоземельных элементов, в ряде случаев ассоциированных в качестве попутных полезных компонентов. Еще одним примером может служить интерес к переработке окисленных железистых кварцитов. В Рис. 1. Динамика цен (вечерних фиксингов) на золото (а), серебро (б), платину (в) и палладий (г) на Лондонской бирже металлов в 2003–2013 гг. Рациональное освоение недр №5 2013 18 РУБРИКА технологически невозможным. Также следует учитывать, что извлечение в концентрат попутных полезных компонентов или получение отдельного концентрата приводит к снижению извлечения основного компонента руды. В любом случае необходим взвешенный подход к классификации месторождений как комплексных и горной породы как полезного ископаемого. При этом должны учитываться следующие основные факторы: • инфраструктурная обеспеченность; • геологические характеристики; • экономическая эффективность; • техника и технология добычи и переработки; • экологические последствия; • маркетинг. При анализе возможности и целесообразности включения в переработку отходов горнодобывающего производства и извлечения новых компонентов из руд можно руководствоваться определенным алгоритмом (рис. 2). В случае, когда предприятие стоит перед выбором стратегии дальнейшего развития в виде неоднозначной альтернативы – значительные капитальные вложения в строительство нового горизонта для поддержания мощности рудника и обогатительной фабрики либо переработка хвостов с низким содержанием металла – для обоснования решения необходимо провести сравнительный технико-экономический расчет, учитывающий многие параметры. Иногда наличие определенного запаса металла в лежалых хвостах рассматривается в качестве необходимого «резерва», который будет использован для дозагрузки части обогатительных мощностей при снижении объемов добычи на основном производстве. Конечно, интерес к инвестициям как в развитие горнорудного предприятия, так и в переработку хвостов напрямую связан с конъюнктурой рынка сырья. Реализовывать проект или нет – решает инвестор, нацеленный на получение определенПересмотр ной нормы прибыли. Некоторесурсного потенциала и проекта развития рые проекты, уже находящиеся разрабатываемого на стадии подготовки к реалиместорождения зации, легли «под сукно» после финансово-экономического кризиса 2008 г. Основным экономическим фактором, определяющим жизАльтернатива – разработка нового неспособность проекта (при месторождения решенных технологических задачах по переработке сырья) является содержание полезного компонента в отходах произРис. 2. Алгоритм возможности и целесообразности включения в переработку отводства, показатели извлечения ходов горнодобывающего производства и извлечения новых компонентов из руды России, в силу отсутствия эффективной технологии переработки, данное сырье ранее не рассматривалось в качестве источника получения рентабельного товарного продукта. Окисленные кварциты, хотя и поставлены на Государственный баланс, фактически на горнодобывающих предприятиях не включаются в переработку и складируются в отвалы, по сути, являясь породами вскрыши. Так, на одном из комбинатов России, где IMC Montan проводили исследования возможности включения в переработку окисленных железистых кварцитов, данные породы составляют до 95 % скальной вскрыши. Многолетние исследования различных специализированных организаций позволили разработать технологию переработки окисленных руд с максимальным уровнем подтверждения эффективности. Технико-экономическое обоснование, выполненное IMC Montan в 2012–2013 гг., подтверждает возможность получения высокорентабельного продукта. При этом следует учитывать дополнительный эффект, связанный с включением в переработку окисленных кварцитов и выражающийся в том числе в следующем: • резком сокращении дефицита отвальных площадей и коэффициента вскрыши; • сокращении потребности в горной техники на отвалах; • снижении экологических нагрузок, связанных с отвалообразованием. Однако, несмотря на ряд позитивных примеров комплексного подхода к недропользованию, нельзя просто обязать недропользователей использовать всю «потенциально» полезную минерализацию руд, перерабатывать отходы обогащения или вскрышные породы. Реализация такого подхода требует максимально взвешенного решения, обоснованного технико-экономическими расчетами. В отдельных случаях комплексный подход может быть нерентабельным или ISSN 2219–5963 РУБРИКА 19 и прогноз цен. При текущей конъюнктуре среди находящихся в «пограничном» диапазоне можно назвать проекты с золотосодержащими хвостами и проекты по извлечению РЗМ (в зависимости от состава содержащихся РЗМ). Следует заметить, что зачастую лица, принимающие решения о реализации таких проектов, эмоционально подпадают под влияние квартальных и даже месячных колебаний цен на сырье и временных падений объемов основного производства. В то время как в основе их действий должны лежать взвешенные решения по долгосрочному планированию развития как основного производства, так и проектов по переработке отходов. Такие факторы, как экономика, технологическая возможность и эффективность извлечения попутного полезного компонента, являются основополагающими при рассмотрении жизнеспособности проектов такого рода. Однако наряду с ними должен быть соотнесен масштаб экологических выгод и ожидаемой техногенной нагрузки при реализации проектов как в локальном, так и в глобальном масштабе. В последнем случае нужно учитывать, что горнодобывающая и металлургическая отрасли являются самыми масштабными производителями отходов. Объемы образования отходов вскрышных пород или отходов переработки достигают по отдельным предприятиям указанных отраслей 50 млн т/год, а если соотнести этот показатель с числом горнодобывающих предприятий только в России, то получится довольно внушительная цифра. В отдельных случаях количество образующихся отходов может превышать количество полученного полезного компонента. Область обращения с отходами производства – это в первую очередь область экологической безопасности, даже в отношении таких специфических отходов, как отходы горной добычи. Их специфичность заключается в основном в том, что они являются не продуктом производства чего-либо и не каким-либо изделием, «вышедшим из употребления», а «ненужной» частью вынутого из недр материала,* принципы использования которого до недавнего времени сводились исключительно к его складированию и хранению на поверхности, приводя к образованию новых техногенных форм рельефа, оказывающих существенное воздействие на окружающую природную среду. К основным видам такого воздействия в первую очередь относится изъятие земельных ресурсов под складирование отходов, что влечет за собой изменение гидрологических условий, а нередко и гидрогеологических, а также изменение флорофаунистического состава экосистем. Еще более серьезным является химическое загрязнение окружающей среды при хранении отходов добычи и переработки. Помимо элементарного смыва или уноса взвешенных частиц с поверхности отвалов и хвостохранилищ, происходит окисление минералов, содержащихся во вскрышных породах или хвостах, под воздействием воздуха и воды, что приводит к формированию так называемого кислого или металлоносного стока, который в дальнейшем попадает в поверхностные или подземные водотоки, вызывая существенное изменение их химического состава. Проблема негативного воздействия на окружающую среду при хранении отходов добычи и переработки (среди прочих причин) побуждает предприятия горной добычи искать решения по его снижению. На текущий момент основными направлениями в области обращения с отходами горной добычи является использование их в качестве строительных материалов или добавок к ним, для закладки выработанного пространства, рекультивации нарушенных земель, а также переработка отходов для извлечения из них полезных компонентов. Использование вскрышных пород в качестве строительных материалов – достаточно распространенная практика снижения объема складируемых отходов, а основная проблема в реализации данного направления заключается в востребованности получаемого количества стройматериалов в регионе присутствия или в экономической приемлемости его вывоза другим покупателям. Примером могут служить объекты открытых горных работ в Республике Карелия, где практически все вскрышные породы являются высококачественным материалом на щебень, но избыток их образования делает невыгодной их реализацию. Возвращаясь к вопросам снижения воздействия от складирования отходов горной добычи на окружающую среду, укажем на некоторые очевидные аспекты экологической выгоды комплексного использования минерального сырья: 1. При добыче попутного или полном извлечении основного полезного компонента руд снижается потребность в добыче аналогичного сырья из новых месторождений. Другими словами: при полном использовании отрабатываемых или уже отработанных месторождений нет необходимости нарушать экосистему в районе нового месторождения за счет удовлетворения потребности в сырье, тем более что районы новых месторождений в настоящее время являются удаленными и труднодоступными, а следовательно, отличаются уникальными природными условиями. 2. Переработка хвостов или вмещающих/вскрышных пород – это превентивное сокращение объемов складирования и площади земель, которые необходимы для складирования вскрышных пород и хвостов, * В том числе попутно извлеченные вода и газы, которые в настоящей статье они не рассматриваются. Рациональное освоение недр №5 2013 20 РУБРИКА и, соответственно, уменьшение всех воздействий, сопутствующих складированию и описанных выше. 3. При комплексном использовании минерального сырья происходит ликвидация накопленных экологических проблем отработки техногенных месторождений прошлых лет, т. е. одновременно с отработкой техногенного месторождения ликвидируется источник текущего негативного воздействия. Однако при более детальном рассмотрении описанных выгод от использования отходов горнодобывающего производства возникает ряд оговорок и ограничений. Во-первых, существующий уровень технологии извлечения полезного компонента, особенно при малых его содержаниях или в силу его специфичности и отсутствия опыта его извлечения, не гарантирует применения экологически безопасных методов обогащения. Чаще всего ситуация как раз обратная, и при переработке хвостов или вскрышных пород используются методы с применением малоизученных с точки зрения воздействия на окружающую среду или токсичных химических веществ. В свою очередь, при рассмотрении выгоды от снижения количества объемов, а соответственно, от снижения необходимых земельных площадей под размещение отходов упускается следующий момент: очень часто содержание полезного ископаемого, планируемого к извлечению, ничтожно мало, и существенного снижения количества отходов при переработке не произойдет. Отсюда ISSN 2219–5963 можно сделать следующий вывод: при переработке техногенного месторождения или текущих хвостов/ вскрышных пород количество получаемых отходов переработки ненамного меньше существующего, а токсичность полученных хвостов, возможно, значительно выше за счет применения химических реагентов в технологическом процессе. Сказанное не означает, что переработка хвостов и вскрышных пород экологически невыгодна. Выгоды от снижения необходимости инициализации нового производства с экологической точки зрения несомненны: нет необходимости в нарушении почвенно-растительного покрова и недр в техногенно ненарушенных районах, а в общем случае – в строительстве сопутствующей инфраструктуры, которая тоже является источником негативного воздействия, в преобразовании или разрушении уникальных диких экосистем. Принимая решение о комплексном использовании минерального сырья или отработке техногенных месторождений, необходимо руководствоваться обычными принципами оценки воздействия, т. е. нельзя обязать недропользователя добывать все попутные компоненты любой ценой. Таким образом, возвращаясь к необходимости взвешенного подхода при комплексном использовании месторождений, следует включить в схему выбора альтернативы получения одного и того же продукта рассмотрение экологических аспектов, избегая при этом однобокой трактовки экологических выгод. РОН РЕКЛАМА РУБРИКА 21 3 IMC Montan – лидер в области горного консалтинга в России и в странах СНГ Рациональное освоение недр №5 2013
