В нашей стране формируется новая отрасль – рециклинг сырья
Российские геологи открыли в прошлом году новые месторождения вольфрама, титана, нефелина и золота. На госбаланс были поставлены «свежие» запасы этих и других видов стратегического сырья. Но это не единственный способ его получения. Ценные компоненты можно извлекать из отвалов, образующихся при добыче и переработке полезных ископаемых. За многие годы в России накопились колоссальные объёмы подобных отходов, которые нужно «перелопатить». Что, никто за это не брался? Брались, и успешно, но в масштабах страны эта работа так и не налажена... Хотя лёд, кажется, тронулся: такие пилотные проекты запускают четыре региона, а Роснано готовит предложения по созданию полноценной системы рециклинга.
Ресурсы в хвостах
У истоков механической обработки полезных ископаемых в нашей стране стояли петербуржцы. Проектное бюро, занимавшееся этими вопросами, появилось в Горном до революции. На его базе был создан исследовательский институт. Он превратился потом в научно-производственную корпорацию «Механобр», остававшуюся все эти годы там же, на Васильевском острове.
Многие горнодобывающие и металлургические компании России по сей день используют разработанные там механизмы, позволяющие качественнее перерабатывать сырьё, и целые технологические линии. А цифровые двойники и другие современные инструменты, которые тоже создают «механобровцы», помогают сегодня промышленникам улучшать технологию такой переработки.
Она требует кропотливых исследований и больших финансовых средств. К тому же не только рудники и горно-обогатительные комбинаты оставляют отходы, в которых чего только нет. Другие отрасли тоже причастны к их появлению. Такие отвалы, шламонакопители и хвостохранилища – участки для захоронения отходов обогащения сырья, то есть хвостов, – растут повсеместно с советских времён. И процесс этот в силу ряда причин, увы, набирает обороты.
Одна из них заключается в том, что старые, богатые месторождения во многом исчерпаны. А новые по качеству и содержанию в руде полезных компонентов, извлечь которые сложнее, как правило, хуже. Поэтому при работе с сырьём в отвалы вместе с пустой породой попадают нужные элементы, и немало.
В итоге теряется до четверти от исходного количества меди и никеля, уверяют эксперты, – до 35 процентов кобальта, а свинца, цинка, олова, вольфрама – того больше. В отвалы попадает определённая часть редких и редкоземельных металлов (РМЗ), требующихся при изготовлении высокотехнологичной продукции XXI века. Не говоря уж о том, что отходы образуются уже на первом этапе работ, при геологоразведке.
Даже передовые технологии добычи и переработки сырья позволяют использовать во всём мире лишь малую толику горной массы, извлекаемой из недр, считает доктор технических наук Александр Вержанский, глава ассоциации «Горнопромышленники России». Так, при обогащении комплексных руд теряется до 50 процентов цветных металлов. А получив тонну такого сырья, оставляешь две-три тонны вмещающих и вскрышных пород и около сотни хвостов обогащения.
Да, со времён советских пятилеток в хвостах горнодобывающих компаний остаётся много ресурсов, соглашается Виктор Таракановский, возглавляющий Союз старателей России. И приводит пример: на севере Якутии, у посёлка Кулар, при золотодобыче в отходы уходили РЗМ, поскольку их извлечение считалось технологически сложным и нерентабельным. А вернуться к ним в труднодоступных районах Севера, где почти нет дорог, опять-таки сложно и дорого.
Техногенные месторождения
По некоторым данным, в техногенных отвалах по стране скопилось около двух тысяч тонн золота. Для сравнения: общая годовая добыча этого драгметалла в 330–340 тонн считается удачей. При высоких ценах на золото, легкодоступных запасов которого всё меньше, разработка таких отвалов может быть прибыльной.
Интерес представляют и шлаковые отвалы, выросшие у объектов энергетики, около металлургических комбинатов. Зола, остающаяся после сжигания угля на ТЭЦ, – источник получения германия. Из отходов переработки сульфидных руд можно получать другие сокровища, селен и теллур. В отвалах полиметаллических руд немало кадмия, таллия и индия, а редкого галлия – в местах переработки бокситов и нефелинов.
Таких техногенных месторождений (появился такой термин) в стране не счесть. Полного реестра этих свалок ещё нет, но некоторые сведения приводились в пояснительной записке 2022 года к законопроекту о внесении изменений в Закон «О недрах». Общая площадь размещения промышленных отходов, объём которых превышает в России 100 миллиардов тонн, оказалось, составляет около 1,6 тысячи квадратных километров. Причём львиная их доля поддаётся переработке.
Рыночный эквивалент стоимости ценных компонентов, содержащихся в этих «эверестах», по самым скромным расчётам, – более триллиона рублей. А экологический аспект разве не важен? В отходах минерального сырья накапливается много токсичных и потенциально опасных элементов: ртуть, мышьяк, бериллий и другие.
Что же мешает всерьёз взяться за это дело? Причин много. Не хватает экономически обоснованных и экологически чистых технологий такой глубокой переработки, считает Александр Алексахин, доцент Московского института стали и сплавов. Да и нормативно-правовая база в этой сфере остаётся несовершенной, убеждён Алексей Абрамов, гендиректор одной из компаний.
По его словам, при переработке апатитового сырья в России ежегодно уходит в отвалы три-пять миллионов тонн фосфогипса и много РМЗ, извлекать которые помогает технология, разработанная этой компанией. Но взяться за старые отвалы не так просто. Нужно провести там изыскания, утвердить их результаты в госкомиссии по запасам и получить лицензию как на добычу нового месторождения (Руслан Димухамедов, глава Ассоциации производителей редких металлов и РЗМ). Это долго и дорого, и нет пока утверждённых методик этой разведки.
Предприятию проще платить экологический сбор, который дешевле утилизации. А чтобы другое на законных основаниях получило доступ к хвостам (которые различаются, кстати, по степени передела), требуется отдельное постановление Правительства РФ. Кроме того, зачастую непонятно, кто владелец оставшихся с незапамятных пор отходов, – нынешний владелец комбината или государство, и кому браться за оставшееся в хвостах сырьё. То есть возникает проблема собственности и ответственности, добавляет Димухамедов.
В новом контексте
Но промышленники не опускают рук. Так, компания, осваивающая на Южном Урале медно-цинковое месторождение, решила обследовать хвостохранилище, пригласив петербургских геологов (сотрудников Центрального ПГО госхолдинга «Росгеология»). И запустить там потом линию по вторичной переработке сырья.
На северо-западе страны реализуются проекты по переработке гранитных отвалов для получения нужного строителям щебня. А одна петербургская компания, придумав подобное оборудование, получила патент, изготовила и наладила трансфер своей инновационной технологии за рубеж, в 15 стран мира.
Сотрудники МГУ изучают возможность получения вторсырья из отходов производства Норникеля. Отработанные шлаки северян-металлургов, правда, уже «перекапывает» одно предприятие, извлекая металлы платиновой группы, но этого, видно, было недостаточно. Новую технологию, применимую к отходам обогащения, предложил бизнесу и консорциум вузов, куда входит Горный университет.
Причём такая работа ведётся уже принципиально в новом контексте. Что изменилось? На ПМЭФ-2025 эту проблему, требующую принятия особых мер на правительственном уровне, поднял глава государства.
Четыре региона страны запускают проекты по извлечению ценных компонентов из отходов недропользования. Речь идёт о переработке промышленных отвалов для извлечения редкоземельных металлов (Подмосковье), меди и золота (Башкирия). Отходы горно-металлического комбината с той же целью будут «перелопачивать» в Мурманской области, а в Тульской займутся переработкой золотосодержащих шлаков при производстве керамзита.
Региональные власти намерены выполнить такие работы за счёт частных инвестиций. А реализуют эти проекты представители Роснано при поддержке Агентства стратегических инициатив (АСИ). По оценке экспертов, в стране накоплено около 100 миллиардов тонн промышленных отходов.
Специалисты Роснано и АСИ готовят также предложения по созданию благоприятных условий для масштабной рекультивации техногенных образований с извлечением РЗМ и других элементов. Кроме инвентаризации этих объектов намечается упростить доступ к ним инвесторов и сформировать реестр участников рынка. Появятся единые требования к добыче техногенного сырья. Государство поддержит субсидиями связанные с этим исследования и обяжет рекультивировать отвалы. Власть выстроит прозрачные механизмы, позволяющие тиражировать наилучшие решения и привлекать частные инвестиции, отмечает Георгий Белозеров, заместитель гендиректора АСИ.
Это позволит, что называется, убить одним выстрелом двух зайцев: устранить накопленный экологический вред и вернуть в экономический оборот материалы, считавшиеся отходами. Но проблема столь тяжела, что легко и быстро сдвинуть с места эту гору дел, покончив хотя бы с наследием прошлого, не удастся, предупреждают эксперты.
Альтернатива добычи
Вот точка зрения одного из них, который обращает внимание на необходимость извлекать также сырьё из отработавших изделий, попавших на свалку.
– Отработанные магниты, вышедшие из строя смартфоны и литиевые аккумуляторы – уже не просто мусор, а ценное техногенное сырьё, переработка которого обещает стать альтернативой добычи, – говорит Сергей Петров, доцент Института наук о Земле, входящего в Санкт-Петербургский госуниверситет, член Общественного совета при Минприроды РФ.
В России, как и везде, в основном перерабатывают пока то, что не требует «сложной химии»: чёрные металлы отделяют магнитами, стекло и пластик – оптическими сепараторами, рассуждает он. Переработка стального лома экономит до 65 процентов энергии по сравнению с первичным производством, алюминия – до 70 процентов. А медь и драгметаллы, которые нанесены на платы или используются в припоях, зачастую извлекают попутно.
– Но для экономики замкнутого цикла важнее редкие элементы и РЗМ (неодим, диспрозий, галлий, теллур, германий и другие), которые содержатся в отработавшей электронике. Причём в концентрациях, превышающих их содержание в природной руде. Литиевые батарейки и аккумуляторы – настоящие «месторождения» лития, кобальта, никеля и графита, – резюмирует эксперт.
Почему такие ресурсы массово не затрагивает рециклинг? По его мнению, это требует применения сложных технологий (растворение кислотами и щелочами, электролиз и прочее), которые пока дороже добычи из первичного сырья.
– Сегодня в ход идёт то, что выгоднее и проще перерабатывать. И в этот процесс вовлечено лишь 15–20 процентов электронного лома (в России его ежегодно образуется под два миллиона тонн), а остальное, включая РЗМ, уходит в отвалы. Используя всего 300 тысяч тонн этого лома, можно закрыть годовую потребность страны в РЗМ. Но для этого нужны мощности по глубокой переработке отходов. А главное, понимание того, что богатство страны будут определять не только запасы сырья, но и технологии по его извлечению из техносферы, – полагает Сергей Викторович.
Городские «рудники»
Что же сдерживает переход к циркулярной экономике? Многие факторы. Разделить промышленный лом на отдельные компоненты пока сложнее и дороже, чем добыть и переработать руду. А экологические нормы, делающие рециклинг обязательным и экономически оправданным, в стране лишь формируются, отмечает специалист.
А ведь кроме городских «рудников», то есть свалок электроники, есть много промышленных отвалов, воспринимаемых как стратегические запасы сырья. Это вскрышные породы (известняк, песок, мел) и хвосты обогащения, металлургические шлаки (редкие металлы, оксиды кальция, кремния и так далее) и шламы, отходы производства удобрений и сточные воды горно-металлургических производств...
По мнению эксперта, яркие примеры трансформации отходов связаны со строительной отраслью и сельским хозяйством. Доменные шлаки и шламы, содержащие фосфор, оксиды железа, меди и цинка, используются в АПК наполовину. А сталелитейные – целиком: они применяются как удобрение, повышая урожайность зерновых и сахаристость свёклы. Шлаки с высоким содержанием оксида кальция, из которых получают в России весь ванадий и большую часть титана, раскисляют почву не хуже известковых удобрений.
– И всё же рециклинг развивается в стране медленно. Виной тому – не отсутствие технологий, а колоссальные объёмы отходов производства и низкая концентрация ценных компонентов в большинстве из них, – продолжает Петров. – Перемещать и перерабатывать миллиарды тонн породы экономически оправданно, если потребитель вблизи. Так, переработка старых хвостов Ковдорского ГОКа в Мурманской области позволила получить миллионы тонн апатитового концентрата и ценного циркониевого продукта.
Но если современные шлаки имеют часто стабильный состав и пригодны для использования, то отвалы, накопленные десятилетиями, неоднородны. Они могут быть загрязнены опасными веществами и техногенными материалами (пластик, битумы, мусор и так далее). А потому их переработка требует особых и дорогостоящих инженерных решений.
Добыча первичного сырья нередко дешевле рециклинга, особенно при слабых экологических нормативах. Рентабельность вторичного контура переработки появляется, когда в стоимость добычи закладывают высокие экологические платежи и затраты на рекультивацию, подчёркивает учёный. Но России с её мощной горно-металлургической промышленностью без этого не обойтись, это вопрос экологической и ресурсной безопасности.
Рециклинг позволит крупным холдингам, снижая экологический ущерб и платежи, создавать новые товарные линейки и диверсифицировать свой бизнес. Работа в этом направлении началась, но идёт пока, увы, медленно.
Автор: Всеволод Зимин