Стоковые изображения от Depositphotos
Комплексная переработка добываемого и перерабатываемого рудного сырья является важной проблемой горно-металлургической отрасли, от успешного использования которой зависит качественное развитие в целом экономики страны. Доктор технических наук Сергей Ткач рассказал, как новые технологии казахстанских ученых в этой области, отвечающие мировому уровню, решают эту проблему.
Как известно, в Казахстане была утверждена Государственная программа индустриально-инновационного развития на 2020-2025 годы, в которой главной целью государственной политики Индустриализации, как катализатора и основы диверсификации всей экономики, является создание условий для развития и становления обрабатывающей промышленности основного драйва экономики страны. Это в первую очередь относится к горно-металлургическому комплексу, который среди более десятка отраслей обрабатывающей промышленности занимает превалирующее первое место, на долю которой приходится 44% производства. Вполне очевидно, что для реализации этой программы необходимы новые, эффективные технологии.
Для Казахстана, который по запасам минерально-сырьевой базы входит в группу мировых лидеров, эта задача осложняется тем, что по качеству природное полиметаллическое сырье в стране уступает многим странам. Поэтому работы в области горного дела и металлургии, направленные на создание инновационных технологий, способных решать проблемы расширения сырьевой базы полиметаллического сырья и развития металлургии за счет переработки некондиционного бедного сырья, для Казахстана являются актуальными и своевременными.
Целенаправленно на протяжении около трех десятков лет в Казахстане эти проблемы успешно решаются Национальным центром по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан и Южно-Казахстанским университетом им. М. Ауэзова. В этом году Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан выдвинул на Государственную премию Республики Казахстан в области науки и техники имени аль-Фараби работу «Создание и промышленное освоение принципиально новых технологий добычи и переработки, обеспечивших высокоэффективное вовлечение в экономический оборот трудноизвлекаемых, низкокачественных и списанных запасов полиметаллического сырья Казахстана». Авторами данной работы являются видные и известные ученые не только в своей стране, но и за рубежом – Терликбаева А.Ж., Айткулов Д.К., Абдибеков Н.К., Ананин А.И., Буктуков Н.С., Волков А.П., Кушакова Л.Б., Шевко В.М. Важность работы обусловлена необходимостью срочного развития новых переделов в черной и цветной металлургии, отмеченной в Послании Главы государства К. Токаева народу Казахстана «Казахстан в новой реальности: время действий», в котором основным принципом экономического роста определен рост производительности, повышение сложности и технологичности экономики исходя из конкурентных преимуществ и реальных возможностей.
Эта работа заметно отличается от подобных технологических проектов своей органической сопряженностью двух отраслей промышленности: горнодобывающей и металлургической. В ней представлены результаты теоретических и прикладных исследований в области горного дела и металлургии по созданию новых (защищенных 21 патентом и научным открытием) мирового уровня комплексов добычи и переработки многочисленных мелких, временно не востребованных и списанных в потери запасов и новых металлургических технологий комплексной переработки некондиционного, труднообогатимого свинцово-цинкового сырья, основанных на одновременном получении в печном агрегате нескольких видов марочной продукции.
Опережающее развитие новых переделов в металлургии, обеспечивающее конкурентоспособность полученной продукции не только по качеству, но и по цене, не представляется возможным без развития всех процессов от добычи и до металлургии. Поэтому в работе решаются проблемы усовершенствования и создания принципиально новых технологий горного и металлургического производств. Актуальность отмеченных проблем обусловлена существенным увеличением глубины разработки, снижением качества добываемых руд, значительным усложнением горно-геологических, горнотехнических и геомеханических условий, что ведет к резкому удорожанию стоимости металла.
На практике уже имеет место, когда конечная продукция по качеству удовлетворяет потребителей, однако стоимость ограничивает спрос. В этой связи авторами успешно решена возможность исключения или существенного снижения влияния отмеченных объективных факторов на стоимость путем значительного усовершенствования применяемых технологий на уровне изобретений и создания принципиально новых технологий и оборудования для дальнейшего развития.
В конечном итоге часть разработок уже используется на горных предприятиях, а другая часть принципиально новых технологий добычи готова к использованию, что позволяет экономически оправдано вовлечь в производство списанные запасы медных и свинцово-цинковых руд, а также трудноизвлекаемые, низкокачественные, глубокозалегающие залежи, малые и удаленные месторождения. Разработки авторов на действующих предприятиях позволили получить экономический эффект 2,7 млн долларов США и дополнительно добыть около 50 млн тонн ценной руды.
Металлургическая часть в работе также разнообразна. Значительный интерес представляют принципиально новые технологии комплексной переработки руд, минуя стадию обогащения. Такие как опытно-промышленное производство по переработке 20 тыс. тонн в год цинковой руды с получением оксидного цинкового концентрата и керамзита; технология получения высокомарочного ферросилиция с использованием некондиционных продуктов переработки оксидных свинцово-цинковых руд; технология высокорентабельного получения ферросилиция повышенной чистоты, необходимого при выплавке электротехнических сталей, обеспечивающего значительное снижение себестоимости производства одной тонны сплава, гидрометаллургические технологии переработки окисленных и смешанных низкосортных медных руд для целого ряда месторождений. В ходе разработок новых технологий авторами сделано научное открытие. Практическая значимость научного открытия – возможность интенсификации кремне-восстановительных процессов в 1,4 раза, при получении кремнистых ферросплавов с уменьшением расхода электроэнергии до 30%.
Созданные авторами принципиально новые технологические решения позволили перевести в активные запасы около 1 млрд тонн руд и повысить степень комплексного использования оксидных свинцово-цинковых и медных руд с получением марочных ферросплавов, карбида кальция, свинцово-цинковых и медных возгонов, меди в 2,5-2,8 раза и при переработке 100 тыс. тонн цинковых руд получить порядка до 36,5 млн долларов США годовой прибыли. Немаловажно и то, что созданные технологии позволяют извлечь сопутствующие металлы, такие как рений, сурьма и барий в виде высокотехнологичной металлопродукции.
Отрадно отметить, что с 2019 года ежегодно по разработанным технологиям авторов работы дополнительно производится около 50 тыс. тонн катодной меди (на сумму 300-350 млн долларов США), что составляет около 12% общего объема производства меди в Казахстане.
Таким образом, авторами получены архиважные теоретические результаты, в том числе научное открытие и два десятка изобретений мирового уровня, что обеспечивает, по моему мнению, перспективное развитие отрасли в течение десятилетий; ввод в экономический оборот только части разработанных технологий уже принес значительные экономический и социальный эффекты, сохраняя жизнедеятельность градообразующих городов и обеспечив значительный рост конкурентоспособности всей горно-металлургической отрасли Казахстана. В связи с этим можно заявить о том, что по уровню вышеперечисленных исследований и опытно-конструкторских работ, значимых практических результатов внедрения работа группы казахстанских ученых вполне достойна поддержки и присуждения Государственной премии в области науки и техники им. аль-Фараби.
По сообщению сайта Литер