Что такое лопаритовая руда
Лопарит
Л. Г. Фельдман.
Полезное
Смотреть что такое «Лопарит» в других словарях:
Лопарит — Формула (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3 Сингония Пс … Википедия
ЛОПАРИТ — минерал подкласса сложных оксидов (Na, Ce, Ca) (Ti, Nb, Ta) O3. Черные, обычно сдвойникованные кубические кристаллы. Встречается в нефелиновых сиенитах и пегматитах. Твердость 5,5 6,5; плотность 4,6 4,9 г/см³. Руда редкоземельных элементов,… … Большой Энциклопедический словарь
лопарит — сущ., кол во синонимов: 2 • минерал (5627) • танталониобат (4) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
лопарит — минерал подкласса сложных оксидов (Na, Ce, Ca) (Ti, Nb, Ta)O3. Чёрные, обычно сдвойникованные кубические кристаллы. Встречается в нефелиновых сиенитах и пегматитах. Твердость 5,5 6,5; плотность 4,6 4,9 г/см3. Руда редкоземельных элементов, титана … Энциклопедический словарь
лопарит — loparitas statusas T sritis chemija apibrėžtis Mineralas. formulė (Ce,Na,Ca)(Ti,Nb)O₃ atitikmenys: angl. loparite rus. лопарит … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Лопарит — минерал химического состава (Na, Ce, Ca)2(Ti, Nb)2O6. В качестве существенных примесей присутствуют Sr, ‘Y, Th. Образует преимущественно очень мелкие (до 2 3 мм) кристаллы кубической формы, обычно в форме двойников прорастания.… … Большая советская энциклопедия
ЛОПАРИТ — (от лопари распространённого в науч. лит ре назв. народа саамы) минерал. ниобо титанат натрия, кальция и редких земель. Обычно содержит примесь тантала. Цвет чёрный. Тв. по минералогия, шкале 5,5 6,5; плотн. 4600 4900 кг/м3. Руда на титан, ниобий … Большой энциклопедический политехнический словарь
ЛОПАРИТ — минерал подкл. сложных оксидов (Na, Се, Са) (Ti, Nb, Та)Оз. Черные, обычно сдвойникованные кубич. кристаллы. Встречается в нефелиновых сиенитах и пегматитах. Тв. 5,5 6,5; плотн. 4,6 4,9 г/см3. Руда редкоземельных элементов, титана, ниобия,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
лопарит-(ce) — … Словарь синонимов
лопарит-\(ce\) — … Словарь синонимов
Кандидат в призраки
03.02.2010 | Алякринская Наталья | № 03 от 01 февраля 2010 года
Правда про Ревду. Министерство регионального развития подготовило список моногородов и поселков, находящихся в наиболее тяжелом положении. В списке — 27 названий. Предполагается, что правительство поможет им деньгами. При этом появилась информация, что один из монопоселков — Ревда Мурманской области — кандидат на «закрытие» и расселение. The New Times побывал в населенном пункте, о котором с недавних пор стали говорить в прошедшем времени
Езды до Ревды из Москвы — две ночи и один день. С географией поселку явно не повезло: прямого железнодорожного сообщения с Большой землей нет, до ближайшей станции Оленегорск — 70 км, до Мурманска — 170 км. Кругом, насколько хватает взгляда, заснеженная тундра и спящие подо льдом озера. В 1934 году академик Александр Ферсман обнаружил в Ловозерских тундрах огромное месторождение лопарита — руды, содержащей целый набор редких металлов (тантал, ниобий, цирконий, лантан, титан, церий и другие). Так в 1950-м на карте Мурманской области появился Ловозерский горно-обогатительный комбинат (ЛГОК), возведенный силами заключенных, а вокруг него — поселок городского типа Ревда. По воле нынешнего кризиса год 60-летнего юбилея вполне может стать для Ревды последним годом жизни.
Кандидат в призраки
«После этой статьи у меня был не Новый год, а черт-те что», — у Валентины Агалаковой, главы муниципального образования городское поселение Ревда Ловозерского района, до сих пор испуганные глаза. Под самые праздники в солидной федеральной газете появилась публикация, из которой следовало: Ревду как бесперспективное поселение закроют, а ее жителей переселят. При этом журналисты ссылались на слова анонимных правительственных чиновников. В поселке началась паника, в основном среди пенсионеров. «Пришлось устраивать собрания, тушить «пожар», разъяснять людям, что это непроверенная информация», — рассказывает Агалакова.
Глава Ревды отправила запрос в правительство Мурманской области: мол, разъясните, где же правда. Ответ пришел под самый Новый год: министр экономического развития Мурманской области Юрий Ефремов насчет потенциального расселения ничего не написал, зато сообщил, что Ревда включена в список 27 моногородов, которым в первую очередь будет оказана финансовая поддержка от государства. Однако, чтобы ее получить, необходимо в короткие сроки представить комплексный план модернизации моногорода. У Валентины Агалаковой он готов еще с осени прошлого года. «У нашего поселения два главных вектора развития — комбинат и туризм, — глава Ревды разворачивает цветные схемы. — Но второго без первого не будет: даже малый и средний бизнес могут существовать только при условии жизни комбината. Поэтому основное сегодня — поддержать ГОК».
Разорванная цепочка
ГОК — это слово здесь уже давно не аббревиатура, а имя существительное. ГОК — центр ревдинской вселенной, ее барометр. И зашкаливает он с тех самых пор, как комбинат был задуман. «Прибыли здесь не было никогда, — констатирует Арутюн Хечумян, заместитель гендиректора Ловозерского ГОКа. — К сожалению, комбинат изначально создавался как планово-убыточное предприятие: стране важно было самой все производить. Вот и построили за полярным кругом комбинат». Пока был Советский Союз и стабильное финансирование, на ГОКе работало подавляющее большинство из 16 тыс. местных жителей. Именно в советские времена здесь отстроили целый квартал девятиэтажек, благодаря которым Ревда сегодня имеет вполне городской вид. Исправно работала и типичная для моногородов производственная цепочка: лопаритовый концентрат из Ревды переправляли на Соликамский магниевый завод, где из него выделяли тантал и ниобий, а оставшуюся часть везли в Эстонию, где производили другие редкие металлы.
В рыночные времена цепочка стала давать сбои: цены на сырье назначало уже не министерство, а рынок. На ГОКе начались постоянные смены собственников, за последние 19 лет комбинат банкротили три раза. Специалисты ЛГОКа разбежались по всему Кольскому полуострову. К началу нынешнего кризиса из 6,7 тыс. трудоспособных ревдинцев (всего в поселке живет 9,4 тыс. человек) на комбинате остались работать лишь около 900, остальные заняты в коммунальной сфере, в военной части, на «зоне» (в местной колонии — 1,5 тыс. заключенных). В непопулярности работы на ГОКе удивительного мало: за 60 прошедших лет менялись политические режимы и директора комбината, но никак не технологии. Каторга — пожалуй, самое подходящее слово для характеристики труда на руднике.
Испытание лопаритом
Заснеженная гора Карнасурт, пронизывающий ветер, мрачный корпус завода, куда поступает из рудника на переработку лопаритовая руда, — пейзаж привлекательный для туристов-экстремалов, но не для работников комбината. Их ежедневный маршрут не меняется из года в год. Семь километров от поселка до рудника на служебном автобусе, будь то полярный день или полярная ночь (когда, по признаниям местных, постоянно хочется спать), — и так шесть раз в неделю. Сам комбинат не останавливается ни на минуту — работает в четыре смены.
Каска, фонарь, резиновые сапоги, защитные штаны и куртка, «самоспасатель» на случай задымления — вместе с Алексеем Прокопенко, генеральным директором Ловозерского ГОКа, и командой инженеров спускаемся в рудник «Карнасурт». 560 метров вниз преодолеваем постепенно, переходя с одного горизонта на другой. Температура в руднике неизменно +3°С. «У нас всегда осень», — шутят горняки. Под ногами вода, она же временами льет сверху. Местами трудно дышать: в воздухе — мелкодисперсная лопаритовая пыль и пары аммиака, оставшиеся после взрыва очередного пласта. «Не забудьте потом принять душ, — усмехаясь, предупреждают корреспондента The New Times спутники, — лопарит радиоактивен».
Вот он, тот самый лопарит: черные блестящие вкрапления в обычной серой породе. В лопаритовой руде полезного компонента всего 2,4%. Чтобы добыть 20 кг лопаритового концентрата, надо перелопатить около тонны руды. «Перелопатить» — мягко сказано. Переходя с одного горизонта на другой, встречаем буквально лежащих в лаве бурильщиков. Так называемое «выемочное» пространство на руднике «Карнасурт» — 1,2 метра, ни больше ни меньше. Именно в его пределах и вынужден перемещаться бурильщик вместе с инструментом — так называемой буровой скамейкой, придуманной на комбинате еще в 70-е годы: с ее помощью рабочий внедряется в пласт породы. Чтобы заработать свои 40–50 тыс. рублей, он должен выполнить месячную норму — 20–30 метров, что осуществимо только титаническими усилиями. А потому средняя зарплата бурильщика, как правило, около 30 тыс. Не легче и проходчикам: ради 35–40 тыс. рублей они ежедневно спускаются в забой с ручным перфоратором весом около 40 кг. За 6–7 лет работы на таком оборудовании виброболезнь (онемение рук) горняку гарантирована.
Заполярные нанотехнологии
«Самый главный бич комбината — ручной труд, — признает Алексей Прокопенко. — Поэтому нужны новые технологии. Только тогда мы сможем улучшить условия труда шахтеров, выйти на безубыточность и рост производительности труда». Прокопенко в Ревде варяг: появился здесь пять лет назад, когда ЛГОК перешел в собственность ОАО «Сильвинит», крупнейшего в стране производителя калийных удобрений и солей (входит в московскую группу компаний «Минерал Групп»). 35-летнего директора местные сразу же невзлюбили: выходец из Соликамска, «белый воротничок», окончивший в Австрии курс MBA по управлению предприятием, похожий одновременно на актера Ричарда Гира и певца Дмитрия Хворостовского, Прокопенко прославился тем, что ввел шестидневную рабочую неделю взамен пятидневной и вошел в клинч с профсоюзными активистами. Директор платит недоброжелателям ответной монетой: «Психология у людей совковая осталась: работать поменьше, а получать побольше. Теперь такого нет: чтобы 30 тыс. иметь, нужно в день по 7–8 часов вкалывать». По словам Прокопенко, пять лет назад по Ревде ездили ржавые «копейки» и стояли серые облупленные дома. Сейчас все изменилось: «Люди обзавелись новыми машинами, делают ремонт, покупают плазменные телевизоры, и при этом по поселку несется стон, что на комбинате мало платят. Увы, это местный менталитет».
Тем, кто к этому стону непричастен, директор гарантирует стабильное будущее: он уже закупил опытные образцы новых буровых машин, изготовленных на Копейском машиностроительном заводе, и утверждает, что они позволят механизировать ручной труд. Правда, машины пока недоработаны, а чтобы начать модернизацию ЛГОКа, Прокопенко нужен кредит 250 млн рублей, гарантии под который предприятие сегодня просит у правительства Мурманской области. «Если деньги появятся, — объясняет директор, — мы сможем механизировать добычу руды, привлечь персонал, нарастить производство и снизить убытки. Это и спасет ЛГОК».
Однако для спасения Ловозерского ГОКа нужны еще и люди. А они разбежались по соседним рудникам — в Ковдор, Кировск, Апатиты, где труд механизирован и те же деньги можно заработать гораздо меньшей кровью. «Я своего сына давно уж отправил в Кировск, на апатитовый рудник, — рассказывает Михаил, рабочий ЛГОКа. — Он там в белых перчатках бурит на шведском оборудовании и свои 47–50 тыс. получает». Руководство ЛГОКа, в свою очередь, пытается решать проблему кадров, привлекая проходчиков и бурильщиков из городов, где предприятия закрылись. «Ребята из Челябинска, Каменска-Уральска, Архангельска счастливы, что мы их приглашаем, — утверждает Андрей Погодин, помощник заместителя гендиректора ЛГОКа. — У них в городах работы нет, а наш комбинат предоставляет им квартиры, обучает за свой счет».
Однако часть местных уверена, что ни приезжие, ни механизация комбинат не спасут. «Основной потребитель конечного продукта комбината — тантала, ниобия и других редких металлов — оборонная промышленность, — говорит Владимир Николаев, председатель Ловозерского райсовета, бывший директор ЛГОКа. — Эти металлы как раз и есть те самые нанотехнологии, без которых нет будущего. А раз так, то Ловозерский ГОК должно взять под свое крыло государство. Если же комбинат умрет, не будет и Ревды».
Ревда (в переводе с саамского – «место сбора оленей и лосей в период гона») — поселок городского типа, основан в Мурманской области в 1950 году на базе Ловозерского месторождения лопарита. Население — 9,4 тыс. человек, градообразующее предприятие — Ловозерский ГОК. Кроме него, в Ревде функционируют 18 частных предприятий, 90% из них — мелкоторговые. Согласно проекту генплана развития поселка, в Ревде планируется открытие туристско-рекреационного комплекса «Лапландская деревня» с кемпингом и турбазой, а также турбаз на Умбозере и Ревдозере, для чего необходимо создание единой туроператорской компании. План предусматривает также возрождение в поселке свиноводства (свинокомплекс на 1000 голов) и налаживание глубокой переработки оленины.
ООО «Ловозерский ГОК» — единственный в РФ производитель лопаритового концентрата — источника тантала (используется в электронике, оптике, акустике, хирургии, химической промышленности), ниобия (атомная промышленность, сверхпроводники, легированные стали, оптика) и редкоземельных металлов (лазеры, магниты, катализаторы). Осуществляет добычу и переработку лопаритовых руд с получением лопаритового концентрата. Единственный переработчик лопаритового концентрата на территории РФ — ОАО «Соликамский магниевый завод» (принадлежит пермскому ОАО «Сильвинит»). В 2009 г. комбинат выпустил 6,5 тонны концентрата, к 2012 г. планирует нарастить выпуск до 12 тыс. тонн. В 2008 году объем товарной продукции ЛГОКа составил 435 млн рублей, в 2009-м — 414 млн рублей. Обеспеченность местными запасами лопаритовых руд оценивается как высокая (свыше 60 лет). Возможно освоение нового соседнего месторождения лопарита — Аллуайв (оцениваемые запасы — 577,6 млн тонн).
Редкоземельные месторождения – особенности, сложности и перспективы
В последние несколько лет резко вырос интерес к редкоземельным металлам. Это связано c изменением конъюнктуры рынка и развитием технологий, определяющих рост спроса на металлы и их сплавы, обладающие уникальными технологическими свойствами. При этом стоимость некоторых лантаноидов, таких как тербий, лютеций, диспрозий, европий, сопоставима и в ряде случаев превышает стоимость золота и платины.
К редкоземельным металлам (РЗМ) относят химические элементы побочной подгруппы III группы периодической системы Менделеева: скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Скандий (Sc), однако, не всегда относят к РЗМ. Название “редкоземельные” дано в связи с тем, что они, во-первых, сравнительно редко встречаются в земной коре и, во-вторых, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде окислы (такие окислы в начале 19 в. и ранее назывались “землями”). В состав группы редкоземельных металлов входят элементы двух подсемейств, — цериевого (лёгкие — La, Се, Рг, Nd, Sm, Eu) и иттриевого (тяжёлые — Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Несмотря на повсеместную распространенность редкозмельных элементов, их концентрации в земной коре достаточно низкие. Месторождений характеризующихся высокой концентрацией редкоземельных элементов, позволяющих вести экономически эффективную добычу, чрезвычайно мало. Лантаноиды распространены в природе неодинаково, и элементы с четными атомными номерами встречаются значительно чаще, чем нечетные. Это обстоятельство сказывается на масштабах производств и ценах на редкоземельные металлы.
В зависимости от конъюнктуры рынка и потребностей отраслей промышленности интерес к освоению месторождений и переработке РЗМ менялся. В последние годы он заметно возрос, в России и странах СНГ можно отметить повышенный интерес к месторождениям РЗМ со стороны иностранных инвесторов. Это обусловлено особенностями рыночной политики последних нескольких лет. Китай, обладая обширной сырьевой базой, фактически монополизировал рынок РЗМ, ведя жесткую маркетинговую политику. В настоящее время Китаем контролируется около 95% рынка редкоземельных металлов. Введение Китаем ограничений на экспортные поставки РЗМ привело к панике на рынке, резкому росту цен и риску потери источника сырья для отдельных отраслей промышленности.
Столь жесткие ограничительные меры, введенные Китаем, обусловили интерес высокотехнологичных компаний к формированию собственной ресурсной базы, в том числе за счет участия в проектах отработки месторождений редкоземельных металлов. Этим объясняется активность западных и азиатских корпораций к проектам по освоению месторождений и рудопроявлений редкоземельных металлов на территории СНГ, прежде всего в России, Казахстане и на Украине.
Освоение редкоземельных месторождений в СНГ, несмотря на наличие спроса на конечную продукцию на мировом рынке, сопряжено с рядом сложностей, в т.ч.:
– cложностями привлечения финансирования в проекты стадии Гринфилд;
– достаточно сложным строением месторождений редкоземельных металлов, как правило, представленных комплексными рудами;
– сложностями извлечения отдельных элементов, возникающими при обогащении руд редкоземельных металлов и на последующем металлургическом переделе;
– проблемами лабораторной базы, необходимой для химических и минералогических исследований руд РЗМ.
Необходимо отметить, что при работе на территории России следует учитывать особый статус редкоземельных месторождений, зачастую относящихся к стратегическим. Это накладывает определенный отпечаток на открытость информации о месторождениях и возможность участия иностранного капитала в их освоении. В тоже время на государственной уровне фактически отсутствует работоспособная программы по проведению геологоразведочных работ с целью поиска новых месторождений. Стратегический статус редкоземельных месторождений вполне оправдан, учитывая их значимость для обеспечения обороноспособности страны и необходимость развития современных отечественных инновационных производств.
Фактически в России существует одно горнодобывающее предприятие, ведущее добычу руд, содержащих редкоземельные минералы – Ловозерский ГОК. В лопаритовых рудах Ловозерского месторождения содержание РЗМ достигает 1,12%. Извлечение редкоземельных металлов осуществляется попутно с титаном, танталом и ниобием.
Обогащение рудного сырья Ловозерского ГОКа производится на Обогатительной фабрике «Карнасурт», расположенной в пос. Ревда Ловозерского района Мурманской области. Главным рудным минералом является лопарит – минерал подкласса сложных оксидов, соединение, содержащее в переменных количествах оксиды титана, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, стронция и тория. В лопарите редкоземельные элементы относятся преимущественно к цериевой группе с преобладанием оксидов церия и лантана. В технической литературе лопарит обозначается формулами: (Na,Ce)TiO3, (REE,Na)(Ti,Nb)O3, (Na,Ce,Ca)(Ti,Nb,Ta)O3, (Na,Ce,Ca)2(Ti,Nb)2O6.
Обогащение руды на фабрике осуществляется по развитой гравитационной схеме с доводкой гравитационного чернового концентрата электрической и магнитной сепарацией.
Обогатительная фабрика выпускает один товарный концентрат – лопаритовый, характеризующийся содержанием лопарита на уровне
95 % и его извлечением > 80 %. Химический состав лопарита непостоянный, содержание диоксида титана изменяется в пределах 36-40 %, пентаоксид ниобия – 6-15 %, пентаоксида тантала – 0,6-0,8 %. Содержание ΣTR2O3 достигает 34 %, в среднем составляя
29 %.
Лопаритовый концентрат для дальнейшей переработки направляется на Соликамский магниевый завод (СМЗ). В основе технологического цикла СМЗ заложено производство магния путем электролиза солей магния с получением металлического магния и хлора. Хлор используется в качестве реагента для переработки сложного по составу редкометального сырья – лопаритового концентрата. Производство по переработке комплексного редкометального сырья на СМЗ введено в действие в начале 70-х годов прошлого века. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата на РЗМ приведена ниже. Редкоземельной продукцией Соликамского магниевого завода являются карбонаты редкоземельных металлов, выпускаемые по ТУ 1767-004-00545484-2002. Содержание ΣTR2O3 в карбонатах составляет ≥40 % с извлечением >95 %.
Продукция Соликамского магниевого завода отличается высоким качеством и востребована на мировом рынке. Почти вся она поставляется за рубеж, в Эстонию, Австрию, США и другие страны.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата Ловозерского ГОКа на Соликамском магниевом заводе.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата Ловозерского ГОКа на Соликамском магниевом заводе
Следует отметить, что неоднократно к данному производству проявляли интерес зарубежные (в т.ч. швейцарские, американские и японские) инвесторы. При разрыве производственных цепочек по переработке редкоземельного сырья и спроса со стороны промышленности в 90-е годы производство на комбинате стагнировало. После резкого роста цен на РЗМ в конце 2000-х годов эффективность добычи лопарита на Ловозерском ГОКе увеличилась. Передача контроля над данным рудником иностранному капиталу могла быть сопряжена с рядом рисков для государства, и весьма неслучайно, что были приняты превентивные меры, направленные на сохранение контроля над предприятием.
Несмотря на существенный износ основных фондов, при соответствующем финансировании Ловозерский ГОК обладает большим потенциалом для роста производительности и повышения рентабельности разработки месторождения. ГОК обладает значительной ресурсной базой. Запасы руды участка Умбозеро Ловозерского месторождения составляют около 28 млн. т, в том числе полезного минерала – 1,2 млн. т. Кроме редкоземельных металлов в составе лопаритовых руд содержится значительное количество оксидов ниобия и тантала.
Также следует отметить перспективы включения в отработку соседних участков недр, характеризующихся достаточно высоким содержанием редкоземельных металлов, в т.ч. с возможностью открытой добычи. Так, запасы руд участка Аллуайв составляют около 180 млн. т, месторождения Чингласуай – свыше 16 млн. т лопаритовых руд и 546 млн. т эвдиалитовых руд.
В России были приняты поправки к законодательству, ограничивающие возможности контроля иностранного капитала в проектах отработки стратегических месторождений. Зарубежные инвесторы также рассматривают проекты по промышленному освоению месторождений редкоземельных металлов в странах СНГ. Большинство из данных месторождений находится на стадии Гринфилд или в процессе опытной эксплуатации. Нужно отметить, что российский капитал обладает высокими стартовыми возможностями для реализации проектов в странах СНГ, включая протекционизм, «лояльность» местных властей, транспортную доступность и т.д. Тем не менее, к сожалению, российские инвесторы не столь активны, как их зарубежные коллеги из Китая, Японии и других стран.
Говоря о месторождениях руд, содержащих редкоземельные металлы, следует указать на существенное отличие их геологических и технологических характеристик. Однако практически на всех месторождениях редкоземельные элементы являются частью комплексных руд, включающих различные полезные компоненты. При этом самостоятельных минералов источников РЗМ немного и зачастую редкоземельные металлы присутствуют в виде изоморфных примесей к другим минералам, или входит в состав комплексных минералов, включающих несколько полезных компонентов. Это накладывает сложности на геологический учет и технологию переработки руд. Зачастую приходится искать баланс между извлечением РЗМ и других полезных компонентов.
Последнее обуславливает соответствующий единый подход к переработке сырья данных месторождений. Это, в первую очередь, – извлечение основного ценного компонента со сравнительно высоким целевым извлечением, во вторую очередь – попутное извлечение РЗМ в некий продукт с более или менее значимым достигаемым уровнем извлечения. И под «достигаемым уровнем» в данном случае следует понимать, что РЗМ извлекаются в продукцию по принципу «как получится», либо вовсе никак не извлекаются.
Такая картина наблюдается практически на всех эксплуатируемых российских месторождениях и месторождениях СНГ, независимо от того, какой минерал или элемент является целевым. Исключением является Ловозерский ГОК, но не потому, что там имеет место целевой подход к излечению РЗМ, а лишь потому, что редкоземельные элементы наряду с титаном, танталом и ниобием присутствуют в составе минерала – лопарита – и их извлечение соответствует извлечению лопарита в лопаритовый концентрат.
В условиях роста цен на РЗМ происходит пересмотр статуса уже отрабатываемых месторождений или поставленных на баланс (титан-циркониевые, фосфористого сырья и т.д.). Даже при относительно невысоких концентрациях редкоземельных элементов, ранее не рассматривавшийся, как источник доходности, в новых экономических реалиях стимулируется интерес к поиску технологий переработки с целью максимального извлечения редкоземельных элементов. Фактически месторождения приобретают статус комплексных, при этом в некоторых случаях вклад РЗМ в капитализацию проект освоения месторождения «паритетен» или превалирует над полезным компонентом ранее рассматривавшегося в качестве «основного» или «единственного».
Относительно РЗМ-содержащих месторождений, не эксплуатируемых в промышленном масштабе, или месторождений из нераспределенного фонда можно отметить следующее. Большинство технологических исследований по данным месторождениям осуществлялось при проведении геологических оценок, в период тех лет, когда редкоземельные элементы по различным причинам не могли рассматриваться в качестве товарного продукта. Изучению их поведения при переработке уделялось недостаточно внимания, выполненные исследования по извлечению РЗМ носили полуколичественный или даже качественный характер. А при опытной эксплуатации редкоземельных месторождений получаемые целевые концентраты зачастую выбраковывались по причине высокого радиационного фона, создаваемого в том числе содержащимися в них редкоземельными металлами. Такая ситуация имела место, например, на одном титано-циркониевом объекте, расположенном в Республике Казахстан. Именно высокий фон ильменитового и цирконового концентратов заставил собственников организовать на опытном производстве поиск технологических решений по выделению РЗМ в ильменитовые и цирконовые хвосты, которые в настоящее время, в условиях положительных изменений на рынке редкоземельных металлов, могут рассматриваться как концентраты РЗМ, пригодные для дальнейшей переработки.
Месторождения РЗМ по основному извлекаемому компоненту можно условно разделить на три группы: апатитовые, титан-циркониевые и тантал-ниобиевые.
Основное количество рудных месторождений РЗМ России и Новополтавское месторождение Украины относятся к апатит-нефелиновым и апатит-карбанатитовым горно-промышленным типам месторождений. К числу крупных российских месторождений относятся Юкспорское, Коашвинское, Олений ручей (апатит-нефелиновый тип), Селигдарское (апатитовый в карбонатитах), Белозиминское (коры выветривания карбонатитов). Во всех вышеперечисленных месторождениях в качестве основного сырьевого компонента выступает апатит, и переработка этих руд предусматривает обязательное выделение апатитового концентрата. При этом РЗМ в рудах данного типа в значительной степени ассоциированы как с апатитом, так и с другими рудными составляющими, а собственная минерализация редких земель имеет подчиненное значение. Это обуславливает количественное распределение РЗМ между апатитовым концентратом и хвостами апатитовой флотации, которое может варьироваться в существенной степени.
Юкспорское, Коашвинское месторождения и месторождение Олений ручей принадлежат Хибинской группе месторождений, содержание РЗМ в их рудах невелико, всего около 0,4% ΣTR2O3.
Первые два месторождения промышленно разрабатываются ОАО «Апатит», технология переработки сырья предусматривает флотационное обогащение с формированием апатитового и нефелинового концентратов, редкоземельные элементы количественно не извлекаются, а складируются либо в хвостохранилищах обогатительных фабрик, либо на шламохранилищах заводов по производству минеральных удобрений.
Лицензией на разработку месторождения Олений ручей владеет ЗАО «Северо-западная фосфорная компания». В настоящее время производство находится на этапе рабочего проектирования и строительства. В проектной технологии обогащения сырья основной акцент также делается на производство апатитовых и нефелиновых концентратов, однако, программа комплексной переработки предусматривает ряд мероприятий, направленных на извлечение РЗМ.
Содержание РЗМ в рудах Селигдарского месторождения находится на уровне близком к апатитам Хибинской группы, его руды содержат в среднем около 0,35%. При этом редкоземельные элементы находятся в руде не только в виде изоморфной примеси в апатите, но и в виде микровключений монацита. Проект создания Селигдарского горно-химического комплекса включал в себя строительство на базе месторождения горно-обогатительного комбината (карьер и обогатительная фабрика) и химического завода по производству комплексных фосфорно-магниевых удобрений. Технология переработки предусматривала получение апатитового концентрата. Производство продукта, содержащего РЗМ, данной концепцией не предполагалось. Однако вопрос с выбором недропользовователя до настоящего времени не решен, а месторождение по-прежнему рассматривается как месторождение апатитовых руд, редкоземельных металлов и строительного камня.
Белозиминское и Новополтавское месторождения в настоящее время не разрабатываются, проектирование по ним не ведется.
Рассматривая проблему извлечения РЗМ из апатит-нефелиновых и апатит-карбанатитовых руд, в которых редкие земли в большей или меньшей степени ассоциированы с апатитом, следует обратить особое внимание на дальнейшую переработку апатитового концентрата. В настоящее время в России апатитовый концентрат перерабатывают на удобрения преимущественно (
85 %) сернокислотным способом. При сернокислотном разложении РЗМ в собственный продукт не извлекаются, а переходят в низкоконцентрированные по РЗМ гипсовые отходы, которые вследствие присутствия лантаноидов характеризуются повышенным радиационным фоном, что приводит к известным сложностям при их складировании.
Вместе с тем, редкие земли могут быть извлечены из апатитового концентрата при его дальнейшей химической переработке на экстракционную фосфорную кислоту по азотокислому способу. Проведенные ранее исследования комплексной химической переработки апатитовых концентратов одного из вышеуказанных месторождений подтвердили возможность получения РЗМ в виде первичного осадка концентрата с извлечением РЗМ на уровне 72-78 % с содержанием суммы лантаноидов в данном продукте порядка 40-48 %. Полученная экстракционная фосфорная кислота была пригодна для дальнейшей переработки на минеральные удобрения: аммофос, диаммофос, нитрофоску, двойной суперфосфат и т.д.
В россыпных месторождениях редкие земли зачастую ассоциированы с титан-циркониевыми песками, РЗМ характеризуются собственной минерализацей и их содержание значительно превышает данный показатель для месторожденияй первой группы, и составляет 0,5-1,0%, по отдельным участкам достигая 4 % по ΣTRO. Одним из наиболее перспективных российских сырьевых источников россыпных РЗМ является циркон-рутил-ильменитовое месторождение Центральное. Республика Казахстан также обладает богатым по содержанию РЗМ ильменит-циркон-рутиловым месторождением Обуховское.
Извлечение РЗМ из титано-цирконивыех песков как правило происходит по двухстадийной схеме, где на первом этапе по гравитационной схеме получают коллективный концентрат, содержащий титан, цирконий и РЗМ. Далее коллективный концентрат подвергается переработке по многооперационной разветвленной схеме с использованием магнитных (слабое и сильное поле), электрических и гравитационных методов обогащения. В результате селективного обогащения образуются титансодержащие и цирконовые концентраты и концентраты РЗМ. По данной схеме переработки тяжелые РЗМ ассоциируются титансодержащими продуктами, а легкие РЗМ – с цирконом, при этом содержание ΣTRO в концентрате легких РЗМ достигает 12 %.
К третьему типу тантал-ниобиевых месторождений на территории России относятся Ловозерское месторождение, Катугинское танталовое месторождение, содержащее руду, богатую иттрием, а также преимущественно ниобиевые Томторское и Чуктуконское месторождения. Про Ловозерское месторождение было сказано выше, а три других месторождения в настоящее время промышленно не разрабатываются. Кроме того все они характеризуются проблемами, связанными с обогащением руд. Так, для Катугинского месторождения характерно получение несоответствующего действующим стандартам радиоактивно-опасных концентратов РЗМ: пирохлорового (ΣTR+YO=8,6 %) и гагаринит-флюоритового (ΣTR+YO=15 %). Руды Томторского месторождения, содержащие
10 % ΣTRO (участок Буранный), являются весьма сложным объектом для механического обогащения, ввиду тесной ассоциации минералов, и могут рассматриваться как природные черновые концентраты, пригодные непосредственно для гидрометаллургического передела. Руды Чуктуконского месторождений ( до 5 % ΣTRO) являются труднообогатимыми и извлечение полезных компонентов из них возможно только посредством применения химических методов.
Говоря о вопросах переработки руд и концентратов содержащих РЗЭ нельзя не указать на сложность проблемы металлургического передела. Получение концентратов РЗЭ является лишь первым этапом к получению товарного продукта. Несмотря на то, что на внешнем рынке могут быть востребованы достаточно бедные концентраты с содержанием РЗЭ от 10%, фактически промышленностью востребованы металлы с чистотой 99% и выше. Реализация на внешнем рынке бедных концентратов с одной стороны минимизирует выручку, в силу существенного дисконта на данное сырье, с другой стороны не позволяет использовать данное сырье непосредственно в России.
Переработка бедных концентратов в металлы достаточно сложный и энергоемкий процесс Технология получения высокочистых РЗМ в высокой степени зависит от особенностей используемого минерального сырья, однако имеет некоторые общие особенности. Как правило, на первом этапе технология предусматривает гидрометаллургическую переработку концентратов, включающую химическую обработку, вскрытие, выщелачивание и избавление от примесей, в результате чего получают коллективные химические соединения РЗМ. Далее следует процесс разделения лантаноидов, который технологически весьма сложен ввиду близости свойств металлов. Разделение первоначально производится на подгруппы, которые затем разъединяются на индивидуальные элементы путем дальнейшей экстракции из растворов. Индивидуальные редкие земли обычно осаждаются в виде оксалатов, которые обжигаются до получения оксидов. Очень высокая чистота оксидов может быть достигнута с помощью применения ионно-обменной технологии.
Достаточно развитые технологии извлечения индивидуальных РЗМ в металлы имеются во Франции и Китае. В России в настоящее время производство высокочистых РЗМ в промышленном масштабе не осуществляется.
Другой проблемой России, существенно влияющей на перспективы освоения новых месторождений РЗМ и переоценку балансовой принадлежности имеющихся, является сложность обеспечения оперативных и качественных лабораторных исследований руд редкоземельных элементов. Сложности лабораторных исследований обусловлены следующими факторами:
– редкоземельные элементы зачастую содержаться в очень низких (но промышленных) концентрациях, выходящих за порог чувствительности оборудования имеющегося в Российских лабораториях;
– отсутствием в лабораториях «стандартов» для проведения надежных анализов;
– невозможностью выполнять исследования по комплексным рудам содержащим самый широкий спектр элементов;
– ограниченной пропускной способностью лабораторий по количеству единовременно исследуемых проб, обуславливающих длительные сроки анализов;
– сложностью пробоподготовки для минералогического анализа руд содержащих РЗМ (достаточно сложных для анализа в т.ч. в силу изоморфных включений редкоземельных элементов), обусловленной отсутствием необходимой аппаратной части, методик и опыта исполнителей.
Несмотря на то, что в России имеются достаточно большой опыт исследований руд редкоземельных металлов, длительный период недофинансирования данного направления не мог не сказаться на состоянии лабораторной базы, не говоря уже про острый дефицит высококвалифицированных специалистов. По сути, вопрос возрождения и развития профильных научно-исследовательских организаций является приоритетной задачей государства. Необходимо разработать работоспособные механизмы стимулирования частных инвесторов к финансированию, как технологических исследований, так и лабораторно-исследовательской базы. Учитывая стратегическую значимость отрасли для страны вполне оправданным будет также целевое государственное финансирование приоритетных программ и месторождений РЗМ.
Следует отметить, основная задача перед страной состоит в формировании устойчивого внутреннего спроса на редкоземельные металлы, что невозможно без развития инновационных отраслей промышленности, а добыча редкоземельных руд и их переработка является только элементом инновационной составляющей экономики.
Уровень развития техники и технологии, а также инновационность промышленного производства коррелируется с количеством элементов таблицы Менделеева, используемых промышленностью. Если в древнем мире активно использовались только широко известные металлы (железо, медь, олово, золото, серебро, свинец), то в начале 20 века использовалось около 40-50 элементов. В настоящее время, из 118 элементов таблицы Д. И. Менделеева современной промышленность используется около 90 элемента. При этом, отмечен существенный разрыв в активном использовании данных элементов между наиболее инновационными и промышленно развитыми странами и развивающимися странами. По данному критерию последние, по сути, находятся в первой половине 20 века.
Простое декларирование перехода от сырьевой промышленности к промышленности высоких технологий невозможно без государственной стратегической программы, подкрепленной соответствующим финансированием. Россия имеет все возможности (сырьевые, интеллектуальные, технологические) быть в авангарде по многим направлениям науки и технологии. Одним из элементов обеспечивающих реализацию данных планов является внимание, как к развитию технологий на основе уникальных свойств редкоземельных металлов, так и поддержка горнодобывающей и перерабатывающей отрасли в освоении новых месторождений РЗМ.
Алла Постолатьева – инженер-металлург, к.т.н.
Андрей Твердов – к.т.н., Руководитель направления развития горных работ IMC Montan
Алексей Жура – к.э.н., Руководитель экономической оценки горных предприятий IMC Montan
Опубликовано в журнале “Золото и технологии” № 1(19)/март 2013 г.