Новые горизонты цветной металлургии Казахстана

Минерально-сырьевые ресурсы Земли конечны и многие из них невосполнимы. При этом снижение качества руд является мировой тенденцией и характерно для большинства месторождений металлов. Разведанные запасы богатых руд практически повсеместно заканчиваются, и объективная реальность - переход к переработке труднообогатимого, сложного и бедного рудного сырья.

Металлургическая промышленность в Казахстане является ведущей отраслью экономики, на долю которой по результатам 2020 года приходится более 21% общего объема промышленного производства и 43% общего объема обрабатываю¬щей промышленности.

По богатству недр минеральными ресурсами и их разнообразию республика входит в группу стран - мировых лидеров, однако по качеству руды уступает основным мировым производителям металлов.

Решения сырьевых проблем особо актуально для цветной металлургии Казахстана. Так, сегодня медная и свинцово-цинковая подотрасли испытывают серьезные трудности по обеспечению действующих предприятий исходным сырьем, заканчиваются руды Жезказгана, Малеевки, других месторождений.

Значительным потенциалом страны являются крупнейшие месторождения медно-порфирового типа, вовлечение в отработку которых связано прежде всего с необходимостью решения ряда технологических проблем, что позволит вести рентабельную переработку таких видов низкосортного сырья. Поэтому создание высокоэффективных технологий добычи и комплексной переработки такого класса месторождений цветных металлов является в настоящее время одной из главных и актуальных задач освоения имеющихся ресурсов.

Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья РК, имеющий огромный опыт успешного решения сложных техно-логических задач в области черной и цветной металлургии, представил на соискание Государственной премии РК 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».

Данный труд является результатом многолетних научно-технологических разработок ведущих и известных в мире научных и производственных коллективов Казахстана, а авторы - крупные ученые республики в области горно-металлургических наук, имеющие огромный опыт в создании и освоении новых металлургических технологий.

Включенные в работу комплексы технологий соответствуют мировому уровню, они защищены патентами РК, позволяющими создать в Казахстане надежную долговременную сырьевую базу для предприятий цветной и черной металлургии за счет вовлечения в переработку более 1 млрд тонн трудноизвлекаемых, низкокачественных, списанных запасов медных и окисленных свинцово-цинковых руд.

Только внедрение технологии повторной отработки списанных в потери запасов в целиках различного назначения на Тишинском и Малеевском рудниках, Орловской, Артемьевской, Первомайской шахтах позволило почти в 2 раза повысить интенсивность выемки руды из ка¬мер, в 1,3 раза увеличить производи¬тельность труда и снизить затраты на закладочные работы, уменьшив потери и разубоживание руды с экономическим эффектом 1,5 млн долларов. Повторная отработка руды на Жезказганском месторождении позволила дополнительно добыть из междукамерных целиков более 11 млн тонн ценной руды.

Новые гидроимпульсные технологии за счет сверхзвуковой скорости выбрасываемой воды дают возможность увеличить производительность разработки почти в 15 раз. Их использование при разрушении крепких и абразивных руд и пород позволяет перейти на поточное транспортирование, обеспечить безопасность проходки и эксплуатации выработок без дополнительных затрат, восьмикратно снизить объемы проветривания.

Селедоставка при подземной от¬работке наклонных рудных залежей обеспечивает безопасное ведение очистных работ, значительно сокращает объемы горно-подготовительных работ и эксплуатационные затраты. Сформированный в выработанном пространстве внутренний отвал вместимостью 34 млн тонн позволил АО «Костанайские минералы» получить экономию в 384 млн тенге.

Авторами при изучении химизма и механизма высокотемпературных процессов установлено неизвестное ранее новое явление, а именно: значительное ускорение процессов образования силицидов железа при взаимодействии оксида кремния с углеродом и железом в присутствии оксида кальция. Сделанное научное открытие позволило предложить принципиально новые технологические решения - прямую переработку оксидных полиметаллических руд, минуя стадию обогащения, с высокой степенью извлечения не только тяжелых цветных метал¬лов, но и всех других составляющих компонентов руды и значительным увеличением комплексности использования сырья.

Данный подход отработан на рудах месторождений «Жайрем» и «Шалкия», «Шаймерден» и «Ачисай», «Актогай», «Саяк», «Молдыбай», «Бозшаколь», «Нурказган», «Шатырколь». Аналогично на окисленных и смешанных медных рудах с получением хлоридного концентрата меди, черновой меди и ферросилиция.

Большой интерес для черной металлургии вызывает оригинальный экономичный способ получения высокочистого и высококонцентрированного ферросилиция ФС75 с низкими затратами кокса, кварцита, электроэнергии и полного исключения дефицитной стальной стружки.

Для окисленных и смешанных низкосортных медных руд месторождений «Актогай», «Коунрад», «Бенкала», «Нурказган», «Шатыр-куль», «Карчига», «Таскора», «Борлы», «Аяк-Коджан», «Бозшаколь», «Байтемир», «Бесчоку», «Жезказган», «Вавилонское», «Ай», «Коксай», «Алмалы», «Шагала» и других созданы и освоены новые гидрометаллургические технологии переработки, по которым ежегодно производится 12% казахстанской меди (~50 тыс. тонн).

Представленный на конкурс труд позволяет утверждать, что создан¬ные авторами принципиально новые технологические подходы способствуют успешному решению острой сырьевой проблемы в цветной металлургии и росту в целом конкурентоспособности всей горно-металлургической отрасли Казахстана, а авторы работы достойны присуждения им Государственной премии РК в области науки и техники имени аль-Фараби.

Султанбек Кожахметов,

академик Национальной академии наук РК,

лауреат Государственной премии СССР в области науки и техники

Газета «Казахстанская правда», 12 августа 2021 г.