Человек Наук. Доцент департамента металлургии: «Накопленных отходов предприятиям хватит на десятки лет»

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры металлургии цветных металлов УрФУ Денис Рогожников рассказал о том, что можно сделать с накопленными на Урале горами отходов, почему Казахстан опережает Россию в поиске и внедрении новых технологий и как зарубежные санкции могут поправить свердловскую экологию.

— Объем накопленных в Свердловской области отходов промпредприятий измеряется миллиардами тонн. Только красного шлама в алюминиевой промышленности — сотни миллионов тонн. Столько же отходов в медной промышленности. При переработке этого сырья хватит на десятки лет работы предприятий.

Большинство уральских заводов работают по советским технологиям. Все они, конечно, предполагают образование производственных отходов. Во многих странах столкнулись с проблемой ухудшения качества исходного сырья — природные запасы истощаются, существующие технологии к этому не приспособлены, поэтому предприятия вынуждены искать новые методы переработки. На Урале же острого дефицита качественного исходного сырья пока нет, поэтому и заводы не торопятся перестраиваться.

Наладить новую технологию переработки отходов на действующем предприятии действительно очень сложно. И очень дорого. Для этого необходимы глобальные изменения сырьевых и энергетических потоков, зачастую приходится частично или полностью останавливать действующее производство. К тому же в металлургии стандартная цепочка производства готовой продукции часто включает в себя несколько одновременно работающих в одном цикле заводов в разных городах, и поменять все это разом крайне проблематично. Иногда быстрее и дешевле построить с нуля новое производство, чем изменить технологии на действующем.

При этом, скажем, в Китае тоже большие запасы природных ресурсов — например, там сосредоточено больше половины всех мировых запасов редкоземельных металлов, то есть проблема с качеством сырья остро не стоит. Однако в плане рационального природопользования, повышения комплексности использования полезных ископаемых, уровня экологизации производства, а главное — более рационального подхода к проблеме утилизации металлургических отходов эта страна значительно нас опережает.

Но и у нас процесс все-таки пошел, хотя пока и не так быстро, как бы хотелось. Возьмите тот же Карабаш — еще лет 10 назад он считался одним из самых грязных городов в мире. Отходы завода десятилетиями складировались там, из них выросли гигантские черные горы... Но уже несколько лет внедряются новые технологии и ведутся работы по вовлечению отходов в переработку. Карабашские отвалы — это помимо прочего ценное сырье, они содержат значительное количество цветных металлов.

Или взять сточные воды обогатительных предприятий — 50 лет назад их сбрасывали просто в реки или заброшенные шахты. Сейчас они проходят определенные стадии очистки, доводятся до норм ПДК и сливаются в водоемы уже относительно чистыми либо повторно используются в технологии. С той или иной степенью эффективности это применяется уже на всех свердловских предприятиях.

Нельзя забывать, что промышленные отходы представляют серьезную экологическую опасность. Во всем мире ужесточаются требования экологического надзора, не исключение здесь и металлургические предприятия. В России процесс тоже идет, кроме того, существуют международные конвенции и стандарты, которые предписывают металлургическим предприятиям производить продукцию по определенным технологиям, отвечающим экологическим требованиям. В противном случае применяются санкции: продукция завода либо не закупается вообще, либо закупается с понижающим стоимость коэффициентом. Конечно, предприятиям это невыгодно.

Российские промышленники, к сожалению, не так много внимания уделяют научной сфере и разработкам. Мы видим нежелание со стороны производства развивать свои возможности и более эффективно потреблять природные ресурсы. Пока заводы получают большие доходы при нынешней экономической ситуации и с существующими технологиями, вводить более эффективные им нет необходимости. А вот когда в кризис 2008 года произошло резкое падение цен на цветные металлы, многие отечественные заводы сразу начали оптимизировать производство, занялись разработкой новых технологий. Это стало и серьезным научно-техническим толчком. Сегодня руководство металлургических предприятий понимает, что без создания новых технологий будущего у отечественной промышленности не будет. Минерально-сырьевая база не безгранична, она постепенно истощается.

И власти это понимают — интерес к науке со стороны государства в последние годы растет, выдаются стипендии и гранты президента, свои гранты и конкурсы есть в федеральном Министерстве образования и науки, в различных государственных фондах. Это, конечно, способствует научно-техническому прогрессу и привлекает в науку молодежь.

Исторически наша кафедра тесно сотрудничает с уральскими предприятиями: с УГМК-холдингом, Русской медной компаний, также с «Норильским никелем», предприятиями Казахстана и др. Под интересы конкретного предприятия мы разрабатываем отдельные части общей технологической схемы, которые позволяют повысить эффективность производства. Перед нами стоит задача по переработке не только тех отходов, которые образуются «с колес», но и старых отвалов. Отдельные предприятия вообще переходят исключительно на вторичное сырье. В Кировграде, например, филиал АО «Уралэлектромедь» работает частично и на вторичном сырье. Но это пока исключение.

Сейчас я занимаюсь проблемами комплексной переработки сложного полиметаллического сырья — медно-цинковых полупродуктов, бедных концентратов. Мы разрабатываем новые гидрометаллургические и комбинированные процессы и схемы переработки, являющиеся более современными и экологичными по сравнению с действующими технологиями. Это совершенно другой подход: применительно к бедному сырью существующие пирометаллургические технологии оказываются неэффективными и нерентабельными.

Пирометаллургия — это печи, плавка, высокие температуры, высокие капитальные затраты. Собственно металлургические технологии включают несколько стадий переплавки, электролитического выделения металлов, переработки образующихся отработанных растворов, твердых остатков и т.д. А гидрометаллургия — это, как правило, растворение концентратов в водных средах и последующее селективное разделение компонентов растворов с получением различных соединений, пригодных для производства высококачественной товарной продукции. Эти технологии энергетически и материально значительно менее затратные и более гибкие к качеству перерабатываемых материалов.

Гидрометаллургические технологии позволяют создать такое предприятие, которое наносит минимальный вред окружающей среде. В Полевском есть предприятие ОАО «Уралгидромедь», входящее в РМК, — уникальное производство, где в цехах растут цветы. Это первый положительный опыт российской металлургии по использованию только гидрометаллургической технологии для переработки отходов. Но это малое предприятие, его нельзя сравнивать с крупными заводами, большинство из которых пока вводят гидрометаллургию только локально, на отдельных участках.

Еще одно наше направление — переработка мышьяксодержащих материалов. Эти высокотоксичные соединения обнаруживают себя практически на всех стадиях металлургической переработки, что сказывается на качестве сырья и, конечно, на экологии. Основная задача сейчас — перевести мышьяк в труднорастворимую форму, в безвредное соединение, которое можно будет захоронить и не бояться, что впоследствии его может, к примеру, размыть осадками.

Сейчас переработанное сырье в основном используется тем же предприятием. Но есть много типов отходов, которые могут пойти, например, на производство бетона, строительных материалов, дорожных покрытий и т.д.

В целом ситуация в цветной металлургии такая, что данным побочным продуктам не уделяется должного внимания. Обычно они просто складируются «до лучших времен». В черной металлургии ситуация немного лучше — организовано сотрудничество с теми же строительными производствами. Для цветной металлургии можно было бы выстроить более эффективное взаимодействие разных отраслей, чтобы максимально повысить комплексность переработки, когда добываемые ресурсы используются эффективно, что, естественно, позволяет минимизировать количество отходов производства.