CC BY
21
DOI 10.30686/1609-9192-2020-6-80-83
Оценка постэксплуатационного состояния вольфрамово-молибденового месторождения и возможности нового его вовлечения в природопользование
P.O. Калов, д-р геогр. наук, проф. кафедры «Экономика» ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова, г. Нальчик, Россия
Г.А. Бекаров, канд. экон. наук, доц. ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова, г. Нальчик, Россия_
Целью проведенной работы является осуществление комплексной оценки постэксплуатационного состояния и условий нового вовлечения Тырныаузского вольфрамово-молибденово-го месторождения в природопользование.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- проведение комплексной оценки постэксплуатационной природно-техногенной эволюции рудного и нерудного минерального вещества в пределах мест очевидного нарушения месторождения;
- оценка остаточных балансовых запасов сырья на предмет бездефицитного функционирования металлургического комплекса на долговременную перспективу;
- обобщение вариантов снижения эколого-производствен-ных рисков на новом этапе эксплуатации исходного сырья и последовательной утилизации ранее накопленных отходов.
В работе применены метод анализа и обобщения исследований, выполненных ранее; метод полевых работ, исторический, сравнительно-географический, статистический, ландшафтный методы. Введение
Тырныаузское вольфрамово-молибденовое месторождение локализовано в восточной части выклинивания геосинклинальной области Передового хребта и находится на пересечении двух тектонических структур - Тырныауз-Пшекишского тектонического 150-километрового шовного участка и субмеридиональной тектонической зоны. На нем во второй половине XX в. базировалась металлургическая отрасль Кабардино-Балкарии. Она ежегодно перерабатывала 6,6 млн т металлической руды и производила около 14 тыс. т концентратов. Комплекс представлял пространственно разорванное производственное объединение Тырныаузского горно-обогатительного комбината и гидрометаллургического завода в г. Нальчике.
Повсеместное разбалансирование хозяйственного комплекса страны 1990-е годы привело к закономерному снижению экономической эффективности добычи и обогащения сырья исследуемого предприятия. Стихийный рост цен на все элементы оборотных фондов, технологическое сырье, топливо и оборудование при устойчивом снижении платежеспособного спроса гражданских потребителей в сочетании с последовательным сворачиванием оборонного заказа, привело в 2000 г. к полной остановке эксплуатации месторождения. В результате до 10% молибдена и порядка 50% вольфрама, по оценке отраслевых экспертов, ныне импортируется, в денежном выражении размер ежегодного ввоза составляет $65 млн.
Результаты
За 60 лет интенсивной эксплуатации 25 рудньгх тел месторождения балансовые его запасы заметно сократились. За этот период полностью списаны с баланса предприятия 7 рудных тел: Скарн 27 (в пределах высот 2390-2615 м), Скарн 30 (28252865 м), Южный скарн (2465-2630 м), Скарнированные мраморы Северо-западного скарна (2615-2940 м), Северные роговики (2241-2630 м), Гранитоиды Центра (2615-2765 м), Роговики Центра (2242-2390 м).
Кроме того, в четырех рудных телах: рудном теле Сложное, Слепой залежи, Роговиках Слепой залежи, Скарнированных мраморах Юго-Запада списана часть балансовых запасов сырья, затронутых зоной влияния смежной добычи. В списанную категорию также вошли и все забалансовые рудные тела Амфиболовых роговиков.
Таким образом, на начало 2016 г., остаточные балансовые запасы месторождения были представлены тремя типами оруде-нения, большей частью различающимися по характеру морфологии и минерального состава:
- скарновые руды, сформировавшиеся путем глубинной трансформации магматических и осадочных отложений под влиянием мощного давления и высокой температуры; в совокупности учтенных запасов руд месторождения их доля составляет 46%, в которых заключено около 66% трехокиси вольфрама;
- гранитоидные и роговиковые руды, которые составляют 22% от всех запасов источника, с содержанием 20% молибдена; удельная концентрация последнего 0,05% [1];
- скарнированные мраморы в пределах 32% от балансовых запасов руд, последние включают 29% трехокиси вольфрама с долевым содержанием 0,154% и 25% молибдена с удельным весом 0,03%.
Обозначенные особенности структуры остаточных рудоносных скарнов в нынешнем постэксплуатационном состоянии хорошо просматриваются. Так, скарновое тело чаще всего приурочено к контакту толщи ороговикованных песчаников и сланцев с мраморизованными известняками и имеет форму антиклинальной складки, шарнир которой погружается на восток примерно под углом 50° (рис. 1).
Рис. 1 свидетельствует об отсутствии в структуре главного рудного тела месторождения выраженной закономерности в залегании рудоносных скарнов. Антиклинальная форма рудного тела осложнена скарнами в средней его части среди известняков.
Молибден встречается в шеелите, повелите, молибдените; последний заключает в себе около 60% молибдена. Он представляет мелкие серебристые чешуйки с размером зерна в десятые доли
Молибденовый пик
Условные обозыяпздшя;
[ I - известняки | Iроговики |у.:гу::1 оропздивовдвшдс паяшшш н конгломераты
1+++1 лсйкок|>аюаые п>знктонды ^э^швн 11 контактные'' сдйрвц
зова дробления н гранзт-сульфидныс скарны
Рис. 1 Схема структур главного рудного тела Тырныаузского месторождения
миллиметра, реже он встречается в виде тонкозернистой вкрапленности. Распределение молибденита в главном рудном теле неравномерное: наиболее обогащенные им участки приурочены к северо-западному флангу рудного тела и центральному скарну. Восточный же перегиб главного рудного тела, обогащенный вольфрамом, содержит молибденит в минимальном количестве, его содержание с глубиной практически не меняется [2].
По содержанию трехокиси вольфрама и молибдена скарно-вые руды различаются:
- шеелитовые руды, содержащие минимум молибдена;
- шеелито-молибденовые руды, в которых шеелит явно преобладает над молибденом;
- молибденовые руды, в которых шеелит присутствует в незначительных количествах.
В отличие от скарновых, роговиковые и гранитоидные руды содержат в промышленных концентрациях только молибден, вольфрама в них крайне мало. Молибден представлен молибденитом и повеллитом, где шестивалентный молибден связан только с повеллитом [3].
Скарновые мраморы как промышленный тип оруденения присутствуют в виде скарновых жил и прожилков в мраморах лежачего бока главного скарна, длина которых варьирует в пределах от 10 до 50 м, а их мощность - от 0,5 до 2 м. Массовая доля скарновых минералов колеблется от 10 до 30%, концентрация полезных компонентов в них снижается по мере удаления от лежачего бока главного скарна, с глубиной интенсивность ору-денения возрастает. Кроме того, руды несут в себе еще около 20 попутных компонентов благородных, цветных и редких металлов, что сулит значимые перспективы для комбинированного использования ресурсов месторождения на базе инновационных технологий.
По оценке отраслевых экспертов, постэксплуатационное рудное тело с охарактеризованной совокупностью горнотехнических свойств на начало 2016 г. сосредотачивает в себе около 530 тыс. т балансовых запасов триоксида вольфрама. Изложенные параметры оруденения и уточненные балансовые запасы месторождения в первом приближении можно оценить как благоприятные для продолжения разработки на долговременную перспективу. Возможность организации рентабельного природопользования на его базе находится в тесной зависимости от того, насколько адекватную характеру остаточной руды технологию обогащения удастся подобрать потенциальным инвесторам.
Выраженная «скудность» исходного сырья применительно к концентрации вольфрама и молибдена (0,13-0,85%) обусловливает целесообразность внедрения инновационной европейской практики обогащения сырья. Суть инновации состоит в совмещении гидрометаллургического и пирометаллургиче-ского способов обработки руды. Данный метод позволяет поднять долю вольфрама в концентрате до 69%. Последний востребован в гидрометаллургии и в черной металлургии, а также в оборонной промышленности.
Значительным экономическим потенциалом представляется утилизация ранее накопленных на площади 31 га рудных и нерудных техногенных отходов. Их суммарный объем оценивается в 25 млн т. Сочетание параллельной переработки исходного сырья и техногенных отходов существенно повышает шанс на достижение металлургическим комплексом устойчивой точки безубыточности производства на длительный период. По прогнозам экспертов, повторное вовлечение ранее потерянного сырья позволит выпускать дополнительно к основному производству: вольфрама - на $23 млн, молибдена - на $8 млн, меди - на $2 млн ежегодно [1].
Необходимо разработать новые технологические регламенты производства и на их основе из существующих инновационных подходов организации переработки сырья определиться с наиболее адекватными подходами применительно к специфике Тырныаузского месторождения. Так, имеется определенный потенциал для оптимизации пространственной организации технологических процессов. Инновационным элементом организации будущей добычи сырья может стать корректировка технологии использования активных пространств. Суть идеи заключается в складировании вскрышных пород открытых разработок в заранее подготовленном уже выработанном пространстве. Метод позволит активнее разворачивать фронт горнорудных работ внутри карьера [4]. Закладка выработанной площади вскрышными породами над подземным рудником обеспечит в тесном ущелье совмещение подземных и открытых работ в одной вертикальной плоскости. Размещение большей части вскрышных материалов (до 80-90%) на плоскости отработанного пространства заметно уменьшит негативное влияние процесса добычи на горнодолинные ландшафты; снизит издержки на измельчение, обогащение сырья и затраты на содержание хвостохранилищ в среднем до 1,5 раз [5].
Важный резерв имеется в плане совершенствования подхода к добыче руды. Предложение заключается в том, чтобы использовать имеющийся перепад высот между верхним и нижним рудопроявлениями (3250 и 1850 м соответственно) месторождения, который составляет 1400 м. Следовательно, подход к рудо-проявлениям безболезненно можно сместить вниз по склону, к примеру, спустившись на 120 м к юго-западу города, что обеспечит безусловное снижение себестоимости добычи единицы сырья.
Не реализован потенциал возможной экологизации закладки отходов. Между тем есть возможность повышения сохранности исходного состояния складируемых редкоземельных руд путем создания благоприятной геохимической среды в отвальном массиве с помощью минералов-стабилизаторов. Данный прием обеспечит высокие показатели сохранности редкоземельного сырья в подземном руднике и повторного, без потерь, возврата их в производственный процесс [6].
Несколько можно упростить внутриотвальные операции с сырьем. Метод заключается во внутриотвальном перераспределении попутных редких металлов, в частности, никельсодер-жащих некондиционных пород. В период их хранения в процессе гипергенеза происходит выщелачивание редких металлов
и миграция растворов в обогащенный слой, где происходит сорбция ценных химических элементов [7].
Проверенным способом повышения рентабельности любого производства является увеличение удельного веса конечной продукции в структуре товарной продукции. В оцениваемой перспективе имеется аналогичный резерв повышения эффективности. Так, включение в стандартную структуру металлургического комплекса мощностей по производству конечной товарной продукции в виде высокопрочных режущих инструментов в кооперации с АО «Терекалмаз» позволит поднять общий уровень рентабельности металлургического производства и восстановить фактически «размытую» специализацию «Терекалмаза».
Тандем двух предприятий позволит производить конечную продукцию с высокой коррозионной стойкостью и значительной твердостью. Безальтернативным технологическим элементом производства указанной наукоемкой продукции является нанокристаллический карбид вольфрама, который также может выпускаться комбинатом в качестве профильной товарной продукции.
Встраивание нового предприятия в жесткие рыночные условия потребует пересмотра практиковавшейся ранее системы его электроэнергоснабжения. В доперестроечное время доля издержек на покупную электроэнергию в структуре затрат достигала 40%, что заведомо обрекало комбинат на низкую конкурентоспособность.
Применительно к нынешней ситуации необходимо изыскивать варианты снижения давления данного фактора на себестоимость продукции. Так, возможен вариант установки собственного сверхмалого энергоагрегата с использованием водовода высокого давления новой обогатительной фабрики. Перепад высот рудного тела в районе локализации водовода составит около 700 м, добавление к данной схеме накопителя для шахтных вод позволит получать 1,5-2 МВт электроэнергии в год. Некоторый резерв для уменьшения покупных энергозатрат имеется на реке Гижгит, где перепад высот составляет 130 м, ее потенциал может обеспечить еще около 2-3 МВт энергоресурсов. Следовательно, примерно до половины годового потребления электроэнергии будет произведено путем реализации внутренних резервов.
Конечно, кардинальным решением проблемы стало бы возведение на р. Баксан малого ГЭС в районе речного створа Былым. В случае оптимистического развития событий она полностью сняла бы электроэнергетическую проблему, резко снизив долю главной статьи себестоимости товарной продукции - затрат на электроэнергию. Однако одновременное инвестирование и металлургического комплекса, и гидроэлектростанции в постпандемических экономических условиях - практически невыполнимая задача.
Широкие дискуссии вызывают перспективы важного элемента бывшего металлургического комплекса - Нальчикского гидрометаллургического завода. Еще в советское время он был локализован в Тырныаузе, но под предлогом целесообразности повышения индекса промышленного развития столицы республики он был передислоцирован в Нальчик. Однако очевидная несовместимость бальнеологического центра федерального значения с токсичным производством сделала неизбежным очередной перенос предприятия. Претендентом на такое место называют Прохладненский район, где завод на первом этапе может перерабатывать привозное сырье из других регионов страны, как это было в девяностые годы. Однако нет никакого резона в его переносе на равнину, существенно расширяя границы экологических рисков. К тому же обеспечить устойчивое развитие «Гидрометзавода» привозным сырьем практически
невозможно, это было бы наступанием «на те же грабли». Коль неизбежно предприятие будет выстроено заново, нет веских аргументов в пользу осуществления промежуточного капиталоемкого хода. Целесообразнее совместить возведение предприятия с проектируемым горнодобывающим комплексом в г. Тырныаузе.
Единственный раздел проекта, по которому сложился полный консенсус в обществе, - это возможные социальные дивиденды реализации данного плана. Возведение металлургического комплекса реанимирует моногород Тырныауз, который изначально появился исключительно благодаря самому же предприятию. Запуск нового комбината обеспечит создание не менее одной тысячи рабочих мест, в том числе квалифицированных. Следствием возрождения комбината станет и реанимация взаимообусловленного промышленного и гражданского строительства в населенном пункте, которое в свою очередь обеспечит столько же горных жителей постоянной работой. Следовательно, около двух тысяч семей переориентируются с существования исключительно на государственные пособия на психологически комфортные для людей «белые» доходы, снизив атмосферу иждивенчества и социальной напряженности в горах.
В связи со значительными масштабами накопленных в городе проблем республиканским властям необходимо разработать широкий спектр инструментариев для реализации глобального в масштабах Юга России проекта с одновременным лоббированием признания городского округа Тырныауз территорией опережающего развития. Заключение
Тырныаузское вольфрамово-молибденовое месторождение за 60 лет интенсивной эксплуатации заметно исчерпало балансовые запасы руды. За этот же период комбинат накопил значительный объем частично рекультивированных и захороненных хвостохранилищ. Последние фактически представляют собой комплексное техногенное месторождение неметаллического и металлического сырья.
Основным условием уверенного возвращения проектируемого предприятия на рынок вольфрама и молибдена является налаживание комплексного извлечения полезных компонентов из добываемой исходной руды по безотходной схеме.
Накопленные ранее отходы промышленного передела сырья являются не только элементами-токсикантами, но потенциально экономически перспективными ресурсами. Произошедшее снижение балансовых запасов руды по сравнению с исходными их объемами в период первого запуска предприятия вынудит вновь возводимое предприятие целенаправленно вовлекать вторичные ресурсы на правах основного производства. Следовательно, вовлечение захороненных отходов даст национальной экономике не только ценные легированные металлы и строительные материалы, но и обеспечит последовательное уменьшение риска возникновения нештатной техногенной ситуации в речной долине.
Необходимо провести всесторонний маркетинговый анализ текущего спроса мирового рынка и прогнозирование его тенденций в среднесрочной перспективе. Новое вовлечение месторождения в природопользование позволит отказаться от дорогостоящего импорта вольфрама и молибдена в Россию, обеспечив устойчивое снабжение традиционных отечественных потребителей продукции на долговременную перспективу. Восстановление горно-металлургического комплекса на базе Тырныаузского вольфрамово-молибденового месторождения, безусловно, сыграло бы и значительную социально-экономическую стабилизирующую в роль в горной зоне Кабардино-Балкарии.
Статья подготовлена при финансовой поддержке РФФИ. Грант № 19-010-00882.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:
1. Еортников Н.С. и др. Утилизация хранилищ промышленных отходов обогатительной фабрики ТВМК - одно из необходимых мероприятий для решения экологических проблем в Приэльбрусье // Устойчивое развитие: экология, экономика, социальные отношения. - Вестник ВНУ РАН. - Т. 14. - 2014. - №1. - С. 35-43.
2. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П. Геоэкология освоения недр Земли и экогеотехнологии разработки месторождений. - М.: Научтехлитиздат. - 2015. - 360 с
3. Пыталев И.А. Тенденции развития научно-методических основ определения параметров открытых горных работ при комплексном освоении недр Земли. Условия устойчивого функционирования минерально-сырьевого комплекса России. Вып. 3 // Горный информационно-аналитический бюллетень (специальный выпуск). - 2015. - №4 С. 29-36.
4. Трубецкой К.Н. Развитие науки и технологий в области открытой разработки месторождений в XXI веке. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых ученых. -М.: ИПКОН РАН, 2015. - С. 5-8.
5. Радченко Д.Н., Лавенков В.С. и др. Совместная утилизация отходов обогащения и горно-химического производства при комплексном освоении месторождений многокомпонентных руд // Горный журнал. - 2016. - №12. - С. 17-24.
6. Трубецкой К.Н., Захаров В.Н. и др. Эффективные технологии использования тех-
ногенных георесурсов - основа экологической безопасности освоения недр // Горный журнал.
- 2016. - №5. - С. 21-27.
7. Каплунов Д.Р., Юков В.А. Принципы устойчивого и экологически сбалансированного освоения недр на базе комбинированных геотехнологий // Горный журнал. - 2015. -№11. - С. 32-36.
8. Крылова Л.Н. и др. Выщелачивание металлов из труднообогатимого промпродукта флотации медно-цинковых колчедановых руд // Обогащение руд. - №6. - 2016. - С. 14-18.
9. Еременко В.А. и др. Технология оперативного мониторинга напряженно-деформированного состояния разрабатываемого массива горных пород // Горный журнал. - 2015. №8. - С. 42-47.
10. Рылъникова М.В., Галченко Ю.П., Радченко Д.Н. Методика проведения мониторинга современного сотояния горнотехнических систем и окружающей среды в регионах их функционирования. Условия устойчивого функционирования минералъно-сыръевого комплекса России. Вып. 2 // Горный информационно-аналитический бюллетенъ (специ-алъный выпуск). - 2014. - №12. - С. 9-27.
11. Трубецкой К.Н, Каплунов Д.Р., Рылъникова М.В. Принципы обоснования параметров устойчивого и экологически сбалансированного освоения месторождений твердых полезных ископаемых. Условия устойчивого функционирования минералъно-сыръевого комплекса России. Вып. 2 // Горный информационно-аналитический бюллетенъ (специ-алъный выпуск). - 2014. - №12. - С. 3-8. -
12. Калов Р. О., Тогузаев Т.Х., Бекаров Г.А. Эколого-экономическая зона как сбалансированная природно-хозяйственная конструкция с заданными свойствами. -М.: АСВ, 2019.
- 138 с.
Оценка постэксплуатационного состояния вольфрамово-молибденового месторождения и возможности нового его вовлечения в природопользование
P.O. Калов, Г.А. Бекаров, e-mail: [email protected]
Аннотация: Запасы основного в России Приморского вольфрамового месторождения близки к исчерпанию. В этой связи все последнее десятилетие обсуждается вопрос о целесообразности возобновления природопользования на базе Тырныаузского вольфрамово-молибденового месторождения в Кабардино-Балкарской Республике (КБР). По оценке отраслевых экспертов, в рудном поле последнего все еще сосредоточено около 50% от общих запасов вольфрама РФ.
Однако реализации идеи будет препятствовать целый ряд как внешних, так и внутренних лимитирующих факторов. Мировой спрос на вольфрам и молибден характеризуется высокой вола-тильностью. Классические механизмы регулирования рынка цветных металлов в России пока еще в зачаточном состоянии. Производственная инфраструктура Тырныаузского комбината полностью разрушена, что обрекает реализацию проекта на высокую капиталоемкость.
Серьезные изменения претерпели нарушенные промышленной разработкой заброшенные рудные поля, обусловленные интенсивными геохимическими и гравитационными процессами. Физико-химическая их трансформация под влиянием внутренних и внешних условий вызвала новообразования подвижных и токсичных соединений, не проявлявшиеся на момент прекращения природопользования. В конечном итоге, природно-техногенная эволюция рудного и нерудного минерального вещества обусловили заметное сокращение доли балансовых запасов сырья в месторождении.
Окончательному определению перспектив предприятия должно предшествовать осмысление очевидных рисков, избежать которых не удастся. Так, в случае возведения нового металлургического предприятия хозяйственную деятельность оно будет вести в новых рыночных условиях с более жесткими требованиями к горнотехническим параметрам месторождения. По своей специфике добыча и переработка руды являются высокоэнергоемким производством. Добиться высокой его рентабельности в условияхустойчивого малоконтролируемого роста цен на энергоносители - непростая задача. Малоподъемны прогнозные инвестиции на запуск нового горнодобывающего комплекса с инновационной технологией, по разным оценкам, они будут достигать 22-29 млрд руб. Безвозвратно потеряна династия доперестроечных горняков, а на создание нового высококвалифицированного коллектива уйдут годы.
Ключевые слова: Тырныаузское вольфрамово-молибденовое месторождение, оценка постэксплуатационного состояния месторождения, балансовые запасы руд, ценные легированные металлы, строительные материалы, экономика, экономически перспективные ресурсы
Assessment of Post-Mining Condition of a Tungsten-Molybdenum Deposit and Possibility of its New Development
R.O. Kalov, G.A. Bekarov
Abstract: Reserves of the main Russian tungsten deposit, the Pri-morye Field, are close to depletion. In this connection, the feasibility of resuming the development of the Tyrnyauz tungsten-molybdenum deposit in the Kabardino-Balkar Republic (KBR) has been the subject of discussion for the past decade. According to industry experts, the ore field of this deposit still contains about 50% ofthe totaltungsten reserves ofthe Russian Federation. However, implementation ofthe idea will be hindered by a number of both external and internal constraints. The world demand for tungsten and molybdenum is characterized with high volatility. Classical mechanisms to regulate the non-ferrous metals market in Russia are still rudimentary. The production infrastructure at the Tyrnyauz Plant has been completely destroyed, which means high capital costs for the project.
The abandoned ore fields disturbed by industrial development have undergone serious changes due to intensive geochemical and gravitational processes. This physical and chemical transformation was caused by internal and external conditions which resulted in formation of migratory and toxic aggregates that had not been manifested at the time of the mine closure. As a result- the naturaland man-caused evolution of ores and nonmetallic minerals has caused a significant reduction in the balance reserves of this deposit.
The final decision regarding this project should be based on comprehensive understanding the obvious risks, which are impossible to avoid. Thus, if the decision is made to build a new metallurgical enterprise, it will then operate in the new market conditions with more stringent requirements regarding the mining and geological parameters of the deposit. Ore extraction and processing are inherently highly energy intensive processes. It is not an easy task to achieve its high profitability under conditions of constant and unpredictable growth in energy prices. Forecast investments to launch a new mining complex with innovative technology are too high; according to various estimates, they may reach 22-29 billion rubles. The generation of specialists who used to work at the mine before the Perestroyka is gone, and it will take years to create a new highly qualified team.
Keywords: Tyrnyauz tungsten-molybdenum deposit, assessment of the post-mining condition of the deposit, balance ore reserves, valuable alloy metals, construction materials, economics, economically promising resources
