Легендарный Тырныаузский горно-обогатительный комбинат (ГОК) на одноименном месторождении вольфрама и молибдена в Кабардино-Балкарии за 60 лет своей истории проделал путь от гордости советской цветной металлургии до заброшенных руин в горах Приэльбрусья. В 2018 году компания «Эльбрусский горнорудный комбинат» (ЭГРК), входящая в государственную корпорацию «Ростех», приобрела лицензию и приступила к реализации проекта возрождения добычи на уникальном месторождении. Как планируется осуществить это проект, учитывая огромное количество сложностей, приведших к гибели советского ГОКа?
Жизнь и смерть вольфрамового гиганта
Тырныаузское месторождение было открыто в 1934 году, и уже в 1937 году началось строительство ГОКа в верховьях Баксанского ущелья. Первая продукция был произведена в 1939 году, а в 1942 году предприятие было полностью уничтожено серией взрывов, чтобы не допустить его попадания в руки наступающих частей фашистской Германии. Сразу после Великой Отечественной войны комбинат был отстроен заново.
До 1968 года месторождение отрабатывалось подземным способом, позднее производилась комбинированная отработка открытым и подземным способами. Подземный рудник находился на отметках 2–2,5 км над уровнем моря, открытый карьер – на высоте выше 3 км. Добытая руда измельчалась на высотной площадке рудника и затем перепускалась по системе пульпопроводов на почти километр вниз на обогатительную фабрику. Производимый на фабрике концентрат транспортировался на дальнейшую переработку на гидрометаллургический завод в г. Нальчик, а отвальные хвосты по пульпопроводу перекачивались в хвостохранилище, расположенное в 12 км от ГОКа. На пике свой производительности Тырныаузский ГОК перерабатывал до 10 млн т руды в год.
В 1990-х годах ГОК потерял основные заказы на свою продукцию от оборонной промышленности, и в 2001 году предприятие обанкротилось и остановило свою производственную деятельность. Впоследствии все промышленные здания и сооружения ГОКа были разрушены, металлические части и оборудование разграблены на металлолом, подземный рудник заброшен без осуществления требуемых процедур по его консервации.
Уникальный металл
Уникальные физические свойства вольфрама, в число которых входят высокие твердость, плотность и тугоплавкость, а также отсутствие природных заменителей этого металла позволяют вольфраму находить широкое применение в целом ряде отраслей промышленности. Вольфрам используется в тяжелом машиностроении, производстве специальных сплавов и быстрорежущего инструмента. Конечные потребители продукции из вольфрама включают в себя нефтегазодобывающую, энергетическую, транспортную, авиакосмическую, электротехническую отрасли. Тяжелые сплавы вольфрама находят широкое применение в оборонной промышленности.
Крупнейшим производителем вольфрама в мире с долее более 85 % от общемирового производства и обладателем крупнейших запасов вольфрама является Китай. Россия занимает второе место по производству в мире с долей порядка 4 %. В условиях безоговорочного доминирования Китая на мировом рынке вольфрама любые изменения в вольфрамовой отрасли этой страны сказываются на ситуации на мировом рынке. Важность вольфрама для отдельных отраслей промышленности и практически монопольное положение Китая на рынке заставило многие развитые мировые страны включить вольфрам в список стратегических полезных ресурсов.
Добыча вольфрама в России сконцентрирована в Дальневосточном регионе. Основными производителями вольфрамовых концентратов являются Приморский, Лермонтовский, Новоорловский ГОКи и более мелкие производители. Тырныаузское месторождение является одним из крупнейших в мире по разведанным запасам вольфрама и крупнейшим в России, с почти 40 % общих запасов вольфрама в стране. Разработка месторождения позволит решить в долгосрочной перспективе вопрос обеспечения ресурсной безопасности России в части этого стратегического металла.
Ключевые вызовы в начале пути
Цена на вольфрам крайне волатильна из-за относительно небольшого размера мирового рынка этого металла, на котором есть один доминирующий игрок – Китай. В этих условиях достижение конкурентной себестоимости продукции на мировом уровне является необходимым условием эффективного развития месторождения. «Основные вызовы, с которыми нам пришлось столкнуться при реализации проекта, можно условно разделить на три больших блока: технологические, логистические и экологические», – рассказывает генеральный директор ЭГРК Игорь Ушаков.
Несмотря на огромные запасы вольфрама, Тырныаузское месторождение характеризуется сложным геологическим строением и относительным невысоким содержанием металла в руде. Руды месторождения делятся на три основных типа: скарны, скарнированные мраморы и биотитовые роговики, каждый из которых характеризуется разным содержанием металла и различными подходами к обогащению. Для загрузки гигантских производственных мощностей Тырныаузского ГОКа перерабатывались одновременно все типы руд, что значительно снижало эффективность производства и привело к коллапсу предприятия при переходе к рыночной экономике.
Месторождение является одним из самых высокогорных в мире, и многие примененные при его строительстве в советское время проектные решения невозможно реализовать сегодня по причине их дороговизны. Реконструкция двух существующих шахтных стволов глубиной порядка одного километра, строительство многокилометровой системы пульпопроводов, связывающих фабрику с рудником и хвостохранилищем, строительство новой канатной дороги будут стоить десятки миллиардов рублей и не позволят добиться экономической окупаемости проекта.
Расположение месторождения в Приэльбрусье, являющемся уникальной экосистемой и динамично развивающимся туристическим регионом, делает вопросы экологической безопасности проекта первостепенными. Наследие Тырныаузского ГОКа в виде гигантского заброшенного хвостохранилища представляет собой большую экологическую угрозу для района, подверженного селям, и его содержание тяжёлым бременем лежит на плечах федерального и регионального бюджетов.
«Ключевая задача, которую нам удалось решить в ходе проведения проектно-изыскательских работ, – это поиск технологии, позволяющей эффективно отрабатывать запасы месторождения и максимизировать извлечение полезных компонентов из сложной руды, в то же время нивелируя негативное воздействие на окружающую среду. Были проработаны десятки вариантов планирования горного календаря, отработаны различные методы обогащения руды. Дополнительная сложность состояла в том, что мы столкнулись с последствиями варварского уничтожения Тырныаузского ГОКа. Все здания предприятия были полностью разрушены, в подземном руднике были извлечены даже металлические крепления выработок, юридически все необходимые для проекта активы, включая горно-капитальные выработки, находились в конкурсной массе предприятия-банкрота», – рассказывает Игорь Ушаков.
Оптимизация добычи – ключ к успеху проекта
В ходе проектирования мощность рудника была принята в 1,5 млн т в год, что значительно меньше мощности советского ГОКа, однако такая производительность позволит обеспечить всю потребность вольфрама в России и также даст возможность поставлять вольфрам на экспорт. Было рассмотрено более 20 систем отработки, принята камерная система отработки месторождения с закладкой выработанного пространства.
Конструктивными элементами камерных систем разработки с закладкой выработанного пространства являются параметры камеры, учитывающие допустимые пролёты обнажения. Система учитывает сложные горнотехнические условия, в числе которых склонность к горным ударам, и обеспечивает заданную производительность при соблюдении требований безопасности ведения работ.
Особенностью принятой камерной системы разработки является отработка запасов в восходящем порядке снизу вверх. Выработки, проходимые в кровле камеры и являющиеся буровыми, при переходе фронта работ на вышележащий горизонт становятся буро-доставочными. Поэтому при развитии фронта работ вертикально на несколько горизонтов выше проходке подлежат только выработки в кровле камеры, что способствует снижению объёмов нарезных работ почти на 30 %.
Система отработки позволяет эффективно использовать существующие горно-капитальные выработки, после их частичной реконструкции будет обеспечен доступ к практически вскрытым запасам, горные работы планируются в непосредственной близости от основного откаточного горизонта 2 015 м. Оптимальная разрезка месторождения, порядок ведения горных работ с учётом геомеханических условий и нормативной прочности закладочной смеси, количество камер в одновременной работе на одном горизонте и количество горизонтов в работе в различные периоды отработки позволяют обеспечить максимальную производительность рудника. Система отработки также позволяет обеспечить проветривание рудника по единой одноступенчатой схеме вентиляции.
«Выбранная система отработки позволяет минимизировать потери богатой руды и в то же время обеспечить сохранность запасов, являющихся на сегодняшний день экономически и технологически неэффективными для извлечения. Кроме того, применение хвостов обогатительной фабрики для подготовки закладочной смеси для погашения отработанного пространства решает важнейшую задачу по минимизации вредного воздействия на окружающую среду региона за счёт отказа от строительства нового или эксплуатации существующего хвостохранилища. Планируемое внедрение современных процессов автоматизации горных работ позволит обеспечить безопасность производственных процессов и увеличить производительность труда», – отмечает заместитель генерального директора ЭГРК по проектной и операционной деятельности Владимир Карелин.
Технология переработки для создания конкурентной продукции
Одним из важнейших проектных решений стало размещение обогатительной фабрики непосредственно на площадке рудника на отметке 2 040 м. По сравнению с фабрикой Тырныаузского ГОКа, находившейся в черте города Тырныауза, это позволит избежать дорогостоящей транспортировки руды к подножью горы, а также эффективно транспортировать хвосты обогащения на поверхностный закладочный комплекс для приготовления закладочной смеси, направляемой в подземный рудник для погашения отработанных камер.
Обогатительная фабрика предусматривает многостадийную флотационную технологию обогащения руды с производством вольфрамового и молибденового концентратов. Учитывая негативный опыт Тырныаузского ГОКа по коллективно-селективной флотации всех типов руд месторождения, с целью оптимизации извлечения полезных компонентов проектом предусмотрена переработка только скарновых руд на первом этапе, с дальнейшим постепенным вводом дополнительных технологических звеньев для переработки других труднообогатимых типов руды.
Отходы обогатительной фабрики в основном будут использоваться для последующей закладки выработанного пространства подземного рудника, и лишь небольшая часть хвостов будет осушаться и складироваться в чаше отработанного ранее Тырныаузским ГОКом карьера Мукуланский. Для этой цели проектом предусмотрено строительство поверхностного закладочного комплекса на отметке 2 440 м.
Невозможность полного разделения вольфрама и молибдена флотационной технологией обуславливает необходимость введения гидрометаллургического передела по переработке концентратов обогащения. Проектом предусмотрено строительство гидрометаллургического завода на площадке регионального индустриального парка в г. Невинномысске Ставропольского края, приблизительно в 200 км от г. Тырныауза. Данный выбор обусловлен близостью к железнодорожным путям, развитой инфраструктурой, доступностью квалифицированных кадров и наличием в г. Невинномысске территории опережающего социально-экономического развития.
Продуктами производства гидрометаллургического завода будут высокочистые оксиды вольфрама и молибдена, не уступающие по качеству продукции мировых лидеров в производстве тугоплавких металлов. Мощность предприятия составит более 5 тыс. т оксида вольфрама и 1,5 тыс. т оксида молибдена в год.
Применяемая технология представляет собой две технологические линии: автоклавно-содовая для переработки вольфрамового концентрата и автоклавно-сернокислая для молибденового. Данное решение позволяет технологически связать две линии общими потоками материалов. Отходы одной линии являются реагентами для другой, и переход материалов из одной линии в другую тем самым повышает общее извлечение полезных компонентов в готовую продукцию, обеспечивая комплексный подход к переработке сырья.
Разработанная технология подлежит глубокой степени автоматизации и имеет большой ресурс для модернизации и совершенствования. Незначительные дополнения к аппаратурной схеме позволяют получать, кроме оксидов, дополнительный широкий спектр готовой продукции (вольфрамовая кислота, метавольфрамат аммония, синий оксид вольфрама) и перерабатывать вторичные вольфрамо-молибденовые отходы. Кроме основной продукции, в технологическом процессе образуются попутные продукты (кальцит, гипс, сульфат натрия и сульфат аммония), на которые имеется устойчивый спрос в ряде отраслей отечественной промышленности.
«Одной из важнейших задач при разработке технологии гидрометаллургии была охрана окружающей среды. Нами разработана замкнутая схема водопотребления и технологические решения по газоочистке и рекуперации тепла, которые не только являются примером ресурсо- и реагентосбережения, но и делают будущее предприятие экологически безопасным», – говорит Владимир Карелин.
Путь к возрождению месторождения
Сегодня ЭГРК выполняет проектно-изыскательские работы на месторождении. Отобраны представительные пробы руды и проводятся опытно-промышленные испытания разработанных технологических регламентов по обогащению и гидрометаллургии, приготовлению закладочной смеси из хвостов обогащения. Практически выполнен весь комплекс инженерных изысканий на площадке будущего предприятия. Ведётся работа над проектно-сметной документацией. В ближайшее время компания приступает к строительству дороги на месторождение.
«Возрождение добычи на Тырныаузском месторождении является стратегической задачей по обеспечению российской промышленности одним из ключевых сырьевых продуктов. Однако не менее важной задачей проекта является социальная. Проект позволит создать высокотехнологичное производство, требующее высококвалифицированной рабочей силы, и внесёт значительный вклад в социально-экономическое развитие Кабардино-Балкарской Республики, Ставропольского края и всего Северного Кавказа», – утверждает Игорь Ушаков.
Новости Тырныаузского ГОКа
Проект возрождения Тырныаузского месторождения реализуется при активной поддержке федеральных и региональных органов власти. «Ключевым проектом для нас сегодня является Тырныаузское месторождение вольфрамо-молибденовых руд. Мы посвятили сегодня обсуждению этого много времени для того, чтобы быть уверенными в том, что мы двигаемся в правильном направлении, обеспечивая реализацию этого проекта. Чтобы к концу 2023 года мы уже получили готовую продукцию», – говорил министр промышленности Денис Мантуров в ходе недавней рабочей поездки в Кабардино-Балкарию.
Ввод в эксплуатацию горно-металлургического комплекса на базе Тырныаузского месторождения позволит на ближайшие десятилетия удовлетворить потребность в вольфрамовом сырье и, кроме того, сформировать платформу для развития дальнейших переделов по производству высокотехнологичной вольфрамовой продукции, как, например, инструменты из карбидов вольфрама, которая на сегодняшний день практически полностью импортируется в Россию из-за рубежа.