Разборщик терриконов — новая профессия для региона

Искусственные горы не только наносят ощутимый урон окружающей среде, но и занимают вожделенные гектары под застройку. Не один десяток лет длится решение проблемы “ненужных” отвалов

Горами отработанной шахтной породы усыпан Донбасс. Будто проснувшиеся вулканы, терриконы горят. Тонны пыли сдувает с них ветер. Искусственные горы не только наносят ощутимый урон окружающей среде, но и занимают вожделенные гектары под застройку. Не один десяток лет длится решение проблемы “ненужных” отвалов.

Все думают: снести (читай: переместить в сторону) или озеленить акациями? Но есть и третий выход: разобрать до основания. Разработан проект, согласно которому на базе закрывающихся шахт будут построены мини-заводы по извлечению из терриконов стратегически важных для страны алюминия, германия, скандия, галлия, иттрия и даже циркония!

Внедри эту технологию — решится целый комплекс проблем: экологических (шахтные поселки построены под терриконами), социальных (шахтеры будут трудоустроены), земельных (территории высвободятся под застройку). Не поверите: полученное из одного среднего объема террикона сырье стоит не менее 100 млн. долл.

Об этом и многом другом в эксклюзивном интервью корреспонденту “2000” поведал автор проекта Анатолий Мнухин, заместитель директора по научной работе Государственного макеевского научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности (МакНИИ).

Зерна — от плевел!

— Анатолий Григорьевич, как пришла идея искать “сокровища” в терриконах?

— Еще в 90-х ко мне обратилась инициативная группа. Ребята собирались торговать терриконами с Великобританией. Иностранцы планировали шахтной породой мостить у себя в стране дороги.

Представители инициативной группы взяли несколько терриконов в аренду под разборку с условием, что высвободившиеся территории отойдут шахте. Однако затея вывезти отвальную породу за границу не выгорела. Нужны были разрешения, крупная сумма денег на аренду места под ее ссыпку в Ждановском порту и многое другое. Но через два года я снова загорелся этой темой.

...С самого начала мне показалось странным: зачем привозить “пустую” породу для замостки дорог из-за трех морей? Стал разбираться, что есть в породных отвалах. Оказалось, буквально вся таблица Менделеева.

Главное — глиноземы (окись алюминия) для производства соответствующего металла. Редкие металлы: германий, скандий, галлий, иттрий. Причем в добычных количествах. Каково же было мое удивление, когда узнал, что в тонне шахтной породы содержание германия доходит до 57 г, в то время как из тонны надсмольных вод коксохимзаводов (продукты переработки угля в кокс) выбирают 3 г этого редкого металла.

Дабы сделать утилизацию терриконов максимально рентабельной, предстояло выяснить, есть ли выгодная технология извлечения алюминия из окиси, где содержание металла более чем в два раза ниже необходимого. В поисках ответа на этот вопрос я позвонил в Москву другу, кандидату наук (раньше он занимался космосом). Он сказал: “В окиси слишком мало алюминия — выбросьте!”

Я выждал год и написал ему письмо, где сформулировал вопрос конкретнее. А он: “Без обогащения ничего сделать нельзя”. И только спустя полгода на второе мое обращение ответил: “На алюминий не хватает — можно сделать силумин (сплав алюминия с кремнием; продукт не ржавеет и полируется)”.

Достоинство новой технологии заключается в том, что раньше сперва очищали алюминий от кремния, а потом в соединение добавляли его необходимое количество. В нашем же случае мы сразу удаляем только лишний кремний.

Переработка терриконов выгодней угледобычи

— Как наладить промышленную переработку минерального сырья в стратегически важные для страны металлы?

— На базе закрывающихся шахт необходимо создавать предприятия для разбора терриконов. Перелопатив отвал, просто извлечь из его породы германий, а затем везти ее на завод для выплавки алюминия нецелесообразно. Наличие на шахтах железнодорожных и автомобильных подъездных путей, помещений промышленного и бытового назначения, энергетического комплекса позволит сократить расходы и сроки введения в работу планируемого производства. Помимо этого, создание предприятий даст работу жителям шахтных поселков.

Мы разработали технологию переработки породы электровзрывом. Создали специальные дробилки и сепараторы, выделяющие отдельные элементы.

Экскаватор будет нагружать породу на ленточный конвейер, доставлять в производственное помещение к дробилке и далее — к железоотделителю (магнитная сепарация). Так, сначала отделяется железо и его соединения. Потом — сплав алюминия с кремнием. Следом — германий, скандий и другие редкие металлы. Оставшиеся отходы (15—20% общего количества породы) пригодны для производства стройматериалов. Технология извлечения редких элементов из шахтной породы полностью отработана и дополнительных исследований не требует.

— Сколько стоит построить перерабатывающий завод?

— Необходимо 4,7 млн. долл. на оснащение предприятия комплексной переработки отвалов плавильными печами и электрогидравлическими дробилками, а также примерно столько же на закупку химреактивов для работы.

— Какая рентабельность производства?

— Извлекать из шахтной породы ценное сырье выгодней, чем поднимать уголь на-гора. Если наладить означенное производство, уголь можно будет покупать в той же Польше, не рискуя горняками под землей. Мы составили соответствующее бизнес-предложение. На одном терриконе реально заработать 100 млн. долл., а в Донбассе их свыше тысячи.

— Почему ваше бизнес-предложение лишь на бумаге?

— Обращался к депутатам, в Кабмин. Все, что нам разрешили: “Занимайтесь этой работой за счет собственных средств”.

Маленькая страна

— Три недели назад мой звонок застал вас в аэропорту — я хотел взять интервью.

— Приглашали в Сингапур прочитать лекции о моих разработках. Иностранцы спросили: “Почему не внедряете разработки на родине?” Я ответил: “Чиновники мешают”. Они так удивились: “А у нас давно б их посадили”. Вот книгу подарили с подписью: “С нетерпением ждем плодотворного сотрудничества”.

— Что вас поразило в заграничной командировке?

— Дом новых технологий, который занимается внедрением передовых научных достижений. Огромное здание в 12 этажей с галереями-садами. Интересно не то, сколько оно стоит (помещения забиты оргтехникой), а во сколько государству обходится его содержание? Иметь такой научный дом не под силу нашей густонаселенной стране, тогда как Сингапуру с населением всего 4,6 млн. человек это по карману.

Меня приглашали обсудить технологию скоростной проходки подземных выработок. Дело в том, что у них очень экономно используют площадь. Вы заезжаете в универмаг, а дальше вниз идет пять этажей этого магазина. Кругом мрамор, эскалаторы, яркий свет.

В стране власть не менялась 40 лет, и нынче они ею довольны. Правительства не видно — ни по телевидению, ни в газетах. Никаких тебе громких заявлений — все заняты делом. Лозунг один: наше будущее — наша молодежь! Все. Других просто нет.

Вокруг исключительная чистота. За брошенный окурок в Сингапуре штраф 500 долл. Таксист, который нас возил, имеет квартиру 140 кв. м. Он бедный — такси арендует.

В стране четыре равноправных государственных языка. Когда заселяют новострой, следят, чтобы все национальности были представлены поровну. Правительство отслеживает ситуацию во избежание межнациональной розни.

Еще произвели сильное впечатление кулинарные комплексы размером со стадион — называются “Республика еды”. На ваш выбор блюда разных кухонь мира.

Состав терриконов

Германий — 55 г/т (рентабельность от 3 г/т);

скандий — 20 г/т (рентабельность от 10 г/т);

галлий — 100 г/т (рентабельность с 10 г/т);

общее количество редкоземельных элементов — 250 г/т.

Продукты переработки породы

Германий

Свойства: металл с очень высоким электрическим сопротивлением, в 57 тыс. раз большим, чем, например, у меди. Сплав германия с золотом сохраняет цвет золота и расширяется при охлаждении. Добавление двуокиси германия к стеклу позволяет получить оптические стекла с очень высоким показателем преломления.

Сфера применения: используют в качестве катализатора в металлургии и электротехнической промышленности, медицине, производстве бытовых пластмасс. Германиевые диоды, например, используют в изготовлении калькуляторов, полупроводники — в производстве телевизоров. В электронике, помимо полупроводниковых диодов, этот металл применяют для фотоэлементов и пленочных сопротивлений. Германий незаменим и в лазерной технике. Солнечные батареи в спутниках связи строят на германиевых подложках.

Стоимость: до 1400 долл./кг.

Скандий

Свойства: мягкий металл, в чистом виде легко поддается обработке — ковке, прокатке, штамповке. Легко растворяется в соляной, азотной и серной кислотах.

Сфера применения: незаменим в авиационной и космической промышленности, автопроме (моторы), криогенной технике, галогеновых лампах. Добавки скандия в сталь и чугун повышают их качество до статуса “спецметаллы высокой прочности”.

Стоимость: около 42 тыс. долл./кг.

Галлий

Свойства: в серной и соляной кислотах растворяется медленно, к азотной кислоте и вовсе устойчив. Расплавленный галлий при температурах выше 300°С взаимодействует со всеми конструкционными металлами и сплавами.

Сфера применения: атомная энергетика, конструирование полупроводниковых лазеров, термоэлементов для солнечных батарей. Используют для холодной пайки керамических и металлических изделий.

Стоимость: порядка 1,5 тыс. долл./кг.

Иттрий

Свойства: легкий и очень прочный металл.

Сфера применения: атомная и авиакосмическая промышленность (изготовление ракет), автомобилестроение.

Стоимость: около 440 долл./кг.

Цирконий

Свойства: сверхпроводник, выдерживает высокие нагрузки. Сгорает в воздухе (температура самовоспламенения — 250 °C) практически без выделения дыма, с высокой скоростью.

Сфера применения: в атомной энергетике используют для изготовления ядерных реакторов. Легирование сталей цирконием повышает их механические свойства и обрабатываемость. Применяют в производстве химических источников света (факелы, осветительные ракеты, осветительные бомбы, фотоавиабомбы), а также для создания костных, суставных, зубных протезов и хирургических инструментов.

Стоимость: около 14 долл./кг.

Справка

Анатолий Григорьевич Мнухин родился в 1945 г. в Макеевке (Донецкая обл.). В 1968-м закончил энергетический факультет Донецкого политехнического института по специальности “Электрические сети и системы”.

1969—1970 гг. — работал в Научном проектно-конструкторском институте взрывозащищенного электрооборудования (Донецк), занимался проблемами надежности электрооборудования.

1970—1999 гг. — заведовал лабораторией госконтрольных испытаний на взрывобезопасность электрооборудования и спецметодов взрывозащиты МакНИИ.

1999 г. — заместитель директора по научной работе НПО “ДонМаш” и технический директор НПО “Электрогидравлика”.

2000 г. — избран академиком Академии инженерных наук Украины по изучению инженерных проблем горного дела.

С 2001 г. — заместитель директора по научной работе МакНИИ.

2003 г. — избран академиком по отделению “Специальные технологии” Академии технологических наук Украины.

2006 г. — избран академиком Международной академии авторов научных открытий и изобретений и академиком Украинской академии наук. Тогда же ему присвоили звание “Заслуженный изобретатель Украины”.

Научную работу Мнухин совмещает с педагогической, под его руководством подготовлено 28 инженеров энергетических специальностей.

Автор 350 научных работ, в т. ч. 108 авторских свидетельств и патентов, четырех монографий и двух научных открытий.

Награжден орденами “Шахтерская слава” I, II и III степеней, “Шахтерская доблесть” III степени.

 
Роман ПОБЕРЕЖНЮК