На днях «Про Металл» рассказывал о том, как в мире в целом обстоят дела с добычей и использованием довольно редкого полуметалла теллура. Напомним, полуметаллами называют элементы, которые могут демонстрировать как металлические, так и неметаллические свойства.
Теллур внесён в список 50 критически важных для развития технологий элементов Министерством энергетики США. А что с теллуром происходит у нас, в России?
Сегодня открытую статистику по выпуску металлов достать сложно. По данным Исследовательской группы «Инфомайн», в последние годы производителей теллура было три — «большая тройка», занимающаяся медью.
Надо отметить, что в чистом виде теллур в природе не встречается, нет понятия «месторождение теллура». Теллур выпускают при переработке медеэлектролитных шламов.
«Уралэлектромедь» (холдинг УГМК) занималась теллуром ещё с того времени, когда её называли Пышминским медеэлектролитным заводом — с 1935 года. В последние годы производила 30–40 тонн теллура в год, «Кыштымский медеэлектролитный завод» (холдинг РМК) выпускал до 10 тонн. «Норникель» также его попутно выпускал, но цифр там не раскрывали. И теперь они не одиноки. Собственно, даже если посмотреть последний отчёт УГМК с «раскрытием информации», то из него крайне сложно понять, сколько и каких металлов было выпущено холдингом за прошлый год.
Но зато известно, что экспорт теллура из РФ составлял до 2021 году около 50–60 тонн, а потом, по экспертным оценкам, снизился до 30–40 тонн, то есть, видимо, производство падало.
А вскоре из этого «уравнения с неизвестными» выпадет «Норильский никель» — перевод медного завода в КНР автоматически приведёт к тому, что целый ряд ценных компонентов из концентрата (металлы платиновой группы, селен, золото и серебро, тот же теллур и прочие придётся извлекать уже в Китае). Впрочем, весь экспорт теллура и без того шёл в Китай, так что применительно к этому элементу большой беды не будет. Внутренние российские потребности в теллуре пока очень невелики.
Теперь свой теллур "Норникель", видимо, тоже будет извлекать в Китае.
К слову, обнаружен теллур не только на медно-никелевых месторождениях. Например, в Якутии АО «Серебро Магадана», входящее в «Полиметалл» получило лицензию на Агылкинское месторождение по результатам аукциона в октябре 2023 года.
Наиболее интересно месторождение тем, что содержит трехокись вольфрама в шеелитовой руде. Но также в нём в качестве сопутствующих компонентов есть рудное золото и серебро, медь, олово, и теллур (запасы по С2 — 150 тонн, прогнозные ресурсы Р1 - 40 т). Только будут ли этот теллур извлекать? Маловероятно.
«Полиметалл» не озвучивал ещё схему переработки руды, вероятнее всего, медный концентрат с Агылкинского будет направлен для переработки на свой завод в Амурске (Хабаровский край). Очень вряд ли там и теллур извлекут.
А попытка продать на экспорт концентрат с премиальной ценой по причине наличия там каких-то концентраций теллура — это очень нетривиальная задача для маркетолога. Если не сказать невыполнимая, хотя некоторые готовы попытаться. На днях коллеги из других СМИ разогнали новость про германий, который якобы будет добывать Nordgold на полиметаллическом месторождении Сардана там же в Якутии (хотя речь шла сугубо о предположительном варианте именно по реализации концентрата с содержанием германия — и, кстати, на Сардане только начинают геологоразведку с тем, чтобы поставить на госбаланс запасы и точно определить его состав, так что прогнозы несколько преждевременны).
Но что же происходит с внутренним потреблением теллура у нас в стране (при том, что его импорта в РФ просто не существует). Соединение теллура активно используются в солнечной энергетике (с чем в первую очередь и был связан рост интереса к этому элементу в последние годы). Но это касается далеко не всех технологий изготовления солнечных панелей.
На сегодня теллурид кадмия (CdTe) и селенид меди-индия (галлия) используются для производства самые популярные тонкопленочные элементы для коммерческого применения. Но только это... не российский вариант.
Представитель одной из наиболее крупных компаний в России «Юнигрин Энерджи», занимающейся солнечной энергетикой (свой завод по выпуску пластин монокристаллического кремния в Калининградской области) Денис Белозёров рассказал «Про Металлу»:
«У нас другая технология, мы когда-то давно начинали с тонких плёнок, но уже давно перешли на технологию HJT. Даже не знаю, есть ли у кого-то в России сейчас тонкие плёнки «в солнце», это маловероятно. У нашего варианта КПД в 2,5 раза выше, плюс большая эффективность в улавливании рассеянного света. Хотя отжившей я бы тонкоплёночную технологию я не назвал».
В мире теллур активно применяется в солнечной энергетике.
И это не удивительно. Тонкоплёночные солнечные панели CdTe, CIGS и CIS не так популярны, как кристаллический кремний, для жилых помещений из-за более низкой эффективности и большего требуемого пространства на ватт, но они дешевле. Более низкая стоимость за ватт делает эти технологии уникальными для солнечных электростанций, где пространство для установки не является ограничением, но затраты должны быть сведены к минимуму.
Итак, солнечная энергетика — мимо. В России есть несколько компаний, в названии которых фигурирует слово «теллур», но больше для красного словца. Реально с этим веществом они не работают (к слову сказать, теллур довольно токсичен).
Но внутреннее потребление полуметалла есть. Во-первых, такая вещь, как термоэлектрические элементы. При протекании тока через контакт двух полупроводниковых материалов (обычно это теллурид висмута и сплав кремний-германий) происходит интересный эффект, когда одна сторона контакта нагревается, а другая охлаждается.
Такие элементы применяются в ситуациях, когда необходимо охлаждение с небольшой разницей температур или энергетическая эффективность охладителя не важна. Например, в медицине, малогабаритных автомобильных холодильниках (термоэлектрический холодильник), охлаждаемых банкетных тележках, применяемых в общественном питании, так как применение компрессорной холодильной установки в этом случае невозможно или нецелесообразно из-за габаритов, и, кроме того, требуемая мощность охлаждения невелика.
А ещё — используется для охлаждения устройств с зарядовой связью (ПЗС-матриц) в цифровых фотокамерах. За счёт этого достигается заметное уменьшение теплового шума при длительных экспозициях (например, в астрофотографии). В общем, вещь достаточно специфичная и высокотехнологичная.
В 2020 году было объявлено, что «Роснано» и «УК «С-групп капитал менеджмент» десятью годами ранее профинансировали создание автоматизированного серийного производства термоэлектрических охлаждающих микромодулей «РМТ» в Нижнем Новгороде.
Производственный комплекс позволял выпускать 2 млн элементов в год. Инвестиции со стороны АО «Роснано» в проект составили 150 млн рублей, причём в виде займа было предоставлено и погашено в срок 165 млн руб. Доходность выхода (показатель IRR) превысила 17%. Между тем, в этот момент компания «Роснано» из проекта вышла, продав долю производителя термоэлектрических элементов дочерней структуры немецкой корпорации Ferrotec Europe GmbH.
Производственная площадка немецкой корпорации Ferrotec Europe GmbH.
Насколько известно, эта дочерняя компания Ferrotec Nord продолжает работать по сей день и даже сотрудничает с НИТУ «МИСиС». Не без проблем, конечно, а кому сейчас легко?
Ещё одно применение теллура — это легирующий элемент в металлургии. Например, теллур применяется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью (используемых, например, при производстве кабелей). При введении 0,05% теллура потери свинца на растворение под воздействием серной кислоты снижаются в 10 раз, и это используется при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.
Также важно то обстоятельство, что легированный теллуром свинец при обработке пластической деформацией не разупрочняется, и это позволяет вести технологию изготовления токоотводов аккумуляторных пластин методом холодной высечки и значительно увеличить срок службы и удельные характеристики аккумулятора. В составе сплава теллурид кадмия-цинка (CdZnTe) применяется в производстве детекторов рентгеновского и гамма-излучений, которые работают при комнатной температуре. Легируют теллуром также чугун...
Надо сказать, что научный прогресс не стоит на месте и постоянно предлагает новые применения давно известным веществам. Скорее всего, такая судьба ждёт и теллур.
Алексей Василивецкий
