Вторник, Июнь 25, 2024
Ключ к североонежским бокситам снова подобран

02.12.2022

Ноу-хау

Ключ к североонежским бокситам снова подобран

Российские учёные придумали новый способ получения алюминиевого сырья

Российские учёные из Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им. В.И. Вернадского РАН создали новый способ получения алюминиевого сырья — глинозёма из бокситовой руды. Статья опубликована в международном техническом журнале о достижениях в металлургии Hydrometallurgy. Методика создана под конкретный проект — перезапуск Североонежского месторождения, которое не используется на полную мощность из-за плохого качества руды.

Импортозамещение: жизнь заставляет

Напомним, что для выплавки алюминия, который в чистом виде не встречается в природе, необходим глинозём. Основной рудой для его получения являются бокситы, которые перерабатываются в глинозём (оксид алюминия), а из него уже получают алюминий. Технологии меняются, металлурги ищут новые способы обогащения бокситов. И вот российские ученые предложили своё решение. Оговоримся, что технология не отработана на практике и, как принято в производстве, понадобится ещё много времени, чтобы обкатать её, а главное, обосновать экономически. А для этого нужны немалые инвестиции. В любом случае, бизнес ищет все варианты, которые смогут помочь в импортзамещении, привлекая для этого весь потенциал.

Сейчас с ввозом в Россию глинозёма проблемы. Ещё в марте серьёзный удар нанесли власти Австралии, запретив экспорт глинозёма и алюминиевых руд в страну, а это почти 20% от потребностей российской алюминиевой промышленности. 

Пришлось вспомнить и о собственных национальных месторождениях — наша страна находится на седьмом месте в мире по разведанным запасам бокситов. Из этих месторождений разрабатывается только четверть, так как добыча в большинстве случаев нерентабельна из-за низкого качества руды. Вот тут может пригодиться Северо-Онежское месторождение (Архангельская область), где спрятаны огромные рудные ресурсы, по различным оценкам около 400 млн т.

Североонежский бокситоносный район включает в себя Иксинское месторождение — одно из самых крупных месторождений бокситов, уникальное по своим запасам. Оно представлено шестью разновеликими пластообразными залежами: Беловодской, Евсюковской, Чирцовской, Кудрявцевской, Тарасовской и Казаковской. С 1976 года разработку Иксинского месторождения открытым способом ведёт ПАО «Северо-Онежский бокситовый рудник» (СОБР). По итогам 2021 года выручка предприятия составила 458 млн рублей (-42,7% к 2020 году), чистый убыток — 119 млн рублей. В 2018–2020 годах предприятие было прибыльным.  А вот единственным крупным потребителем продукции был Бокситогоргский глинозёмный завод (БГЗ). И когда в кризис 2008 года потребление алюминия упало и БГЗ перестал закупать продукцию рудника, СОБР едва не обанкротился, а месторождения стояло под угрозой консервации.

Первая тонна североонежского боксита добыта 29 июня 1974 года. Машинисты экскаваторов Николай Васильевич Киндратишин и Олег Владимирович Усанов погрузили её в восемь «КрАЗов»

Действительно, добывать здесь сложно: руда не самого лучшего качества, она содержит до 20% примеси оксида кремния (кремнезёма). С такой примесью нельзя использовать стандартную технологию получения глинозёма из алюминиевой руды, основанной на химической реакции с щёлочью — так называемый способ Байера.

Что за способ такой?

Способ Байера — способ выделения глинозёма из боксита — основан на выщелачивании, цель которого растворить содержащийся в боксите оксид алюминия Al2O3, избежав перевода в раствор остальных составляющих боксита. В основе способа лежит обратимая химическая реакция.

«Спасли» ситуацию учёные из Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им. В.И. Вернадского РАН. Они разработали бисульфатный способ извлечения алюминия без растворения кремнезёма.

«Мы использовали реактор высокого давления для интенсификации процесса выщелачивания, что позволило извлечь более 90% алюминия. Помимо этого, проанализировали поведение редкоземельных металлов, которые в избытке содержатся в боксите. Это стратегические элементы для экономики, и в дальнейшем они могут быть сконцентрированы и выделены в отдельный продукт, что многократно увеличит рентабельность всей технологии», — рассказал руководитель проекта, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории сорбционных методов ГЕОХИ РАН Дмитрий Валеев.

Североонежский бокситоносный район включает в себя Иксинское месторождение — одно из самых крупных месторождений бокситов, уникальное по своим запасам

Бисульфатный способ сочетает в себе преимущества кислотных и щелочных методов и позволяет получать глинозём высокого качества. 

Эксперты признают, что у технологии пока много слабых мест и этот метод получения глинозёма известен давно. Способ разрабатывался институтами ВАМИ, ИМЕТ РАН и МИСиС применительно к различным видам сырья, включая Северо-Онежские бокситы. Исследования авторов из ГЕОХИ не отличаются новизной от ранее выполненных и до сих пор не вышедших из теоретических и лабораторных стадий. Но даже на этом этапе авторам не удалось решить вопрос получения глинозёма металлургического качества. Получен очень мелкий и загрязненный примесями глинозём (превышение по хрому, фосфору, железу), непригодный для производства алюминия на заводах. Абсолютно не проработаны вопросы материального и энергетического баланса, регенерации реагентов, утилизации стоков и отходов, аппаратурного оформления процесса, без решения которых технология просто не состоятельна. Применяемые на технологических переделах работы являются грязными с экологической точки зрения и дорогостоящими с экономической. Для всего этого требуется дорогое кислотостойкое оборудование, которое не производится в России.

Почему за алюминием будущее

Судя по всему, Североонежское месторождение только в далёкой перспективе может стать рентабельным из-за высоких цен на алюминий и транспортной доступности внутри страны. Конечно, возить из Архангельской области дешевле, чем из закрытой Австралии или Гвинеи. И есть безусловный тренд: спрос на алюминий растёт во всём мире. Алюминий — это металл XXI века: транспорт, высотные здания, ракеты, кухонные принадлежности, станки — всё это невозможно сегодня представить без него. Алюминий — легендарный материал: легковесный, коррозионностойкий, электропроводимый. Это основа индустриальной эпохи. К примеру, власти Москвы в этом году заявили о переходе на строительство из алюминия. Он морозоустойчив, а алюминиевые конструкции долговечны. Производители и эксперты рынка говорят, что при надлежащем обслуживании они способны простоять без замены и ремонта до 100 лет и при этом выдержать рабочий температурный режим эксплуатации от минус 80 до плюс 80 градусов по Цельсию, не теряя своих характеристик.

Как замечают эксперты, потребление алюминия в мире в ближайшие два десятилетия серьёзно вырастет — его будет толкать вверх переход мирового автопарка на электродвигатель. Дело в том, что в ходе производства одного электромобиля расходуется на 2/3 больше алюминия, чем при производстве автомобиля с бензиновым двигателем.

Российский экспорт алюминия в Китай достиг рекордных значений: за десять месяцев года поставки туда составили €1 млрд

«Алюминий используется в ключевых отраслях экономики, таких как транспорт, строительство, энергетика и упаковка, — объясняет аналитик ИК «ВЕЛЕС Капитал» Василий Данилов. — Особенно значим этот металл для перехода к «зелёной» экономике. Например, производители электромобилей стремятся максимально облегчить вес изделий, в том числе за счёт замены части стальных деталей на алюминиевые».

Китай, к примеру, уже объявил, к 2035 году 50% всех продаваемых в стране автомобилей должны быть электробилями, вторая половина — неподключаемыми гибридами. Кроме того, вырастет спрос на алюминий из-за необходимости выстраивания инфраструктуры по обеспечению электроэнергией миллионов зарядных станций.

«Алюминий будет играть важную роль в глобальном энергопереходе, поэтому спрос на него будет только расти», — отмечает вице-президент, старший кредитный эксперт Moody’s Денис Перевезенцев.

Дополнительную остроту ситуации придаёт текущий энергетический кризис. Из-за роста цен на топливо и электроэнергию производители начинают сокращать производство. В частности, в Китае, на который приходится более половины производства и потребления алюминия, из-за вводимых ограничений энергопотребления остановлен ряд заводов. В Европе на некоторых заводах производство не восстановилось до сих пор, не достигло допандемийных показателей и вряд ли достигнет, потому что конца энергетическому кризису пока не видно. По оптимистичным оценкам экспертов, мировой дефицит алюминия в 2023 году достигнет более 1,5 млн т. И вот тут-то Североонежское месторождение с его огромными запасами сырья точно пригодится. Осталось дело за «малым» — обкатать технологию и доказать её эффективность на практике. 

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Теги: алюминий, Североонежское месторождение

Последние публикации

25.06.2024

Отрёкшемуся «Полиметаллу» евро не подадут
Европейские банки хотят разорвать отношения с компанией

25.06.2024

Задержан президент «Селигдара» Константин Бейрит
Но проекты «Селигдара» не должны остановиться

25.06.2024

Чем объяснить тренд на алюминиевые окна
ПВХ постепенно выходит из моды

24.06.2024

Кармет меняет карму
Есть ли жизнь после ArcellorMittal?