Фосфор, как известно, это не металл. 90% добываемого фосфора используется в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений и кормовых добавок для животных. Но вот из оставшихся 10% как минимум 7% играют большую роль в промышленности, в частности, в горно-металлургической отрасли.
Положению в России с фосфоросодержащим сырьём, направлениями использования фосфора и его основным технологическим переделам была посвящена на днях конференция Группы Creon.
Хорошая новость: запасам фосфора в наших недрах, в отличие от ряда других элементов, быстрое истощение не грозит.
Более того, как рассказал на конференции главный специалист отдела анализа минерально-сырьевого комплекса ВИМС Сергей Прыгов, Россия обеспечена фосфорным сырьём на ближайшие сто лет при сохранении текущего уровня потребления. Правда, при этом в стране в основном используются апатитовые и апатит-нефелиновые руды, а месторождения фосфоритов не разрабатываются, хотя их запасы также значительны (в период СССР они разрабатывались даже в Подмосковье). В небольшом объёме, правда, их планируют вводить в эксплуатацию и сейчас.
В настоящее время ООО «Суракай» готовится к разработке Суракайского месторождения фосфоритов в Республике Башкортостан, а компания «Химинвест» проводит разведку техногенного месторождения фосфоритов — хвостохранилища Верхнекамского фосфоритового рудника в Кировской области. При необходимости минерально-сырьевая база Ковдорского ГОКа может быть дополнительно расширена за счёт вовлечения в переработку двух крупных хвостохранилищ.
«На сегодняшний день масштабной государственной поддержки геологоразведка фосфорного сырья не требует — компании ведут её самостоятельно, но в довольно ограниченных масштабах», — отметил Сергей Прыгов.
Главный специалист отдела анализа минерально-сырьевого комплекса ВИМС Сергей Прыгов (на фото слева).
Плохая новость: на следующем переделе всё печально. Завод «Куйбышевфосфор», единственный в стране производитель жёлтого фосфора и ортофосфорной кислоты, было решено в начале двухтысячных прикрыть. На желательность такого варианта активно намекали западные «переговорные партнёры».
Обоснование было простое: жёлтый фосфор, являющийся исходным сырьём для многих важных химических соединений, может быть также использован и для производства химического оружия. Так что заводу на Волге от греха подальше помогли закрыться, пояснив, что не вписался он в рынок (что характерно, «партнёры» у себя аналогичное производство в качестве ответного шага закрывать почему-то не стали).
Собственно, до поры в этом не было особой трагедии, наши химики пользовались импортным жёлтым фосфором из Казахстана, а также получали пентасульфид и пентаоксид фосфора из стран ЕС (эти соединения являются важными сырьевыми компонентами для дальнейшего органического синтеза — производства флотационных реагентов и экстрагентов).
Но вот пришли западные санкции, которые Казахстан взялся строго выполнять. И остановил поставки вслед за ЕС. А поступающие по «серому экспорту» из других стран объёмы желтого фосфора подорожали втрое (потребность же российских предприятий в этом виде сырья составляет свыше 60 тысяч тонн в год). Да и помимо жёлтого фосфора, как выяснилось, импортозамещение в отрасли оказалось крайне актуальным.
Выступавшая на конференции представительница АО «Международный научно-технологический центр» («МНТЦ МИЭТ») Екатерина Карпова порадовала участников тем, что соответствующими министерствами в рамках федерального проекта «Развитие производства химической продукции» выделена, в том числе, и «фосфорная цепочка».
Шрифт на слайде мелкий, но цветовая палитра позволяет понять, что всё сложно.
В качестве плана для её восстановления предложена разноцветная схема, где в зелёных прямоугольниках проекты, на которые уже нашёлся инвестор, точнее, «принято положительное инвестиционное решение», а белые — то, что ещё не начинали даже обсуждать. Есть и ещё две цветовые опции — «проект рассматривается компанией» и «мощности законсервированы».
Коротко по соотношению: из двух десятков 4 зелёных, 8 белых, 2 «законсервированных», 6 «на рассмотрении», и в их числе «на рассмотрении» проект по базовому сырью, то есть тому самому жёлтому фосфору. Поэтому на вопрос аналитика из Исследовательской группы «Инфомайн» Ольги Волошиной, определены ли источники сырья для создания производств, где инвесторы нашлись, госпожа Карпова конкретно ответить не смогла.
В свою очередь обозреватель «Про Металла» задал вопрос про трибутилфосфат (ТБФ), вещество, крайне необходимое в процессе разделения концентрата редких земель. Сейчас про РЗМ кто только не говорит, но будет ли всё-таки ТБФ производиться в России, кто этим займётся?
Екатерина Карпова отметила, что, по её убеждению, проблема ТБФ зашита внутри чудо-схемы, хотя и не выделена в свой прямоугольник. В современном мире соединения фосфора встречаются с металлами в таких важнейших для человечества изделиях, как литий-ионные аккумуляторы. Точнее, в их наиболее распространённой модификации LFP — литий-железо-фосфатной.
Ещё один эксперт, генеральный директор компании GreenDrive Сергей Яковлев подробно рассказал, почему именно эти аккумуляторы становятся базой для производства массовых электромобилей. Ну а основным производителем LFP-батарей стал, как нетрудно догадаться, Китай.
Здесь тоже есть свои сложности: только 3% от общего объёма поставок фосфатной продукции в мире подходят для применения в литий-ионных аккумуляторах с учётом качества очистки. Тем не менее, они дёшевы и мы наблюдаем в последние годы взрывной рост выпуска LFP-аккумуляторов... Но вот Россия в этом отношении, как говорится, идёт своим путём.
Долгое время наши химики пользовались импортным жёлтым фосфором из Казахстана, но вмешались западные санкции.
«Структура «Росатома» завершает строительство заводов по выпуску литий-ионных аккумуляторов, так называемых гигафабрик, в Калининградской области и Подмосковье. К моему большому сожалению, для них была выбрана не технология LFP, а NMC (никель-марганец-кобальт). Это устаревшая южнокорейская технология, ей больше 10 лет», — заявил, отвечая на вопрос «Про Металла», Сергей Яковлев.
По его словам, это решение повлечёт ряд негативных последствий.
Во-первых, аккумуляторы NMC окажутся значительно дороже, чем LFP, что замедлит развитие рынка электротранспорта в России. Только LFP-аккумуляторы способны сделать электромобили по-настоящему доступными.
Во-вторых, NMC-батареи более пожароопасны, в том числе при производстве, а в России отсутствует опыт их массового выпуска. «Эти аккумуляторы требуют жёсткого контроля влажности — её повышение приводит к возгоранию», — пояснил Яковлев. При этом, по его данным, выбор технологии не обусловлен доступностью российского сырья.
«Строящиеся гигафабрики будут использовать не только зарубежную технологию, но и, насколько мне известно, полностью импортное сырьё, включая никель и кобальт», — отметил эксперт.
Генеральный директор компании GreenDrive Сергей Яковлев
Модерировавшая заседание эксперт Татьяна Юшина, член Научного совета РАН по проблемам обогащения полезных ископаемых и экспертно-технического совета ГКЗ, отметила, что соединения фосфора используются в качестве сырья для синтеза флотореагентов, и в этом качестве они играют важнейшую роль в переработке руд цветных металлов (а также, кстати, самих апатитовых и апатит-нефелиновых руд).
Между тем, западные компании, поставлявшие фосфоросодержащие флотореагенты подобного класса, после 2022 года с нашего рынка ушли. Отечественной горнорудной отрасли пришлось переходить на продукцию «дружественных» стран, но поставки из Китая не отличаются, мягко говоря, стабильным качеством.
Нет худа без добра: этот уход дал серьёзные возможности для роста отечественной мало- и среднетоннажной химии. Например, российской компании «Норкем», продукция которой не уступает импортным аналогам. Но и здесь есть проблемы с отечественным сырьём.
В частности, «Норкем» с 2022 года производит селективные реагенты на основе алкилфосфорных эфиров для флотации труднообогатимых апатитовых руд с пониженным содержанием ценного компонента.
Единственным «узким местом» производства таких реагентов в РФ на данный момент является их синтез опять-таки из импортного сырья — высших жирных спиртов.
«Норкем» с 2022 года производит селективные реагенты на основе алкилфосфорных эфиров.
«Я уже несколько лет с самых разных трибун говорю, что в стране необходимо восстановить производство пятисернистого фосфора. Это, наряду с пятиокисью фосфора, малотоннажная химия. В настоящее время объёмы поставок пентасульфида из Китая составляют около 3 тысяч тонн (в основном он используется в синтезе диалкилдитиофосфатов).
Годовая потребность в пятиокиси фосфора для производства фосфорных эфиров сегодня составляет порядка 100 тонн в год (с возможным в близкой перспективе ростом до 300 тонн в год). С учётом перспективы производства отечественных экстрагентов на основе ТБФ для переработки редкоземельного сырья объём потребления будет выше. Это надо считать.
Организация собственного производства пятиокиси фосфора — это был бы важный шаг к импортонезависимости нашей горнодобывающей и металлургической отраслей. Кстати, на представленной нам сегодня схеме «фосфорной цепочки» Минпромторга я тоже не увидела предложений по решению этих проблем», — отметила Татьяна Юшина.
Эксперт Татьяна Юшина, член Научного совета РАН по проблемам обогащения полезных ископаемых и экспертно-технического совета ГКЗ.
Посмотрим, как удастся новому федеральному проекту по развитию химии решить проблему выстраивания «фосфорной цепочки».
Тем более, всего этих цепочек в проекте обозначено 23. Фосфорная отрасль — только часть общей программы, но очень важная.
Алексей Василивецкий
