Принцип совмещенных технологий

«Созданная авторами гидрометаллургическая технология ежегодно позволяет производить до 50 тыс. тонн катодной меди в год на сумму до 350 млн долларов».

Олег Кузнецов, президент Российской академии естественных наук,
лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук,
профессор

Научное открытие казахстанских ученых позволяет получать полиметаллы из бедного сырья.

Для Казахстана, который по запасам минерально-сырьевой базы входит в группу мировых лидеров, ситуация осложняется тем, что его месторождения полезных ископаемых по своим качествам уступают многим странам. Поэтому республика нуждается в создании инновационных технологий, способных решать проблемы расширения ресурсной базы полиметаллического сырья и развития металлургии за счет переработки некондиционных бедных руд. Здесь серьезных успехов могут достичь только те группы ученых и практиков, которые сумеют обеспечить комплексный и совершенно нетрадиционный подход к решению проблем сырьевой добычи и переработки.

Именно этим отличается работа, поданная группой авторов в нашу академию для регистрации научного открытия. Эксперты признали,что она полностью соответствует требованиям, предъявляемым к научным открытиям.

Научное открытие, авторами которого являются Алма Терликбаева, Нурмухамбет Абдибеков, Досмурат Айткулов, Александр Ананин, Николай Буктуков, Анатолий Волков, Лариса Кушакова, Виктор Шевко, легло в основу работы «Создание и промышленное освоение принципиально новых технологий добычи и переработки,обеспечивших высокоэффективное вовлечение в экономический оборот трудноизвлекаемых, низко-качественных и списанных запасов полиметаллического сырья Казахстана». Коллектив авторов выдвинут на соискание Государственной премии Республики Казахстан в области науки и техники имени аль-Фараби за 2021 год.

Труд заметно отличается от подобных технологических проектов своей органической сопряженностью двух отраслей промышленности - горнодобывающей и металлургической. В нем представлены результаты теоретических и прикладных исследований в области горного дела и металлургии по созданию новых комплексов добычи и переработки мелких, невостребованных и списанных в потери запасов и новых металлургических технологий комплексной переработки некондиционного, труднообогатимого свинцово-цинкового сырья, основанных на одновременном получении в печном агрегате нескольких видов марочной продукции. За время работы учеными защищен 21 патент.

Авторы создали и внедрили несколько высокоэффективных технологий переработки балансового и забалансового полиметаллического сырья. На Жезказганском медном место¬рождении освоена технология добычи руды с погашением выработанного пространства. По этой технологии начиная с 2004 года на месторождении дополнительно добыто более 40 млн тонн медной руды. Благодаря оригинальным технологиям получен значительный экономический эффект - по¬рядка 1,5 млн долларов - на двух казахстанских рудниках, Малеевском и Тишинском.

Или, к примеру, новая технология разрушения крепких и абразивных пород на подземных горных работах. Эта гидроимпульсная технология, в которой используется энергия водной струи, скорость которой 1 км в секунду, обладает ударной мощностью выброса 500-600 кДж. Способ повышает производительность разработки горной массы до 15 раз, безопасен и снижает объем проветривания в шахтах в 8 раз.

Весьма эффективной и экономически целесообразной является работа, выполненная для АО «Костанайские минералы». Разработанная и внедренная авторами методика организации отвалообразования с учетом взаимодействия отвалов с бортами карьера позволила получить экономический эффект в раз¬мере 384 млн тенге.

Металлургическая часть в работе также разнообразна. Она характеризуется достаточно высокой степенью завершенности физико-химических исследований в области восстановительно-возгоночных процессов и созданием на этой основе новых, как правило, не имеющих аналогов в мировой практике технологий. Новизна и оригинальность этих технологий связаны с тем,что авторами предложен и реализован ранее не используемый в металлургической практике принцип совмещения в одном технологическом агрегате -руднотермической и вращающейся печи – одновременного получения нескольких видов марочной продукции и искусственного сырья для выпуска товарных продуктов.

Совмещение технологий одновременного получения не¬скольких продуктов позволяет вовлечь в сферу производства различное некондиционное природное сырье и техногенные образования. Пожалуй, не¬сколько неожиданным оказалось то, что при образовании в одном реакционном пространстве нескольких веществ изменяется траектория и ускоряется формирование продукции за счет развития последовательных и сопряженных реакций. Обладая такой особенностью, совмещенные процессы могут значительно расширить наши представления о явлениях материального мира.

Реализация принципа совмещенных технологий авторами была проведена на многих окисленных и смешанных свинцово-цинковых и медных рудах республики. Главным достижением этого направления работы я считаю то, что благодаря принципиально новому подходу становится возможным вовлечение в экономический оборот крупнейших месторождений полиметаллических руд «Шалкия» и «Жайрем», которые уже более полувека не осваивались из-за невозможности их рентабельной переработки традиционными методами.

Мне приятно отметить, что за этот труд профессор НАО «Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова» Виктор Шевко награжден золотой медалью Петра Капицы, а ученые РГП «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан» Досмурат Айткулов и Алма Терликбаева - серебряными медалями Петра Капицы.

Заслуживают особого внимания разработанные авторами технологии комплексной переработки оксидных и смешанных медных руд с комбинированием пирометаллургических и гидрометаллургических методов. Они позволяют извлечь из бедных медных руд хлоридовозгонкой медь, с последующим получением из возгонов черновой меди, а из огарка - ферросплав марки ФС45 и ФС50. Также технология,основанная на сернокислотном выщелачивании оксидных медных руд с последующей экстракцией меди из раствора электролитическим методом, позволяет получать катодную медь. Из хвостов выщелачивания, со¬держащих большое количество оксида кремния, возможно по¬лучение ферросилиция марок ФС20-ФС50.

Результаты работы в области металлургии позволяют перевести в активные запасы около 1 млрд тонн медных и цинковых руд, увеличить в 2,5-2,8 раза степень комплексного использования сырья и по¬лучить до 11,5 млрд тенге при¬были при переработке оксидных цинковых руд. Созданная авторами гидрометаллургическая технология ежегодно позволяет производить до 50 тыс. тонн катодной меди в год на сумму до 350 млн долларов.

Новые технологии позитив¬но воспринимаются специалистами. Так, например, в феврале текущего года на базе РГП «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан» состоялось заседание Президиума КазНАЕН с участием министра индустрии и инфраструктурного развития РК Бейбута Атамкулова, который поддержал принципиально новую технологию совместного получения ферросилиция с возгонкой цинка из руды месторождения «Шалкия».

Технологии, разработанные авторами в области металлургии, имеют международную значимость. В частности, для стран с наибольшими разведанными запасами меди -Чили, США, Перу, Индии, Австралии, России, Китая - и цинка - России, Австралии, Канады, США, Китая.

Для цинковых руд, например, это могут быть месторождения Миссисипи (США), Седмочисленцы (Болгария), Бытом, Олькуш (Польша).

Особо хочу отметить, что по уровню полученных теоретических и прикладных результатов, внедрению их в производственный цикл работа имеет мировой уровень в области горного дела и металлургии. Труд ученых, несомненно, заслуживает присуждения Государственной премии Республики Казахстан в области науки и техники имени аль-Фараби 2021 года.

Газета «Казахстанская правда», 11 августа 2021 г.