Версия для печати
Вернуться к списку

Ухватиться за хвосты

Судить, как богата наша страна полезными ископаемыми, можно… по обилию рукотворных гор - терриконов и отвалов, сложенных из отработанной (пустой) породы. Отходы обогащения, в том числе хвосты флотации, шлаки и др., встречаются во множестве российских регионов. Однако в этих, казалось бы, всего лишь ненужных остатках находятся даже не крупицы ценных металлов, а массы, сравнимые с перерабатываемыми объемами руд. И как источник сырья они сегодня представляют все больший интерес. Разработкой дешевых и эффективных методов извлечения металлов заняты едва ли не сотни лабораторий по всему миру. Одна из них работает в ФИЦ Биотехнологии РАН. Здесь нашли оригинальное решение сложной проблемы. Отметим, что исследования, которые ведет лаборатория хемолитотрофных микроорганизмов, поддержаны грантом Российского фонда фундаментальных исследований (18-29-24103). По просьбе «Поиска» о создании перспективной технологии рассказывает руководитель проекта, заведующий лабораторией кандидат биологических наук Александр БУЛАЕВ:

- На основе фундаментальных исследований мы создаем метод, позволяющий с максимальной эффективностью извлекать востребованные промышленностью металлы из отработанных пород, скопившихся вокруг горно-обогатительных комбинатов (ГОК). Работаем в основном с так называемыми лежалыми хвостами флотации - отходами руд меди, цинка, никеля. И после извлечения всего ценного из руды кое-что (даже несколько процентов от общего количества металлов) представляющее интерес для металлургов все же остается. Несколько десятилетий назад такие количества считали мизерным, и на отходы не обращали внимания, поскольку перерабатывать их было технологически сложно и просто нерентабельно. Традиционные, существующие веками методы извлечения - скажем, меди и цинка - из руды путем ее обогащения для получения концентрата с высоким их содержанием, из которого и производят конечную продукцию, рассчитаны на большое количество металла (с допустимым содержанием примесей). Но сегодня картина изменилась: на переработку идут даже бедные и труднообогатимые руды, на которые раньше и не смотрели. А отходы, в том числе хвосты флотации, с которыми в основном мы и имеем дело, шлаки и др., ныне рассматривают как перспективное техногенное сырье. Пусть и немного, но нужные металлы из них добыть все же можно. И хотя речь идет лишь о нескольких процентах от первоначальных запасов, суммарно такое количество металла оказывается весьма существенным. Но чтобы его получить, необходимы новые нетрадиционные подходы, которые позволят создать экономичные и дешевые технологии, иначе вся затея потеряет всякий смысл. И задача это далеко не простая.

- Какую цель перед вами ставил грант РФФИ?

- Мы провели фундаментальные исследования, которые и позволили нам в общем виде в масштабах лаборатории разработать технологию переработки разного рода отходов металлурги, в частности, хвостов флотации.

- Объясните, каким образом биолог по образованию взялся за проблему, которой больше пристало заниматься металлургам и химикам?

- Ничего удивительного, ведь наш центр - биотехнологический, а наша лаборатория занимается биогидрометаллургией уже десятки лет. Зародилось это научное направление еще в СССР, и за многие годы сложилась мощная научная школа. Однако воспользоваться прежними ее наработками, в частности, апробированными способами биовыщелачивания из бедных руд для хвостов флотации, оказалось практически невозможно. Нужны были оригинальные идеи, поскольку низкое содержание металла не позволяет применять апробированные сложные технологические процессы. Новый метод должен быть максимально простым и дешевым. Таким мы его и создали. И хотя к биотехнологиям прямого отношения он не имеет, мы воспользовались знаниями, накопленными во время разработки различных биогидрометаллургических процессов. Нам удалось применить максимально простой, известный в гидрометаллургии много лет способ кислотного выщелачивания. Однако если применять его, так сказать, в лоб, то при переработке хвостов флотации можно получить продуктивные растворы с огромным содержанием железа и низким нужных нам цветных металлов. Это делает невозможным дальнейшее использование этого метода. А наш подход позволяет достичь обратного эффекта: получить растворы пусть и не с особенно большим, однако с приемлемым количеством цветных металлов при низком содержании железа. Мы разделили процесс выщелачивания на несколько стадий. Это позволило на каждом этапе извлекать из хвостов нужные компоненты: на первом - цветные металлы (медь и цинк), на втором - сульфат железа. Мы не только добываем содержащиеся в хвостах ценные металлы, но и получаем растворы окислителя, которые можно использовать для выработки других продуктов, например, некондиционных медно-цинковых концентратов.

- Если включить фантазию, сколько из одной тонны хвостов получится цветных металлов?

- Обольщаться особо не стоит: речь может идти лишь о нескольких килограммах. Но не будем забывать об огромном количестве отходов - вокруг едва ли не каждого ГОКа их буквально горы, скажу больше, наш метод не ограничивается извлечением из хвостов обогащения только цветных металлов, но, как я уже говорил, и выделением растворов для гидрометаллургической переработки - так называемых некондиционных полиметаллических концентратов. Низкого качества, но содержащих несколько цветных металлов. Сейчас их производство сопряжено с дополнительными потерями металла и из-за несоответствия качества не позволяет наладить их эффективную переработку на действующих пирометаллургических производствах. Но благодаря нашим растворам их можно будет перерабатывать с помощью альтернативных подходов и более эффективно использовать в промышленном производстве.

- Ваш метод будет востребован?

- Уверен, что да, учитывая стабильно высокие цены на цветные металлы. Ведь мы разработали простой и дешевый метод, на основе которого можно создать выгодную промышленности технологию. Важное ее преимущество: она будет легко встраиваться в цепочку производственных процессов на ГОКах и металлургических заводах, позволяя перерабатывать в том числе отходы и некондиционные продукты обогащения. Практически это сведет к минимуму образование пустых отвалов, а сам метод не будет затратным. Отмечу, что большую роль в разработке нового способа сыграл грант РФФИ. Его средства пошли на техническое оснащение лаборатории. Мы приобрели недостающее оборудование, в частности, различные компоненты для установок выщелачивания, модернизировали процесс и благодаря этому в условиях лаборатории воспроизвели всю технологию. Теперь нам предстоит поиск новых источников финансирования, чтобы довести до конца столь успешный и близкий к завершению проект. Рассчитываем на сотрудничество с фондами и заинтересованными промышленными предприятиями.

- Как коллеги относятся к вашим исследованиям?

Мы публикуем статьи, выступаем на конференциях. Реакция есть - и положительная. Наш метод вызывает интерес у коллег, во многом благодаря простоте и новизне предложенных решений.