Обеспечение российской промышленности высокотехнологичной сырьевой продукцией на основе гигантских месторождений Арктики - Томторского ниобий-редкоземельного и Попигайского сверхтвердого абразивного материала

Крюков Валерий Анатольевич; Толстов Александр Васильевич; Афанасьев Валентин Петрович; Самсонов Николай Юрьевич; Крюков Яков Валерьевич

УДК 338.28; 338.246.832

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОССИЙСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ СЫРЬЕВОЙ ПРОДУКЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ГИГАНТСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АРКТИКИ - ТОМТОРСКОГО НИОБИЙ-РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО И ПОПИГАЙСКОГО СВЕРХТВЕРДОГО АБРАЗИВНОГО МАТЕРИАЛА

Валерий Анатольевич Крюков

Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 17, член-корреспондент РАН, зам. директора, тел. (383)330-09-62, e-mail: [email protected]

Александр Васильевич Толстов

Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, зам. директора, тел. (383)330-30-08, e-mail: [email protected]

Валентин Петрович Афанасьев

Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, тел. (383)330-80-68, e-mail: [email protected]

Николай Юрьевич Самсонов

Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 17, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник, тел.8-913-892-29-88, e-mail: [email protected]

Яков Валерьевич Крюков

Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 17, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)330-09-62, e-mail: [email protected]

Представлены основные условия, механизмы и результаты формирования мега-проекта изучения и подготовки к освоению гигантских месторождений Арктики Томторско-го ниобий-редкоземельного и Попигайского сверхтвердого абразивного материала.

Ключевые слова: Томтор, Попигай, ниобий, редкоземельные металлы, сверхтвердое абразивное сырье, импактные алмазы, Арктика, высокотехнологичная экономика.

ENSURING THE RUSSIAN HIGH-TECH INDUSTRY RESOURCES BY PRODUCTS BASED ON GIANT FIELDS OF THE ARCTIC - TOMTOR NIOBIUM-RARE-EARTH AND ULTRA-HARD ABRASIVE POPIGAI MATERIAL

Valeriy A. Kryukov

Institute for Economics and Industrial Engineering, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 17 Аkademik Lavrentiev Prospect, Deputy Director, Corresponding Member of the RAS, D. Sc. (Economics), tel. (383)330-09-62, e-mail: [email protected]

Alexander V. Tolstov

VS Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Division of the RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademik Koptyuga Prospect, Deputy Director, D. Sc. (Geology&Mineralogy), tel. (383) 330-30-08, e-mail: [email protected]

Valentin P. Afanasiev

VS Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Division of the RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademik Koptyuga Prospect, Chief Researcher, D. Sc. (Geology&Mineralogy), tel. (383)330-80-68, e-mail: [email protected]

Nikolay Yu. Samsonov

Institute for Economics and Industrial Engineering, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 17 Akademik Lavrentiev Prospect, Ph. D. (Economics), Senior Researcher, tel. (913)892-29-88, e-mail: [email protected]

Yakov V. Kryukov

Institute for Economics and Industrial Engineering, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 17 Akademik Lavrentiev Prospect,PhD (Economics), Senior Researcher, tel. (383)330-09-62, e-mail: [email protected]

Paper presents the basic conditions and mechanisms of formation of a mega-project study and preparation for the development of giant fields in the Arctic Tomtor niobium-rare earth and Popigai ultra-hard abrasive material.

Key words: Tomtor, Popigai, niobium, rare earth, ultra-hard abrasive material, impact diamonds, Arctic, high-tech economy.

Уникальные месторождения Арктики - Томторское редких земель и По-пигайское высокоабразивного алмаз-лонсдейлитового сырья являются практически неисчерпаемыми источниками высоколиквидных видов минерального сырья для развития высокотехнологичной российской промышленности. Объекты находятся в единой промышленно-экономической зоне перспективного развития (северо-восток Красноярского края и северо-запад Якутии, расстояние между месторождениями около 150 км). Их промышленное освоение требует опережающего научно-методического сопровождения в области комплексных геологических, технологических и экономических исследований.

Томторское ниобий-редкоземельное месторождение позволит обеспечить Россию полным ассортиментом редкоземельной продукции и гарантирует реализацию стратегических интересов российской промышленности в ее инновационном развитии. Уникальные параметры томторской руды и оптимальная схема ее переработки позволяет переводить в товарную продукцию более 75% объема руды и получать продукцию первого передела (карбонаты РЗЭ), второго - индивидуальные оксиды и высокочистую продукцию - РЗМ (включая тяжелые, наиболее дорогостоящие лантаноиды) и их соединения. Разница между степенями передела колоссальна и значительно повышает добавочную стоимость и их экономическую эффективность. Рейтинг стоимости среди РЗМ на мировом рынке удерживают скандий, европий, тербий, диспрозий, празео-

дим и неодим. Уникальные природные концентрации руды позволяют из 1 тонны руды получить 0,5 кг скандия, 0,8 кг европия, 0,2 кг тербия, 1,5 кг диспрозия, 6 кг празеодима и более 20 кг неодима. Это наиболее дефицитные, дорогостоящие и высоколиквидные металлы на мировом рынке РЗМ.

Для полного обеспечения отечественной промышленности РЗМ потребуется добыча 10-50 тыс. тонн руды в год (а при необходимости экспортных поставок — вплоть до 100 тыс. тонн). Удаленность месторождения и полное отсутствие инфраструктуры, а также задаваемые по потребностям экономики объемы добычи уникальной по содержанию TR томторской руды дают основания для создания компактного горного предприятия с транспортировкой сырья в перспективные центры ее переработки (Железногорский ГХК - по р. Енисей, Приаргунский ГХК - по р. Лена).

Включение Томторского месторождения в поставки редкоземельной продукции на российский и внешний рынки позволит:

1) обеспечить на десятки и сотни лет в любом количестве отечественных высокотехнологичных предприятий стратегическим сырьем - ниобием, скандием и редкоземельными металлами, включая дефицитные и дорогостоящие тяжелые РЗЭ (№, Ей, Dy и др.), независимо от импорта и волатильности мировой конъюнктуры;

2) создать непрерывной технологической цепочки полного цикла: «добыча руд - переработка - выпуск концентратов - разделение РЗМ - получение чистых металлов и продукции, содержащей TR», опираясь только на отечественную сырьевую базу;

3) интегрировать Россию в мировой рынок РЗМ с конкурентоспособной РЗМ-продукцией любой степени переработки с учетом сбалансированного регулирования добычи, переработки и поставок редких элементов на экспорт для сохранения рынков и наилучших ценовых условий.

Попигайское месторождение сверхтвердого алмаз-лонсдейлитового сырья) — единственное в мире месторождение импактных алмазов расположено на севере на границе Красноярского края и Якутии.

Единственное в мире месторождение импактных алмазов - Попигайский метеоритный кратер (астроблема) расположен на севере на границе Красноярского края и Якутии. Сформировался 35,7 млн лет назад в результате удара об землю гигантского космического тела. Мгновенный переход кристаллического графита путем деформации решетки в алмаз-лонсдейлитовый композит обусловил агрегатное строение этого образования с размером зерен агрегата в десятки - первые сотни нанометров, т.е. импактные алмазы представляют собой нано-размерный композит алмазной и лонсдейлитовой фаз.

Попигайский кратер изучался на протяжении 15 лет - с момента открытия его метеоритной природы В.Л. Масайтисом в 1971 году по 1985 год, когда работы по изучению кратера и его алмазов были неожиданно прекращены, материалы изучения сданы в фонды с грифом «секретно». На первом этапе исследований было разведано месторождение Скальное - малый фрагмент Попигай-

ского кратера, все запасы импактных алмазов по этому месторождению, защищенные в ГКЗ, оценены в 140 млрд каратов при высочайших содержаниях импактных алмазов в руде (в среднем 23,23 карат на тонну, хотя встречаются участки с ураганными содержаниями до 100 карат на тонну).

Благодаря агрегатности и высокой дефектности в форме межзерновых границ импактные алмазы обладают абразивной способностью в 1,8 - 2,4 раза превосходящую абразивную способность обычных алмазов. Данная особенность определяет основное направление использования импактных алмазов как уникального высокотехнологичного абразивного материала для применения в самых разных отраслях промышленности.

Основные направления использования импактных алмазов определяются исходя из возможностей замещения ими природных технических и синтетических алмазов в тех же технологиях, учитывая технологическое преимущество импактных алмазов как абразивного материала. Два основных пути использования импактных алмазов:

1) в форме абразивных порошков разной размерности для разного применения; это наиболее емкий сегмент применения импактных алмазов, требующий, однако, невысокой, конкурентоспособной цены при больших объемах добычи;

2) в форме разнообразного инструмента для металлообработки, бурения, шлифовки и т.д.; высокая добавленная стоимость в данном случае компенсирует даже относительно высокую цену сырья при меньших объемах добычи.

Технология изготовления порошков разной размерности из импактных алмазов отработана, проведены очень успешные технологические испытания. Получены и испытаны первые образцы инструмента для металлообработки в форме спеков, выполненных при высоком давлении и температуре из порошка импактного алмаза на кремниевой связке; испытания показали преимущество данных спеков перед аналогичными изделиями из природных технических и синтетических алмазов (Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, Киев — Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск). Разнообразие инструмента на основе алмазов и огромный рынок делают применение им-пактных алмазов в этом направлении весьма перспективным.

Выполненные укрупненные технико -экономические расчеты показали, что проект освоения месторождения Скальное при вариантах промышленной разработки (50 лет эксплуатации при мощности фабрики в 4,8 млн тонн руды в год и выпуске около 100 млн карат) и опытно-промышленной разработки (10 лет эксплуатации; 0,49 млн тонн и 10 млн карат алмазов в год) формирует существенный положительный чистый приведенный доход, а внутренняя норма доходности выше величины, требуемой инвестором нормы возврата капитальных вложений, при цене за карат импактных алмазов в 8-8,5 долларов. Проект показывает высокую устойчивость к капитальным затратам, но чувствителен к снижению стоимости карат алмаза, средним содержаниям в руде и к себестоимости производства.

В произошедших в последние полгода курсовых валютных изменениях освоение Попигайского месторождения может сохранять рентабельность и даже увеличить ее и при более низких (ниже 8 долл. за карат) диапазонах долларовых цен на импактные алмазы. Кроме того, возможно достичь снижения цены за счет внедрения эффективной технологии переработки руды, позволяющей обеспечивать более низкую себестоимость обогащения, а также при запуске новых производств и реализации технологичной и высокотехнологичной продукции, изготовленной из импактных алмазов.

Потребность российской промышленности в импактных алмазах не будет решающей, но те области промышленного производства, в которых требуется именно алмазное сырье с повышенной эффективностью, может обеспечиваться в значительной степени. В этом смысле рост внутреннего потребления импакт-ного алмазного сырья стимулируется реализацией государственной промышленной и инновационной политики.