CC BY
143
© И.И. Бессонов, В.М. Бусырев, А.А. Леонтьев, В.Г. Едигарьев, С.В. Жабин, 2002
УДК 553.04+622.3
И.И. Бессонов, В.М. Бусырев, А.А. Леонтьев, В.Г. Едигарьев, С.В. Жабин
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ, МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ И НЕМЕТАЛЛОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА
М левое сырье
ский горнопромышленный район, где располо-орождения медно-никелевых руд, занимает северо-западную часть Кольского полуострова. По запасам и устойчивой в течение длительного времени добыче сульфидных медно-никелевых руд район занимает второе место в России (19,7 и 17,8 %). Однако, содержание полезных компонентов в основных месторождениях в 2-3 раза ниже, чем в норильской руде. Территория промышленного района освоена, имеются мощности для добычи и переработки 8 и более млн.т руды в год.
Особенностями развития сырьевой базы ОАО «ГМК Пе-ченганикель» по никелю, меди и кобальту являются малый прирост разведанных и вскрытых запасов полезных ископаемых, не обеспечивающий даже их простого воспроизводства. Усиливается диспропорция между большими объемами открытой добычи и ограниченными запасами в действующих карьерах. Обеспеченность запасами открытых горных работ при такой производительности составляет 7 лет. Срок отработки эксплуатируемых запасов действующих подземных рудников Каула-Котсельваара (месторождения Каула, Котсельваара-Каммикиви, Семилетка) и Северный (место-рождение Заполярное) так же составляет не более 10-15 лет. Как видно из рис. 1. для восполнения выбывающих мощностей должны привлекаться разведанные месторождения, запасы которых значительны.. К ним относятся Быстринское, Тундровое и Спутник-Верхнее, а также глубокие горизонты Ждановского месторождения.
В сложившейся ситуации необходимо строительство нового подземного рудника Глубокий и реконструкция рудника Северный с целью увеличения его мощности по добыче руды до 900 тыс. т/год.
За счет максимального использования основных вскрывающих выработок и сооружений рудника Северный, а также инфраструктуры комбината, срок строительства нового
рудника производительностью 6 млн т/год будет значительно сокращен. В границы шахтного поля рудника Глубокий включаются запасы месторождений Ждановское, Быстринское и Тундровое. В дальнейшем потребуется освоение месторождения Спутник-Верхнее при годовом объеме добычи руды 1 млн т/год.
Рентабельность крупномасштабного освоения забалансовых месторождений Соукер и массивов 49 и 71 Каула-Котсельваара в настоящее время вызывает сомнение.
Следует отметить, что дальнейшее развитие подземных горных работ связано со снижением содержания полезных компонентов в балансовых запасах (рис. 2). В сложившихся экономических условиях (рост цен на электроэнергию, материалы и реагенты, тарифов на морские и железнодорожные перевозки и др.) изменилась структура себестоимости и соотношения между затратами на добычу руды, обогащение и металлургический передел. Это заставляет по-новому оценивать влияние на эффективность производства величины потерь и разубоживания руды при добыче, содержания металлов в концентрате и в руде, подаваемой непосредственно в плавку.
При вынужденном снижении объемов добычи руды перед комбинатом встают проблемы повышения ее качества. Это предполагается обеспечить за счет повышения бортового содержания никеля с 0.3 до 0.6 % при подсчете запасов рядовых руд, отрабатываемых подземным способом; увеличения объема добычи богатой руды на руднике Северный с 700 до 900 тыс.т в год; строительства и эксплуатации подземного рудника Глубокий с использованием всех основных объектов рудника Северный. Для снижения потерь богатой руды при добыче внедрены системы разработки с твердеющей закладкой. За счет этого будет сохранено стабильное производство товарного никеля из собственного сырья в количестве 20-22 тыс. т в год на дальнейшую перспективу.
Редкометалльное сырье.
В Российской федерации в 1991 г. внутреннее производство и потребление составляло: тантала -260 т, ниобия -1200 т, редкоземельных металлов - 8500 т. В настоящее время производство этих металлов сократилось: по редким землям до 1.8 тыс. т (в 4 раза), тантала на 81%, ниобия на 53.6%. Соответственно снизилось и потребление. По оценке Министерства экономики РФ, потребность в металлическом тантале и ниобии будет возрастать и к 2003-2005 гг. достигнет по танталу не менее 200 т, по ниобию - 900 т, что в пересчете на оксиды металлов составит соответственно 240 т и 1300 т [1].
Сырьевые ресурсы тантала, ниобия, других редких металлов сосредоточены в крупных месторождениях Ловозерском, Белозиминском (Иркутская область), Катугинском (Читинская область), Улуг-Танзекском (Тува), а также крупнейшем Том-торском (Якутия). Однако, перечисленные выше месторождения, кроме освоенного Ловозерского, расположены в труднодоступных, малоосвоенных регионах. Вовлечение этих ресур-
Рис. 1. Соотношение запасов минерального сырья месторождений Печенги
1 - Эксплуа-и[:уемье 2- Резервные 3 - ЗаЕалансовые
(186%
сов в эксплуатацию потребует крупных инвестиций и даже при наличии таковых, процесс освоения месторождений может занять несколько лет. Наиболее реальным производителем тантала, ниобия, редкоземельных металлов на ближнюю перспективу являются горно-обогатитель-ные комплексы ОАО «Севред-мет» в Мурманской области (Ловозерское месторождение).
Ловозерское месторождение включает 12 рудных участков, из которых разрабатываются три (76% запасов), остальные (24%) относятся к резервным. В ловозерском лопарите содержание оксидов металлов превышает 8О-85 % (Та2О5 - 0,6; №>2О5 - 7-8; 8гО - О,7; ТіО2 - 40; РЗЭ - 36). Проектная производительность рудника «Карнасурт» - 450 тыс. т. лопаритовой руды, рудника «Умбозеро» - 1100 тыс. т. На Соликамском магниевом заводе из концентрата путем хлорирования в расплаве солей и использования безреагентной схемы разделения хлоридов ниобия, тантала и титана извлекаются оксиды металлов требуемой чистоты. Собственно говоря, ограничение роста производства лопаритового концентрата диктуется объемами переработки.
При планируемой добыче на ОАО «Севредмет» лопарито-вой руды в пределах 1000-1100 тыс. т. руды в год, производство тантала составит 100 т (удовлетворение потребности страны на 50%), ниобия - 800 т (70% потребности). При работе предприятия с проектными показателями производство тантала составит 150 т (удовлетворение потребности страны на 70%), ниобия - 1300 т (100% потребности). Следует сказать, что действующие подземные рудники обеспечены запасами категории А+В+С1 на 50 и более лет.
Дополнительной резервной сырьевой базой для предприятия являются месторождения эвдиалит-лопаритовых и эвдиа-литовых руд на участке Аллуайв. Эвдиалит-лопаритовые руды представлены линзообразными телами и могут отрабатываться подземным способом. Лопарит из этих руд выгодно отличается более высокими содержаниями Та2О5 до 1 % и ЫЪ2О5 - 10-12 %. При проектировании подземной разработки производительность по руде определена в 500 тыс. т, что эквивалентно производству 110 т тантала и 1300 т ниобия. При создании комплекса собственного металлургического производства по выпуску тантала и ниобия (металлических и в порошках), индивидуальных редкоземельных элементов и титановой продукции из лопари-товых концентратов ОАО «Севредмет» избавится от жесткой зависимости единственного завода-потребителя.
Укрупненная оценка эффективности освоения, с учетом потенциальной возможности строительства комплекса металлур-
Рис. 3. Эффективность освоения редкометалльных месторождений Рис. 4. Запасы редкометалльного сырья,%
Рис. 2. Содержание (а) и количество извлекаемого никеля (б) в эксплуатируемых, резервных и забалансовых месторождениях
гического передела, осуществлена при сравнении участка Кар-насурт, ювитовых руд участка Аллуайв и месторождения Васин Мыльк. Критерий - удельная приведенная прибыль с учетом фактора времени. Результаты расчета представлены на рис. 3.
Кроме того, в Мурманской области выявлены запасы и ресурсы редких металлов, сосредоточенные в сподумене (Ьі, Cz, Та, №>, Ве) Вороньих тундр (Полмостундра, Олений хребет, Охмыльк и др., в пирохлоре (ЫЪ, Та) карбонатитовых массивов Вуориярви и Салланлатва. Однако их освоение в настоящее время и в ближней перспективе маловероятно ввиду недостаточных изученности и экономической освоенности районов их нахождения. Данные о величине запасов сырья редких металлов и их соотношении по степени освоения приведены на рис. 4.
Неметаллорудное и нерудное сырье
Минерально-сырьевая база региона представлена месторождениями и рудопроявлениями флогопитовых, мусковитовых, вермикулитовых и оливиновых руд, кварца, керамического сырья (рис. 5).
Флогопитовые руды. Представлены Ковдорским месторождением и рудопроявлениями Себльявр и Петяйянвара. Ков-дорское месторождение крупнейшее в мире и отличается высоким качеством и содержанием слюды, является единственным поставщиком флогопита. Его запасы обеспечивают работу предприятия до 66 лет при годовом выпуске забойного сырца 20 тыс. т в год. Разработка ведется комбинированным способом, в перспективе необходим переход на подземные работы.
Запасы рудопроявлений относятся к прогнозным, входят в государственный резерв, расположены на экономически не освоенных территориях. Возможны как открытый, так и подземный способ разработки. Обеспеченность запасами рудопроявле-ния Себльявр при выпуске забойного сырца 15 тыс. т в год в первом случае 26 лет, во втором 24 года, рудопроявления Пе-тяйянвара при выпуске забойного сырца 5 тыс.т в год соответственно 85 и 54 года. Освоение рудопроявлений подземным способом требует значительных капитальных вложений в 1.2-3 раза больше, чем при открытом способе. Вместе с тем подземный обеспечивает на 20-30% более низкую себестоимость выпуска 1 т продукции причем при освоении рудопроявления Пе-тяйянвара она ожидается вдвое меньше, чем на рудопроявлении Себльявр. Годовой объем отходов при открытом способе до-
бычи из-за больших объемов вскрыши и выемки прослоев пород между рудными телами в 7.2-7.7 раза выше, чем при разработке подземными работами.
Вермикулитовые руды. Представлены Ковдорским месторождением (кора выветривания флогопитового месторождения) и рудопроявлениями Салланлатва и Петяйянвара. Ковдорское месторождение крупнейшее в стране, одно из крупных в мире, но уступает последним по содержанию вермикулита в руде. Обеспеченность запасами при годовом выпуске концентрата 50 тыс. т в год 240 лет. Разрабатывается открытым способом. Годовая добыча составляет 1 млн т руды. По горно-геологическим условиям и наличию крупных запасов вполне возможно увеличение в два раза выпуска концентрата. Это будет способствовать дальнейшему уменьшению себестоимости концентрата на 10-15%, но потребует значительного увеличения капитальных вложений. Прогнозные запасы рудопроявлений, находящиеся в государственном резерве, значительно уступают эксплуатируемому месторождению, расположены в экономически не освоенных территориях. Их освоение потребует значительных капитальных вложений, причем себестоимость конечной продукции окажется выше (на рудопроявлении Салланлатва в 2 раза), чем на эксплуатируемом месторождении.
Мусковитовые руды. Представлены месторождениями Ри-колатва и Неблогора. Разрабатывались подземным способом, в настоящее время рудник Риколатва ликвидирован, рудник Не-блогора - в консервации. Запасы мусковита составляют 15-20% запасов России, качество слюды высокое. Возобновление выпуска мусковитовой продукции потребует значительных капитальных вложений (на Риколатве вдвое больше, чем на Небло-горе). Себестоимость 1 т продукции при освоении месторождения Неблогора ожидается в 2.2-2.5 раза ниже в основном из-за более высокого содержания слюды в запасах. Экономические показатели и существующий спрос в стране на мусковитовую продукцию свидетельствуют о целесообразности ввода в эксплуатацию месторождения Неблогора. Другим перспективным объектом для организации производства мелкоразмерной слюды являются техногенные месторождения рудника Риколатва -отвалы прошлых лет. Прогнозные запасы этого вида слюды в них значительны: при годовом выпуске 885 т обеспеченность этими запасами свыше 50 лет. Капитальные затраты незначительные, себестоимость 1 т концентрата ожидается невысокой.
Кварц, кварцполевошпатовое сырье. В Мурманской области кварц представлен месторождением Перчатка. Будучи прозрачной жильной разновидностью он является сырьем для производства кварцевого стекла и выращивания монокристаллов. Горно-геологические условия благоприятствуют открытому способу добычи. Обеспеченность запасами при годовой добыче руды 2500 т 29 лет. При выпуске в качестве конечной продукции кускового кварца 525 т/год обеспечивается рентабельная
разработка месторождения. Более целесообразен вариант с дополнительным выпуском из добытой руды 1200 т кварцевой крупки (более высококачественного и ценного сырья), хотя при этом себестоимость и капитальные вложения несколько возрастают.
Запасы полевошпатового сырья представлены эксплуатируемыми месторождениями Риколатва и Куру-Ваара, а также резервным месторождением Отрадное. Горно-геологические условия месторождений благоприятствуют добыче руды открытым способом. Запасы Риколатвы незначительные, разрабатываются мелкими карьерами, годовая добыча 20 тыс. т. При такой производительности обеспеченность запасами 28 лет. Запасы месторождений Куру-Ваара и Отрадное каждого на два порядка больше. При эксплуатации первого годовая добыча составляет 65 тыс. т, выпуск полевошпатовой продукции 21 тыс. т, срок отработки месторождения превышает 350 лет. Освоение месторождения Отрадное при годовой добыче 300 тыс. т руды обеспечивает выпуск 217 тыс. т продукции при значительном снижении себестоимости, что однако достигается при больших капитальных вложениях из-за экономической неосвоенности территории.
Оливиновые руды. Представлены Хабозерским и Ков-дорским месторождениями. Горно-геологичес-кие условия благоприятствуют открытому способу разработки. Запасы Хабозерского месторождения 9692.4 тыс. т безрудных оли-винитов. Годовой выпуск продукции 100 тыс. т может быть обеспечен добычей 216 тыс. т руды. Организация такого производства потребует значительных капитальных вложений. Для выпуска такого же количества продукции на базе оливинитов коры выветривания (скальные оливиниты) Ков-дорского месторождения потребуется меньше капитальных вложений, но при себестоимости несколько выше, чем на Хабозерском месторождении.
Выводы
Прогнозная оценка состояния и перспектив освоения минерально-сырьевой базы региона, включая месторождения находящиеся в эксплуатации, законсервированные, а также новые опоискованные и оцененные рудопроявления приводит к следующим выводам:
1. Кольский регион располагает большим количеством как крупных, так и средних и мелких по запасам месторождений и рудопроявлений, значительная часть которых составляет государственный резерв, в том числе все средние и мелкие по запасам месторождения и рудопроявления, в большинстве своем расположенные в экономически неосвоенных местностях.
2. Количество и качество имеющихся разведанных запасов медно-никелевых месторождений Печенги, позволяют обеспечить восполнение выбывающих мощностей и стабильное производство товарного никеля из собственного сырья на период более 40 лет. Для этого необходим ввод в эксплуатацию нового подземного рудника Глубокий, производительностью 6 млн.т руды в год с использованием всех основных объектов рудника Северный. В дальнейшем потребуется освоение месторождения Спутник-Верхнее при годовом объеме добычи руды 1 млн т/год. Для снижения потерь руды при добыче на богатых участках месторождений целесообразно использовать системы разработки с
Рис. 5. Соотношение запасов неметаллорудного и нерудного сырья Кольского полуострова, %
твердеющей закладкой. За счет этого будет сохранено стабильное производство товарного никеля из собственного сырья в количестве 20-22 тыс. т в год на дальнейшую перспективу.
3. При реконструкции производства на ОАО "Севред-мет" добыча и переработка руды на эксплуатируемых участках Ловозерского месторождения не только обеспечит потребность страны в редких металлах, но и может быть рентабельной. Лучшим резервным участком месторождения следует признать участок порфировидных ювитов Аллуайв.
4. Из месторождений и рудопроявлений нерудного и неметаллорудного сырья, находящихся в государственном резерве, наиболее перспективны для последующего освоения следующие:
Флогопит и вермикулит. В близкой перспективе удовлетворение потребностей в этих видах сырья может быть обеспечено за счет эксплуатируемого Ковдорского месторождения. В отдаленной перспективе наиболее целесообразен ввод в эксплуатацию рудопроявления Петяйянвара с крупными запасами флогопита и одновременно вермикулита в коре выветривания.
Мусковит. Целесообразно возобновить эксплуатацию месторождения Неблогора для выпуска листовой слюды, спрос на которую в настоящее время удовлетворяется импортом из Индии. Восстановление рудника Риколатва требует вдвое больше капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Целесообразно освоение техногенных месторождений мелкоразмерного мусковита, представленных отвалами прошлых лет рудника Риколатва, в виду растущего спроса на различные виды молотой и дробленой продукции, больших ее запасов и низкой себестоимости получения продукции.
Жильный прозрачный кварц. Целесообразно ввести в эксплуатацию единственное и регионе месторождение Перчатка для выпуска кускового кварца и кварцевой крупки - сырья для производства кварцевого стекла и выращивания монокристаллов кварца.
Полевошпатовое сырье. В настоящее время и в близкой перспективе спрос на этот вид сырья может быть удовлетворен эксплуатацией месторождений Куру-Ваара и Рико-латва. Освоение месторождения Отрадное требует значительных капитальных вложений и может рассматриваться лишь в отдаленной перспективе.
Оливиновые руды. Потребности в этом виде сырья могут быть обеспечены как вводом в эксплуатацию Ковдорского, так и Хабозерского месторождений. Экономические показатели их освоения близкие. Некоторое преимущество по капитальным вложениям дает ввод в эксплуатацию Ковдор-ского месторождения, а в случае вовлечения в добычу скальных оливинитов - также по эксплуатационным затратам. Для окончательного выбора объекта освоения необходима более детальная проработка технологических схем добычи и переработки руды и на их основе оценка экономических показателей.
Таким образом минерально-сырьевая база Кольского региона обеспечивает в настоящее время и может обеспечить в обозримом будущем потребности России в редкометалль-ном, неметаллорудном и в некоторых видах нерудного сырья, а также до 15-20% медно-никелевых руд. Регион имеет железнодорожную и автотранспортную связь с другими промышленными центрами страны и два морских порта, способных обеспечить экспорт продукции в страны зарубежья.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Попов В.В. Минеральные ресурсы и экономика России на рубеже ХХ-ХХ1 столетий: проблемы и пути их решения // Электронный научноинформационный журнал «Вестник ОГГГН РАН», №3 (9) 99, М.: ОИФЗ РАН, 1999, стр. 10-56.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Бессонов Игорь Иванович - зав. лабораторией «Теории комплексного освоения и сохранения недр» Горного института Кольского научного центра Российской Академии наук, доктор технических наук (ГИ КНЦ РАН),
Бусырев Владислав Михайлович - ведущий научный сотрудник ГИ КНЦ РАН.
Леонтьев Анатолий Александрович - старший научный сотрудник ГИ КНЦ РАН.
Едигарьев Валерий Георгиевич - старший научный сотрудник ГИ КНЦ РАН.
Жабин Сергей Васильевич — зам. начальника отдела госконтроля Комитета природных ресурсов Мурманской области.
