Стимулирование извлечения ценных цветных и редких металлов из золо-шлаковых отходов углей, накапливаемых на энергетических предприятиях Кемеровской области Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СТИМУЛИРОВАНИЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ ЦВЕТНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЗОЛО-ШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ УГЛЕЙ, НАКАПЛИВАЕМЫХ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Олег Сергеевич Краснов

Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт (ВНИГРИ), 191014, Россия, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 39, доктор экономических наук, профессор, заместитель генерального директора ВНИГРИ, тел. 8-911-963-28-74, e-mail: okrasnov@vnigri. rn

Валерий Альбертович Салихов

Новокузнецкий институт (филиал) ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», (НФИ КемГУ), 654018, Россия, г. Новокузнецк, пр. Металлургов, 19, кандидат технических наук, доцент кафедры экономики, тел. 8-960-918-56-18, e-mail: Salihov-V A@yandex.ru

Обоснованы стимулы, позволяющие быстрее вводить в разработку золоотвалы энергетических предприятий, в которых могут содержаться значительные запасы ценных цветных и редких металлов. Кроме того, приведены формулы расчета экономического эффекта по подобным проектам, позволяющие оценить возможные объемы получения ценных металлов,

а также величину выручки и прибыли по проекту.

Ключевые слова: цветные и редкие металлы, золо-шлаковые отходы углей, экономический эффект, экологический эффект, суммарный эффект.

STIMULATION OF COLOR AND RARE METALS EXTRACTION FROM POWER ENTERPRISES ASH DUMPS IN KEMEROVO REGION

Oleg S. Krasnov

All-Russian Research Institute of Geological Prospecting (VNIGRI), 191014, Russia, St. Petersburg, Foundry, etc., 39, Doctor of Economics, Professor, Deputy Director General VNIGRI,

tel. 8-911-963-28-74, e-mail: okrasnov@vni gri. ru Valeriy A. Salihov

Novokuznetsk Institute (branch) HPE «Kemerovo State University" (Neh KemSU) 654018, Russia, Novokuznetsk, etc. Metallurgists, 19, Ph. D., Associate Professor of Economics, tel. 8-960918-56-18, e-mail: Salihov-VA@yandex.ru

Stimulus for quick entering in the development of power enterprises ash dumps with the significant reserves are proved in this article. Besides, the formula for calculating the economic effect of such projects for possible amount of color metals and profit margin evaluation is shown here.

Key words: non-ferrous and rare metals, ash dumps, the economic effect, ecological effect, total effect.

В настоящее время актуальна проблема обеспечения промышленности цветными и редкими металлами в РФ, которая усугубляется из-за сложной социально-экономической ситуации в стране. По потреблению металлов, особенно редких, Россия значительно отстает от развитых стран. При этом по мере стабилизации и роста экономики страны ожидается, что в период до 2020 года рост потребности металлургических предприятий России в сырье будет обусловлен, прежде всего, увеличением спроса на металлопродукцию на внутреннем рынке (вследствие ожидаемого оживления производства в отраслях-металлопотребителях), при сравнительно стабильных объемах экспорта. Рост внутреннего потребления металлопродукции и рост ее экспорта возможны при поставках продукции так называемого четвертого передела (например, обработка цветных металлов, твердосплавная металлургия и т.д.).

Следует учитывать также огромные объемы накапливаемых техногенных отходов. Например, в РФ накоплено более 2 млрд т золы и шлаков ТЭС и металлургических предприятий, а в Кемеровской области ежегодно накапливается около 3 млн т золо-шлаковых отходов (ЗШО). В настоящее время накоплено около 100 млн т золоотвалов. При этом запасы ряда ценных, дефицитных металлов (титан, цирконий, стронций, ванадий) в них могут составить тысячи и десятки тысяч т [3]. Таким образом, обоснование эффективных путей их переработки - это важнейшая экономическая задача.

Таким образом, актуальность извлечения ценных металлов из золошлаковых отходов углей определяется на основе анализа состояния минерально-сырьевой базы цветных и редких металлов в мире и России, анализа спроса и предложения на эти металлы на внутреннем и мировом рынках [1]. Важным аспектом решения этой проблемы является и обоснование стимулов для ликвидации техногенных отвалов и улучшения экологической ситуации в горнопромышленных регионах России.

Целесообразность комплексного извлечения концентратов металлов или металлов из ЗШО углей должна проводиться в сравнении с рудными и другими техногенными объектами с учетом замыкающих затрат, прибыли, стоимости месторождения, сопоставлении затрат и цен на получаемые продукты (концентраты металлов или металлы), определения наиболее ценного продукта под который разрабатывается комплексная, рациональная схема эксплуатации месторождения. При этом следует учитывать, что при переработке ЗШО возможно также получение и дефицитных строительных материалов, а в ряде случаев именно такой продукт может быть наиболее ценным, но в любом случае получение нерудной продукции повысит рентабельность проектов по извлечению дефицитных металлов из ЗШО.

В целом, для принятия решения о вводе в разработку техногенного месторождения, представленного ЗШО энергетических предприятий, содержащих ценные металлы, необходим учет внешних, внутренних факторов и суммарного эффекта.

Народно-хозяйственный эффект по проектам разнообразен. Это экономический эффект (ЭЭ) от продажи ЗШО, концентратов металлов или черновых металлов, а также строительных материалов. Экологический эффект (ЭЭКол) формируется, в основном, за счет предотвращенного ущерба земельным и лесным ресурсам, а также за счет ликвидации отвалов. Социальный эффект (ЭСОц) это, в первую очередь, создание рабочих мест по проектам и сокращение, за счет этого, выплат пособий по безработице. Косвенный эффект (ЭКОСВ) показывает экономию средств на ГРР и на добычу, обогащение и получение металлов, но рудные месторождения содержат специфический, генетически обусловленный, меньший спектр металлов большего объема. Поэтому этот эффект, в основном, имеет теоретическое значение. Суммарный народно-хозяйственный эффект (Эн.х) можно оценить по годам (^. При этом для каждого эффекта с учетом его специфики уточняется норма дисконта (Е) и коэффициент дисконтирования q = (1 /1 + Е) по проекту:

Эн.х. = ^ ^ Ээ Х q + ЭЭКОЛ Х q +ЭСОЦ Х q + ЭКОСВ Х ^ (1)

В настоящее время имеется целый ряд технологических решений, позволяющих эффективно утилизировать некоторые виды ЗШО с целью извлечения из них полезных компонентов. С помощью выщелачивания можно извлекать золото, литий, ванадий, вольфрам, иттрий, редкоземельные и другие металлы. Из ЗШО энергетических бурых углей извлекается (от общего объема) до

40 - 67 % титана, 70 - 87 % меди, 50 - 81 % марганца, 74 - 84 % мышьяка, 48 - 60 % ванадия и 62 - 83 % галлия [4]. Возможные объемы производства металлов и другие технико-экономические показатели по проекту можно оценить по следующей логической схеме.

Определив среднее содержание металла в угле по пласту и среднее содержание металла в золо-шлаковых отходах после энергетического сжигания этого угля можно будет оценить количество металла, переходящее в золу. Эта информация может быть полезна при формировании техногенных месторождений из золо-шлаковых отходов, получаемых из углей конкретных месторождений. Следует отметить, что эти техногенные объекты формируются из разных источников поступления углей. Кроме того, часть металлов улетучивается при сгорании, часть мигрирует из золоотвалов во внешнюю среду при различных физико-химических процессах. Значительными будут потери металлов и при их извлечении из ЗШО в концентрат.

Коэффициент выхода металла из золоотвалов в концентрат золы (Кв к.з) рассчитывается по соотношению:

К„.з. = ((Кк.з. Х С„з.) КУ,.„. Х Сл1^)) Х 100%, (2)

где Укз и ¥з.а - объемы концентрата золы и объемы золоотвалов, т;

См.к.з. и См.з.о - содержание металла в концентрате и золоотвалах, т.

Коэффициент разубоживания Р = 100 - Кв. Содержание металла в концентрате можно увеличиться за счет зол уноса, где оно может быть в 2 раза выше, чем в ЗШО.

Аналогично, при наличии рентабельной промышленной технологии, рассчитывается коэффициент выхода металла из концентрата в конечный продукт - черновой металл (Кв кп):

К„„. = ((V,,, X Смж„,) /(V,, X Смжл,)) X100%, (3)

где ¥к.п. и Смкп. - объем конечного продукта (т) и содержание в нем металла.

В результате, определяются возможные объемы производства металлов в год, величины возможной выручки, затрат по проекту и выбирается техногенный объект, разработка которого может дать большую прибыль и рентабельность.

Наиболее важным показателем экономической эффективности извлечения металлов из золоотвалов энергетических предприятий будет возможный объем производства металла (¥пр. м), который можно рассчитать:

V = С х Ух К , (4)

пр.м м.к. з. к. 3. в.к.п.? V /

Например, среднее содержание титана по угольному пласту составляет 180 г/т. Среднее содержание титана в золе, по теоретическим источникам [3] составляет 1100 г/т, т.е. содержание титана в золо-шлаковых отходах в этом случае увеличивается в 6,1 раз. Содержание титана в концентрате золы может быть выше в 3 - 5 раз и более чем в ЗШО (т.е. около 5 000 г/т). Объемы получаемых за год концентратов из 200 - 1 000 тыс. т ЗШО могут составить, согласно прогнозным оценкам ряда исследователей, от 2 до 20 тыс. т [4], а Кв.к.п. ~ 0,9 [3]. Тогда, объем производства титана (V,пр. п), как минимум, может составить:

Vпp. ^ = 5 000 г/т х 2 000 т х 0,9 = 9 т.

Эти данные позволяют (с учетом производительности) определить количество требуемого оборудования для получения металлов. Выручка от реализации металлов (Вм) определяется по формуле:

ВМ =^Ц, х Кр.м > (5)

где Цi - цена 1-го получаемого металла, руб./т или руб./кг; Vпp. мл - объем 1-го получаемого металла, т или кг.

4

Отношение производственных затрат по проекту к общему объему получаемых металлов позволяют определить себестоимость 1 т металла. При расчете себестоимости конкретного металла учитывается его удельный вес в общем объеме получаемых металлов. Цена на металл (Ц) определяется с учетом приемлемой нормы прибыли (П) от его себестоимости (С): (Ц = С /1

- П). Прибыль от реализации продукции по проекту (Пр) рассчитывается как:

ПР = (ВМ ~ ЗМ ) + (ВС.П. _ ЗС.П. X (6)

где ЗМ - затраты на получение металла, тыс. руб.;

ВС.П. - выручка от реализации сопутствующих продуктов (рассчитывается аналогично выручке от реализации металлов), тыс. руб.;

Зел. - затраты на производство сопутствующих продуктов, тыс. руб.

В результате, выбирается оптимальный вариант извлечения металлов из ЗШО, позволяющий извлекать максимальное количество металлов из золоотвалов и зол уноса в концентрат. Также желательно с помощью одной технологии получать наиболее широкий спектр черновых металлов.

Таким образом, возможна разработка ЗШО энергетических предприятий со значительным народно-хозяйственным эффектом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Краснов О.С. Оценка перспектив извлечения ценных цветных и редких металлов из золо-шлаковых отвалов энергетических предприятий Кемеровской области / О.С. Краснов, В.А. Салихов // Записки Горного института, т. 201 «Проблемы развития минерально-сырьевого и топливно-энергетического комплексов России». - СПб, 2013. -С.191 - 195.

2. Краснов О.С. Экономическая оценка попутных полезных компонентов угольных месторождений / О.С. Краснов, В.А. Салихов // Записки Горного института, т. 201 «Проблемы развития минерально-сырьевого и топливно-энергетического комплексов России». - СПб, 2013. - С. 196 - 200.

3. Салихов В.А. Экономическая оценка и комплексное использование попутных полезных компонентов углей и золо-шлаковых отходов углей (на примере Кемеровской области) / В.А. Салихов; НФИ КемГУ. - Новосибирск, Издательство «Наука» СО РАН, 2013. - 224 с.

4. Скурский М.Д. Недра Земли / М.Д. Скурский. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006.

- 880 с.

5. Чайников В.В. Оценка инвестиций в освоение техногенных месторождений / В.В. Чайников, Е.Л. Гольдман. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 220 с.

© О. С. Краснов, В. А. Салихов, 2014