Челябинские ученые уверены, что геологический «мусор» может дать отрасли миллиарды рублей

Миллиарды тонн отходов южноуральской горнодобывающей и металлургической промышленности — это и своего рода «кладовая» полезных ископаемых на черный день, и «горнило», которое дает жизнь новым минералам.

 От террикона к космосу

В отличие от обычной минералогии, где открытия в последние десятилетия практически не совершаются, техногенному разделу этой науки есть чем удивить и специалистов, и обывателей.

— Минералов не так уж и много: на всей планете их насчитывается всего около двух с половиной тысяч, а вместе с разновидностями — примерно четыре тысячи, — рассказывает Александр Левит, доцент кафедры экологии ЧелГУ, геолог с более чем 50-летним стажем. — Но существуют различные процессы, при которых образуются новые соединения. Например, при прокачке нефти или газа на стенах нефте- или газопровода могут осаждаться еще неизученные сернистые и углеводородные образования.

Другой процесс, приводящий к появлению принципиально новых минералов, происходит при горении нефти или, например, отвалов, поясняет ученый.

— Главный процесс, который запускает рождение новых соединений — горение. Оно неконтролируемо и происходит в любом отвале угольного бассейна. Свою лепту вносят осадки и ветер. Все эти природные факторы создают систему аналогичную домне, — поясняет ученый. — Из глинистых пород, которые всегда сопутствуют угольным месторождениям, получаются искусственные породы, очень напоминающие вулканические лавы, и новые хлористые и азотистые легкоразлагающиеся минералы.

Те же самые коркинские и копейские отвалы породили уже больше 50 новых минералов: поляковит, баженовит, святославит, свяженит, ферсмит и другие — их в свое время открыл и систематизировал известный южноуральский ученый-минералог, заведующий лабораторией Института минералогии Академии наук профессор Борис Чесноков, посвятивший техногенной минералогии 20 лет. Вместе со своими соратниками он работал с геологическим «мусором» под Челябинском, скрупулезно выискивая отличные от отвальной породы камни. Причем новые минералы в данном случае представляют собой не кристаллы, которые у большинства из нас ассоциируются с этим словом, а белые, желтоватые и буроватые пленочки и налеты. Минералогов это ничуть не смущает: и оптический, и рентгеновский, и другие виды анализов подтверждают наличие в структуре неказистых соединений кристаллической решетки, а следовательно, доказывают, что это именно минералы. Чтобы не быть голословным, Александр Иосифович демонстрирует нам фрагмент окаменевшего дерева эпохи триаса, «раскрашенного» новыми соединениями в несколько цветов.

— В каком-то смысле техногенная минералогия — это подготовка к космической минералогии, — рассуждает геолог. — Ведь условия образования и существования этих минералов совершено необычные. Температуры при горении терриконов, к примеру, достигают 1000 градусов.

 Как рождаются «хвосты»

Правда, куда больший интерес, по мнению изучающих земные недра специалистов, те же отвалы представляют не как «родители» новых соединений, а как самостоятельные единицы — минерально-техногенные месторождения.

— В Челябинской области горно-геологические работы ведутся уже на протяжении более чем 300 лет, — приводит данные Александр Левит, в прошлом начальник геолого-съемочной партии. — За это время отработаны тысячи месторождений и накоплены — только вдумайтесь — четыре миллиарда тонн отходов!

Арифметику образования семи нулей в этом числе геолог раскладывает по полочкам на примере цветной металлургии: для того, чтобы добраться до рудного тела, нужно снять поверхностный слой, пески, глину, хорошую почву и скальные породы. Если руда некондиционная, и содержание в ней, например, той же меди ниже установленного порога, она идет в отвалы.

— На втором этапе руда идет на обогащение. При этом на обогатительной фабрике нельзя получить стопроцентный концентрат элемента, часть нужного сырья также теряется, — объясняет технологический процесс геолог. — Наконец, после плавки и получения чистого металла остаются еще шлаки. Правда, шлак шлаку — рознь. В черной металлургии очень ценны доменные шлаки. Их можно использовать для производства стекловаты или отсыпки дорог, мартеновские шлаки в силу своих свойств использовать уже почти невозможно. «Издержки» цветной металлургии, того же ферросплавного производства использовать практически невозможно.

Еще большие «хвосты» остаются после добычи руды на медно-порфировых месторождениях. Содержание меди в такой породе невысокое: всего около 0,5--0,7 процента, но она сопровождается золотом и молибденом. Содержание драгоценного металла, по оценке специалистов, до 1 грамма на тонну, а молибдена до 0,1--0,2 % соответственно. Кроме того, подобные месторождения славятся тем, что медь, ко всему прочему, на них ассоциируется еще и с таким очень редким и дорогостоящим элементом, как рений. Добывается «нужная» компания путем кислотного выщелачивания. После чего миллионы тонн отработанной породы формируют вокруг месторождений огромные горы отвалов пустой породы и хранилища отработанных выщелачивающих растворов.

 Позолоченный Карабаш

Золотым дном геологи считают отвалы предприятий цветной металлургии. В том же Карабаше на въезде в город 19 млн тонн шлаков, содержащих в разной пропорции десятки и сотни тонн различных элементов: меди, золота, серебра, цинка и серы, а также таких редких и ценных элементов, как селен, теллур, кадмий, индий, мышьяк и другие, которые можно было бы получить путем переработки. Правда, подобные технологии, позволяющие избавить полезные компоненты от силикатной оболочки, еще не существуют.

— При этом карабашские шлаки можно считать единственным месторождением, то есть там в 80-х годах прошлого века была проведена геологическая разведка, — говорит ученый. — Их бурили, опробовали, и цифры по запасам меди, цинка, золота и серебра, которыми оперируют геологи, совершено точные.

Определенные технологии в будущем позволят использовать в полной мере отвалы и терриконы, уверены геологи и экологи. Правда, для этого нужна дорогостоящая разведка — никто не позволит разрабатывать даже отвалы просто так.

— Нужна оценка первичных запасов и оценка качества сырья, — рассуждает Александр Левит. — А это довольно сложные процессы. Для тех же технологических проб нужны вагоны сырья, множество анализов и, самое главное, понимание экономической выгоды.

Проблем с сырьем нет. Но интереса к отвалам пока никто не проявляет. Собственно, и работать на них некому. Если когда то челябинский геологоразведочный трест был крупнейшим в России и имел в своем распоряжении 18 геологоразведочных партий, то сейчас в Челябинске за геологию «отвечают» пять человек, которые лишь выдают лицензии на ведение работ и принимают отчеты, и одна единственная геолого-съемочная партия, в которой работают три специалиста возрастом за 70 лет…

— Мы должны стремиться к созданию эстетически интересных пейзажей, а не отвалов, и максимально использовать недра земли, — считает геолог. — Не всегда нужно рыть землю и разрабатывать новые карьеры по добыче песка или известняка — иногда достаточно «порыться» в старых отвалах.

фото Вячеслава Шишкоедова