Сегодня - 21.10.2020

Эльдорадо замедленного действия

07 июля 2016

Уже 45 лет прошло с того момента, как  был открыт Попигайский кратер. Там до сих покоятся нетронутыми огромные залежи уникальных метеоритных алмазов, способных обеспечить России большое технологическое преимущество. Как сегодня обстоят дела с изучением этого минерала? Насколько скоро он появится на мировом рынке?

История попигайских алмазов начинается в 1971 году, когда выдающийся советский геолог Виктор Людвигович Масайтис исследовал Попигайскую кольцевую структуру и выяснил, что она является метеоритным  кратером. Чуть позже он нашёл в его пределах то, что сейчас называется метеоритными, то есть ударными, алмазами.
 
 
35,7 миллионов лет назад в Землю врезалось космическое тело диаметром около пяти километров. В результате мощного взрыва образовался кратер диаметром около 100 км, а графит, содержащихся в древних кристаллических породах, перешёл в алмазную фазу – импактные, то есть ударные алмазы, предстапвляющие собой композит алмазной кубической и лонсдейлитовой гексагональной фаз. В момент взрыва алмазы были разбросаны на расстояние более 500 км, и в наше время их находят в россыпях обычных алмазов. Но большая часть их оказалась сосредоточена в кратере: там содержание минералов составляет до 100 каратов на тонну.
 
Уже в начале исследований было обнаружено, что попигайские алмазы обладают исключительной абразивной способностью (то есть хорошо снимают вещество). Она оказалась в 1,8 - 2,4 раза больше, чем у обычных алмазов, природных и синтетических, что определяет направление технологического использования минерала. «Наиболее вероятно, высокая абразивная способность связана с его строением — зёрна этого композита имеют размеры от первых десятков до первых сотен нанометров, и они спутаны в волокнистую структуру», — объясняет главный научный сотрудник ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Валентин Петрович Афанасьев.
 
В советские годы работы на Попигайском кратере были засекречены. Они велись в жесточайшей строгости. Нельзя было употреблять слова «импактный», «попигайский» алмаз, требовалось называть их «андезитовыми». Редкие публикации попадали в научные журналы, но были чисто минералогическими, а 1986 году исследования попигайских алмазов и вовсе неожиданно прекратили. Их добычу признали нерентабельной, поскольку себестоимость превышала стоимость алмазов (при этом цена алмазов была назначена по цене самых дешевых, поскольку рыночной цены тогда не существовало). Но решающим все же был аргумент в пользу строительства заводов по производству синтетических алмазов. Конкуренцию последних с импактными сочли излишней. Все материалы сдали в фонды под грифом «секретно», и на долгое время  Попигайский кратер был забыт. 
 
Впрочем, остатки концентрата, содержащего эти алмазы, так или иначе проникали в научные лаборатории. Дело в том, что попигайские породы обогащались в Хатанге, посёлке на севере Красноярского края. Там была построена фабрика, где дробили тагамиты — алмазсодержащие переплавленные породы мишени. Дробленный материал поступал на флотацию, откуда уже выходил концентрат, содержащий только графит и алмазы. Для получения чистого материала его развозили по разным уголкам СССР (Симферополь, Тула, Якутия  (Мирный)), где отрабатывали технологию  доводки концентрата, призванную освободить последний от графита. 
 
 
«В 2010-2011 годах  нам удалось договориться с людьми, у которых с 1980-х годов хранился концентрат попигайских алмазов, чтобы они обогатили его и дали нам чистый продукт. Мы получили его достаточное количество для проведения технологических исследований. Первое, что сделали: попытались количественно воспроизвести эксперимент по выявлению абразивной устойчивости. Мы прекрасно понимали: для того, чтобы добиться внимания к этому месторождению, необходимо, во-первых, продолжить минералогические исследования, во-вторых, на современном уровне провести технологические испытания (то есть узнать, для чего пригодны эти алмазы), и в третьих — разработать  метод обогащения коренных пород, поскольку флотация в прежнем ее виде признана слишком «грязной». Также необходимо было доказать, что эксплуатация месторождения будет рентабельной», — рассказывает Валентин Афанасьев.
 
В начале 2010-х попигайскими алмазами заинтересовалась компания «Алмазы Анабара» — она имеет развитую инфраструктуру в тех краях, и в случае, если удастся вывести импактные алмазы на рынок, будет обладать преимуществом по доступу к месторождению. Летом 2013 года благодаря этой компании Институту геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН удалось организовать экспедицию к Попигайскому кратеру. 
 
«Перед нами стояли следующие задачи: во-первых, было необходимо отобрать материал для продолжения фундаментальных и прикладных научных исследований. Во-вторых  — подготовить технологическую пробу для отработки современной методики обогащения», — говорит руководитель экспедиции старший научный сотрудник  лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Евгений Игоревич Николенко.
 
Исследователь  отмечает, что без «Алмазов Анабара» экспедицию организовать не получилось бы — до Попигайского кратера трудно добраться. Сначала надо было прибыть в Якутск, потом на самолёте АН-24 долететь до поселка Саскылах, доехать до геологической базы, затем —  до Попигайской астроблемы на вездеходе или вертолётом. Отдельно необходимо было забросить большой объём снаряжения (палатки, инструменты, оборудование) и продовольствия, которые были доставлены на геологическую базу на р. Анабар речным транспортом по р. Лена. В общей сложности на дорогу туда-обратно ушло около месяца.
 
 

Итогом геолого-разведочных работ является технико-минералогическое обоснование месторождения на основе подсчётов запасов. Эти отчёты защищаются в Государственной комиссии по запасам и отправляются в фонды. В советское время были сданы в ГКЗ два месторождения — Ударное и Скальное, в общей сложности занимающие площадь около 3% площади кратера. Содержание алмазов в первом в среднем 7 карат на тонну руды, во втором (наиболее крупоном и подготовленном) — до 100 каратов на тону (при среднем содержании — 23,23 карата на тонну), а их общий подсчитанный объём составляют 147 миллиардов карат, что намного больше, чем все разведанные запасы обычных алмазов во всём мире. Эти месторождения подготовлены к эксплуатации. Даже при производстве 10 миллионов каратов в год запасов хватит надолго. Кроме того, есть высокая вероятность обнаружения новых фрагментов Попигайской структуры с высоким содержанием алмазов. 

 
Промышленному освоению месторождений сегодня препятствует несколько факторов. Первый из них —  отсутствие приемлемой технологии обогащения. Как уже отмечалось выше, флотация — это дорогостоящий метод, связанный с незначительными экологическими рисками хвостохранилища, которое организуется на месте переработки. «Нужно создать, профинансировать, отладить новую технологию и построить пилотную фабрику, чтобы наработать хотя бы 20-30 тысяч каратов для технологических испытаний.  Скорее всего, этим будут заниматься какие-то частные компании. А они умеют считать деньги. Им нужно преподнести уже полный пакет документов, в которых будет указан срок окупаемости в зависимости от объёмов добычи», — отмечает Валентин Афанасьев.
 
Вторая проблема — попигайские алмазы не представлены на рынке, и, соответственно, — у них нет рыночной стоимости. Пока учёные ориентируются на самые низкосортные алмазы из северных россыпей — в пределах двух долларов за карат. Исследователи уверены — необходимо  выделить те сферы, в которых импактный алмаз будет наиболее востребованным, и затем уже поднимать цену, ведь пилить камни и бетон может и инструмент на основе синтетических алмазов. 
 
«В этой связи включается в действие то самое технологичное преимущество  — абразивная способность импактных алмазов более чем в два раза выше, чем у синтетических и технических. Это даже в условиях низких цен на алмазное сырье делает их очень выгодными», — говорит старший научный сотрудник  Института экономики и организации промышленного производства СО РАН кандидат экономических наук  Николай Юрьевич Самсонов.
 
Необходимо получить валовую пробу руды и переработать её на обогатительной фабрике с извлечением до миллиона карат алмазного сырья в нескольких классах и представить ее в ассортименте алмазного сырья или готовой алмазной технической продукции (имеются в виду алмазные порошки), чтобы дать точную оценку ценовой, экономической, потребительской и маркетинговой конкурентоспособности в реальных условиях», —  говорит Николай Самсонов.
 
 
Подвижкой к промышленному освоению Попигайского кратера может послужить поворот к импортозамещению. Дело в том, что российские предприятия  пользуются большим количеством зарубежных станков для изготовления сложных деталей. На сегодняшний день сложилась ситуация, когда инструменты для этого оборудования попали под санкции. Поэтому российский бизнес уже давно заинтересован в том, чтобы строить своё инструментальное производство.
 
«Сейчас Китай производит самое большое число синтетических низкосортных алмазов, продаёт их за копейки — по нескольку центов за карат, и держит таким образом весь рынок. Однако это государство — партнёр очень специфический», — предупреждает  Валентин Афанасьев и приводит в пример показательную историю. Китай располагает крупным месторождением редких земель, крайне востребованных в современных технологиях, и успешно торговал по низким ценам низкообогащенным продуктом, захватив мировой рынок, затем перешел на высокобогащенный, резко подняв цены, и фактически поставил на колени весь мир.  
 
«Есть очень большое опасение, что то же самое будет с синтетическими алмазами. Китай уже практически задавил их производство в России. Чтобы не повторилась ситуация с редкоземельными материалами, нужно заранее «подстелить соломки», то есть подготовить к эксплуатации Попигайское месторождение, которое будет реальной альтернативой и не вступит в конкурентные отношения с китайским производителем. Наша задача — вовремя привлечь к этому внимание промышленности», — говорит учёный.
 
Николай Самсонов отметил ещё одну важную особенность: китайское алмазное синтетическое сырье действительно дешевое, но в низкокачественном сегменте, то есть в виде очень мелких порошков. Однако чем крупнее кристаллики таких алмазов, тем они дороже, потому что сложнее выращиваются, затрачивается больше ресурсов на их производство. В попигайской же породе сразу заложены готовые классы — мелкие, средние и достаточно крупные. Смысл обработки: раздробить руду и извлечь их. 
 
«На самом деле, мы хотели бы добиться, чтобы цена за карат достигала примерно трёх- трёх с половиной долларов. То есть была бы в два раза ниже, чем сейчас. Довольно важным фактором здесь выступает девальвация российского рубля. Эти цены рассчитаны при курсе примерно 55 рублей за доллар, если взять курс 65 рублей за доллар, то получится примерно 5,5 долларов за карат. Понизив некоторые инвестиционные затраты и снизив операционные, мы сможем снизить цену до четырёх долларов за карат. Будем смотреть, при каких капитальных затратах мы могли бы опустить её ещё больше, — говорит Николай Самсонов. — Нам необходимо фактически приравнять стоимость импактных алмазов к стоимости синтетических. Во-первых, чтобы у потребителей не было желания экономить. Во-вторых, за счёт более высоких технологических свойств во многих сферах использования у импактных алмазов формируется уже конкретное преимущество. У нас не стоит задача полного или значительного замещения рынка синтетических и технических алмазов, но мы хотим занять на нём свою нишу, связанную с наиболее эффективными сферами их применения (а это 40-50 процентов потребления — шлифовочные порошки, алмазные пасты, абразив для технологичной продукции, алмазные спеки для оснастки инструментов и буровых коронок и так далее). Хотелось бы сказать, что наша работа не пропадает даром – мы активно контактируем с системным интегратором станкостроительной отрасли — «Станкопромом», а в прошлом году стали победителями промышленного конкурса «Полярный квадрат».
 
Диана Хомякова
 
Фото Евгения Николенко, Николая Тычкова
 
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (6 votes)
Поделись с друзьями: 

Система Orphus