Металл добываемый на курилах
Обновлено: 20.09.2024
На курильском острове Итуруп летом начнет работать самый инновационный газово-металлургический завод, аналогов которому нет в мире. Об этом "РГ" рассказали в минвостокразвития.
Российские ученые смогли создать технологию, позволяющую добывать один из самых редких, дефицитных и драгоценных химических элементов на нашей планете - рений.
Рений (Re) - 75-й элемент в периодической таблице Менделеева, тяжелый серебристый металл с высокой тугоплавкостью. Его температура плавления чрезвычайно высока и составляет более 3000 градусов по Цельсию. Такие свойства делают этот металл поистине стратегическим: его используют в ракетостроении, в строительстве реактивных двигателей, носовых обтекателей сверхзвуковой авиации, камер сгорания, для производства военной техники. Стратегическую ценность этого драгоценного для высокотехнологичных отраслей экономики металла усиливает еще и тот факт, что рений является и одним из самых редких элементов на планете, его мировые запасы оцениваются всего в 13 тысяч тонн. Цена килограмма рения доходит до 1400 долларов.
До недавнего времени считалось, что месторождений этого металла в природе не существует. Но еще в 90-х годах российские ученые обнаружили месторождение рения в жерле бодрствующего итурупского вулкана Кудрявый. Изначально здесь были обнаружены залежи этого минерала в 10-15 тонн, но позже выяснилось, что ежегодно вулкан выбрасывает в атмосферу 20 тонн металла.
В 2015 году ВНИИ химической технологии (ВНИИХТ) совместно с Институтом вулканологии и геодинамики (ИВиГ) разработали укрупненную установку для получения Re-концентрата. Оборудование по улавливанию рения из вулканических газовых испарений может работать при температурах от 250 до 300 градусов по Цельсию. Это сооружение представляет собой комплекс специальных куполов - уловителей газа, из которого с помощью катализаторов будут извлекать драгоценный рений.
После его испытаний в жерле Кудрявого выяснилось, что извлеченный концентрат содержит также селен, теллур, индий и германий, цветные металлы. Как рассказали "РГ" в минвостокразвития, на Курильских островах имеются месторождения и проявления черных, цветных, благородных (включая разрабатываемые в настоящее время на острове Уруп месторождения золота) и редких металлов, самородной серы, поделочных камней, парогидротерм (гремучих ключей), а также многочисленные источники термальных и минеральных вод.
Разработка месторождения рения и его добыча предусмотрена федеральной целевой программой "Социально-экономическое развитие Курильских островов (Сахалинская область) на 2016-2025 годы". В итоге из вулкана Кудрявый будут добывать не только рений, но и германиевый (германий необходим для производства оптики и радиоэлектроники, а также в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения) и индиевый (индий используется в микроэлектронике) концентраты. Как рассказал "Российской газете" академик Генрих Штейнберг, чьей энергии проект обязан своей реализации, рений на Кудрявом был открыт в сложные времена для отечественного хозяйства, в 1992 году. "Тогда основная наша задача заключалась в том, чтобы прогнозировать извержения вулканов и вулканическую активность, - рассказал ученый. - Ведущий метод контроля при этом - анализ состава газа, испускаемого вулканом. Во время замера мы заметили, что в глубине рыхлой породы, в шлак-песке, есть что-то блестящее. Мы этот обломок вытащили, и через пару часов, когда он остыл и его можно было взять в руки, стало ясно, что этот кусок является рудным минералом, похожим на молибденит. Через несколько месяцев было определено, что этот минерал содержит в себе рений".
Весной 1993 года в РАН узнали о том, что в нашей стране существует единственный в мире рениевый минерал. Летом того же года правительство дало поручение председателю геологического комитета (аналог минприроды) и правительственному комитету по науке и технике разобраться в этом вопросе. В итоге до 1998 года ежегодно выделялось денег примерно по 10 процентов от того, что было необходимо для реализации проекта.
По словам Генриха Штейнберга, в 90-е годы "в основном на энтузиазме все делалось". Дефолт 1998 года нанес сильный удар по всем работам. "В 2000-е годы, наконец, нашелся инвестор, неизвестный широкой публике, но известный в нефтяных кругах, который дал денег, на них мы работали до 2007 года. В 2007 году вышли два поручения правительства о выделении бюджетных средств. Но живых денег наш проект и сотрудники так и не увидели", - сетует ученый.
Однако в 2014 году появился новый инвестор, чьи ресурсы позволили создать опытную установку для получения Re-концентрата. Полномасштабные успешные испытания этого оборудования состоялись в 2015 году. "В июле - сентябре нынешнего года промышленная установка по извлечению Re-концентрата будет готова и задействована. Для того, чтобы эта технология пошла в серию, установка должна проработать в опытно-промышленном режиме хотя бы год", - говорит Генрих Штейнберг.
Вести из кратера: как на Курилах учатся добывать сверхценный минерал из вулканических газов
Вулканические фумаролы можно узнать по отвратительному запаху, едкому дыму и буйству ярчайших цветов — лимонно-желтого, пурпурного, оранжевого и зеленоватого. В основе всех этих качеств — вулканические газы, выходящие в этом месте из-под земли. Эти газы богаты серой, и именно яркоокрашенные отложения серы и ее соединений создают вокруг фумарол переливы волшебных цветов.
Фумаролы есть на многих вулканах, они расположены на склонах вулканических конусов или непосредственно в кратерах. Чаще всего они окружены налетами чистой серы, которая осаждается из газов при температуре ниже 250 °C.
Такие отложения есть и на фумаролах вулкана Кудрявый, расположенного на курильском острове Итуруп. Когда остров принадлежал Японии, серу (а возможно, и не только ее) там даже добывали в промышленных количествах. Однако особенность Кудрявого в том, что его фумаролы, занимающие несколько полей, сильно различаются по температуре выходящих газов: она меняется в диапазоне от 150 до 950 °С. Вулканологам было понятно, что, кроме серы, там должно быть много интересного.
И вот в 1992 году, проводя плановые работы на кратере, исследователи обратили внимание на необычный минерал. Это были тонкие пластинчатые полупрозрачные кристаллы с коричнево-красными внутренними рефлексами. Они росли на камнях, окружавших фумаролы.
Последний стабильный элемент
Современная промышленность находит применение практически каждому элементу таблицы Менделеева. Есть среди них и такие, что не образуют в земной коре сколько-нибудь заметных скоплений. Они добываются в очень небольших количествах попутно с более распространенными полезными ископаемыми. Один из таких элементов — тугоплавкий металл рений.
Рений был предсказан Менделеевым полтора века назад, но обнаружен только в 1925 году. Он стал последним открытым стабильным элементом, после него открывали уже только радиоактивные. Почти сорок лет после открытия для него не находилось применения, но к началу 1970-х годов все изменилось.
В середине XX века для повышения мощности и КПД автомобильных двигателей к топливу добавляли тетраэтилсвинец, повышая тем самым октановое число бензина. В результате типичный автомобиль стал выбрасывать в окружающую среду несколько граммов свинца на 100 км пробега. Это стало настоящим экологическим бедствием, и с 1960-х годов в США началась борьба за запрет этилированного бензина. Однако просто отказаться от высокооктанового топлива было невозможно — многие двигатели просто не могли работать на другом.
Спасением в этой ситуации неожиданно оказался рений. В сочетании с платиной он становится катализатором для нефтепереработки, позволяющим повышать октановое число без свинцовых присадок.
Платино-рениевые катализаторы были изобретены в 1968 году, и уже с 1970-го их стали внедрять в промышленность. Во многом благодаря им к 1986 году этилированный бензин был выведен из употребления в США. В Евросоюзе и Китае его запретили с 2000 года, в России — с 2002-го. В 2021 году от него отказалась последняя страна мира — Алжир.
Другое не менее важное свойство рения — высокая температура плавления. Она даже немного выше, чем у вольфрама. При этом рениевые сплавы выдерживают температуры 2000 °C и выше, не теряя твердости и других конструкционных качеств. Без таких суперсплавов сегодня фактически невозможно создание ракетных двигателей и сверхзвуковой авиации.
Однако, несмотря на высокий спрос в нефтяной и авиакосмической промышленности, долгое время не было известно ни одного месторождения и даже ни одного минерала рения. Все, что используется в промышленности, — это побочный продукт, получаемый на медно-молибденовых месторождениях, где на тонну руды приходится около десятой доли грамма рения.
Тем не менее за год в мире добывают около 70 тонн рения. Половина этого количества производится в Чили и по долгосрочным контрактам уходит в США. Второе место по добыче рения занимает Казахстан.
После распада СССР российские нефтянка и авиация остались без собственных источников рения. Тогда еще никто не подозревал, что Россия окажется обладателем первого и на сегодня единственного в мире рениевого месторождения.
Стратегический минерал
В 1991 году в Южно-Сахалинске начал работать один из первых в России частных научно-исследовательских институтов — Институт вулканологии и геодинамики Российской академии естественных наук. Только что учрежденная РАЕН тогда еще не успела обзавестись сомнительной репутацией. В нее вступали многие серьезные ученые, поскольку она позволяла им создавать собственные лаборатории, институты и журналы, что в советскую эпоху было доступно не каждому академику.
Этой возможностью воспользовался известный вулканолог Генрих Штейнберг. Институт, который он организовал со своей командой специалистов, стал заниматься мониторингом и прогнозом извержений вулканов Курильской гряды для нужд Сахалинской области. Именно исследователи института Штейнберга и обнаружили рениит в курильском вулкане.
Выяснилось, что образующий его сульфид рения высаживается, как говорят геофизики, из газовой фазы в твердую возле фумарол с температурой 400–700 °С. В потоке газов на Кудрявом содержится примерно полграмма рения на тонну вулканических газов — как в лучших природных источниках.
В статье ученые писали: «Промышленная технология производства рения основывается на его экстракции из газов, выделяющихся при обработке медного и молибденового сырья. Мы видим, что природа здесь частично воспроизвела промышленный процесс».
По идее, достаточно просто накрыть фумарольное поле колпаком и, отводя газы по трубе, осаждать их, получая рениевый концентрат. Имея в виду эту перспективу, Генрих Штейнберг подал заявку на регистрацию первого в мире месторождения рения, в котором редкоземельный металл будет добываться из вулканических газов. И кстати, рением там дело не ограничивается. В потоке фумарольных газов есть и другие ценные элементы, в частности индий, германий, золото, рубидий.
Не только в России, но даже в мире нет ни одного месторождения, где бы металлы добывались из потока горячих газов. Поэтому на то, чтобы провести необходимые изыскания, оценить запасы и выполнить установленные законодательством требования, ушло более десяти лет.
Было определено, что за год вулкан выбрасывает в атмосферу 20–40 тонн рения, что сопоставимо с его мировой добычей, и где-то до половины этого объема можно было бы извлекать. Месторождение было официально признано, и получена лицензия на его разработку. Теперь предстояло найти инвесторов и создать технологию осаждения рения, пригодную для использования в экстремальных условиях на кратере курильского вулкана.
Поначалу все выглядело довольно радужно. Уникальным месторождением заинтересовались инвесторы из США, готовые вложить в проект миллионы долларов. Но американские горки российского бизнеса выбили их из проекта на первом же крутом повороте. Когда инвестиционный договор готовился к подписанию, правительство России неожиданно объявило рений стратегическим сырьем.
Это означало, что участие в проекте иностранного инвестора вряд ли будет одобрено, и вдобавок такой статус почти исключает продажу добытого рения по свободным рыночным ценам. В то же время проект оказался слишком маленьким и нестандартным для крупных российских горнодобывающих компаний. В результате еще десять лет проект едва удавалось удерживать на плаву — во многом благодаря авторитету Генриха Штейнберга как первооткрывателя месторождения. Постоянный российский инвестор появился лишь в последние годы.
Горячая зона
Тем не менее все это время на вулкане регулярно работали экспедиционные отряды, которые вели измерения, поддерживали хозяйство и, самое главное, испытывали разные варианты технологии извлечения рения.
Несмотря на простоту идеи, добиться эффективного осаждения ценного металла на фильтрах оказалось нелегко. В первых версиях оборудования концентрат получался невпечатляющим — около 200 грамм на тонну. Но с тех пор эффективность опытных установок удалось поднять почти на порядок. Отдельная задача — обеспечить достаточную живучесть оборудования в условиях высокой температуры, агрессивной химии и при частых сильных ветрах.
Курильские острова: единственное рентабельное месторождение рения в мире.
Неисчерпаемость — главное уникальное свойство месторождения рения на о. Итуруп. Содержание рения в концентрате на этом месторождении на два порядка выше, чем в других местах. При этом концентрат не надо даже извлекать из земли — он, как говорится, сам прилетает. Окупается месторождение за два года.
Выступления главного технолога рениевого проекта Евгения Витальевича Долгалёва на пресс-конференции «Рениевый тупик», прошедшей 26 февраля 2018 года в пресс-центре ИА REGNUM
Об оригинальной технологии добычи рения на вулкане Кудрявый
Если рассматривать рений как металл, который можно добывать из разных источников, то главным конкурентами месторождения на вулкане Кудрявый являются месторождения медных и молибденовых руд, на которых рений добывается в качестве попутного продукта. В процессе обогащения получается руда с некоторым содержанием рения, далее она подвергается отжигу, кислотному вскрытию, в результате чего рений улетучивается вместе с отходящими газами и далее улавливается с помощью специальных растворов, накапливается и выводится. Себестоимость рения в таких процессах не считается, так как она заведомо слишком высока. При таком способе добычи рений окупается за счет производства тысяч тонн меди или молибдена. Цена на рынке формируется фактическим спросом. Спрос огромный. Цена имеет две величины: биржевую и рыночную. Они отличаются в несколько раз — об этом уже говорилось в докладе Владимира Полеванова.
Наша технология отличается тем, что мы имеем дело с природным объектом, извлечения из земли и последующего кислотного вскрытия которого не требуется. Мы сразу имеем газовый концентрат. Сложность технологическая состоит в том, что это не диоксид, а сульфид рения. К этим веществам не могут быть применены существующие технологии, так как эти соединения не улавливаются ни водными, ни кислотными концентратами. Вулканические газы на 95—98% состоят из острого водяного пара, и это не газовый поток. Если бы мы использовали существующие технологии, то нам бы пришлось тратить огромное количество энергии на охлаждение потока. И мы получили бы огромные выходы кислого концентрата в качестве отходов, в составе которых присутствует борная и плавиковая кислота — это очень агрессивные вещества.
Наша технология отличается от любой существующей, прежде всего с точки зрения продвижения на рынке. Она единственная из технологий добычи рения сама по себе является рентабельной уже потому, что отсутствует этап извлечение концентрата из земли. Получаемые нами концентраты в десятки и сотни раз по концентрации рения выше, чем получаемые на самых богатых чилийских месторождениях. Если у них речь идет о сотнях грамм металла на тонну концентрата, то у нас — от 1 до 10 кг на тонну, то есть разница составляет один-два порядка.
Сложности у нас сегодня не технологические, так как все традиционные этапы проведения исследований и разработки химической технологии уже пройдены. На этапе опытно-конструкторской разработки мы провели 5 экспериментов, месторождение разведано, у него уже есть официальный статус месторождения. Проведена оценка — каждый год можно добывать 36 тонн рения. Обращаю ещё раз внимание, не всего 36 тонн, а 36 тонн каждый год, что сегодня составляет более половины мировой добычи рения. Такого нет нигде. У каждого из современных месторождений есть конкретный конечный ресурс, который составляет от десятков до сотен тонн. В нашем же случае мы имеем возобновляемое месторождение.
Сейчас мы имеем несколько конкурирующих технологий и имеем своё представление о том, какая из этих технологий более конкурентоспособна не только с точки зрения количества извлекаемого рения, но и с точки зрения его себестоимости, которая во многом складывается из стоимости необходимого оборудования. Его стоимость определяется агрессивностью среды, которая ограничивает перечень металлов и сплавов которые мы можем использовать. Материалы, из которых сделано оборудование на медно-молибденовых месторождениях, выходят из строя на вулкане из-за содержания фтора и хлора буквально за 10 дней. Для опытов этого вполне достаточно, а для опытно-конструкторских и промышленных установок это не годится.
Была проведена колоссальная работа, была написана программа, которая, к сожалению, не получила государственного финансирования в полном объёме. Работы ведутся пока на собственные средства В ближайшее время мы планируем начать работу уже по наработке промышленных объемов концентрата. Если нам удастся получить на стадии опытно-конструкторской установки 500 кг рения или более, то в масштабах России, промышленность которой потребляет всего 3 тонны рения в год, это уже будет значимый для рынка результат.
Наша технология будет уникальный. Себестоимость рения, полученного с её помощью, будет в несколько раз ниже, чем при добыче рения из медно-молибденовых руд. В России существуют альтернативные источники рения, которые по оценке ИМГРЭ (ФГБУ «Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов») и ВИМС (ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского») особо не интересны. Их можно рассматривать как стратегические запасы для страны, не приносящие прибыль. Это примеси рения, которые содержатся в урановых рудах, в буром угле и некоторых порфирово-медных месторождениях. Но аналогов месторождению на Кудрявом во всём мире нет. Исследования других вулканов показали, что рений в тех или иных количествах присутствуют в фумарольных газах этих вулканов, но в гораздо меньших концентрациях, чем на вулкане Кудрявый.
Я хотел бы ещё раз подчеркнуть, что месторождение на Итурупе было открыто еще в 1992 году, и только через 20 лет этому месторождению был присвоен статус месторождения. Конечно, всё это можно было бы ускорить, если вкладывать определенные средства. Сейчас мы находимся на стадии выбора финальный технологии, наработки концентрата, отработки регламентов. Но, к сожалению, работы ведутся не в тех масштабах, которых нам хотелось бы. Если бы изначально запланированные объемы финансирования по федеральной и региональной программам были выделены, то уже к 2022 году мы могли бы добывать до 10 тонн рения в год. В сегодняшней ситуации календарный график нашего проекта будет скорректирован либо по срокам реализации, либо по объемам добычи. Но в любом случае работа продолжается и будет продолжаться. Если же государство выполнит свои изначальные обязательства по финансированию разработки месторождения, то работы могут быть существенно ускорены.
Реплика зам. главного редактора по науке ИА REGNUM Андрея Сверчкова
Евгений Витальевич, я хотел бы сделать одно дополнение, касающееся потенциальной возможности значительного повышения рентабельности рениевого проекта. Дело в том, что профессором МЭИ Игорем Мазуриным разработана стратегия возрождения отечественной холодильной промышленности на основе добычи из фумарольных газов наших дальневосточных вулканов фреонов, которые были запрещены Монреальским протоколом. Вулканы, как известно, выбрасывают в атмосферу фреонов во много раз больше, чем вся мировая промышленность.
Возможность подобной добычи фреонов была озвучена сразу при заключении Монреальского протокола в 1987 году выдающимся французским вулканологом Гаруном Тазиевым. Однако это решение делало полностью бессмысленным Монреалький протокол, цели которого изначально были никак не связаны охраной озонового слоя атмосферы, а как раз с переделом рыка хладагентов и холодильной промышленности. Поэтому предложение Тазиева «не услышали». Также и сегодня российское Минприроды делает вид, что ничего не знает о предложении Игоря Мазурина.
Потенциальный спрос на классические фреоны огромен не только со стороны холодильной промышленности, они нужны как галлоны для пожаротушения, как вещества для изготовления пожаробезопасных и нетоксичных вспененных материалов и т.д. Сорбенты для извлечения всех фреонов были давно отработаны, показано, что для организации рентабельной добычи достаточно концентраций фреонов в атмосфере Охотского моря, не говоря уже о более насыщенной ими атмосфере вулканов. Необходимо также учесть, что Киотским протоколом запрещенным фреонам приписаны астрономические так называемые потенциалы глобального потепления (ПГП) в 1300—8500 раз выше, чем у СО2 — главного виновника глобального потепления. Считаем для условного «природного» фреона со средним ПГП в 5000 единиц: добыча 1 кг такого фреона эквивалентна сокращению 5 тонн выбросов парниковых газов в СО2-эквиваленте, права на выброс 1 тонн СО2 на углеродной бирже сегодня приблизительно стоят $5. Таким образом, мы уже получаем $25 с одного килограмма фреона. А если Парижским соглашением будет введён с 2020 года мировой углеродный налог в размере $15—40 на выброс тонны СО2? Тогда проект становится сверхприбыльным, так как экономия по углеродному налогу при добыче 1 кг фреона составит от $75 до $200. Итого мы получаем от $100 до $225 с килограмма фреона, который мы еще не успели продать.
Не проси того, чего не сможешь взять. Вулкан Кудрявый и его долина драгоценных дымов
Если бы потребовалось выбрать на территории России одну точку с уникальными геохимическими характеристиками, сырьевой рог изобилия – то весьма вероятно, что пьедестал возглавил бы сложный стратовулкан Кудрявый, расположенный в северной части острова Итуруп в составе Курильской гряды. Причудливость Кудрявого заключается в том, что это единственный в мире вулкан, чьи фумаролы в промышленных количествах извергают в атмосферу редчайший элемент рений.
Рений (Re) – 75-й элемент таблицы Менделеева. Был открыт в 1925 году Вальтером и Идой Ноддак, является хронологически последним открытым элементом, имеющим стабильные изотопы. Рений является чрезвычайно рассеянным редким металлом, содержится в основном в медно-молибденовых рудах. Практическая ценность и даже незаменимость рения заключается в его крайней жаропрочности. Температура плавления рения составляет 3186 градусов Цельсия, поэтому применение рения для легирования стали имеет принципиальное значение при производстве деталей для реактивных двигателей и для аэрокосмической промышленности в целом. Так, рений добавляют в лопатки турбин реактивных двигателей, что позволяет повысить их рабочую температуру на 50-80 градусов. Сплавы рения с вольфрамом находят применение в электронике, а сплавы рения с платиной — в нефтехимической промышленности, в качестве катализаторов, участвующих в удалении серы. Феноменальная прочность рения сегодня изучается, в частности, в Национальном исследовательском технологическом университете МИСиС; подробнее об этом можно почитать в блоге института на Хабре в замечательной статье «Материал, который выжил». В качестве небольшого спойлера отметим, что речь идет о модификации рения при помощи азота, а именно о пернитриде рения. Показатели статьи:
Основные промышленно разрабатываемые залежи рения находятся в Чили, а также в Казахстане, Узбекистане и Армении. Разведанные запасы металла также имеются в США. Объяснимый интерес США к приобретению рения для развития программы «Шаттл» привел к тесному сотрудничеству США и Казахстана в этой сфере в 1990-е годы. В тот период Российская Федерация, также крайне нуждающаяся в 75 элементе, была вынуждена извлекать его из промышленных отходов. Но еще в 1992 году начались подвижнические исследования Генриха Семеновича Штейнберга и Феликса Исааковича Шадермана, открывших уникальное месторождение рения на фумарольных полях вулкана Кудрявый.
Подробный и очень увлекательный рассказ об этих исследованиях вы найдете в документальном фильме "Эффект рения" (2014), повествующем об очередной экспедиции на Итуруп. Фильм содержит комментарии Генриха Семеновича, а также других специалистов, завораживающие пейзажи российского Дальнего Востока и сцены героической, по-настоящему адовой работы геологов.
История проблемы
Генрих Семенович Штейнберг еще в начале 90-х был осведомлен о необычайно разнообразном минеральном составе фумарол на Южных Курилах. Вулканы выбрасывают в атмосферу дым, насыщенный индием, золотом, германием и другими редкими элементами. В поисках образцов рения Штейнберг обратил внимание на Кудрявый, так как дым в его фумаролах имеет необычно высокую температуру: на Главном поле она достигает 870 градусов Цельсия, а на куполе вулкана — около 750 градусов. Геохимические исследования показали не только высокое содержание рения в фумаролах, но и позволили открыть ранее не известный минерал, сульфид рения ReS2, встречающийся на склонах вулкана и на его фумарольных полях. Минерал был назван рениитом.
Как отмечает сам Штейнберг, вулкан Кудрявый фактически выполняет работу горно-обогатительного комбината, очищая рений из собственных недр, то есть, закрывает значительную часть тех задач, для решения которых разработана целая технологическая цепочка. В данном контексте также чрезвычайно важно, что вулкан Кудрявый является лишь одним из двух известных в мире вулканов, которые поддерживают высокую фумарольную активность без нарастания магматической активности. Иными словами, Кудрявый активно дымит, что, однако, не подталкивает его к скорому извержению. Второй подобный вулкан, Сатсума Иводзима, расположен в Японии.
Остров Итуруп сравнительно невелик, и возведение горно-обогатительного комбината на территории острова, а также утилизация пустой породы в настоящее время не представляются осуществимыми. Кроме того, вулкан Кудрявый отличается значительной геологической активностью. Последнее серьезное извержение зафиксировано в 1883 году, но в 1946 и 1999 годах наблюдались фреатические взрывы. Более того, в середине 2019 года прогнозировалось близкое полноценное извержение Кудрявого, так как открытые минералы на его склонах раскалились до 1600 градусов по Цельсию.
В вышеупомянутом фильме «Эффект рения» констатируется, что в настоящее время стоит сосредоточиться на извлечении минерала из «корки», то есть, из рениита. Наряду с сульфидом рения в районе Кудрявого также встречается соль перринат аммония, содержание рения в которой составляет порядка 70%.
Как можно добывать фумарольный рений
Пока не существует промышленной технологии изготовления «ловушек», которые позволили бы стабильно собирать фумарольный дым и извлекать из него рений. Основные сложности связаны с быстрой изнашиваемостью конструкций во время эксплуатации при таких температурах (возможно, конечно, помогло бы легирование рением). Тем не менее, опытный образец ловушки для рения был сконструирован под руководством Штейнберга еще в 2015 году и запатентован. В ходе испытаний устройство позволило собрать 17 килограммов концентрата рения. Но лишь в апреле 2020 года появилась новость о том, что ВНИИ химической технологии (ВНИИХТ) и Институт вулканологии и геодинамики (ИВиГ) разработали оборудование по улавливанию рения из вулканических газовых испарений. Конструкция представляет собой систему куполов, которые предполагается развернуть прямо в кратере вулкана и при помощи катализаторов извлекать из паров рений.
При этом еще в 1999 году началось развитие технологий, связанных с пропусканием рения через фильтрующий слой. Требуется вещество, которое могло бы впитывать рениевые пары как губка. В таком качестве могут использоваться, в частности, минеральная вата, активированный уголь и, в особенности, алюминиесодержащие минералы из группы цеолитов. Необходимо отметить, что крупное месторождение цеолитов (Лютогорское) имеется на Сахалине. При использовании такой технологии целесообразно охлаждать обрабатываемый газ до температуры около 150 градусов путем разбрызгивания воды в дымососе. В таком случае из газа выделяется элементная сера, которая служит дополнительным уловителем рения.
Наряду с абсорбционными технологиями улавливания рения разрабатываются электрохимические; правда, пока электрохимические технологии далеки от практического применения ввиду дороговизны оборудования. Тем не менее, активное исследование абсорбционных и электрохимических технологий на Кудрявом продолжается и в 2020 году. Специализированная экспедиция была организована силами Томского государственного университета и специалистов РАН.
В любом случае, после 2014 года в описанном проекте достигнуты серьезные успехи, а сам проект промышленной добычи рения, индия и германия на Кудрявом решается на государственном уровне. Согласно государственной программе «Социально-экономическое развитие Курильских островов (Сахалинская область) на 2016-2025 годы», строительство инфраструктуры для проекта предполагается провести в 2020-2023 годах. Правда, из-за труднодоступности Кудрявого работа предприятия в настоящее время возможна только в летний период.
Кудрявый продолжает покуривать свою драгоценную магму и никуда не спешит. В том числе, не спешит делиться с нами своими сокровищами. Но перспективы этого уникального российского месторождения кажутся оптимистичными.
Кстати, Генриху Семеновичу Штейнбергу 13 февраля 2021 года исполнится 86. Надеюсь, что он успеет лично оценить самые интересные события на Кудрявом и плоды, которые принесет труд всей его жизни. В этом была бы экзистенциальная и подлинная справедливость.
marafonec
Вулкан Кудрявый расположен на острове Итуруп. Рений содержится в дымах фумарол.
По существующим оценкам, на этом месторождении можно добывать до 10 тонн рения в год при его общем мировом потреблении 60 тонн в год. Рений, как и все редкие земли, необходим прежде всего для высоких технологий. Для чего конкретно применяется рений? Он нужен для изготовления жаропрочных турбинных лопаток, катализаторов для крекинга нефти, его довольно много нужно в электронике и в производстве медицинского диагностического оборудования.
Рений нужен любой стране, которая хочет оставаться на волне прогресса.
Если раньше баланс рения, то есть отношение добычи и потребления, был положительным, то последние годы его не хватает.
В основном это связано с новыми космическими проектами, подобными тем, которые ведёт Илон Маск. Таким образом, потребности в рении в ближайшее время будет только нарастать. И поэтому наше уникальное месторождение, которое в перспективе может обеспечить половину мирового спроса на рений, должно было бы быть освоено еще вчера.
Итак, мировое производство рения составляет 60 тонн в год. Большая часть рения добывается в Чили, Казахстане и США.
Россия производит только вторичный рений, первичного у нас нет вообще. Рений исключительно редкий химический элемент. Его первый минерал — рениит — был впервые открыт только в 1992 году именно на месторождении вулкана Кудрявый. Именно поэтому другое название рениита — курилит. Ранее рений находили в основном в примесях так называемых медно-порфировых месторождений в минимальных количествах. Он идёт в основном как попутный. В Советском Союзе он добывался в Казахстане, где и остался.
В Чили в таких же месторождениях концентрация рения выше. Поэтому, повторяю ещё раз, то, что мы получили на Курилах, не имеет аналогов в мире. Мыслилось, что к 2015 году мы будем добывать на Кудрявом 10 тонн рения в год. Даже «Роснано» так считало. Уж на что оно «Роснано», но и оно так мыслило и рисовало такие картинки. Более того, «Роснано» заявляло, что производство новых ракет «Тополь-М» находится под угрозой из-за недостатка рения. Поэтому рений обязан быть в нашей промышленности. Он должен нами самостоятельно добываться.
Есть компания, которая занимается месторождением, на государственном уровне приняты все решения. При поддержке со стороны государства вопрос был бы давно решён. Однако все государственные решения упорно саботируются.
Во времена СССР в Джезказгане добывались те же самые 10 тонн рения в год. Сегодня Россия потребляет всего две-три тонны рения в год. Надеюсь, что Россия будет восстанавливаться. Сегодня на Итурупе восстановлена церковь. Думаю, там, где появилась церковь, японцев точно не будет.
С моей точки зрения, все заигрывания с японцами по совместному хозяйственному освоению южных Курил должны быть прекращены. Развитие Курил должно быть первоочередной задачей по нашему Дальнему Востоку. Рений — это ещё один локомотив, помимо морепродуктов, который может вытянуть экономику южных Курил.
Для рения и на три, и на десять, и тридцать тонн в год есть потенциальные покупатели и в России, и за рубежом.
Потенциальные покупатели продукции
Есть высокая цена на рений: сейчас на мировой бирже цена составляет $1000 за килограмм, реальная цена, по которой рений торгуется, достигает $6000.
Экономические расчеты показывают, что добыча рения на вулкане Кудрявый высоко рентабельна.
Почему технология добычи рения на вулкане Кудрявый не имеет конкурентов с экономической точки зрения?
Единственное, что сегодня препятствует освоению месторождения, — это активное противодействие со стороны чиновников. Их мотивы остаются для меня загадкой, потому что целесообразность разработки месторождения для меня вопрос безусловный.
Возобновляемых месторождений полезных ископаемых на земле крайне мало. Одно из таких месторождений сегодня формируется во впадине на дне Красного моря. Это суперместорождение цинка, железа, марганца и золота. Другое подобное месторождение — это вулкан на Северном острове Новой Зеландии, который прямо сейчас формирует месторождение золота мощностью 40 тонн. Но золото — это «текучка», оно есть везде. А рений — стратегический металл, поэтому месторождение рения должно оставаться российским, и мы должны его «оседлать». Этот уникальный геологический процесс позволит нам в перспективе 100 лет добыть от 1000 до 3000 тонн рения.
При этом, я не думаю, что Россия будет стоять на месте и по-прежнему прозябать в хвосте научно-технического прогресса. Я считаю, что России, наконец, «рванет». И тогда рений нам, безусловно, понадобится в больших количествах. Существующий рынок рения уже поделен, поэтому, когда он нам понадобится, если его нам продадут, то втридорога. Поэтому рений нужно добывать уже сейчас.
Если кратко охарактеризовать, как сегодня идет проект по освоению рениевого месторождения на Итурупе, то для этого очень подходит название романа Алексея Толстого — «Хождение по мукам».
Резюме. Есть месторождения, есть технологии, есть покупатели, есть возможность добывать. Нет одного — поддержки со стороны чиновников. Я сейчас обращаюсь к Олегу Николаевичу Кожемяко, губернатору Сахалинской области. Если вы хотите войти в мировую историю не как рядовой губернатор, а как человек, который впервые в мире начал добычу возобновляемого металла, имеющего стратегическое для страны значение, возглавьте лично процесс добычи рения на Итурупе. Тот, кто первый начнет добывать рений из вулканических газов, безусловно, войдет в историю. После этого, я уверен, начнутся исследования по поиску подобных месторождений и на других вулканах Тихоокеанской гряды. И подобные месторождения будут найдены также в других местах, и не только на Итурупе. Я надеюсь, что наша конференции будет способствовать тому, что наконец-то дело сдвинется с места, мы в 2020 году, и это реально, начнём добывать рений на вулкане Кудрявый.
Читайте также: