В умелых руках да с умными головами жёлтые воды от затопленных шахт могут не просто озолотить, они в состоянии дать толчок развитию отечественной электроники и внести свежую кровь в космическую индустрию. По крайней мере, у учёных точно есть что сказать по такому случаю.
Сегодня, как пишут в прессе, в Пермском крае начинается новая эра, связанная с добычей редкоземельных металлов. Сами понимаете, как это звучит на фоне продажи и перепродажи месторождений одним известным политическим деятелем соседнего государства. А тут – нате вам: редкозёмы буквально под ногами, ни где-нибудь, а непосредственно на территории КУБа.
ОБРАТНАЯ СТОРОНА КАЧЕСТВА
Вот здесь самое время обратиться к истории. Думаю, жители Губахинского округа, заставшие ещё работающие шахты, знают, что такое уголь низкого качества. Такой у нас встречался довольно часто, поэтому в промышленности предпочтение отдавали углям Кузбасса, к примеру. Оно понятно: если уголь горит плохо, с низкой теплоотдачей, он вряд ли будет в цене.
Но давайте вспомним, что так влияло на качество нашего угля. Виноваты были примеси. Чего бы вы думали? Именно редкоземельных металлов. Тогда, правда, особо не задумывались, какую пользу можно извлечь из некачественных углей.
На самом деле, об этой странной стороне качества впервые задумались уже в пору закрытия шахт – в 90-е годы прошлого века. Мысль как пришла, так и утекла вместе с шахтными водами. Почему? Потому что всерьёз очисткой изливов заниматься никто не был намерен. Спросите, при чём тут изливы? При том, что именно они вынесли этот сор из избы, в смысле редкозёмы из шурфов старых шахт. А, поскольку эти, теперь уже вроде как полезные, элементы содержатся в грязных водах, значит, они всё ещё вредные. Ну, просто потому, что не знаем, как их достать.
ТОННАМИ ВЫХОДЯТ НА ПОВЕРХНОСТЬ
В 2018 году учёные Пермского университета Николай Максимович и Сергей Пьянков издали монографию, ставшую итогом долгих исследований, анализа шахтных вод в попытке найти решение проблемы. В научном труде, в частности, говорится о том, что воды шахтных изливов, помимо железа, меди, оксида серы, содержат марганец, алюминий, цинк, свинец, а также (самое интересное) литий, бериллий, кадмий, кобальт, никель. Как выяснилось позже, есть ещё вольфрам, ниобий и скандий. Причём содержание этих редкоземельных металлов в изливах на территории КУБа в десятки и даже сотни раз превышает допустимую концентрацию.
Вместе с шахтными водами редкозёмы выходят на поверхность, естественно, в силу своей тяжести, оседают на дно изливов и местных рек. И в таком состоянии, конечно, ничего, кроме вреда, не приносят.
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧНЫЙ СПОСОБ
Как мы не раз писали в наших публикациях, в последние три года вновь заговорили о ликвидации шахтных изливов и очистке рек Кизелбасса от вредных примесей. Важно, что от разговоров и судов наконец перешли к делу. Так, прошлым летом в районе бывшей шахты имени Калинина пермским НОЦ «Рациональное недропользование» была в качестве эксперимента установлена очистная система.
В одном из интервью краевому изданию руководитель проекта Антон Козлов пояснил:
–Разработанная технология включает в себя ряд физико-химических методов, в том числе окисление воды, электрообработка и химизация процесса. Все загрязняющие компоненты коагулируют и оседают на дно.
После этого мы получаем очищенную воду, которую можно использовать в дальнейшем.
Все этапы спроектированы таким образом, чтобы дополнять друг друга. Получается синергетический эффект.
Как видим, эффект есть, не считая опять-таки примесей, которые теперь отделили от воды, но в почве-то они остались. Выходит, вода изливов после такого очищения в реки поступает чистой, но территория вокруг затопленных шахт остаётся некой зоной отчуждения, поскольку то, что осело в почве, явно не несёт пользы для всего живого.
Испытания установки НОЦ закончились. А совсем недавно в краевых и федеральных изданиях прошла новость о прорыве в области очистительных установок. Идея принадлежит учёным Пермского университета, которые, как уже говорилось, много лет работают над поисками способа очистки. Ранее представителями ПГНИУ предлагался экономичный способ с использованием отходов содового производства в Березниках. Эту идею тогда многие восприняли скептически.
И вот теперь учёные предлагают совместить полезное с не менее полезным: и воду очистить, и редкозёмы забрать, чтобы дальше применить по назначению. Суть нового метода, как заявляет в интервью «Коммерсанту» замдиректора Естественнонаучного института ПГНИУ Николай Максимович, состоит в очистке вод изливов в сочетании с извлечением полезных компонентов. Такой способ очистки реален и выгоден в эколого-экономическом отношении.
Учёный говорит, что, по оценкам экспертов, запасы по некоторым элементам в водах изливов КУБа – на уровне промышленных. Если так, то, извлекая редкозёмы попутно с очисткой вод, можно ещё и окупить затраты.
ЧЕМ ХОРОШИ ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ
И всё-таки, чего ради сейчас СМИ вдруг заговорили о редкозёмах КУБа как о, в определённом смысле, полезных и нужных, а учёные намерены окупить расходы на очистку воды добычей ниобия с бериллием и прочих скандиев?
Давайте посмотрим, в каких сферах применяются редкоземельные металлы. Список длинный, поэтому просто приведу несколько примеров.
Так, бериллий используют в нанотехнологиях и в изготовлении зеркал для лазеров, а ещё в авиации и космической промышленности, оптике, медицине и прочих сферах. Это основано на его высокой прочности, устойчивости к высоким температурам и лёгкости.
Кадмий (самый вредный из списка, потому что все его соединения ядовиты) применяют в антикоррозийных покрытиях, атомной промышленности, производстве солнечных батарей, криогенной технике и экранировании гамма-спектрометров. Во многом благодаря тому, что теплопроводность кадмия близка к нулю.
Кобальт устойчив к воздействию кислот, твёрд и жаропрочен, поэтому нашёл применение в металлургии. Кроме того, его используют в фармацевтике как важный элемент для осуществления биологических процессов в организме. Кобальтовые сплавы востребованы при создании ракетных двигателей, а также в военной промышленности, в частности для систем залпового огня и переносных зенитных установок.
Литий – в атомной энергетике, оптике, производстве лазеров, в медицине используется при изготовлении препаратов для лечения биполярных расстройств и депрессий.
О применении никеля, думаю, много говорить не стоит, его вы встречали в быту и хорошо знаете. К привычным фактам добавим ядерную физику, и список завершён.
Вольфрам – это не только лампа накаливания, но и военная техника.
Ниобий используют в авиа- и космической технике, электронике, атомной энергетике, для производства сверхпроводников для термоядерных реакторов, магнитных систем нового поколения, ускорителей заряженных частиц.
Скандий – в производстве ЭВМ нового поколения, производстве лазеров, водородной энергетике.
ВМЕСТО ЭПИЛОГА
Надо сказать, насчёт выгоды мнения существуют разные. Так, эксперт экономического факультета РУДН Тимофей Мазурчук, например, считает:
– Данные РЗМ становятся привлекательными для добычи при использовании передовых методов извлечения ресурсов. Тем не менее, данное месторождение представляет лишь проценты от совокупных запасов РЗМ России и в долгосрочной перспективе не окажет существенного влияния на отрасль.
Но про долгосрочную перспективу пока никто не говорил, а вот очистка с пользой, согласно мнению наших учёных, вполне реальна. И тут главное, чтобы пользу эту максимальной сделать. В плане окупаемости сомнений нет, если, по словам Николая Максимовича, стоимость этих примесей исчисляется в сотнях тысяч рублей за килограмм. А если дальше их заставить работать на отечественную промышленность, то очистка наших изливов ещё и прибыльной обернётся во всех отношениях.
Присоединиться
