Эколого-экономические проблемы деятельности предприятий горно-металлургического комплекса Республики Казахстан

В статье проанализирован «вклад» отечественных горно-металлургических предприятий в суммарную величину экологического ущерба. Приведено общее количество накопленных отходов в черной и цветной металлургии Казахстана. Раскрыты причины образования техногенных отходов на предпри­ятиях горно-металлургического сектора экономики. Доказано, что потребление обществом природных ресурсов становится острой проблемой в связи с количественным ростом их использования, приводя­щим к экологическим и другим проблемам. Выделены общеотраслевые цели развития черной и цвет­ной металлургии в области повышения эколого-экономической эффективности производства. Обос­нованы рациональные пути обеспечения экологической безопасности и повышения эколого-экономической эффективности горнорудного производства.

Металлургическая промышленность как один из основных загрязнителей окружающей среды

Постоянно увеличивающиеся объемы перерабатываемого сырья, использование высокотемпера­турных технологий и процессов горения предопределяют негативное воздействие металлургии на окружающую среду.

«Вклад» отечественных горно-металлургических предприятий в суммарную величину экологи­ческого ущерба (по диоксиду серы) показан на рисунке 1.

Динамика структуры выбросов загрязняющих веществ от предприятий горно-металлургического комплекса (ГМК) 

Рисунок 1. Динамика структуры выбросов загрязняющих веществ от предприятий горно-металлургического комплекса (ГМК)

Как видим, вклад предприятий ГМК в страновой выброс сернистого ангидрида составляет в ТОО «Корпорация «Казахмыс» 75,3 %, АО «Казцинк» — 10,2, АО «АрселорМиттал Темиртау» — 9,5, АО «ССГПО» — 3,6 %. Лидером в загрязнении атмосферы является «Балхашцветмет» корпора­ции «Казахмыс». Его выбросы составляют пятую часть всех загрязнений в Казахстане. В Темиртау за год образуется 294,5 тыс. т загрязняющих веществ, из которых 228 тыс. т выдает АО «АрселорМит-тал Темиртау». Это 15 % от общего объема загрязнений атмосферы республики.

В целом за многолетний период интенсивного развития всех отраслей промышленности Казах­стана, в том числе и горно-металлургического комплекса, накопилось уже свыше 26 млрд т твердых отходов производства, ежегодно пополняемых на отвалах еще на 1 млрд т. Большая часть из них (58 %, или 15,1 млрд т) приходится на отходы горнодобывающей и металлургической отраслей, ко­торые рассматриваются как самостоятельная сырьевая база. В цветной металлургии (медно-алюминиевая, свинцово-цинковая, золото-редкометальная отрасли) общее количество отходов дости­гает более 5 млрд т, из них: породы попутной добычи и вскрыши — 72 %, хвосты обогащения — 26 и металлургического передела — 1,6 %. Площадь земель, занимаемая отходами, равна более 13 тыс. га. Общее количество накопленных отходов в черной металлургии Казахстана (железорудная, хромово-рудная и марганцеворудная отрасли) составляет более 6,2 млрд т, из них: попутной добычи и вскры­ши — 92,8 %, обогащения — 6,1 и металлургического передела — 1,1 %. Площадь земель, занимае­мая отходами, — более 15 тыс. га [1].

Причинами образования техногенных отходов являются ухудшение технологического качества руд, существенное отставание технологий добычи, переработки и металлургического передела от из­меняющихся характеристик рудного сырья, увеличение потерь минеральных носителей металлов.

Потребление обществом природных ресурсов становится острой проблемой в связи с количест­венным ростом их использования, приводящим к экологическим и другим проблемам. Дело в том, что ГМК страны в ресурсном отношении особенный, поскольку отличается повышенным уровнем потребления ресурсов, которые закономерно увеличиваются по мере понижения горных работ, а так­же вследствие ухудшения качества полезных ископаемых, горно-геологических и горнотехнических условий освоения месторождений.

В Казахстане проблеме повышения ресурсной продуктивности ГМК и его экологической без­опасности пока не уделяется должного внимания, в результате чего ставший традиционным невысо­кий уровень продуктивности применения основных производственных ресурсов и экологической безопасности дает повод рассматривать на перспективу горно-металлургическое производство в це­лом в качестве фактора, сдерживающего общее экономическое и социальное развитие страны.

Решение проблемы повышения ресурсной продуктивности производства ГМК и сохранения окружающей среды приобретает все большую значимость. Она со временем будет только возрастать, особенно в связи с увеличением степени дефицитности природных ресурсов по мере исчерпания дос­тупных их источников.

Цели развития горнорудных предприятий в области повышения эколого-экономической эффективности производства

В свете изложенного выше проблема рачительного использования нашего национального дос­тояния — природных богатств, за счет которых формируется 60-70 % государственного бюджета (видимо, эта тенденция сохранится на ближайшие 10-15 лет), приобретает особую актуальность. Это объясняется не только тем, что постоянно развивающемуся и расширяющемуся частному предпри­нимательству по своей сущности и конечным целям деятельности — получение максимальной при­были в кратчайшие сроки — чужды вопросы бережного расходования природных ресурсов, в данном случае минерально-сырьевых, но и тем, что действующий государственный механизм обеспечения рационального использования недр не совершенен. Контроль и надзор «растащен» по министерст­вам, службам и агентствам. Общепринятой методики и единой, узаконенной системы его проведения еще не создано.

В сложившихся условиях на основе анализа Государственной программы развития металлурги­ческого комплекса Республики Казахстан до 2020 г. и в рамках реализации «Стратегии «Казахстан-2050» могут быть выделены следующие общеотраслевые цели развития черной и цветной металлур­гии в области повышения эколого-экономической эффективности производства (рис. 2).

Цели развития металлургии в области повышения эколого-экономической эффективности производства в ожидаемой перспективе

Рисунок 2. Цели развития металлургии в области повышения эколого-экономической эффективности производства в ожидаемой перспективе

Предлагаемая методика анализа эколого-экономической эффективности может быть использо­вана для поиска и обоснования подходов разрешения экологических и экономических противоречий в развитии горно-металлургического комплекса республики.

Рациональные пути обеспечения экологической безопасности и повышения эколого-экономической эффективности горнорудного производства при разработке месторождений полезных ископаемых

Поскольку сохранение окружающей природной среды от чрезмерной экологической опасности при разработке месторождений полезных ископаемых представляет одну из важных проблем совре­менности, проанализируем более подробно приоритетные направления повышения эколого-экономической эффективности металлургического производства в прогнозируемой перспективе:

  1. Модернизация технологической базы за счет внедрения наукоемких, высокопроизводитель­ных технологий и рационально организованных производственных процессов.

В рыночной экономике особое место принадлежит конкуренции. В развитых странах конкурен­ция принимает сегодня чрезвычайно острые формы. Чтобы выжить в острой конкурентной борьбе, предприниматели используют различные методы. Одним из ведущих методов такой борьбы стано­вится использование инновационных товаров, услуг и технологий. Защищенные патентами и лицен­зиями новые товары, услуги и технологии в меньшей степени подвержены конкуренции со стороны смежных предприятий. Это, в свою очередь, заставляет бизнесменов и правительства разных стран более внимательно относиться к развитию науки и к научно-технической деятельности. Передовые бизнесмены понимают, что именно научные результаты являются основными источниками иннова­ционных идей, которые трансформируются в инновационные проекты.

Инвестирование в различные инновационные проекты требует проведения тщательного анализа существующих технологий. Из них нужно выбрать подходящие для рассматриваемого проекта. По­мимо существующих технологий следует изучить и те, которые находятся в процессе разработки.

Как показывает проведенное нами исследование, изложенное в монографии [2], в горной про­мышленности внедрение нетрадиционных (геотехнологических, гидрометаллургических, бактери­ально-химических и др.) технологий разработки месторождений позволяет расширить минерально-сырьевую базу, а в ряде случаев и повысить эколого-экономическую эффективность добычи полез­ных ископаемых. Сущность геотехнологических методов добычи заключается в переводе твердого ископаемого в подвижное состояние (газ, расплав, раствор, гидросмесь), в осуществлении в недрах тепловых, массообменных, химических, гидродинамических процессов.

Добычу твердого полезного ископаемого можно осуществлять через скважины, а это позволит управлять процессом добычи с поверхности. Орудие труда — рабочий агент-растворитель, теплоно­ситель, окислитель и т.д. Подземное выщелачивание наиболее развито на урановых месторождениях как у нас в стране, так и за рубежом. Выщелачиванием окисленных руд или отвалов окисленных или сульфидных руд в США в настоящее время извлекается около 20 % всей выпускаемой меди [3].

Для выделения меди из полученных растворов на некоторых заводах США вместо цементации железом стали применять жидкостную экстракцию и электролиз. При современном уровне развития технологии жидкостной экстракции и электролиза существует 50 %-ная вероятность, что в следую­щие 25 лет выпуск меди по этой технологии по оптимистическому варианту может достигнуть 500 тыс. т/год, а по пессимистическому — 250 тыс. т/год. Приближается к опытно-промышленной проверке технология подземного выщелачивания свинца и цинка.

  1. Внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов.

Одними из частных показателей природоемкости, отражающих эффективное использование ре­сурсов, являются энергоемкость и электроемкость продукции, которые позволяют прогнозировать объемы потребления энергии и своевременно выявлять проблемы обеспечения энергетической без­опасности развития ГМК.

Горно-металлургический комплекс для производства промышленной продукции потребляет большое количество энергических ресурсов, в том числе электрической энергии. Например, в отече­ственной металлургической промышленности удельный расход энергоресурсов по сравнению с США выше от 1,5 до 5,5 раза, в зависимости от вида продукции (см. табл.).

Расход энергоресурсов в США и Казахстане на переделах медного производства

На сегодняшний день электроемкость продукции ГМК превышает почти в 2 раза среднестрано-вой показатель. Наиболее электроемким является производство металлических изделий, при этом электроемкость продукции цветной металлургии имеет самый высокий показатель — 51,88 кВтч/тыс. тг.

Высокие значения энергоемкости и электроемкости продукции ГМК связаны со следующими факторами [5; 41]:

  • высокий уровень электропотребления металлургическими предприятиями (54,6 % от общего электропотребления промышленности);
  • устаревший парк технологического оборудования, о чем свидетельствует высокий износ ос­новных производственных фондов (свыше 60 %);
  • низкая энергоэффективность зданий приводит к большим потерям, то есть происходит повы­шенный расход тепло- и электроэнергии;
  • многие производимые и импортируемые устройства не предусматривают использования энер­госберегающих технологий и др.

В сложившихся условиях основными инструментами реализации политики снижения энергоем­кости могут стать ценовая политика на энергоресурсы, экологические налоги, налоговые преферен­ции на модернизацию энергоемкого оборудования. Снижение энергоемкости металлургической про­мышленности подразумевает [5; 43]:

  • технологическую реструктуризацию производственных процессов, использование экологиче­ски безопасных энергоэффективных технологий;
  • модернизацию парка энергогенерирующих мощностей;
  • минимизацию потерь энергии при транспортировке и распределении, в том числе развитие во­зобновляемой энергетики для энергоснабжения предприятий.

В перспективе для внедрения энергосберегающих технологий ГМК необходимо разработать и утвердить бизнес-планы по поэтапной замене морально и физически устаревшего оборудования, на­ладить повсеместно раздельный учет расхода энергоресурсов, автоматизированной системы контроля и регулирования энергопотребления.

  1. Повышение экологической безопасности и уменьшение негативного влияния металлургиче­ского производства на окружающую природную среду и общество.

Сегодня на горнодобывающих предприятиях Казахстана около 80 % отходов производства сбра­сывается в хвосты и отвалы. Поскольку отходы горно-обогатительного и металлургического произ­водств занимают огромные территории и являются источником экологического риска из-за попада­ния вредных составляющих в атмосферу, почву и воду, в сложившихся условиях особую актуаль­ность приобретает проблема рационального использования недр, в частности, диверсификация про­изводства горнодобывающих предприятий. В частности, к диверсификации производства горных предприятий можно отнести использование пустой породы от проходческих работ в закладку.

При выполнении технологических операций процесса добычи руды на подземных рудниках об­разуются следующие отходы производства [6]:

  • горная порода, образующаяся при ведении горнопроходческих работ;
  • технологический мусор;
  • металлолом (черный и цветной);
  • технологическая вода, образующаяся при ведении технологических операций (бурение шпу­ров, скважин, орошение горной массы, горных выработок и др.), и грунтовая вода, выделяю­щаяся при обнажении горных пород;
  • образование вредных газов при ведении взрывных работ и от двигателей внутреннего сгорания самоходного оборудования;
  • выброс в атмосферу пыли по воздуховыдающим стволам;
  • выбросы в атмосферу пыли цементной от бетоно-закладочных комплексов (БЗК).

Как показывает практика работы отечественных горнорудных предприятий, в настоящее время наиболее негативное влияние на экологическую обстановку оказывает выданная и складированная на поверхностных отвалах пустая порода от проходческих работ. Поэтому в дальнейшем необходимо дополнить и уточнить методы определения эффективности утилизации породы от проходческих ра­бот в закладку без выдачи ее на поверхность, в том числе ее доставки и возведения комбинированных закладочных массивов переменной прочности с использованием пустой породы с учетом горно­технологических возможностей горнорудных предприятий и уровня экономической эффективности ее утилизации на основе законов рыночной экономики и с учетом воздействия горных работ на ок­ружающую среду.

В будущем обеспечение экологической безопасности при освоении руд открытым способом возможно при своевременной рекультивации нарушенных земель, снижении выбросов и сбросов за­грязняющих веществ в атмосферу и почву, проведении геодинамических наблюдений за движением земной поверхности и экологического мониторинга в период эксплуатации месторождений.

  1. Развитие ресурсно-сырьевой базы цветной и черной металлургии.

В последние годы по мере исчерпания запасов руд черных и цветных металлов на богатых осво­енных месторождениях остро стоит вопрос использования относительно бедных, забалансовых руд. В настоящее время промышленность ориентируется на относительно богатые по содержанию метал­лов руды, совершенно не обращая внимания на забалансовые руды, которые могут стать основной сырьевой базой на отдельных отрабатываемых месторождениях в самое ближайшее время и которые в огромных количествах скопились в отвалах. Это касается использования бедных руд на Донском ГОКе, где содержание хрома составляет 23-28 %, на Каражалском месторождении, где забалансовые руды с содержанием железа 30-45 % извлекаются из недр и складируются в отвалах, бедных медно-порфировых руд Саяка и Бощеколя с содержанием меди 0,3-0,5 % и т.д. [7].

В будущем на отдельных крупных месторождениях нужно увеличить масштабы внедрения ме­тодов вторичной отработки месторождения. Совместно со специалистами химико-металлургического направления необходимо продолжить исследования по созданию прогрессивной технологии кучного и подземного выщелачивания металлов из руд. Определенное значение будет иметь внедрение в практику действующих рудников эксплуатационных кондиций, что позволит улучшить технико-экономические показатели горных предприятий. Необходимо повысить комплексность освоения ме­сторождений за счет улучшения рудоподготовки и управления качеством руд. На этой основе созда­дутся предпосылки для вовлечения в промышленное использование забалансовых и бедных руд.

Безусловно, важнейший источник удовлетворения потребности страны в сырье — это вторичные ресурсы. В силу большой значимости и специфики этого направления ресурсосбережения имеет ме­сто целесообразность рассмотрения его взаимосвязи с процессом производства. В дальнейшем ра­ционализация ресурсопотребления должна осуществляться в двух основных направлениях:

  • снижение удельного материалопотребления на основе совершенствования технологии и орга­низации производства, усовершенствования техники, а также за счет повышения культуры по­требления (концепция ограничения производственного потребления);
  • повышение степени использования сырья за счет развития различных направлений малоотход­ного (безотходного) производства (стратегия экологизации).

Особенно безотходное производство может стать основой стратегии ограничения образования отходов, которое будет зависеть от решения научно-технических проблем. Это требует значительных затрат на проведение исследований и перестройку производства в масштабах целых отраслей.

  1. Увеличение объема выпуска цветных, черных, редких и редкоземельных металлов, в том чис­ле металлургической продукции высоких переделов.

Меры государственной поддержки развития горно-металлургического комплекса (ГМК) как од­ного из базовых отраслей экономики должны быть направлены на обеспечение сырьем с последую­щей переработкой и выходом на базовые металлы, производство высоких переделов с участием ма­лого и среднего бизнеса.

Необходимо иметь в виду, что на современном этапе главной задачей горно-обогатительных и металлургических производств является минимизация поступления металлосодержащих отходов в отвалы за счет снижения потерь металлов на всех технологических циклах: от добычи и обогаще­ния до металлургического передела.

Дело в том, что многокомпонентность — важное и всеобщее природное свойство минеральных ресурсов. Комплексная переработка минерального сырья, например, позволяет в цветной металлур­гии страны извлекать из него, помимо 8-12 профилирующих химических элементов, еще 62-66 до­полнительных [8].

Комплексное использование сырья предусматривает извлечение всех компонентов и утилизацию агрегатно-минеральной основы сырья. Причем проблема комплексного использования минеральных ресурсов относится к числу перманентных, объем которой с течением времени не уменьшается и рамки задач не сужаются. Одни задачи со временем последовательно сменяются другими, поэтому, несмотря на возрастающие масштабы их решения, проблема будет сохранять актуальность и требо­вать поиска и разработки новых методов, путей и форм.

  1. Развитие ассортимента основной и дополнительной продукции металлургических предпри­ятий.

При производстве основной продукции металлургических, горнодобывающих и обогатительных производств остро стоит проблема утилизации отходов. Так, в отвалах горных предприятий цветной металлургии сосредоточены силикаты, корунд, магнезит, хромит и другие соединения. Значительная их часть — основа природных формовочных материалов, имеющих высокую термическую стойкость, инертность к расплаву, механическую прочность.

Поскольку отходы горного производства по качественному составу близки к породам традици­онных видов нерудного сырья для получения ассортимента строительных материалов, широкое во­влечение их в производство позволит исключить несанкционированные разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых.

Отходы обогащения полезных ископаемых по физическим свойствам наиболее близки к эоло­вым пескам, для которых характерна бесструктурность, легкая развеваемость, сравнительно высокая водопроницаемость и малая влагоемкость. Однако из-за содержания в них определенного количества недоизвлеченных основных минеральных составляющих необходимо проведение предварительного геолого-эколого-экономического изучения таких отходов и их возможного использования.

Основная цель такого подхода заключается в определении не только минерально-сырьевой цен­ности, но и степени возможного обострения негативного воздействия техногенного объекта, к кото­рому окружающая среда и человек уже адаптировались. Сегодня целесообразность комплексного ос­воения техногенных ресурсов горно-металлургического производства определяется дефицитностью данного вида сырья, спросом и потреблением в республике и странах СНГ и обусловливается эконо­мической эффективностью производства стройматериалов, закладки выработанного пространства и т. д.

При этом обязательно должны учитываться факторы возможных изменений окружающей среды при повторной разработке техногенных минеральных образований, наличия производственных мощ­ностей по переработке техногенного сырья или необходимости строительства дополнительных цехов.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что при разработке рудных месторождений полезных ископаемых все биосферные показатели воздействия их освоения могут быть установлены путем ис­пользования данных космических съемок. Изучение этой работы требует взвешенной оценки средо-вых отношений «производство-биосфера». Для выполнения такой задачи больше внимания следует уделять ретроспективным снимкам, полученным в результате ранее произведенных космических съемочных работ. Ценным свойством космических съемок является единовременность выполнения съемки обширных территорий, что дает возможность изучения связи компонентов ландшафта и хо­зяйственной деятельности человека при освоении месторождений. Сравнение данных ранее выпол­ненных работ с данными текущих съемок позволит провести эффективный контроль за окружающей средой, установить все уровни ожидаемых изменений и определить дальнейшие направления их раз­вития. Благодаря этим преимуществам космическая фотосъемка становится важным инструментом исследования и контроля окружающей природной среды, базой построения и прогноза развития от­ношений «производство - биосфера» на ближнюю и дальнюю перспективы.

 

 

Список литературы

  1. Уманец В.Н., Бугаева Г.Г., Завалишин В.С. и др. Перспективы освоения техногенных месторождений Казахстана // Научно-техническое обеспечение горного производства: Сб. науч. тр. ИГД им. Д.А.Кунаева. — Алматы: ИГД им. Д.А.Кунаева, 2002. — Т. 63. — С. 153-160.
  2. Каренов Р.С. Эколого-экономическая и социальная эффективность геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. — Караганда: Изд-во КарГУ, 2011. — 366 с.
  3. Каганович С.Я. Воспроизводство минерально-сырьевой базы. — М.: Недра, 1991. — С. 103.
  4. Энергетика и топливные ресурсы Казахстана. — 2009. — № 1. — С. 6.
  5. Галиев С., Жумабекова С. Анализ потребления ресурсов на предприятиях горно-металлургического комплекса Рес­публики Казахстан // Промышленность Казахстана. — 2011. — № 4(67). — С. 38-43.
  6. Крупник Л.А., ШапошникЮ.И., Шапошник С.Н. Диверсификация производства горнорудных предприятий // Горный журнал Казахстана. — 2006. — № 4. — С. 7-10.
  7. Абдулин А.А. Рациональное комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов в народном хозяйстве Ка­захстана // Комплексное использование минерального сырья. — 1989. — № 4. — С. 7.
  8. Омарова Б.А. Системное представление научных проблем комплексного освоения ресурсов недр и комплексного ис­пользования минерального сырья // Вестн. НАН РК. — 2007. — № 5. — С. 124.
Фамилия автора: Р.С.Каренов
Год: 2014
Город: Караганда
Категория: География
Яндекс.Метрика