ЯГХК - проект в целом

Горно-химический комплекс с заводом по производству пигментного диоксида титана, аэросила и материалов наноструктуры с перспективой использования сырья Ярегского месторождения для производства металлического титана

 
По материалам доклада на Международной конференции "Рудная база титана в СНГ 2009" 12 ноября, 2009 г. 
Авторы: А.А. Пранович, А.С. Клямко, В.В. Коржаков, В.И. Власенко  

Кратко о состоянии минерально-сырьевой базы

Ситуация с титановым сырьем и пигментным диоксидом титана (ПДТ) в России крайне сложная. Основная сырьевая база производства металлического титана и пигментного диоксида при распаде Союза оказались в ближнем зарубежье (Украина). Там же остались и промышленные производства ПДТ.

В то же время Россия располагает одной из крупнейших в мире, разнообразной по видам сырья перспективной минерально-сырьевой базой титана. Однако, в данной области сохраняется крайне неблагоприятная ситуация – имея подготовленные к освоению месторождения, крупные действующие и потенциальные мощности для переработки титанового сырья (в основном на металлический титан), Россия удовлетворяет свой спрос полностью за счет импорта титановых концентратов. При этом сохраняются крайне негативные диспропорции между производством металлического титана и пигментного диоксида титана, который отечественной промышленностью практически не производится, а стабильно растущая потребность в данном продукте (порядка 90 тыс. т в год) так же покрывается за счет импорта.

Таким образом, Россия, обладая огромными разведанными запасами и еще большими прогнозными ресурсами титановых руд, самыми крупными в мире предприятиями по выпуску титановой губки, металлического титана и его сплавов, не разрабатывает ни одного собственно титанового месторождения и не имеет ни одного завода по выпуску пигментного диоксида титана, а потому целиком зависит от импорта титановых концентратов и пигментов.

Это ставит отечественную промышленность в экономическую и, в определенной мере, политическую зависимость от зарубежных поставок.

ОАО «ЯрегаРуда» намерено решить важнейшие для экономики России проблемы (сырьевой базы титановой промышленности и производства пигментного диоксида титана) путем комплексного освоения крупнейшего месторождения титанового сырья в России – Ярегского.

Месторождение расположено в Республике Коми в 18 км от г. Ухта, в районе с хорошо развитой инфраструктурой. Оно совмещено с известным одноименным месторождением тяжелой нефти, детально разведано. Генеральный подсчет запасов утвержден ГКЗ в 1976 году. Месторождение уникально по своему строению, так как содержит большие запасы титановой руды и тяжелой нефти, которые приурочены к одному мощному пласту кварцевых песчаников. Верхняя часть пласта нефтенасыщенная, нижняя – рудная, по последним данным с Ярегским месторождением связано около 40% запасов титана России.

Особенности ярегского титанового сырья

При решении практических вопросов вовлечения в разработку Ярегского месторождения, как крупного источника сырья для титановой промышленности, в течение многих лет, устойчиво укоренилось мнение о том, что состав сырья своеобразный, нетрадиционный, сложный для использования. Особенности следующие: песчаники с нефтью – возникает вопрос, что с ней делать, кремнезем мешает металлургам – как от него избавиться и т.д., а главное, что эти особенности не позволят эффективно использовать сырье. Данный устоявшийся стереотип, а так же отсутствие полной информации о том, что сделано к настоящему времени в части возможности использования ярегского сырья в определенной мере сдерживает привлечение инвестиций и начало освоения месторождения.

Сложности в работе с этим сырьем были, но к настоящему времени, по сути, остается одна не простая, но вполне решаемая задача – снижение затрат на добычу руды. Все остальные проблемы, связанные с особенностями и своеобразием состава ярегских кремнисто-титановых песчаников успешно преодолены, более того, практически упомянутые особенности сырья обращены в его преимущества, обеспечивают эффективность и комплексность переработки концентратов в товарные продукты. При этом все полученные продукты востребованы, как мировым, так и отечественным рынками.

Не будем отрицать упомянутых известных сложностей – дорогой добычи, но и этот фактор оказался в последнее время мобилизующим. Наряду с поиском путей снижения издержек на добычу руды, используются эффективные процессы её переработки. Для технологий по переработке руды принят основной принцип – при такой дорогой руде не должен быть потерян или сброшен в отвал ни один её килограмм – все, что поднято «на гора», должно быть переработано преимущественно в высокотехнологичные продукты или эффективно использовано. Такой подход себя в полной мере оправдывает – использованные в проекте инновационные технологии обеспечивают получение целого ряда новых продуктов, которые с успехом компенсируют высокие затраты на добычу и делают производство достаточно рентабельным.

По нашему глубокому убеждению, основанному на результатах выполненного проекта, для ярегского сырья подошел рубеж перехода количественных наработок в качественное их воплощение.

Результаты, полученные при выполнении НИОКР и опытно-промышленных работ, позволили решить ряд сложнейших технологических проблем, связанных с редким своеобразием состава руды, что в итоге обеспечило возможность её переработки эффективной, экологически безопасной технологией, обеспечивающей производство высокотехнологичной, востребованной современным рынком продукции. 

Краткая информация о проекте комплексного освоения Ярегского месторождения

ОАО «ЯрегаРуда», как инициатором проекта, разработана Концепция, определяющая стратегию  освоения участка Ярегского нефтетитанового месторождения.

В рамках практических действий Компания завершила разработку проекта комплексного освоения участка месторождения, позволяющего оценить экономическую эффективность проекта, как акционерам, так и потенциальным инвесторам.

Проектом предусмотрено решение ряда взаимосвязанных задач: организация отечественного производства пигментного диоксида титана и выпуск новых товарных продуктов на основе кремниевой составляющей концентратов, в перспективе - сырьевой проблемы для титановых отраслей.

Основные цели проекта:
  • обеспечение комплексной добычи и переработки нефтетитановой руды и нефти, решение сырьевой проблемы титановой отрасли России;
  • переход от товарно-сырьевого к товарно-продуктовому варианту использования ресурсов Ярегского нефтетитанового месторождения;
  • отработка новой технологии переработки концентратов, обеспечивающей создание инновационных продуктов, способных привлечь потребителей;
  • формирование внутреннего рынка новых продуктов переработки нефтетитановой руды, завоевание рынка при вытеснении импортеров.

Проект предусматривает создание Ярегского горно-химического комплекса на базе следующих производств:

  • горно-обогатительный комплекс с ежегодной добычей 650 тыс. тонн нефтетитановой руды и 175 тыс. тонн тяжелой нефти;
  • завод по производству продуктов переработки титанового концентрата (пигментный диоксид титана, аэросил и др.);
  • объектов энергообеспечения и инфраструктуры, в т.ч. газотурбинная теплоэлектростанция, подъездной железнодорожный путь.

Проектом предусмотрена возможность удвоения планируемой мощности (до 1 300 тыс. т руды в год). 

Варианты реализации проекта

Анализ капиталоемкости проекта в сложившейся ситуации показывает, что крупномасштабный проект по комплексному освоению Ярегского месторождения целесообразно реализовать поэтапно, этапность предусматривается следующая:

  • 1-й этап – организация опытно-промышленного производства;
  • 2-й этап – строительство мощности в соответствии с объемом выпуска титановых концентратов на Ярегском ГОКе, обеспечивающей производство 45 тыс. т диоксида титана;
  • 3-й – наращивание мощности производства с выходом по добыче и переработке на 1 300 тыс. т руды в год.

Планирование реализации проекта в поэтапном варианте позволяет параллельно с началом строительства инфраструктурных и производственных объектов ГОКа, эффективно использовать периоды строительства и выхода предприятия на проектную мощность для решения следующих задач:

  • создание опытного производства, обеспечивающего выполнение опытно-промышленных работ по совершенствованию технологии комплексной переработки ярегского сырья, получение при этом новых видов товарной продукции – инновационных продуктов, востребованных потребителем, и как следствие повышение эффективности проекта в целом;
  • получение материалов наноструктуры, являющихся производными титановых и кремниевых соединений, и продвижение их на рынке;
  • практическая подготовка кадрового потенциала, способного обеспечить эксплуатацию высокотехнологичного, многофункционального производства;
  • коммерческая эксплуатация опытной установки по производству материалов наноструктуры;
  • обеспечение конкурентоспособности продукции Ярегского комплекса.

Практическая отработка 1-го этапа (ОПП) показывает возможности:  

  • использовать ярегское сырье в ряде перспективных направлений путем полного разделения его на титановую и кремневую составляющие, что обеспечивает возможность, получения широкого спектра высокотехнологичной продукции, включая наноразмерные материалы;
  • предложить производителям металлического титана, наряду с выпуском продукции Комплекса, использовать ярегское сырье, освобожденное от кремниевой составляющей, взамен импортного, для производства титановой губки;
  • подтвердить практически неограниченные возможности сырьевой базы для производства высококачественных, как титан, так и кремнийсодержащих продуктов;
  • развивать на основе кремниевой составляющей новое направление в переработке ярегского сырья – получение поликристаллического кремния (ПКК).

В настоящее время на стадии начала реализации проекта, с учетом сложившихся условий, Компания уточняет стратегию строительства горно-химического комплекса мощностью 650 тыс. т по добыче и переработке титановой руды.

Основной вариант реализации проекта – строительство Ярегского ГХК с полным комплексом объектов энергообеспечения и инфраструктуры, на производственной площадке, непосредственно примыкающей к границе месторождения.

В данном варианте есть определенные сложности – это высокие капитальные затраты на строительство Комплекса, в частности формирование единой и капиталоемкой инфраструктуры, большая экологическая нагрузка при размещении его на одной производственной площадке. В то же время, отсутствие на российском рынке отечественных производств титанового сырья и пигментного диоксида титана, предполагает возможность расширения сферы сотрудничества по решению проблем, связанных с освоением крупнейшего титанового месторождения и эффективным использованием его сырьевых ресурсов в следующих направлениях:

– привлечь заинтересованные структуры, в том числе и государственные, учитывая значимость и необходимость реализации данного проекта для стратегических отраслей российской экономики;
– рассмотреть потенциальные возможности использования полупродуктов и продукции ЯГХК на крупных действующих металлургических или химических производствах. 
По нашему мнению, такое сотрудничество в рамках кооперации возможно, например, с Корпорацией «ВСМПО-АВИСМА» или ОАО «Химпром» г. Волгоград, г. Новочебоксарск. 

О возможности переработки ярегского сырья на металлический титан

Несмотря на единство природной сырьевой базы металлического титана и диоксида титана, их производство осуществляется в разных отраслях промышленности (цветная металлургия и химическая промышленность), а реализация – в разных секторах мирового рынка (металлов и химических товаров).

Для производства титанового проката используется промежуточный продукт – титановая губка, которая является элементарной формой металлического титана и получается путем восстановления тетрахлорида титана, образующегося при хлорировании титановых минералов, тот же тетрахлорид при окислении в токе кислородной плазмы используется в производстве диоксида титана. Данную стадию переработки титанового сырья сделаем отправной точкой для развития предлагаемого варианта.

Известно, что непосредственно в действующей технологии (хлорирование титановых шлаков в расплаве солей), на Березниковском титано-магниевом комбинате ярегские кремнисто-титановые концентраты не могут использоваться из-за высокого содержания в них кремния.

В тоже время, имеется техническая возможность переработки ярегского сырья на металлический титан.

Предложение базируется на том, что производство, как губчатого титана, так и диоксида титана проходит стадию переработки сырья на тетрахлорид титана. Технология его получения из кремнисто-титановых концентратов, при хлорировании в псевдоожиженном слое, не сложнее по сравнению с переработкой ильменитовых концентратов. Тетрахлорид титана, полученный из ярегского сырья, может успешно заменить эквивалентное количество тетрахлорида, производимого на Березниковском ТМК из любого другого вида привозного сырья.

Такой подход к решению проблемы становится возможным при использовании технологии комплексного хлорирования ярегских кремнисто-титановых концентратов. Практически безотходное их хлорирование с получением тетрахлоридов титана и кремния для производства на последующих стадиях высоколиквидных (титан и кремнийсодержащих) продуктов делает ярегские кремнисто-титановые концентраты эффективным и конкурентоспособным сырьем.

Суть предложения заключается в двух основных положениях:
  • открывается перспектива решения острой сырьевой проблемы путем получения необходимых количеств тетрахлорида титана из стабильного, практически неограниченного источника отечественного титанового сырья;
  • с сырьем предлагается и технология его комплексной переработки, которая обеспечит стоимость тетрахлорида титана для «ВСМПО-АВИСМА» не выше сложившейся себестоимости данного продукта на Березниковском титано-магниевом комбинате, за счет того, что цена титановой составляющей в ярегском концентрате, благодаря комплексности его переработки эквивалентна стоимости ильменитового концентрата.

Результаты использования ярегского сырья в производстве металлического титана предполагаются следующими:

  • полученный тетрахлорид титана можно будет в зависимости от потребности рынка и экономической целесообразности направлять, как на производство губчатого титана, так и на выпуск пигментного диоксида титана;
  • успешное использование ярегского сырья в производстве металлического титана послужит основанием для наращивания мощности по его переработке и поэтапному переходу Березниковского ТМК на ярегское сырье;
  • при мощности горно-обогатительного производства Ярегского ГХК 1,3 млн. т руды в год обеспечивается потребность «ВСМПО-АВИСМА»в сырье для производства губчатого титана в объёме 36 тыс. т в год.

Предварительные экономические расчеты, в основу которых положено то, что кремнисто-титановые концентраты являются комплексным сырьем, в котором можно выделить титановую и кремневую ценовые составляющие, показывают, что такое производство будет эффективным. 

Выводы:  

Ярегское месторождение – уникальная сырьевая база титановой отрасли, способная обеспечить практически все производства, потребляющие титановое сырье: пигментный диоксид титана, металлический титан, титановые лигатуры, сварочные электроды и др.

Производство новых продуктов базируется на той же универсальной сырьевой базе, основа которой комплексные по составу ярегские нефтенасыщенные кремнисто-титановые песчаники.

Таким образом, уникальность месторождения и в том, что наряду с огромными запасами титана, оно же содержит неограниченные сырьевые ресурсы для производства высококачественных кремнеземсодержащих продуктов.

Данные выводы подтверждаются материалами проекта ЯГХК и выполненного на его базе бизнес – плана. 

Результаты реализации проекта обеспечат:

  • начало формирования на базе Ярегского нефтетитанового месторождения отечественной сырьевой базы титановой отрасли России;
  • создание современного, высокотехнологичного и экологически безопасного горно-химического предприятия;
  • обеспечение отечественного рынка продукцией комплексной переработки кремнисто-титановой руды, отвечающей мировому уровню;
  • импортозамещение многих видов титан и кремнеземсодержащей продукции.

Наряду с технико-экономической целесообразностью реализации проекта не менее важна его социальная значимость, а в современных условиях и антикризисная направленность.