Медь проходит несколько стадий переработки от добычи и до попадания к конечным потребителям. Производственные процессы на вертикально интегрированных предприятиях Русской медной компании могут служить иллюстрацией этого процесса: от медьсодержащей руды к концентрату, от концентрата к черновой меди и, наконец, к финальным продуктам передела — катоду и катанке. От них уже один шаг до кабелей, автомобильных деталей и электроники.
Фото: РМК
Фото: РМК
Фото: РМК
Внушительные запасы меди в России благоприятствуют развитию медной отрасли, а продукция российских производителей востребована не только на внутреннем, но и на мировом рынке благодаря применению ими современных подходов к производству. Это важно, поскольку от контроля всех этапов производственной цепочки будет зависеть качество не только медного полуфабриката, но и готовых изделий: от электроначинки автомобилей и поездов до компьютерных микрочипов и источников возобновляемой энергии. Не говоря уже о такой незаменимой вещи, как кабели в жилых и промышленных зданиях.
Проследить, какой путь проходит медь из недр земли до потребителя, можно на примере работы одного из крупнейших российских производителей этого металла — Русской медной компании (РМК). Под управлением вертикально интегрированного холдинга в России и Казахстане работают восемь горнодобывающих предприятий, гидрометаллургический комбинат, а также три металлургических завода.
От руды к концентрату
Крупнейший добычной проект РМК — стартовавшая в 2014 году разработка Михеевского месторождения медно-порфировых руд в Челябинской области с запасами 629 млн тонн руды. Месторождение разрабатывается открытым способом. Доставленную гигантскими самосвалами из карьера руду дробят и отправляют на обогатительную фабрику Михеевского горно-обогатительного комбината (ГОК). Здесь она проходит еще две стадии измельчения: сначала при помощи помольных шаров измельчается крупная руда, потом в трех дробилках — галечная.
Затем начинается процесс флотации: минералы меди отделяют от пустой породы во флотомашине. Реагент смачивает частички руды, но не смачивает пустую породу. После смешения частиц руды и флотационного реагента, образующих взвесь, в машину подается воздух. Воздушные пузырьки всплывают вместе с частичками ценной руды. Получившаяся пульпа сгущается до состояния, когда в ней присутствует 60-65% твердого вещества, а затем отправляется на фильтрацию. После чего обогащенный концентрат, напоминающий песок и содержащий от 16% до 30% меди, отправляется на металлургический завод.
Пульпа, остающаяся после всех стадий обработки руды, отправляется вместе с использованной водой в водоем для отходов, называемый хвостохранилищем. На Михеевском ГОКе хвостохранилище работает по замкнутому циклу: после осветления, когда оседает твердая порода, вода снова подается на фабрику для использования.
Сейчас мощность переработки первой очереди Михеевского ГОКа составляет до 18 млн тонн медной руды в год, на обогатительной фабрике можно получить свыше 320 тыс. тонн медного концентрата, содержащего около 65 тыс. тонн. Русская медная компания вложила в создание с нуля первой очереди горно-обогатительного комбината 26,8 млрд руб. В сентябре РМК объявила, что ГОК планирует перейти с двухстадиального измельчения руды на трехстадиальное: на обогатительной фабрике будут установлены две дополнительные шаровые мельницы, что, по расчетам РМК, должно обеспечить более тонкий помол руды и сокращение потерь полезного компонента, идущего в отвальные хвосты. Это должно повысить извлечение меди с нынешних 85% до 90%. В этот проект планируется инвестировать 3,7 млрд руб. Внедрение трехстадиального измельчения руды намечено на осень 2018 года. Также Русская медная компания рассчитывает построить вторую очередь ГОКа, вложив в нее средства, сопоставимые с инвестициями в первую очередь, реализовать которую помогал один из крупнейших системных банков страны — Газпромбанк. Это должно увеличить максимальную производительность горно-обогатительного комбината в полтора раза, до 27 млн тонн руды в год.
Медь начерно
Медный концентрат, получаемый на обогатительной фабрике,— это сырье для производства черновой меди. Русская медная компания продает небольшие партии концентрата в Китай, Сербию, Болгарию, а также в Казахстан и Россию, но основные объемы, не менее 80% сырья, перерабатывает сама. Среди предприятий РМК главный потребитель медного концентрата — медеплавильный завод "Карабашмедь", также расположенный в Челябинской области, в городе Карабаш. Завод получает черновую медь не только из концентрата, с предварительным обогащением медно-цинковых руд, но и из вторичного медьсодержащего сырья.
Черновая медь — промежуточный продукт с высоким содержанием меди — производится из медного концентрата следующим образом. Сначала в печи происходит автогенная плавка медных концентратов во взвешенном состоянии (то есть совмещенная с обжигом, при котором шихту вдувают в печь подогретым воздухом или кислородом), известная как финская плавка. Таким образом в печи получают штейн, содержащий уже 50% меди и отделяемый от шлака. Затем штейн конвертируют с целью удаления серы. Содержимое плавильной печи стекает в печь-отстойник, где происходит дегазация. Примеси всплывают в виде шлака, а более тяжелая черновая медь опускается на дно. Плавильщики периодически, по мере накопления, сливают из печи-отстойника черновую медь в изложницы, а конверторный шлак — в огромные ковши. В черновой меди содержание собственно меди достигает 98-99%.
"Карабашмедь" — один из старейших металлургических заводов России с более чем вековой историей. Предприятие перешло под контроль Русской медной компании в 2004 году. Через два года шесть столетних шахтных печей были заменены одной небольшого размера медеплавильной печью с погружной фурмой Ausmelt. С 2004 по 2017 год инвестиции РМК в переоборудование медеплавильного завода превысили 18 млрд руб. До конца 2018 года компания намеревается направить на модернизацию предприятия "Карабашмедь" еще более 2 млрд руб. Сейчас мощность производства завода составляет до 130 тыс. тонн черновой меди в год, в том числе из минерального сырья — 110 тыс. тонн. Намеченная модернизация производства должна увеличить мощность предприятия до 150 тыс. тонн черновой меди в год, в том числе 130 тыс. тонн — из минерального сырья.
Медный рафинад
Перед тем как стать конечным продуктом металлургического передела, черновая медь подвергается двухстадийному рафинированию. В Челябинской области в городе Кыштым расположен Кыштымский медеэлектролитный завод (КМЭЗ) — крупнейшее из предприятий, входящих в Русскую медную компанию. Именно на КМЭЗе происходит огневое и электролитическое рафинирование черновой меди. Огневое рафинирование удаляет из черновой меди основное количество примесей, в том числе остаточную серу, оно проводится в отражательных медеплавильных печах. Это предпоследняя стадия подготовки продукта, по окончании которой в нем уже содержится 99,0-99,5% меди.
Финальная стадия — электролитическое рафинирование, в результате которого получают медь высокой чистоты (99,90-99,97%), удовлетворяющую требованиям электротехнической промышленности и производства чистых сплавов. Также посредством электролитического рафинирования из черновой меди извлекают драгоценные и редкие металлы, которые присутствуют в большинстве ее сортов. Катодная медь служит сырьем для производства готовых медных изделий, включая медную катанку.
Кыштымский медеэлектролитный завод имеет богатую историю. Завод был основан Никитой Демидовым в 1757 году и долгие годы выпускал железо всемирно известной марки "Два соболя". В начале XX века завод был перепрофилирован и в 1908 году первым в России приступил к электролитическому рафинированию меди — этим занимался шотландский предприниматель-миллионер Джон Лесли Уркварт, решивший инвестировать в производство в России (компанией под его руководством была основана и "Карабашмедь"). Джон Уркварт также внедрил на уральском заводе элементы производства драгоценных металлов — золота и серебра — из шлама, остающегося после электролиза меди. После революции завод был национализирован. В советский период и позже пребывал в составе различных производственных объединений. В 2003 году КЭМЗ перешел к РМК. В 2004-2016 годах Русская медная компания реализовала на заводе более 20 проектов модернизации, превратив его в современное производство. Группа инвестировала в развитие КМЭЗа 2,6 млрд руб. Сейчас Кыштымский медеэлектролитный завод производит до 130 тыс. тонн медных катодов и 100 тыс. тонн медной катанки в год. В 2017-2018 годах будет идти дальнейшая модернизация предприятия, результатом которой станет увеличение мощности завода по выпуску катодов и катанки до 140 тыс. тонн в год. Помимо меди в 2016 году на КМЭЗе было выпущено 3,13 тонны золота и 72,835 тонны серебра в слитках.
Если взглянуть на работу РМК в совокупности, то получаются не менее впечатляющие цифры. В 2016 году предприятия группы произвели свыше 154 тыс. тонн меди в медном концентрате, а выплавили за счет использования вторичного сырья еще больше: около 178 тыс. тонн в медных катодах и почти 100 тыс. тонн медной катанки (следующий передел после катодов). Часть этой продукции потребляется в стране, но преимущественно она направляется на экспорт. Ее хорошо знают на Ближнем Востоке, в Европе, Китае, Южной Африке — медь, произведенная РМК, пользуется спросом во многих регионах мира.