В конце 2024 года было сообщение о разработке технологии получения глинозема из золы Рефтинской ГРЭС, сжигающей высокозольный Экибастузский уголь. Эта технология анализировалась с экономической точки зрения, и она обещает возможность создания комбината, почти замкнутого и получающего необходимое сырье, вспомогательные материалы и реактивы из все того же угля.
Однако, кроме глинозема в угольной золе есть еще и цветные металлы и в порядочном количестве. Например, меди - 3,7 кг на тонну золы, свинца - 4,8 кг на тонну, цинка - 16 кг на тонну и так далее. Анализов содержания различных элементов в золе, которые там присутствуют в виде соединений, делалось множество, но почему-то не делалось попытки разработать проект их извлечения. Думается, в силу недостаточно широкого кругозора, не позволяющего сопоставлять содержание металла в золе с содержанием в рудах или россыпях и делать предварительную экономическую оценку. Например, содержание золота в золе Рефтинской ГРЭС 150 мг на тонну. Ну, это немного - могут сказать. Теперь подсчитаем. Плотность золы составляет порядка 2 тонн на кубометр. В граммах 0,15 грамм на тонну или 0,3 грамма на кубометр золы. Зачем пересчитывать в кубометры? Затем, что у нас содержание золота в россыпях измеряется в граммах на кубометр, и в среднем в речных золотоносных россыпях 0,3-0,6 граммов на кубометр. Оказывается, что угольная зола по содержанию золота становится сопоставимой с россыпями.
Уже отсюда следует, что если золу Рефтинской ГРЭС начнут перерабатывать на извлечение глинозема, то целесообразно ее сначала прогнать через гравитационный стол или центробежный сепаратор, чтобы извлечь драгоценный металл. Каждая тысяча тонн золы = 150 граммов золота, может быть, несколько меньше в силу неполного извлечения.
Но тут возникает другая тема, не менее интересная, чем извлечение золота. Минералы, содержащие другие цветные металлы, такие как медь, свинец, цинк и так далее, имеют весьма высокую плотность, то есть они тяжелые и извлекаются гравитационными методами. К примеру, медь из горной породы извлекается путем измельчения породы до 0,07 мм, а потом до 0,04 мм, а затем путем обогащения на флотационных машинах. Самое энергоемкое в этом деле - добыча и измельчение горной породы. Зола же уже поступает в отвал очень мелкой, большая часть ее имеет фракцию менее 0,02 мм. Более крупные частицы шлака и золы не так трудно дополнительно размолоть.
Таким образом, еще до подсчетов становится очевидно, что извлечение меди из золы потенциально выгоднее, чем добыча медьсодержащей руды, хотя бы потому, что отпадает стадия дробления и измельчения породы, требующая высоких энергозатрат и дорогостоящего оборудования.
Медные руды, которые сейчас перерабатываются, имеют среднее содержание металла в пределах 0,5-1%, иногда выше. 0,5% - это 5 кг на тонну, а 1% - 10 кг на тонну. Если в золе в среднем 3,7 кг меди на тонну, то зола становится сопоставимой с медными рудами. Да, она может быть беднее по содержанию, хотя по разным золам могут быть получены различные концентрации. Но перерабатывать ее выгоднее, потому что зола достается нам, так сказать, в уже добытом и измельченном виде, а на Рефтинской ГРЭС и на многих других еще и транспортируется в воде пульпы.
Рефтинская ГРЭС ежегодно скидывает в отвал порядка 4 млн тонн золы. Если считать, что в тонне золы 3,7 кг меди, то в год в отвал поступает 14,8 тысяч тонн меди, биржевой стоимостью порядка 14 млрд рублей. Свинец - 4,8 кг на тонну, или 19,2 тысяч тонн, биржевой стоимостью 3,9 млрд рублей. Цинк - 16 кг на тонну, или 64 тысячи тонн, биржевой стоимостью 19,7 млрд рублей. Суммарно только по этим трем металлам в отвал переходит продукция стоимостью порядка 37,6 млрд рублей. И порядка 600 кг золота стоимостью порядка 5,1 млрд рублей.
При том, что Рефтинская ГРЭС в 2023 году произвела 21651 млн квтч электроэнергии стоимостью (при тарифе 8,3 рубля за квтч в Свердловской области) 179,7 млрд рублей. Три цветных металла в золе по стоимости как 20% стоимости генерации, с золотом - 23,8%. При таком подходе становится выгодным разрабатывать свой же зольный отвал как техногенное месторождение.
При таких сравнениях получается интересная экономика вопроса. Крупным ГРЭС, у которых большие золоотвалы, в принципе выгодно и перспективно двигаться в сторону комплексной металлургической переработки своих золошлаковых отходов. Слова "комплексное" обычно боятся, предпочитая простые решения. Но комплекс, в данном случае, может быть и такой. Зольная пульпа перед сбросом в отвал пропускается через флотомашину, извлекающую из нее тяжелую фракцию, содержащую минералы цветных металлов, золота и платиноидов. Этот концентрат уже разделяется на отдельной фабрике. Из отвала промытая зола может браться для производства цемента или для переработки на глинозем; можно даже не сбрасывать в отвал, а сразу подавать на переработку, если мощности позволяют. Вот и комплекс.
Тяжелая фракция, разделенная по компонентам, распадается на драгметаллы и на концентраты цветных металлов, а также на соединения с железом, которые обычно в золе есть. Дальше уже стоит подсчитать, стоит ли продавать концентраты так или же выгоднее будет завести собственный плавильный завод и делать сразу черновую или даже рафинированную медь. Это не столь простой вопрос, чтобы решить его сразу; тут много факторов. Но нельзя исключать, что плавильный заводик примерно 10-15 тысяч тонн в год, дающий готовый, рафинированный металл, может оказаться выгоднее всего.
Самое занятное, что все это можно построить из... собственной же золы, то есть цемента, из него же изготовляемого. Только арматуру и стальконструкции нужно будет купить.
Иными словами, предварительные прикидки позволяют увидеть, что крупные ГРЭС с большими объемами угольной золы, могут оперировать с весьма большими объемами цветных металлов, стоимость которых может составлять значительную долю к стоимости вырабатываемой электроэнергии.