Зашихинское тантал-ниобиевое месторождение, расположенное в Нижнеудинском районе Иркутской области, характеризуется самым высоким среди российских месторождений содержанием оксида тантала в руде (около 0,03%). Компания ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС» с 2005 года занимается геологоразведкой месторождения и технологическими испытаниями проб его руды. В следующем году компания планирует приступить к проектированию Зашихинского ГОКа установочной мощностью 1 млн тонн руды в год. Запуск предприятия намечен на конец 2020 года. Освоение Зашихинского месторождения позволит снять зависимость страны от импорта танталовой продукции и значительно снизить зависимость от импортной ниобиевой продукции (прежде всего, феррониобия).

Зашихинское редкометалльное месторождение щелочногранитного типа, расположенное на юге Иркутской области, характеризуется крупными запасами цирконий-тантал-ниобиевых руд с редкими землями среднетяжелой группы, компактным (в пределах одного рудного тела) размещением полезных компонентов, высокими содержаниями тантала и относительно простыми горно-геологическими условиями разработки. Эти особенности, а также высокая степень готовности материалов для геолого-экономической оценки месторождения и составления технического проекта его освоения позволяют говорить о перспективности Зашихинского месторождения для первоочередного освоения. Главная проблема — отсутствие в регионе развитой транспортной и энергетической инфраструктуры. В статье аргументируется необходимость привлечения государства для ее решения. 24 июня 2016 года компания ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС», владеющая лицензией на право пользования участком недр «Зашихинское редкометалльное месторождение» и реализующая проект «Строительство горно-металлургического комбината на базе Зашихинского месторождения производительностью 1 млн тонн руды в год», подписала соглашение о намерениях с Объединением, включающим «Китайскую корпорацию механического оборудования и инжиниринга» (CMEC) и «Китайскую национальную электро-инжиниринговую корпорацию» (CNEEC). Проект строительства горно-металлургического комбината включен в Перечень инвестиционных проектов, одобренных на третьем заседании Межправительственной Российско-Китайской комиссии по инвестиционному сотрудничеству, которое состоялось в Пекине 24 июня 2016 года.

Обзор ситуации

Редкие металлы (РМ) и редкоземельные элементы (РЗЭ) — базовые компоненты многих современных и перспективных материалов и технологий, «ключи» к технологиям ХХI века. Уровень их производства и потребления — один из важнейших показателей промышленной развитости государства. Россия, обладая одной из крупнейших в мире минерально-сырьевых баз (МСБ) большинства редких металлов и редкоземельных элементов, по уровню их производства и потребления отстает от промышленно развитых стран в несколько раз [1]. Востребованность отечественной промышленностью редкометалльного и редкоземельного сырья особенно снизилась после распада СССР, экономика которого была глубоко интегрированной и обеспечивала возможность добычи сырья в России, а переработку — в Казахстане, Эстонии, Украине и Киргизии. Снизившийся объем добычи и потребления главных видов РМ и РЗЭ достиг критического уровня, не отвечающего интересам государства по обеспечению национальной безопасности. При этом даже критически снизившаяся потребность в РМ и РЗЭ удовлетворяется за счет импорта.
Во многих странах мира качество конструкционной стали напрямую связывают с содержанием в ней ниобия в форме феррониобия — легирующей добавки, повышающей прочность и коррозионную стойкость. Для таких экономически развитых стран, как США и Япония, характерны содержания FeNb более 100 г на тонну производимой стали, для России и Китая — менее высокие, 30–60 г/т. Стали, легированные ниобием, находят широкое применение в строительстве и тяжелом машиностроении (например, для производства турбин). Российские металлургические комбинаты импортируют около 5000 тонн феррониобия в год, самостоятельно выпуская при этом всего 50. В то же время более 90% рынка феррониобия контролируется одной компанией, бразильской CBMM, производящей в среднем 70 тыс. тонн феррониобия в год, что делает ее фактическим монополистом на этом рынке, способным устанавливать свои правила и ценовую политику [2], — факт, который не может не вызывать опасений.
Тантал металлургического качества необходим для производства танталовых электролитических конденсаторов (ТЭКи) и изготовления высокотемпературных сплавов для авиа- и ракетостроения. Каждый год Россия импортирует 30–40 тонн этого стратегического металла, закупая его преимущественно у АО «Ульбинский металлургический завод» (Казахстан), не имеющего собственного источника первичного сырья. Периодически возникающие ситуации острого дефицита на мировом танталовом рынке приводят к сильным колебаниям цен, вплоть до 10 раз (как это случилось, к примеру, в 2000 году), создавая тем самым угрозу для стран, не имеющих собственных источников тантала.
В связи с вышесказанным, Подпрограммой № 15 «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов» Государственной программы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 30 января 2013 года, предусматривается активизация всех работ по изучению и вовлечению в эксплуатацию месторождений РМ и РЗЭ. Состояние отечественной МСБ редких и редкоземельных металлов, перспективы и варианты решений по ее освоению были рассмотрены в апреле 2014 года на Всероссийской конференции «Повышение инвестиционной привлекательности комплексных редкометалльных месторождений с целью подготовки их к лицензированию и освоению» [3]. Было отмечено, что единственное разрабатываемое в России комплексное редкометалльное месторождение (Ловозерское), а также единственное предприятие по переработке лопаритового концентрата (ОАО «Соликамский магниевый завод») без модернизации всех процессов по добыче и переработке лопаритовых руд не могут обеспечить перспективные потребности предприятий России в редкометалльной продукции. Была подчеркнута необходимость скорейшей геолого-экономической переоценки ряда месторождений редких и редкоземельных металлов (Томторского, Белозиминского, Большетагнинского, Чуктуконского, Катугинского, Отбойного и др. [4]) для повышения инвестиционной привлекательности их освоения. В рассмотрение не было включено Зашихинское редкометалльное месторождение. Между тем по совокупности характеристик и состоянию их изученности это месторождение представляется одним из наиболее перспективных объектов освоения.
К настоящему времени компанией — владельцем лицензии, ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС», завершена разведка месторождения, разработаны технологические схемы обогащения руд и гидрометаллургического передела минеральных (колумбитового и цирконового) концентратов, обеспечивающие комплексное использование руд, заканчивается подсчет запасов тантала и ниобия по категориям B и C1, оцениваются запасы и ресурсы попутных полезных компонентов, в том числе циркония и РЗЭ. Проект освоения месторождения поддерживается Администрацией Иркутской области. Для создания элементов инфраструктуры ГОКа рассматривается возможность привлечения государственных средств. В 2016 году планируется завершить работу по составлению ТЭО постоянных разведочных кондиций и утвердить подсчитанные запасы редких металлов в ГКЗ Роснедра РФ.

Краткие сведения о месторождении

Месторождение расположено в Восточно-Саянском регионе, на территории Нижнеудинского района Иркутской области, в 160 км юго-западнее города Тулун, с которым оно связано автодорогой, состоящей из трех частей: асфальтированного шоссе на отрезке протяженностью 60 км от города Тулун до поселка Икей; дороги с щебенчатым покрытием от поселка Икей до поселка Ишидей (и одноименного месторождения каменного угля) длиной 30 км; грунтовой дороги для автотранспорта повышенной проходимости длиной 155 км от поселка Ишидей до месторождения. Источники энергообеспечения в районе отсутствуют. В настоящее время, в соответствии с дорожной картой реализации инвестиционного проекта освоения месторождения, согласованной с Министерством экономического развития Иркутской области, рассматривается возможность привлечения государства для решения вопроса строительства объектов инфраструктуры — подъездной автодороги V категории и ЛЭП.
В орографическом отношении район входит в систему горных сооружений Восточного Саяна с максимальными высотными отметками до 2325 м (гора Алхадыр в 22 км восточнее месторождения). Месторождение расположено на правобережье реки Хайлама, правого притока реки Уда, на склоне южной экспозиции. Максимальная абсолютная отметка — 1585 м, минимальная — 1180 м. Превышение дна проектируемого карьера над местным базисом эрозии (ручей Основной) — около 200 м. Основными водотоками в районе месторождения являются ручей Основной, дренирующий массив редкометалльных гранитов в его восточной части, и река Хайлама в 3–4 км южнее месторождения.
Месторождение относится к плутоногенному щелочногранитному (квальмитовому) геолого-промышленному типу и связано с интрузией рибекит-арфведсонитовых гранитов раннетриасового возраста (хайламинский интрузивный комплекс). Его геологическая позиция определяется положением в зоне Главного Саянского разлома (в его северо-восточном крыле), разделяющего на этом отрезке Бирюсинскую глыбу-выступ фундамента Сибирской платформы и Дербинский блок-антиклинорий, входящий в комплекс структур Алтае-Саянской складчатой области. Главный Саянский разлом является одним из важнейших структурных элементов Удинско-Колбинской зоны глубинных разломов, относящейся к типу рифтовых и характеризующейся широким возрастным диапазоном и формационным разнообразием приуроченных к ней геологических комплексов. При металлогеническом районировании она выделяется в ранге металлогенической зоны.
Район месторождения по концентрированному расположению месторождений и проявлений редких и редкоземельных металлов, золота, титана, железа выделяется в ранге Монкресс-Хайламинского рудного района. Внутреннее строение массива характеризуется отчетливо выраженной латеральной и вертикальной зональностью, заключающейся в приуроченности зон альбититов, кварцевых альбититов (рудоносная зона I) и кварц-микроклин-альбитовых метасоматитов (рудоносная зона II) к северо-восточной эндоконтактовой, наименее эродированной его части, а рибекит-арфведсонитовых гранитов — к центральной и юго-западной, более эродированным частям массива (глубинные фации интрузии). Собственно месторождением, объектом разведки и геолого-экономической оценки являются рудоносные зоны I и II. Слагающие основной объем рудоносной зоны I альбититы и кварцевые альбититы относятся к богатым малакон(циртолит)-колумбитовым с микролитом и ильменорутилом рудам, а кварц-микроклин-альбитовые метасоматиты II рудоносной зоны — к рядовым циркон(циртолит)-колумбитовым с литиевыми слюдами рудам. Руды этих природных типов существенно различаются по содержаниям РЗЭ и радиоактивности, но относятся к одному технологическому типу.
Месторождение разведано системой поверхностных горных выработок и скважин на 14 разведочных линиях с расстоянием между разведочными линиями около 100 м и между скважинами — 50 м. Эта сеть при принадлежности месторождения по сложности геологического строения ко 2-й группе обеспечивает возможность подсчета запасов редких металлов по категориям В, С1 и С2. Глубина разведки определялась положением нижней границы (подошвы) рудоносной зоны II, фиксирующейся по появлению в разрезах рибекит-арфведсонитовых гранитов рудоносной зоны III, а также по содержаниям тантала, ниобия и циркония. В соответствии с общим погружением этой границы на северо-восток, глубина скважин последовательно увеличивалась в этом направлении от 50 до 150 м. Для оценки рудоносности глубоких горизонтов месторождения глубина отдельных скважин достигала 300–340 м.
По результатам построений объемная модель месторождения представляется как удлиненное, воронкообразное в сечении тело с погружением его северо-восточного контакта на северо-восток под вмещающие породы под углами 50–60о, а юго-западного контакта (подошва рудоносной зоны II) — на северо-восток под углами 20–30о. Оконтуривание (в вариантах бортовых содержаний Ta2O5 усл. 0,04; 0,05 и 0,06%) и подсчет запасов редкометалльных руд произведены с использованием программного комплекса Datomine. В качестве основного способа подсчета запасов выбран модифицированный метод разрезов (сечений) с подсчетом объемов блоков в каркасах. Оптимальным, обеспечивающим полное использование руд в контуре карьера, для подсчета запасов принято бортовое содержание Та2О5 усл. 0,05%. Для разработки ТЭО постоянных разведочных кондиций и подсчета запасов будут использованы результаты анализа 1815 бороздовых и 3164 керновых проб из 57 скважин на 13 разведочных линиях. По предварительным данным в контуре оптимального карьера содержится более 50 млн тонн руды с коэффициентом вскрыши около 0,4 м3 на тонну руды. Последнее выгодно отличает данный объект от большинства редкометалльных месторождений России.



Технологические особенности руд Зашихинского месторождения

Технологические свойства руд изучены на материале десяти технологических проб массой от 1 до 29 тонн в лабораториях ВИМС, Уралмеханобр, ВНИИХТ, ГоиКНЦ РАН и НПК «Русредмет». Представительность проб, на которых базируется принятая для геолого-экономической оценки месторождения гравитационно-магнитная схема обогащения, обеспечивается включением в них материала, характеризующего разные участки и горизонты месторождения. Руды труднообогатимы, схема их обогащения отличается сложностью аппаратурного оформления. Необходимо отметить, что к числу труднообогатимых относятся руды и многих других комплексных редкометалльных месторождений России. Достигнутые показатели по извлечению полезных компонентов в концентраты и качество концентратов даже несколько превосходят аналогичные показатели обогащения для руд других месторождений. 

При мощности горно-обогатительного комбината (ГОКа) 1 млн тонн по исходной руде в год разработанная технологическая схема позволит получать 6600 тонн колумбитового и 6800 тонн попутного цирконового концентратов в год. В предположении нулевой себестоимости производства цирконового концентрата полная себестоимость производства 1 кг колумбитового концентрата, включая затраты на вскрышу, добычу, обогащение и накладные расходы, составит около 5 долл. США, а его примерная рыночная цена — 9 долл. США за кг физического веса.
Результаты инженерных изысканий на объектах планируемого на территории Зашихинского месторождения ГОКа получили положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России». Экологическая ситуация в районе по результатам исследований, выполненных Институтом географии им. В.Б. Сочавы СО РАН и ФГУГП «Урангео» БФ «Сосновгеология», оценивается как вполне благополучная. Экологические опасности при отработке месторождения будут связаны с повышенной радиоактивностью руд (3-й класс материалов), колумбитового и цирконового концентратов (4-й класс материалов). Хвосты обогащения по уровню радиоактивности будут относиться к 1-й категории промышленных отходов.
Особенностью руд и концентратов Зашихинского месторождения, как и других комплексных редкометалльных месторождений России, является необходимость их гидрометаллургического передела для получения товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью. Натурные опыты по гидрометаллургическому переделу колумбитового и цирконового концентратов проведены НПК «Русредмет» (Санкт-Петербург) на материале наработанных из технологических проб партий колумбитового и цирконового концентратов массой 43 и 50 кг соответственно. Принятые как наиболее эффективные для переработки колумбитового концентрата — сернокислотно-гидрофторидная, а для переработки цирконового концентрата щелочно-солянокислотная схемы обеспечивают получение чистых оксидов тантала и ниобия, оксида циркония, суммарных оксидов РЗЭ при извлечении основных компонентов не менее 95% (кроме РЗЭ).

Цех гидрометаллургической переработки колумбитового и цирконового концентратов планируется организовать на промышленной площадке ОАО «Ангарский электролизный химический комбинат» (ОАО «АЭХК»), расположенного в Иркутской области в 570 км от месторождения и имеющего всю необходимую для этой цели производственную инфраструктуру. Себестоимость переработки 1 кг колумбитового концентрата составит около 3,5 долл. США, тогда как выручка от продажи производимой из него продукции — 15 долл. США за кг.

Перспективы месторождения и оценка целесообразности его освоения

На основе результатов изучения Зашихинского месторождения может быть оценен объем выпуска товарной продукции в варианте планируемой производительности ГОКа по руде 1,0 млн тонн в год. Более 70% производимого оксида ниобия (99,8%) будет перерабатываться в феррониобий, что позволит закрыть фактически треть потребностей России в этом легирующем сплаве. Объем производимого оксида тантала будет даже превышать потребности страны в нем. Следует отметить, что гидрометаллургический передел концентратов Зашихинского месторождения из-за низких содержаний в них РЗЭ не решает проблемы с обеспеченностью промышленности РЗЭ, объем потребления которых в соответствии с Государственной программой «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года» даже по инерционному сценарию к 2020 году может составить 6 тыс. тонн в год. Вместе с тем в элементном составе руд и концентратов Зашихинского месторождения абсолютно преобладают лантаноиды среднетяжелой группы, а также иттрия, включенные в Государственную программу как «критические металлы». Особенно показательно содержание в концентратах диспрозия, являющегося одним из наиболее дефицитных РЗЭ (производство магнитов). Извлечение этой группы РЗЭ из концентратов Зашихинского месторождения при приемлемой рентабельности может устранить дисбаланс в планируемом производстве редкоземельной продукции (профицит РЗЭ цериевой группы и дефицит иттриевой). Как известно, для устранения этого дисбаланса Государственной программой предусмотрено изучение и последующее вовлечение в отработку «ионных» руд Павловской площади. Указанный выше годовой объем производства РЗЭ из концентратов Зашихинского месторождения может не только обеспечить текущие потребности отечественного рынка тяжелых РЗЭ (20–30 т/г), но и их экспортные поставки.
По мнению авторов статьи, создание в Иркутской области центра редкометалльной промышленности с полным циклом производства редкометалльной продукции имеет ряд конкурентных преимуществ. Они обусловлены сосредоточением на юге области разведанных месторождений редких металлов (ниобия, тантала, лития, бериллия, цезия) различных геолого-промышленных типов (в том числе крупных и уникальных по запасам ниобия Белозиминского и Большетагнинского месторождений, Вишняковского месторождения тантала, Зашихинского комплексного месторождения, Гольцового комплексного месторождения, Урикского и Бельско-Белореченского существенно литиевых месторождений), высокой энергообеспеченностью (самая дешевая в России электроэнергия), наличием подготовленных промплощадей для организации химических производств (города Ангарск и Усолье-Сибирское), научного и производственного потенциала.

Выводы

1. Зашихинское месторождение может рассматриваться как одно из самых перспективных комплексных редкометалльных месторождений для освоения. К его несомненным достоинствам относятся:
крупные запасы редкометалльных руд, их компактное (в одном рудном теле) расположение, возможность отработки высокопроизводительным открытым способом;
высокие содержания в рудах тантала, превышающие содержания в рудах даже собственно танталовых отечественных месторождений;
простые горно-геологические условия разработки, положение блоков богатых руд на верхних горизонтах месторождения, на участках первоочередной отработки;
принадлежность руд к одному технологическому типу, сбалансированное (около 1:10) соотношение в рудах и концентратах тантала и ниобия, отвечающее объемам их потребления;
абсолютное (более 80%) преобладание в составе РЗЭ наиболее дефицитных элементов иттриевой группы (а также иттрия), сосредоточение их значительной части в колумбитовом и цирконовом концентратах, что обеспечивает возможность получения товарных редкоземельных продуктов при химико-металлургическом переделе концентратов.
2. Реализация проекта освоения Зашихинского месторождения будет способствовать решению задач, определенных Государственной программой «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года», создаст возможности для развития инновационных производств в различных отраслях промышленности, сокращения или ликвидации импортозависимости в высокотехнологической продукции. Наиболее проблемными вопросами для принятия решений по освоению месторождения (как и других комплексных редкометалльных месторождений России, за исключением Ловозерского) являются его удаленность от источников энергообеспечения и неразвитость транспортной инфраструктуры. Эти вопросы могут быть решены при условии участия государства в реализации проекта, создании ряда преференций для недропользователя, как это имеет место при реализации зарубежных проектов разработки редкометалльных и редкоземельных месторождений.
3. По состоянию изученности всех вопросов, связанных с освоением редкометалльных месторождений России, Зашихинское месторождение в настоящее время занимает, по всей вероятности, лидирующее положение.

Литература
1. Савельева И.Л. Редкоземельная промышленность России: современное состояние, ресурсные условия развития / Социально-экономические вопросы географии // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 122–129.
2. Nikishina E.E., Drobot D.V., Lebedeva E.N. Niobium and Tantalum: State of the World Market, Application Fiels, and Sources of Raw Materials. Part 2 // Russ. J. Non-Ferrous Metals. 2014. V. 55. № 2. P. 130–140.
3. Повышение инвестиционной привлекательности комплексных редкометалльных месторождений с целью подготовки их к лицензированию и освоению // Всероссийская научно-практическая конференция. 24–25 апреля 2014 г. М., 2014.
4. Кремецкий А.А., Калиш Е.А. Комплексные редкометалльные месторождения России и основные направления повышения их инвестиционной привлекательности // Разведка и охрана недр. 2014. № 9.

Авторы: В.В. Перфильев, А.О. Селезнёв, В.Д. Соколов, А.В. Кознов (ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС»), М.Ф. Комин
(ИМГРЭ)

Примечание: Полный вариант статьи размещен в печатном номере журнала "Редкие земли" № 1 (8) 2017.

Справка
Компания ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС»
Компания была основана в 2001 году. Партнером и акционером компании является Группа ЧТПЗ — промышленная группа металлургического комплекса России, одна из крупнейших отечественных компаний — производителей трубной продукции с общей долей рынка около 20%. Выручка компании превышает 2 млрд долл., на заводах Группы ЧТПЗ работает более 20 тыс. человек.
В настоящее время Компания «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС» реализует инвестиционный проект «Строительство горно-металлургического комбината на базе Зашихинского редкометалльного месторождения». Проект подразумевает строительство Горно-металлургического комбината (ГМК) в составе: горно-обогатительный комбинат (ГОК) на территории месторождения и горно-металлургический цех (ГМЦ) на площадке Ангарского электролизного химического комбината (ОАО «АЭХК», входит в структуру Госкорпорации «Росатом») с выходом на проектные показатели в 2020–2021 годах по добыче руды, ее первичному обогащению (две линии по 500 тыс. тонн руды в год) и производству готовой продукции — чистых и высокочистых оксидов редких металлов (тантала, ниобия, циркония) и суммарных оксидов редкоземельных металлов.