Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Разработка стратегии улучшения экономического состояния предприятия вторичной металлургии драгоценных металлов. Монография
.pdf
позволяет ожидать как роста объема производства драгоценных металлов, так и расширения внутреннего потребления, прежде всего в
ювелирной промышленности, c учетом повышения качества жизни населения. C большой вероятностью продолжится консолидация
предприятий, что позволит снизить производственные издержки и
уменьшить себестоимость золота в целом по стране. Данные o спросе и предложении на российском рынке
золота приведены в табл. 1.1.
Союз золотопромышленников прогнозирует в 2013 г. увеличение добычи и производства золота в России на 3,4 % по сравнению c 2012 г.
Таблица 1.1
Спрос и предложение на российском рынке золота
Показатель
Предложение, всего, т 164,3 162,8 184,5 205,3 201,7 211,4 226,3
В том числе:
– золото добычное 147,6 144,8 163,9 178,4 176,4 188,7 200,3
– золото попутное 11,7 12,1 12,4 14,5 12,7 14,8 17,5
– золото вторичное 5,0 5,9 8,2 12,4 12,6 7,9 8,5
Спрос, всего, т 164,3 162,8 184,5 205,3 201,7 211,4 226,3
В том числе:
– экспорт 94,2 42,0 17,0 27,0 18,8 17,0 18,0
– закупка официального сектора 14,0 50,0 79,5 127,5 135,0 140,0 148,0
– ювелирпром 50,0 63,0 76,5 37,0 38,0 43,4 47,2
– промышленное производство 2,1 1,8 2,0 2,6 1,2 1,2 1,3
– инвестиционный спрос 4,0 6,0 9,5 11,2 8,7 9,8 11,8
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Значение показателя по годам
Общие запасы серебра в мире оцениваются на уровне 1000 тыс. т,
из этого объема к подтвержденным запасам относится около
670 тыс. т. Мировая минерально-сырьевая база серебра характеризуется достаточно высокой степенью концентрации. Основной объем
мировых запасов (свыше 72 %) сосредоточен в 13 странах. При этом
около 50 % всех запасов приходится на 7 стран – Россию, Польшу,
США, Мексику, Таджикистан, Перу и Боливию [18].
Значительная часть добываемого в мире серебра извлекается в
качестве побочного продукта при переработке золотосодержащего,
медного, свинцово-цинкового сырья. В результате на масштабы выпуска значительной части первичного серебра практически не влияют колебания его цены, однако динамика производства зависит от
цен на цветные металлы. Рост цен на основные цветные металлы и
11
золото, наряду с повышением цен на серебро, способствовал наблюдавшемуся в последние годы увеличению его добычи многими горнодобывающими предприятиями. По данным USGS [19], мировое
производство серебра в настоящее время составляет 21,3...21,4 тыс. т
в год. При этом динамика выпуска за последние 7 лет является положительной. Максимальные темпы роста производства зафиксированы
в 2004−2005 гг
. В последние годы темпы роста выпуска серебра сни-
зились – до 1,5 % в 2008 г. и 0,5 % в 2009 г.
Мировой рынок производителей серебра из первичного сырья
также отличается довольно высокой концентрацией. В 2012 г. на
долю 10 основных стран-производителей пришлось около 89 %
мирового производства. Ведущими производителями являются
Мексика, Перу, Китай и Австралия, выпускающие свыше 2 тыс. т
серебра ежегодно. Добыча и производство серебра в России в
2012 г. по сравнению с предыдущим годом увеличились на 2,4 %
(до 1591 т). При этом добыча возросла на 8,6 % (до 883 т), попутное и вторичное производство снизилось соответственно на 5,3 %
(до 314,4 т) и 3,6 % (до 393 т) [4].
По данным [19], инвестиционный спрос и восстановление промышленного спроса на серебро в 2009–2012 гг. были ключевыми
моментами устойчивой позиции цен на этот металл. Ведущий производитель серебра в России – компания «Полиметалл» [4]. Цены
на серебро определяются как финансовой ситуацией в целом, так и
динамикой спроса на него в промышленности. Стабильный спрос на
металл (в том числе и в промышленности) способствует поддержанию цены на серебро на высоком уровне.
Добыча и производство платины и палладия на мировом рынке в
последние годы увеличиваются. Среднегодовые цены на платину и
палладий в 2012 г. по сравнению с предыдущим годом выросли на
6,9 % (до 1720 долл. США за унцию) и на 72,4 % (до 734 долл. США
за унцию) соответственно [20].
По добыче и производству палладия Россия занимает первое место в мире, по добыче и производству платины − второе место после
ЮАР. Добыча и производство платины в 2012 г. по сравнению с предыдущим годом увеличилось на 7,4 % (до 32,552 т). Увеличение произошло благодаря росту вторичного производства на 40 % (до 6,789 т)
и росту добычи россыпной платины на 7,8 % (до 4,678 т). Добыча и
производство палладия в России в 2012 г. по сравнению с предыду-
12
щим годом увеличились на 8,4 % (до 99,67 т) в результате попутного
и вторичного производства.
Потребление драгоценных металлов в промышленности
Анализ данных по промышленному потреблению драгоценных металлов за период с 1996 по 2012 г. позволил выявить тенденцию к увеличению применения драгоценных металлов в различных отраслях.
Основным направлением потребления золота является его использование в качестве сырья для ювелирных украшений. Золото
обладает свойствами, пригодными для использования в электронной отрасли, – отличной электро- и теплопроводностью, устойчивостью к коррозии, пластичностью, что делает этот металл востребованным, несмотря на его высокую цену. Спрос на золотую
соединительную проволоку и электролиты для нанесения золотых
покрытий, которые доминируют в структуре потребления золота в
электронике, значительно увеличился вследствие повышения объемов их использования в производстве интегральных схем для целого ряда товаров – от мобильных телефонов до систем спутниковой
навигации. Увеличиваются потребительские расходы на портативные устройства с компонентами из золота, такие как смартфоны и
ноутбуки. Повышение спроса на золото в электронике составило за
последние годы около 8 % [17].
Основной объем потребления серебра приходится на промышленность, главным образом на такие технологичные отрасли, как
электроника и электротехника. Также существенный объем использования приходится на ювелирное дело, по-прежнему остается высоким уровень применения в фотографии. В последние годы
отмечается резкое увеличение объема закупок серебра инвестиционными
фондами. Серебро потребляется в значительных объемах в
таких электронных сегментах, как производство мишеней для распыления и компонентов для ЖК мониторов, выпуск многослойных
керамических конденсаторов, производство фотогальванических
элементов. Кроме того, серебро используется в больших объемах
при производстве твердых припоев и сплавов для пайки, применяющихся, в частности, для выпуска кондиционеров
и в автомобилестроении. Перспективным направлением использования серебра
является выпуск этиленово-оксидных катализаторов и серебросодержащих солей для напыления [21].
13
Потребление платины и палладия в промышленности постоянно
увеличивается. Так, спрос на платину в 2012 г. увеличился до 251 т
по сравнению с 235 т в 2010 г. Палладий широко используется при
производстве каталитических нейтрализаторов выхлопных систем автомобилей, многослойных керамических конденсаторов для компьютеров, сенсоров, предназначенных, в частности, для автомобилей, переносных телефонов, а также
в контактах, полупроводниках, чипах и
т.д. В последние годы наметилась тенденция к росту потребления металлов платиновой группы (МПГ) в химической и нефтехимической
промышленности. В 2012 г. спрос на платину и палладий в данной области увеличился на 23 %. Это связано с широким применением МПГ
при производстве платинопалладиевых катализаторов, азотной кислоты по новой технологии Kollodgy Process (платинородиевые катализаторы), присадок к бензину, перекиси водорода (палладиевые катализаторы), хлора и его соединений, стекла высокого качества (LCD)
для компьютеров и кинескопов, а также в фармакологии и медицине.
Известны и другие области применения драгоценных металлов, однако их вклад в суммарный промышленный спрос незначителен [22].
Современное состояние базы
отходов вторичных
благородных и цветных металлов и их классификация
Возрастающая потребность в благородных металлах находится
в резком противоречии с их ограниченными природными запасами.
Разведанные запасы золота в мире, оцениваемые в 87,1 тыс. т [23],
разработаны уже наполовину, а богатые месторождения практически
уже исчерпаны. В связи со значительным повышением цен на золото золотодобывающие
предприятия в последние годы приступили к
разработке бедных месторождений. Разрыв между потребностью и
производством благородных металлов может быть в какой-то мере
восполнен только их надлежащей регенерацией – так называемым
процессом рециклинга. Поскольку в процессе промышленного производства и эксплуатации золото практически не подвержено разрушению, его вторичная переработка – второй после добычи источник
предложения этого металла [4].
Использование вторичных ресурсов в мировой экономике неуклонно растет. Особенности извлечения драгоценных металлов из
вторичного сырья являются частью проблемы использования возврат-
14
ных ресурсов, включающей в себя следующие аспекты: нормативноправовой, организационный, сертификационный, технологический,
экологический, экономико-финансовый. Проблема использования
вторичного сырья, содержащего драгоценные материалы, входящие в
состав элементов компьютеров, периферийного оборудования и иных
средств вычислительной техники (СВТ) актуальна в связи с техническим перевооружением отраслей промышленности [24].
К драгоценным металлам относятся золото, серебро,
платина,
палладий, родий, иридий, рутений, осмий, а также любые химические соединения и сплавы каждого из этих металлов. Статья 2 п. 4
Федерального закона о драгоценных металлах и драгоценных камнях от 26 марта 1998 г. № 14-ФЗ гласит: «Лом и отходы драгоценных
металлов подлежат сбору во всех организациях, в которых образуются указанные лом и отходы. Собранные лом и отходы подлежат
обязательному учету и могут перерабатываться собирающими их
организациями для вторичного использования или реализовываться
организациям, имеющим лицензии на данный вид деятельности, для
дальнейшего производства и аффинажа драгоценных металлов» [25].
Лом электронной продукции представляет собой смесь различных металлов, в частности меди, алюминия, стали, соединенных, покрытых и смешанных с различными видами пластика или керамики.
Эта смесь разнородна, благородные металлы обычно присутствуют
в ней в виде покрытий различной толщины, припоев и в небольших
количествах в виде компонентов сплавов. Благородные металлы часто используются в контактах телефонных и прочих реле, язычковых переключателях, кромочных покрытиях и различных печатных
схемах компьютеров. При переработке электронного лома особое
внимание уделяется извлечению ценных компонентов из компьютерного лома (в перспективе – около 4 % от общей массы электронного лома). Массовая доля содержания драгоценных металлов в
электронном ломе в среднем составляет 0,1...0,15 %, из них: золота –
0,02...0,05 %; серебра – 0,07...0,08 %; платины – 0,005...0,01 %; палладия – 0,01...0,016 %; родия – не менее 0,0015 %. Традиционные платы
содержат 0,05...0,09 % золота. Суммарная стоимость цветных, редких
и рассеянных металлов в электронном ломе соизмерима со стоимостью драгоценных металлов. Наряду с традиционным вторичным
сырьем в переработку вовлекаются отходы с низким содержанием
драгоценных металлов, в основном это лом электронной техники, де-
15
тали телефонных установок, содержащие золото, серебро, палладий,
медь и олово в количестве (суммарном) до 3 кг/т, отработанные катализаторы с содержанием, кг/т: 0,3...1,75 Pt; 0,15...0,7 Pd; 0,35 Rh, а
также отработанные кино- и фотоматериалы и рентгеновские пленки
(10...30 % Ag) [24, 26].
По данным организации «Гринпис» России, количество электрон-
ного лома в России составляет от 1,0 до 1,4 млн т [27]. Переход к
рыночной экономике привел к остановке и ликвидации тысяч нерентабельных производств и образованию на их месте многих сотен тысяч
тонн металлолома – металлосодержащего вторичного сырья. И, наконец, в результате многолетней добычи и переработки руд при производстве цветных и черных металлов образовались запасы техногенного вторичного сырья, содержащего множество ценных компонентов.
Эти отходы, с одной стороны, наносят вред, с другой – представляют
собой ресурсы, по содержанию полезных компонентов в сотни и тысячи раз превосходящие природные источники. Это создает предпосылки для развития в России крупномасштабного производства вторичных драгоценных металлов.
Вторичная металлургия благородных металлов является, по существу, самостоятельной отраслью, напрямую не связанной с первичной
металлургией, в которой используются такие процессы, как цианирование, сорбция из пульп и др. На заводах вторичной металлургии
широко используют различные виды плавок, электролиз, жидкостную
экстракцию, гидро- и пирохлорирование. Эти методы, как правило,
настолько специфичны, что не имеют аналогов. Вместе с тем во вторичной металлургии широко используются теоретические основы и
практический опыт предприятий первичной металлургии, касающийся пробоотбора и пробоподготовки, различных подготовительных,
обогатительных и плавильных процессов, методов очистки стоков
и газовых выбросов и др. В настоящее время аффинаж благородных
металлов и их вторичная металлургия настолько тесно переплелись в
составе производственных процессов отдельных заводов, что это создало возможность переработки на слитки банковской чистоты практически любого исходного сырья. Ежегодно предлагаются к реализации десятки новых процессов и аппаратов, что является результатом
тесного сотрудничества металлургов, технологов и химиков.
Использование вторичного металлосодержащего сырья в мировом
производстве металлов неуклонно растет. В ряде промышленно раз-
16
витых стран производство вторичных металлов составляет 30...40 % от
общего объема производства металлургической промышленности. По
различным оценкам, США производят из вторичного сырья около 20 %
золота и до 30 % серебра, в Европе этот показатель еще выше. В России доля получаемых вторичных металлов традиционно была сравнительно невелика. Это объясняется в первую очередь наличием в стране
мощной сырьевой базы, дешевых энергоресурсов и отсутствием в связи с этим существенных стимулов к сбору и переработке вторичного
сырья. В последние годы ситуация изменилась. Сокращение инвестиций в геологическую разведку, оценку запасов и развитие минерально-сырьевой базы страны привело к истощению разведанных запасов.
Произошло сокращение арсеналов военной техники и, как следствие,
скачкообразное увеличение количества лома и отходов этой техники.
Приоритетным направлением представляется сбор и переработка
сырья, содержащего благородные металлы. Но извлечениеатолько золотаа из-за его низкого содержанияав ломеаневыгодно. Поэтому комплексность − одна из основных целей переработки многокомпонентного лома: извлечение из него платиноидов, меди, олова, свинца, никеля и
других компонентов. Содержание драгоценных металлов во вторичном
сырье значительно выше, чем в природном, эти металлы высоко ценятся и имеют постоянно высокую ликвидность на мировом рынке.
Актуальность задачи комплексной переработки электронного лома
в России обусловлена следующими причинами:
– лом и отходы производства и потребления продукции радиоэлектрическихаиаэлектротехнических отраслей промышленности являютсяабогатым аисточникомацветных и благородных металлов;
– сокращениеаинвестиций в геологическую разведку, оценку запасов и развитиеа минерально-сырьевой базы страны привело к истощению разведанныхаместорождений;
– в связи с политическими событиями 1990-х годов произошло
значительное высвобождение военной техники, и, как следствие, увеличение объема лома и отходов этой техники;
– важнымафактором, свидетельствующим о необходимости переработки сложных отходов, следует считать их вредное экологическое
воздействиеанааокружающуюасреду;
– для повышения конкурентоспособности предприятия необходимо снижение затрат на единицу продукции, т.е. на получение 1 кгазолота марки ЗлА-999,9.
17
Для сбора и переработки вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы, в России создаются специализированные региональные центры, строятся перерабатывающие предприятия, ориентированные на переработку «бедного» сырья, содержащего менее
0,01 % масс. золота. При этом на пути развития действующих и создающихся новых производств по переработке вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы, возникают
трудности, связанные с
классификацией вторичного сырья, его сертификацией, комплексной
переработкой, решением проблем экологии и т.д. [24].
Себестоимость производства благородных металлов из вторичного
сырья в 6–10 раз ниже, чем из первичного. Поэтому накопленные запасы сырья, особенно лома военно-промышленных изделий, делают
его важным источником благородных металлов. Есть сведения, что в
России отработанная военная техника, которая быстро устаревает и
подлежит демонтажу и переработке, содержит от 200 до 600 т благородных металлов, в первую очередь золота. Кроме того, поставщиками золотосодержащих материалов являются приборостроительная и
электронная отрасли. Идентичные виды отходов могут образоваться
на различных предприятиях и в разных количествах. При этом масса
отходов, поступающих от различных предприятий-поставщиков, может колебаться от нескольких граммов до нескольких тонн. В связи
с актуальностью финансовых расчетов завода с поставщиком за находящееся в сырье количество благородных металлов становится очевидной следующая особенность вторичной металлургии благородных
металлов − необходимость опробования всех партий отходов, содержащих ценные компоненты для расчета с поставщиками [24, 28].
Увеличение мирового спроса на драгоценные металлы в различных областях промышленности способствует формированию значительных запасов вторичного сырья, содержащего драгоценные
металлы. В настоящее время наряду с традиционными видами отходов, содержащих благородные металлы (бытовой и технический лом,
шлифовальные порошки, металлургические шлаки и др.), перерабатывают значительные количества вторичных материалов, характеризующихся все возрастающей долей органических полимеров, керамики, стекла и тяжелых цветных металлов (Ni, Со, Sn , Zn,Cu, Pb и др.)
В целях экономии благородных металлов широко используют их замену в специальных сплавах другими металлами, выпускают изделия
с уменьшенной толщиной плакирующих покрытий и резко снижают
18
расход благородных металлов в электронике (за счет миниатюризации электронных блоков). В результате поступающие в переработку
вторичные материалы становятся все более бедными по содержанию
благородных металлов, в то время как объем и сложность переработки из-за состава сырья возрастают. В связи с этим в настоящее время проходят проверку и
внедряются различные методы обогащения
вторичного сырья, а также пиро- и гидрометаллургические способы
переработки полученных концентратов [29, 30].
Зарубежные данные свидетельствуют об увеличении выпуска изделий, предназначенных для электронной техники и содержащих благородные металлы, нанесение которых осуществляется напылением
порошка или закреплением листового материала. Листовые покрытия могут состоять из чистого серебра, из двойных сплавов серебра
с медью, кадмием, палладием, платиной, золотом, а также тройных и
четверных сплавов на основе перечисленных выше металлов, никеля и магния. В покрытиях, полученных напылением, используют следующие композиции: Ag–CdO, Ag–Ni, Ag–Fe, Ag-W, Ag–C, Ag–Mo,
Ag–W–С и др.
Компьютерное оборудование, в значительных количествах содержащее благородные металлы, может использоваться в течение
5–20 лет. Так, серия компьютеров IBM 360, введенная в эксплуатацию
между 1964 и 1968 гг., использовалась в течение 8–12 лет, а миникомпьютеры – порядка 3 лет.
Еще одним источником поступления в переработку вторичных благородных металлов является лом радио- и телекоммуникационных
систем, аккумуляторный лом. Обычный местный коммутатор, рассчитанный на 3000 линий, содержит не менее 2 млн контактов. Низкокачественный материал, полу ченный из лома телекоммуникационных систем, содержит от 100 до 300 г/т серебра, до 35 г/т золота и
30...220 г/т палладия, а некоторые выделенные компоненты высококачественного телекоммуникационного скрапа (контакты, разъемы) могут содержать от 6 до 20 кг/т золота. В США в среднем за год производят 126...164 тыс. т фотоматериалов, содержащих 1,65 тыс т серебра.
Серебросодержащие эмульсии, шламы, бумага, медицинские снимки,
канистры из-под серебросодержащих растворов и т.д. являются потенциальными источниками серебра, однако только небольшая часть предприятий собирает их и пе редает на рафинирование, так как для этого
требуется много времени. Кро ме того, возникают проблемы транспор-
19
тировки, переработки и извле чения, обусловленные большим объемом
сырья при низком содержании в нем серебра [31, 32].
В ряде случаев расходы на перевозку, извлечение и косвенные затраты делают переработку нерентабельной; в частности, это касается
способов переработки фотопленок как методом сжигания с последующим рафинированием золы, так и методом химической обработки.
Для обоих
способов требуются большие затраты на оборудование и
очистные сооружения, а также на содержание многочисленного технического персонала. Для повышения эффективности извлечения серебра из фотопленок предложено использовать накапливаемые в процессе их пере работки полиэфиры или ацетаты в качестве топлива (это
даст экономию в 13,2 цента на 1 кг). В настоящее время эти отходы
производства не используются. Кроме того, полиэфиры могут быть
химически переработаны в полиэфирное волокно или использованы
при производстве органических соединений.
При классификации электронного скрапа, содержащего благородные металлы, выделяют «новый» и «старый» скрап. Новый скрап
образуется при производстве электронных деталей и оборудования и
включает бракованные изделия, различные обрезки, пыль после фрезерования, штампы и устройства для снятия заусенцев. Кроме того,
к этой категории за рубежом относят фильтры, органические смолы,
пасты и обтирочный материал – этот скрап не включает сами электронные изделия, однако содержит существенные количества благородных металлов. Новый скрап образуется и поступает на переработку в виде больших масс индивидуального однородного материала.
Старый скрап образуется в основном за счет утилизации и рециклов,
а также ремонта, модернизации и обновления электронного и коммуникационного оборудования, компьютеров. Типичными представителями
старого скрапа, которые могут составить одну партию материала, являются панели электрических схем, разъемы и проволока, содержащие
различные количества цветных металлов и пластиков. Таким образом,
старый скрап является неоднородным сложным вторичным сырьем, что
обусловливает необходимость его комплексной переработки.
Содержание благородных металлов в электронном скрапе зависит
от типа сырья. В ряде случаев в переработку поступает практически
чис тый металл (серебряные высечки, остатки золочения), а иногда приходится иметь дело с материалом, содержащим следы благородных металлов. Обычно за рубежом в переработку поступает скрап, содержа-
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]