Металлургия – экономикамыздың негізгі саласы. Еліміздегі ірі ғылыми орталық саналатын Металлургия және кен байыту институтының ғылыми бағыты – кен байыту, металлургия және материалтану саласында іргелі және қолданбалы зерттеулерді жүргізу, олардың нәтижесін тәжірибелік сынақтардан өткізіп, өндіріске енгізу.
Институт ғалымдары еліміздегі және шетелдегі кәсіпорындарда түсті, асыл, сирек кездесетін металдарды алудың бірегей технологияларын әзірлеп, өндіріске енгізіп келеді. Қазір институт өндіріс кәсіпорындарымен қатар халықаралық ғылыми-өндірістік байланыстарды кеңінен дамыту үстінде. Олар – «Қазақмыс корпорациясы» ЖШС, Павлодар алюминий зауыты, ҚазХром, Өскемен титан магний комбинаты, «Алтынтау Көкшетау» АҚ, «Nova Цинк» ЖШС (Ресей), «Алмалық тау-кен металлургия комбинаты» АҚ (Өзбекстан), «Полюс-Красноярск» АҚ (Ресей), «Emdad Energy» АҚ (Оман сұлтандығы), Швейцарияның Қалдықты қайта өңдеу компаниясы (DHZ AG), сонымен қатар Бейжіңнің Орталық металлургия және тау-кен институты (Қытай).
Сирек кездесетін шашыранды металдар мен олардың қосылыстары өзінің бірегей қасиеттеріне байланысты заманауи технологияларда маңызды орын алады. Олар таза технологиялар, гибридті көліктер және электроника сияқты инновациялық салаларда, сондай-ақ батареялар мен атом энергетикасы сияқты дәстүрлі салаларда қолданылады.
Әлем бойынша сирек кездесетін шашыранды металдардың қоры қазіргі уақытта 110 миллион тоннаны құрайтыны айқындалып отыр, осы қордың үштен бірі Қытай еліне тиісті. Сондай-ақ АҚШ, Үндістан, Ресей, Аустралия және Канада елдері сирек кездесетін шашыранды металдардың салыстырмалы түрде үлкен ресурстарына бай.
Құрамында сирек шашыранды металдар бар фосфорит кенінің болашағы аса зор. Жылына фосфорит кені әлемде 250 млн тоннаға дейін өндіріледі. Бұл кендердің құрамында орташа есеппен тоннасына жарты килограмдай (460 грамм) сирек кездесетін шашыранды металдар болатыны анықталды. Бұл шамамен осы металдардың жылдық өндірісі 115 мың тоннаға жуық.
ТМД және Еуропадағы құрамында фосфор шикізаты бар тыңайтқыштар мен жемдік фосфаттар өндіретін ірі компаниялардың бірі «Қазфосфат» ЖШС Жамбыл өңірінде орналасқан.
Басқа шикізаттарға қарағанда фосфорит кендерінен сирек шашыранды кездесетін металдар алудың бірқатар артықшылығы бар: бірінші – қаражат негізінен кеннен фосфориттің өнімін алу үшін жұмсалады. Сондықтан осы өнімдердегі сирек кездесетін шашыранды металдарды бөліп алу үшін салыстырмалы түрде шығын аз болады. Екінші – метал концентраттарын алу үшін минералды тыңайтқыштар шығаратын зауыттардың қондырғыларын пайдалануға болады. Үшінші – фосфорит концентраттарын өңдеу кезінде бөлінетін шашыранды металдарда радиоактивті компоненттер өте аз болғандықтан, оны өңдеу оңай.
Фосфориттерді күкірт қышқылымен өңдеу кезінде шикізат құрамындағы сирек шашыранды металдардың 25-тен 30 пайызға дейін экстракциялық фосфор қышқылында шоғырланады, қалғаны кальций сульфатымен бірге тұнбаға түсіп, фосфогипстің құрамына кіреді.
Бүгінде бұл металдарды өндіру мен игерудің барлық қажетті алғышарты бар болса да, елімізде сирек кездесетін металдарды өндіретін өндіріс орны толық қуатында жұмыс істемей тұр. Бұған дейін Ертіс химия-металлургиялық комбинаты республикада сирек кездесетін металдарды өндіруші кәсіпорын болатын, алайда оған шикізат сырттан тасымалданатын. Бүгінгі күні оның қуаттылығы айтарлықтай төмендеді.
Қаратау фосфорит кенінен алынатын негізгі өнімнен басқа кешенді өңдеуге арналған болашағы зор шашыранды металдардың шикізат көзі болып табылады.
Фосфоритті фосфогипстің (тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций) апатитті фосфогипстен (лантан, церий, празеодим, неодим) басты айырмашылығы – ондағы ауыр топтағы лантаноидтардың болуында, олардың нарықтық бағасы жеңіл топтағы лантаноидтардан 1,5-2 есе қымбат.
«Қазфосфат» («Минералды тыңайтқыштар зауыты»,) жылына 1 490 000 тонна экстракциялық фосфор қышқылын шығарады. Экстракциялық фосфор қышқылының құрамында орта есеппен 600 тонна сирек жер металдары болады.
Институтымызда Қаратау фосфориттерін өңдеу кезінде алынған экстракциялық фосфор қышқылынан сирек жер металдарын сорбциялық жолмен алу технологиясы әзірленіп жатыр, нәтижесінде 95 пайыздық сирек кездесетін шашыранды металдардың оксидтері (концентраты) алынатын технология ұсынатын боламыз.
Сонымен қатар фосфор өндірісінің қалдық өнімі саналатын фосфогипстен сирек металдарды алу және құрылыс материалдарын өндіру арқылы кешенді өңдеу технологиясы бойынша кеңейтілген зертханалық зерттеулер жүргізіп жатырмыз. Фосфогипстің құрамында тоннасына бір килограмнан үш килограмм (1-3 кг/тонна) аралығында сирек кездесетін шашыранды металдар бар. Бүгінгі таңда фосфогипстің қоры техногендік қалдықтарда 17 000 000 тоннаны құрайды, яғни сирек шашыранды металдарының қоры 25 500 тонна. Сондай-ақ жылына 1-1,5 миллион тонна фосфогипс қалдыққа шығады, яғни оның құрамында 1500-2000 тонна аралығында сирек кездесетін шашыранды металдары бар. Ғылыми зерттеу нәтижесінде 25-30 % сирек кездесетін шашыранды металдарының оксидтерін алуға болады.
Осылайша, салыстырмалы түрде қарапайым технологиялық схеманы пайдалана отырып, фосфор өнеркәсібінің қатты қалдықтарын – фосфогипсті өңдеп, құрамы 25-30% сирек шашыранды металдарының концентраты, 90% кварц және гипс байланыстырғышы сияқты сұранысқа ие бағалы өнімдерді алуға болады.
Қорытып айтқанда, іргелі және қолданбалы зерттеу жұмысын жалғастырып, нәтижесін тәжірибелік сынақтан өткізіп, өндіріске қосуымызға болады. Бұған институтымыздың ғылыми қуаты жетеді. Егер біздің бастамамыз өз нәтижесін берсе, Жамбыл өңірінің экономикасына зор үлес қосары анық.
Бақдәулет КЕНЖАЛИЕВ,
Қ.Сәтбаев университеті Металлургия және кен байыту институтының бас директоры, профессор