Бесценное богатство из отходов

Наша республика обладает внушительными запасами минерального сырья и является одним из мировых производителей таких металлов, как галлий, рений, а также изотоп осмия-187.

Сырьем для отечественных рения и изотопа осмия-187 служат руды Жезказганского месторождения. Самая известная, названная жезказганитом, в свое время была открыта геологами, искавшими запасы меди под руководством академика Каныша Сатпаева. Воспоминаниями о том, как из нее, помимо меди, смогли получить редкие металлы, а также мнением о возможных перспективах отрасли поделился почетный металлург Казахстана, обладатель 16 патентов по технологии извлечения редких металлов, почетный гражданин Карагандинской области и города Жезказгана Тулеген Букуров.

– В последние несколько лет Президент Казахстана регулярно поднимает вопрос о необходимости увеличения добычи редких и редкоземельным металлов, – отмечает ветеран. – Постановлением Правительства от 28 декабря­ 2023 года утвержден Комплексный план развития отрасли редких и редкоземельных металлов на 2024–2028 годы. На саммите «Центральная Азия – Европейский союз», состоявшемся 4 апреля 2025 года в Самарканде, Глава государства предложил создать региональный исследовательский центр по редкоземельным элементам. Уверен, что все задачи, которые Касым-Жомарт Токаев ставит сегодня, вполне осуществимы. Как говорится, большой путь начинается с первого шага.

Именно такой шаг в свое время предшествовал успешному созданию в Казах­стане технологий по извлечению редких металлов. В 1995 году учеными Алматинского института металлургии и обогащения впервые в мировой практике была внедрена технология получения металлического радиогенного осмия из маточных растворов от твердофазной реэкстракции­ рения с попутным получением перрената аммония, – вспоминает непосредственно участвовавший в этой работе в качестве инженера-металлурга Жезказганского медеплавильного завода (ЖМЗ) Тулеген Букуров,

Тогда же, по его словам, в редкометальном цехе ЖМЗ было запущено промышленное производство металлического осмия, а сам он три года спустя, в 1998 году, защитил диссертацию на степень кандидата технических наук по теме «Исследование и разработка технологии извлечения осмия из рений-­содержащих аммиачно-сульфатных растворов».

– Жезказганские месторождения уникальны по своему содержанию, – говорит Тулеген Букуров. – Треть рений-содержащего сырья и 99 процентов изотопа осмия-187 производят в нашей стране, причем последний – только на жезказганском рудном поле. Я начал изучать редкие металлы в 1991 году, когда меня перевели начальником редкометалльного цеха ЖМЗ. Для каждого инженера-металлурга знакомство с новыми технологиями крайне интересно. Времена были непростые, союзное государство шло к распаду, многие проекты, как и сотрудничество с научными институтами, откладывались на неопределенный срок.

В этих условиях Жезказганский медеплавильный завод заключил договор о сотрудничестве с Алматинским институтом металлургии и обогащения, в результате были достигнуты большие научные и производственные успехи. Как вспоминает Тулеген Букуров, на полупромышленных установках, смонтированных в редкометалльном цехе ЖМЗ, из отходов медного производства были получены такие виды товарной продукции, как рениевая кислота (1991 год), свинцовый сурик (1993 год), металлический осмий-187 (1995 год), металлический рений (1998 год), трехосновной сульфат свинца (1999 год).

А началось все с визита алматинских ученых. В 1991 году в Жезказган приехали представители Института металлургии и обогащения, а также Института геологических наук Алматы.

– Я тогда очень многое узнал о рении и осмии от академика, доктора геолого-­минералогических наук Сергея Калинина, доктора наук Эмиля Файна и Мурата Мадина из Института геологических наук, – рассказал Тулеген Букуров. – Сергею Ксенофонтовичу было более 80 лет, долгое время он в группе исследователей под началом Каныша Сатпаева работал на Карсакпайском медьзаводе. Исследователи изучали, в том числе, минерал жезказганит, который известен высоким содержанием меди, рения, осмия и других металлов.

Тогда удалось установить, что при температуре свыше 400 градусов Цельсия рений и осмий удаляются с технологическими газами, при этом в составе расплава их не остается. Небольшая часть переходит в отвальный шлак и штейн. Но далее ученые не продвинулись.

– Сергей Калинин сказал мне тогда: «Сынок, по возможности занимайся получением металлического осмия, храни металлургические остатки, не отгружай их никуда. Рано или поздно вы нащупае­те технологию, тогда сырью найдется применение. Осмий станет бесценным нашим богатством», – делится воспоминаниями Тулеген Букуров. – Слова академика стали для меня наказом. С того времени при согласии руководства ЖМЗ мы начали копить свинцовый кек и черный осадок. В сотрудничестве с Институтом металлургии и обогащения приступили к поиску технологии переработки сырья для получения металлического осмия. Изыскания были очень тщательными, изучали даже сажу из дымовой трубы медьзавода.

Опытные исследовательские работы проводились не только в Алматинском институте, но и в редкометалльном цехе ЖМЗ. Тулеген Букуров от руки начертил образцы полупромышленной и лабораторной установок. Сотрудники головного проектного института «НИПИцветмет» исполнили проект опытно-промышленной установки, так как понимали всю важность нового начинания.

– Все делалось своими руками. Конечно же, были риски, но дело того стоило, – поясняет ветеран цветной металлургии. – Изучали руду, концентраты, распределение рения и осмия на стадии обогащения, стадии подготовки шихты, металлургического и сернокислотного процесса... Был проведен целый каскад исследований. Оказалось, что высокое содержание осмия-187 наблюдается в черном осадке. После серии технологических процессов, где последним этапом было водородное восстановление, получили металлический порошок осмия.

Стоит отметить, что тогда же было налажено не только сотрудничество с Алматинским институтом металлургии и обогащения, но и обучение в его стенах рабочих и инженерно-технических работников редкометального цеха.

– 15 мая 1995 года в РМЦ Жезказганского медьзавода на опытно-промышленной установке был получен первый металлический осмий-187, – вспоминает Тулеген Букуров. – Начался ажиотаж, ведь рыночная цена осмия достигала баснословных сумм. Причем, как я тогда прочитал в одной статье, компания из США продавала осмий-187 с изотопным содержанием 70 процентов, а у нас оно достигало 99 процентов.

Желающих приобрести редкий металл оказалось много, но большинство из них быстро отсеялось: осмий в ЖМЗ были готовы продать только по договору и на условиях полной оплаты либо предоплаты в 50%. В 1995 году с целью экономической защиты интересов рес­публики было учреждено РГП «Жезказганредмет». В 1996-м Тулеген Букуров приступил к обязанностям заместителя руководителя РГП, куда перешел с долж­ности заместителя директора Жезказганского медьзавода.

– Наш качественный осмий-187 заинтересовал зарубежные структуры, в том числе из Германии, Австрии. Но первым покупателем стала компания из Китая, которая приобрела 0,5 грамма осмия-187 за 15 тысяч долларов. Это была большая уступка с нашей стороны, ибо цена на него в мире к тому времени установилась в разы выше, – говорит почетный металлург.

Чуть позже Тулеген Букуров уже как законный представитель РГП «Жезказганредмет» добился постановления Правительства о том, чтобы рений и осмий-187 выпускали за пределы Казах­стана­ только по специальному правительственному постановлению. И многие так называемые «покупатели» прекратили поползновения на предмет незаконной покупки редкого металла.

Между прочим, сам Тулеген Букуров начинал свою трудовую деятельность на ЖМЗ сразу после армии чистильщиком печи и газоходов плавильного цеха. Так что все пылевые камеры, циклоны, газоходный тракт он изучил снаружи и изнутри, и этот опыт очень пригодился, когда инженер-металлург занялся научными исследованиями и организацией редкометального производства.

По мнению отраслевого эксперта, сегодня следует больше внимания уделять научным изысканиям как в медеплавильном, так и редкометалльном производствах. Технологии можно и нужно улучшать, чтобы снизить потери рения и осмия в процессе и добиться максимального их извлечения, ведь пока существенный процент этих металлов уходит в «хвосты» обогатительной фабрики и медный концентрат. Пришло время серьезно заняться совершенствованием технологий извлечения.

– Время идет, – говорит Тулеген Букуров. – 30 лет назад мы разработали свою технологию, добились получения «живого» металла. Тем не менее в регионе остается миллиард тонн забалансовых руд плюс «хвосты» обогащения – есть куда дальше развиваться.

По словам ветерана, особую роль в данном отношении призван сыграть новый сернокислотный цех ЖМЗ, который обещают построить и запустить в следующем году. Благодаря этому можно будет добиться максимального извлечения элементов из технологических газов рудотермических и конвертерных печей.

– Промывная серная кислота – исходное сырье для редкометалльного производства, – пояснил эксперт. – Здесь своя технология. Большую роль играет и гидро­металлургия. Главное – развиваться, искать, не стоять на месте. Пока наука и производство действуют сообща, можно добиваться больших результатов.

Осмий-187 и сегодня является одним из самых редких и дорогих (дороже золота) металлов в мире. Как и предрекали академик Каныш Сатпаев и его соратники, со временем ему нашлось широкое применение – от медицины до ракетостроения.