Ельдорадо уповільненої дії

Уже 45 років минуло з того моменту, як був відкритий Попигайського кратер. Там до сих покояться недоторканими величезні поклади унікальних метеоритних алмазів, здатних забезпечити Росії велике технологічну перевагу. Як сьогодні йдуть справи з вивченням цього мінералу? Наскільки скоро він з'явиться на світовому ринку?

Історія Попигайського алмазів починається в 1971 році, коли видатний радянський геолог Віктор Людвигович Масайтіс досліджував Попигайського кільцеву структуру і з'ясував, що вона є метеоритним кратером. Трохи пізніше він знайшов в його межах те, що зараз називається метеоритними, тобто ударними, алмазами.

35,7 мільйонів років тому в Землю врізалося космічне тіло діаметром близько п'яти кілометрів. В результаті потужного вибуху утворився кратер діаметром близько 100 км, а графіт, що містяться в древніх кристалічних породах, перейшов в алмазну фазу - Імпактний, тобто ударні алмази, предстапвляющіе собою композит алмазної кубічної і лонсдейлітовой гексагональної фаз. У момент вибуху алмази були розкидані на відстань понад 500 км, і в наш час їх знаходять в розсипах звичайних алмазів. Але більша частина їх виявилася зосереджена в кратері: там вміст мінералів становить до 100 каратів на тонну.

Вже на початку досліджень було виявлено, що Попигайського алмази мають виняткову абразивної здатністю (тобто добре знімають речовина). Вона виявилася в 1,8-2,4 рази більше, ніж у звичайних алмазів, природних і синтетичних, що визначає напрямок технологічного використання мінералу.

«Найімовірніше, висока абразивна здатність пов'язана з його будовою - зерна цього композиту мають розміри від перших десятків до перших сотень нанометрів, і вони сплутані в волокнисту структуру», - пояснює головний науковий співробітник ИГМ СО РАН доктор геолого-мінералогічних наук Валентин Петрович Афанасьєв.

У радянські роки роботи на Попигайського кратері були засекречені. Вони велися в жорстокій суворості. Не можна було вживати слова «імпактних», «Попигайського» алмаз, потрібно називати їх «андезітовимі». Рідкісні публікації потрапляли в наукові журнали, але були чисто мінералогічними, а 1986 році дослідження Попигайського алмазів і зовсім несподівано припинили. Їх видобуток визнали нерентабельною, оскільки собівартість перевищувала вартість алмазів (при цьому ціна алмазів була призначена за ціною найдешевших, оскільки ринкової ціни тоді не існувало). Але вирішальним все ж був аргумент на користь будівництва заводів з виробництва синтетичних алмазів. Конкуренцію останніх з Імпактний визнали зайвою. Всі матеріали здали в фонди під грифом «секретно», і на довгий час Попигайського кратер був забутий.

Втім, залишки концентрату, що містить ці алмази, так чи інакше проникали в наукові лабораторії. Справа в тому, що Попигайського породи збагачувалися в Хатанге, селищі на півночі Красноярського краю. Там була побудована фабрика, де дробили тагаміти - алмазсодержащего переплавлені породи мішені. Подрібнений матеріал надходив на флотацію, звідки вже виходив концентрат, що містить тільки графіт і алмази. Для отримання чистого матеріалу його розвозили по різних куточках СРСР (Сімферополь, Тула, Якутія (Мирний)), де відпрацьовували технологію доведення концентрату, покликану звільнити останній від графіту.

«У 2010-2011 роках нам вдалося домовитися з людьми, у яких з 1980-х років зберігався концентрат Попигайського алмазів, щоб вони збагатили його і дали нам чистий продукт. Ми отримали його достатню кількість для проведення технологічних досліджень. Перше, що зробили: спробували кількісно відтворити експеримент по виявленню абразивної стійкості. Ми прекрасно розуміли: для того, щоб добитися уваги до цього родовищу, необхідно, по-перше, продовжити мінералогічні дослідження, по-друге, на сучасному рівні провести технологічні випробування (тобто дізнатися, для чого придатні ці алмази), і по-третє - розробити метод збагачення корінних порід, оскільки флотация в колишньому її вигляді визнана занадто «брудної». Також необхідно було довести, що експлуатація родовища буде рентабельною », - розповідає Валентин Афанасьєв.

На початку 2010-х Попигайського алмазами зацікавилася компанія «Алмази Анабара» - вона має розвинену інфраструктуру в тих краях, і в разі, якщо вдасться вивести Імпактний алмази на ринок, буде володіти перевагою щодо доступу до родовища. Влітку 2013 року завдяки цій компанії Інституту геології і мінералогії ім. В. С. Соболєва СО РАН вдалося організувати експедицію до Попигайського кратера.

«Перед нами стояли такі завдання: по-перше, було необхідно відібрати матеріал для продовження фундаментальних і прикладних наукових досліджень. По-друге - підготувати технологічну пробу для відпрацювання сучасної методики збагачення », - каже керівник експедиції старший науковий співробітник лабораторії мінералів високого тиску і алмазних родовищ ИГМ СО РАН кандидат геолого-мінералогічних наук Євген Ігорович Ніколенко.

Дослідник відзначає, що без «Алмазов Анабара» експедицію організувати не вийшло б - до Попигайського кратера важко дістатися. Спочатку треба було прибути до Якутська, потім на літаку АН-24 долетіти до селища Саскилах, доїхати до геологічної бази, потім - до Попигайського астроблема на всюдиході або вертольотом. Окремо необхідно було закинути великий обсяг спорядження (намети, інструменти, обладнання) і продовольства, які були доставлені на геологічну базу на р. Анабар річковим транспортом по р. Лена. В цілому на дорогу туди-назад пішло близько місяця.

Підсумком геолого-розвідувальних робіт є техніко-мінералогічний обгрунтування родовища на основі підрахунків запасів. Ці звіти захищаються в Державній комісії по запасах і відправляються до фондів. За радянських часів були здані в ДКЗ два родовища - Ударне і Скального, в цілому займають площу близько 3% площі кратера. Зміст алмазів в першому в середньому 7 карат на тонну руди, у другому (найбільш крупона і підготовленому) - до 100 каратів на тону (при середньому вмісті - 23,23 карата на тонну), а їх загальний підрахований обсяг становлять 147 мільярдів карат, що набагато більше, ніж всі розвідані запаси звичайних алмазів у всьому світі. Ці родовища підготовлені до експлуатації. Навіть при виробництві 10 мільйонів каратів в рік запасів вистачить надовго. Крім того, є висока ймовірність виявлення нових фрагментів Попигайського структури з високим вмістом алмазів.

Промислового освоєння родовищ сьогодні перешкоджає кілька факторів. Перший з них - відсутність безпечних технологій збагачення. Як вже зазначалося вище, флотація - це дорогий метод, пов'язаний з незначними екологічними ризиками хвостосховища, який організовується на місці переробки. «Потрібно створити, профінансувати, налагодити нову технологію і побудувати пілотну фабрику, щоб напрацювати хоча б 20-30 тисяч каратів для технологічних випробувань. Швидше за все, цим будуть займатися якісь приватні компанії. А вони вміють рахувати гроші. Їм потрібно піднести вже повний пакет документів, в яких буде зазначено термін окупності в залежності від обсягів видобутку », - зазначає Валентин Афанасьєв.

Друга проблема - Попигайського алмази не представлені на ринку, і, відповідно, - у них немає ринкової вартості. Поки вчені орієнтуються на самі низькосортні алмази з північних розсипів - в межах двох доларів за карат. Дослідники впевнені - необхідно виділити ті сфери, в яких імпактних алмаз буде найбільш затребуваним, і потім вже піднімати ціну, адже пиляти камені і бетон може і інструмент на основі синтетичних алмазів.

«У зв'язку з цим включається в дію то саме технологічне перевага - абразивна здатність імпактних алмазів більш ніж в два рази вище, ніж у синтетичних і технічних. Це навіть в умовах низьких цін на алмазну сировину робить їх дуже вигідними », - говорить старший науковий співробітник Інституту економіки та організації промислового виробництва СО РАН кандидат економічних наук Микола Юрійович Самсонов.

Необхідно отримати валовий пробу руди і переробити її на збагачувальній фабриці з витяганням до мільйона карат алмазної сировини в декількох класах і представити її в асортименті алмазної сировини або готової алмазної технічної продукції (маються на увазі алмазні порошки), щоб дати точну оцінку цінової, економічної, споживчої і маркетингової конкурентоспроможності в реальних умовах », - каже Микола Самсонов.

Зрушення до промислового освоєння Попигайського кратера може послужити поворот до імпортозаміщення. Справа в тому, що російські підприємства користуються великою кількістю зарубіжних верстатів для виготовлення складних деталей. На сьогоднішній день склалася ситуація, коли інструменти для цього обладнання потрапили під санкції. Тому російський бізнес вже давно зацікавлений в тому, щоб будувати своє інструментальне виробництво.

«Зараз Китай виробляє найбільше число синтетичних низькосортних алмазів, продає їх за копійки - по кілька центів за карат, і тримає таким чином весь ринок. Однак ця держава - партнер дуже специфічний », - попереджає Валентин Афанасьєв і наводить як приклад показову історію. Китай має в своєму розпорядженні великим родовищем рідкісних земель, вкрай затребуваних в сучасних технологіях, і успішно торгував за низькими цінами низько збагаченим продуктом, захопивши світовий ринок, потім перейшов на високобогащенний, різко піднявши ціни, і фактично поставив на коліна весь світ.

«Є дуже велике побоювання, що те ж саме буде з синтетичними алмазами. Китай вже практично задавив їх виробництво в Росії. Щоб не повторилася ситуація з рідкоземельними матеріалами, потрібно заздалегідь «підстелити соломки», тобто підготувати до експлуатації Попигайського родовище, яке буде реальною альтернативою і не вступить в конкурентні відносини з китайським виробником. Наше завдання - вчасно привернути до цього увагу промисловості », - говорить учений.

Микола Самсонов зазначив ще одну важливу особливість: китайське діамантове синтетичне сировину дійсно дешеве, але в низькоякісному сегменті, тобто у вигляді дуже дрібних порошків. Однак чим більше кристалики таких алмазів, тим вони дорожче, тому що складніше вирощуються, витрачається більше ресурсів на їх виробництво. У Попигайського же породі відразу закладені готові класи - дрібні, середні і досить великі. Сенс обробки: роздрібнити руду і витягти їх.

«Насправді, ми хотіли б домогтися, щоб ціна за карат досягала приблизно трьох-трьох з половиною доларів. Тобто була б в два рази нижче, ніж зараз. Досить важливим фактором тут виступає девальвація російського рубля. Ці ціни розраховані при курсі приблизно 55 рублів за долар, якщо взяти курс 65 рублів за долар, то вийде приблизно 5,5 доларів за карат. Знизивши деякі інвестиційні витрати і знизивши операційні, ми зможемо знизити ціну до чотирьох доларів за карат. Будемо дивитися, за яких капітальних витратах ми могли б опустити її ще більше, - каже Микола Самсонов. - Нам необхідно фактично прирівняти вартість імпактних алмазів до вартості синтетичних. По-перше, щоб у споживачів не було бажання економити. По-друге, за рахунок більш високих технологічних властивостей у багатьох сферах використання у імпактних алмазів формується вже конкретна перевага. У нас не стоїть завдання повного або значного заміщення ринку синтетичних і технічних алмазів, але ми хочемо зайняти на ньому свою нішу, пов'язану з найбільш ефективними сферами їх застосування (а це 40-50 відсотків споживання - шліфувальні порошки, алмазні пасти, абразив для технологічної продукції , алмазні спеки для оснащення інструментів і бурових коронок і так далі). Хотілося б сказати, що наша робота не пропадає даром - ми активно контактуємо з системним інтегратором верстатобудівної галузі - «Станкопромом», а в минулому році стали переможцями промислового конкурсу «Полярний квадрат».

Діана Хомякова

Фото Євгена Ніколенко