Алхимики XXI века: амурские ученые научились добывать золото из дыма

«Буржуйка» на вес золота

Из внутреннего двора Амурского научного центра (АмурНЦ) в Благовещенске практически круглыми сутками валит дым. Однако уголь ученые жгут не для того, чтобы отапливать здание — они добывают из дымовых газов настоящее золото.

Когда зампредседателя научного центра Андрей Конюшок пообещал показать чудо инженерной мысли, способное на такое, мы с фотографом ожидали увидеть большой котел с компьютером, кучей датчиков и сенсорным управлением. На месте же нас встретила «буржуйка» с приваренными к ней трубами и цилиндрическими резервуарами. Постойте: и это установка, не имеющая аналогов в России и мире?!

— Это расширенный экспериментальный вариант, — видя наше удивление, поясняет Андрей Конюшок.

Фактически перед нами — скелет будущей промышленной установки. На нем ученые отработали все нюансы инновационной разработки. В ноябре специалисты закончат опыты и подадут комплект документов в «Сколково» на получение гранта размером в 1,5 миллиона рублей. «На эти деньги по нашим чертежам в технологическом центре «Сколково» изготовят промышленную установку с датчиками, газоанализаторами и пультом управления. После этого она уже будет соответствовать традиционным представлениям об инновационных продуктах», — добавил Андрей Алексеевич.

Первенец для котельной

Промышленный первенец АмурНЦ представит собой автономный модуль, устанавливаемый рядом с котельными. Аппарат будет забирать из трубы дым и пропускать его через два основных блока установки. Первый практически ничем не отличается от современных установок по очистке газов. В нем дымовые газы орошаются водой и очищаются, как от вредных (сернистый и азотистый газы, окись углерода и прочие), так и от ряда ценных компонентов, которые содержатся в угле. То есть одновременно агрегат решает и экологическую проблему. «Если вы заметили, после обработки из трубы дым идет белый. Потому что, по сути, это уже не дым, а водяной пар», — констатирует зампред АмурНЦ. Второй блок установки — это уже уникальная разработка по извлечению из загрязненной дымом воды полезных ископаемых, в том числе драгоценных и редких металлов. Золото в «угольном» дыме, уверяет Андрей Конюшок, самое настоящее, но находится в особом состоянии. Ученые, конечно, могут собственноручно доводить его до состояния слитка, но поскольку работа с драгметаллами требует лицензии, получаемый концентрат с повышенным содержанием золота будет передаваться на аффинажную переработку. Как вариант — в лабораторию компании «Петропавловск», занимающейся добычей рудного золота.

Просто сжигать — неэффективно

Муниципальные котельные, сжигающие до 10 тонн угля в сутки, выбраны для внедрения инновации не случайно. Затраты на изготовление установки для них небольшие, в отличие от крупных ТЭЦ, а полученный эффект, в том числе для экологии, может быть гораздо выше, констатируют ученые. Зимой около 600 угольных котельных отапливают населенные пункты Амурской области.  

— Установка, которую мы делаем, — это первый шаг к тому, что уголь становится не только источником тепла, но и источником полезных ископаемых. Во всем мире из угля выделяют скандий, германий, алюминий и другие компоненты, — говорит Андрей Конюшок. — В Амурской области уголь насыщен золотом, серебром, платиноидами, а также цветными и другими металлами. Фактически, сжигая бурые угли, мы выбрасываем в атмосферу множество полезных компонентов. Поэтому геологи уверены: просто так сжигать уголь неэффективно.

«Угольный Клондайк»

Научному прорыву предшествовали 15 лет полевых и лабораторных исследований, а также несколько лет работы над созданием опытной установки. И если на фундаментальную науку в АмурНЦ предусмотрено финансирование, то создание экспериментального образца полностью легло на плечи, а точнее, кошельки инициаторов. Граничащая с алхимией затея добывать благородный металл из отработанного топлива не вызывала воодушевления ни со стороны промышленности, ни потенциальных инвесторов.
 

Первым золотоносность углей в Приамурье начал изучать нынешний председатель Амурского научного центра Дальневосточного отделения РАН Анатолий Сорокин. Его по праву можно назвать родоначальником теории «угольного Клондайка».

— О том, что угли содержат золото, было известно еще в прошлом веке, — говорит Анатолий Сорокин. — Однако этот факт воспринимался очень скептически. Да и нам не верили, что можно определить золотоносность угольных месторождений. Но в итоге совместно с ученым Центра Валерием Кузьминых мы первыми в стране запатентовали технологию по определению содержания золота в углях, — вспоминает Анатолий Петрович.

Специалисты научного центра провели более 4000 анализов, изучили около 30 месторождений в Амурской области, Хабаровском крае, Приморье и Сибири. Многолетние исследования показали, что концентрация золота в месторождениях варьируется в пределах одного грамма на тонну. Причем не в каждом месторождении уголь содержит золото. Однако оказалось, что даже там, где оно есть, как, например, в Ерковецком разрезе, традиционными методами, применяемыми в золотодобыче, извлечь золото из залежей угля невозможно — при сжигании микрочастицы драгоценного металла улетучиваются вместе с дымовыми газами. Перед учеными встала задача: как уловить эти частицы. Со стороны многие воспринимали это как дурачество, но ученые АмурНЦ добились своего.

Стоит отметить, что у АмурНЦ был опыт создания промышленной установки для крупной ТЭЦ. Ее заказала мощная топливная компания из Красноярского края. Тогда, в 2010 году, установка обошлась в 15 миллионов рублей. Однако проект был приостановлен по инициативе заказчика. Да и технология была сыровата, признаются ученые, было много нерешенных вопросов.

Наука повернулась к промышленности

Сегодня белых пятен в инновационной разработке осталось гораздо меньше, однако интереса к ней в профильной сфере не прибавилось. Сказывается отсутствие звена прикладных институтов, которое было утрачено в периоды перестройки и краха СССР. Именно в цехах таких институтов идеи фундаментальной науки перерабатывались и адаптировались для производства. «Наука осталась один на один с предприятиями, — говорит Анатолий Сорокин. — Только сейчас мы нащупываем варианты связи с ними».

Начать разворот к производству амурских ученых подтолкнуло и появление инновационного центра «Сколково». В ноябре 2015 года дочернее предприятие АмрНЦ — компания «Комплексные инновационные технологии» — стало резидентом «Сколкова», что дало ему право претендовать на финансирование центра.

Помимо извлечения золота из дыма, в реестре «Сколкова» находится еще один проект амурских ученых — это переработка бурых углей с получением чистых продуктов — горного воска и гуматов. По этому направлению также разработан ряд уникальных методик, защищенных патентами.  

«Потребность в горном воске на мировом рынке растет. В России он не производится. Его завозят в нашу страну из Германии по 57 тысяч тонн в год, что только частично удовлетворяет потребность нашей страны. Дефицит горного воска составляет не менее 5 тысяч тонн в год. Причем  в Германии горный воск  получают из таких же бурых углей, что и у нас, но только содержание гуматов в амурском угле составляет 70%. А в немецком — 40—50%. Горный воск  находит широкое  применение во многих отраслях — при точном литье в машиностроении, в производстве пластмасс и светлых резин, при изготовлении мастик и эмульсий, для обработки поверхности металлов, в полиграфии, в кожевенной и бумажной промышленности, в бытовой химии, в парфюмерной и фармацевтической промышленности и в медицине», — отметил Анатолий Сорокин.

Глава АмурНЦ говорит, что у региональной науки наберется с десяток разработок, актуальных для современной промышленности: начиная от дешевой технологии добычи алюминия и кремния до производства огнеупорных волокнистых материалов и стимуляторов роста как для растений, так и для сельскохозяйственных животных.

— Представитель центра «Сколково», когда приезжал к нам, был очень удивлен, что в нашей «деревне» может быть столько инновационных разработок, — подытожил Анатолий Сорокин.

МНЕНИЯ

Угольное золото сделает тепло бесплатным

Андрей Конюшок, зампредседателя АмурНИЦ:

— Опыт работы в амурском правительстве подсказал мне, что нужно ориентироваться на муниципальные котельные. Их в Амурской области насчитывается около 800. В отличие от крупных ТЭЦ стоимость установки для них небольшая, зато эффект, который можно получить, — колоссальный. Одна котельная за зиму способна выделить до 10 килограммов золота. Если учесть, что грамм золота сегодня стоит 2,5 тысячи рублей, то выходит 25 миллионов рублей за зиму. Уменьшая таким образом затраты топливно-энергетического комплекса, в перспективе мы придем к тому, что тепло для амурчан может стать практически бесплатным. А если на сотню котельных поставить по установке, то можно получить за зиму одну тонну золота. Для сравнения: Березитовый рудник добывает около 3 тонн золота в год, но при этом перерабатывает более миллиона тонн руды. Попутное выделение золота из продуктов сжигания угля может быть высокорентабельным.

Из угля можно делать бензин 

Анатолий Сорокин, председатель АмурНЦ, член-корреспондент ДВО РАН:

— В Амурской области сосредоточено приблизительно 70 миллиардов тонн каменного и бурого угля — это больше, чем на всей территории Дальнего Востока. При этом 2,5 миллиарда тонн бурых углей непригодны для использования в топку. В то же время — это ценнейшее сырье, которое при наличии определенных технологий может быть использовано на углехимических предприятиях. И такие предприятия могут быть реализованы в Амурской области на существующих территориях опережающего развития. В АмурНЦ и Институте геологии и природопользования ДВО РАН разработаны эффективные способы вовлечения этих углей в промышленное освоение. Одно из направлений касается получения продуктов топливного назначения. На основе исследований мы подготовили проект и бизнес-план по освоению Сергеевского месторождения. Он предусматривает строительство углехимического комбината по добыче и термической обработке одного миллиона тонн в год с получением топочного мазута, газа, бензина и угольного брикета. По сути, мы получим эффективное топливо из сырья, которое не горит. Только задумайтесь: в Германии из угля получали бензин еще во времена войны в 40-е годы. А мы и сегодня этого не делаем, хотя угля у нас хоть отбавляй. 

Концентрация золота в угольных месторождениях Приамурья (грамм на тонну)

1,85 г/т — Ерковецкое

1,87 г/т — Райчихинское

1,37 г/т — Павловское

До 1 г/т — Свободненское, Архаро-Богучанское, Дармаканское, Ушумунское и другие.