Евгений Толстов
Главный инженер НГМК, доктор технических наук

Евгений Толстов

О

своение Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов в центральных Кызылкумах было поручено нашему комбинату Правительством Республики Узбекистан в 1997 году. В ходе этой работы предстояло решить несколько стратегических задач:
    – получить из сравнительно бедных фосфоритовых руд конкурентоспособные по цене и качеству концентраты, пригодные для производства минеральных удобрений в объемах, соответствующих потребностям сельского хозяйства Узбекистана;
    – создать новые виды минеральных удобрений из бедных фосфоритов, которые традиционно не используются для этих целей;
    – максимально использовать продукты обогащения фосфоритовой руды (низкокачественное фосфоритное сырье) для производства комплексных удобрений, предназначенных к применению на засоленных почвах.
    По предложению НГМК, основные этапы освоения месторождения были определены в соответствии с общепринятым в мировой практике принципом – от простого к сложному.
    В 1998 году комбинат построил первую очередь Кызылкумского фосфоритного комплекса (КФК) годовой проектной мощностью 300 тыс. т необогащенной фосфоритной муки с содержанием 16–18 % Р₂О₅. Тогда же начались поставки нашей продукции на Кокандский суперфосфатный завод, который с этого момента полностью перешел на отечественное фосфоритное сырье при производстве простого суперфосфата камерным способом.
    В 2001 году был реализован проект расширения и реконструкции первой очереди КФК по сухой схеме обогащения фосфоритовой руды с последующим обжигом. Новые мощности позволили в дополнение к имеющемуся производству начать выпуск обожженного фосфоритного концентрата с содержанием 27 % Р₂О₅. Ежегодно производится 400 тыс. т этого продукта, что позволило крупнейшему в Узбекистане производителю азотно-фосфорных удобрений ОАО «Аммофос» (г. Алмалык) частично оказаться от закупок сырья по импорту.
    При сухой схеме обогащения фосфоритов, несмотря на относительную дешевизну самих производственных процессов, образуется большое количество минерализованной массы – забалансовых фосфоритовых руд. С точки зрения производства, ситуация вроде бы вполне допустимая: как бы то ни было, продукция выпускается в необходимом количестве, нормального качества и по приемлемой цене. Но в инженерном, в экономическом отношениях – проблемы есть. В отвалах накапливаются фосфориты с низким содержанием полезного компонента. Средства, затраченные на их добычу, автоматически переносятся на конечную продукцию, что увеличивает ее себестоимость. Это несоответствие технико-экономических возможностей существующему производственному потенциалу и заставило определить новую группу задач в развитии Кызылкумского фосфоритного комплекса.
    По инициативе руководителей и специалистов НГМК (Н.И. Кучерского, Е.А. Толстова, О.А. Михина, В.Д. Соколова) и ученых Института общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан (Ш.С. Намазова, С.Т. Тухтаева, С.М. Таджиева) была развернута масштабная программа работ. Предстояло организовать производство комплексных минеральных и органоминеральных удобрений из бедного сырья – забалансовых фосфоритовых руд и необогащенной фосфоритной муки, содержащих 12–17 % Р₂О₅.
    Успешному решению этой задачи способствовал целый ряд экономических предпосылок. Мы исходили, во-первых, из того, что бедное сырье нам достается фактически даром, поскольку все затраты на его получение уже произведены. Во-вторых, в составе НГМК действует завод серной кислоты, которая служит важнейшим компонентом для производства минеральных удобрений. В-третьих, в агрокомплексе республики, учитывая масштабы животноводства, нет недостатка в органике, которую можно смешивать в определенной пропорции с фосфоритами, и эта смесь при помощи гумусовых кислот превращается в усвояемые формы. Как показали исследования в лабораториях и на опытных участках, такие удобрения имеют даже определенные преимущества перед минеральными, поскольку усваиваются растениями гораздо лучше. Наконец, в-четвертых: потенциальные потребители продукции – хозяйства Навоийской, Бухарской и Самаркандской областей – находятся в непосредственной близости от места производства, таким образом, транспортные расходы снижаются до минимума.
    В сотрудничестве с научно-исследовательским институтом хлопководства и рядом других научных центров Узбекистана мы изучили весь спектр использования этих удобрений, в частности, провели испытания на типичных сероземах при выращивании хлопчатника. Были разработаны теоретические основы получения новых видов удобрений из низкосортных высококарбонатных фосфоритов, синтезировано в лабораторных условиях более 25 образцов фосфорсодержащих одинарных, сложных и органоминеральных удобрений, изучена их агрохимическая эффективность.
    Анализ полученных результатов позволил определить наиболее эффективные виды удобрений. К ним относятся простой суперфосфат и азосуперфосфат, полученные по упрощенным технологиям, фосфориты, активированные серной и азотной кислотами, сульфатом и нитратом аммония, нитратом и сульфатом мочевины, а также органоминеральные удобрения.
    Чтобы лучше представить характер проведенной работы, необходимо отметить следующее. Фосфоритная высококарбонатная мука практически нерастворима в воде, усвояемость Р₂О₅ составляет всего 8–10 % от общего его содержания. При обработке фосфоритной муки, содержащей 16–20 % Р₂О₅ и до 17 % СО₂, азотной кислотой получено медленно действующее азотно-фосфорное удобрение, в котором весь азот и около 50 % фосфора находятся в усвояемой для растений форме. При обработке фосфоритной муки крепкой серной кислотой получено чисто фосфорное удобрение пролонгированного действия, в котором 60–70 % Р₂О₅ переходит в усвояемую для растений форму. Обработкой фосфоритной муки раствором сульфата аммония или нитрата аммония получены сложные удобрения с различными соотношениями питательных компонентов.
    Микробиологическими исследованиями установлено, что новые удобрения из кызылкумских фосфоритов по механизму воздействия на почвенные процессы практически не отличаются от фосфорных удобрений, получаемых из традиционно разрабатываемых фосфатов.
    Одновременно с разработкой производственных технологий и проведением испытаний новых удобрений шло проектирование нового промышленного производства. Был предложен ряд оригинальных решений. Например, производить суперфосфат и азосуперфосфат в одном аппарате, где осуществляются процессы разложения фосфорита, нейтрализации, грануляции и сушки готового продукта в течение 20–30 минут против 1–3 недель по классическому камерному способу. Это позволило без значительных капитальных затрат в короткие сроки создать опытно-промышленные производства удобрений. Этот способ защищен патентом.
    С целью сокращения производственных затрат забалансовые фосфориты классифицируются грохочением на сите без предварительной сушки. Обогащенный фосфорсодержащий продукт фракции (–5 мм) с естественной влажностью 7–10 % и содержанием Р₂О₅ 14 %, как показали испытания, является полноценным сырьем (наряду с тонко измельченной высушенной фосфоритной мукой) для производства удобрений по разработанной упрощенной технологии. Исключены такие технологические операции, как сушка, измельчение, хранение в силосах. Нет необходимости использовать для транспортировки пневмоцистерны – можно обойтись более доступным вариантом: перевозить полувагонами. Пыль на всех основных и вспомогательных переделах практически не образуется, тем самым отпала нужда в создании специальных схем и строительстве установок пылеулавливания.
    На сегодняшний день задачи, связанные с вовлечением в оборот бедного фосфоритного сырья КФК, в основном решены. Мы нашли, как использовать всю гамму имеющихся в нашем распоряжении сырьевых ресурсов. Сельское хозяйство Узбекистана, потребности которого отечественным сырьем обеспечены только на треть, получило достаточно эффективные и, главное, недорогие виды удобрений. Химическая промышленность расширила объемы производства за счет рентабельного способа получения новых продуктов.
    К настоящему времени на предприятиях действуют следующие технологии:
    – на Самаркандском химическом заводе налажено производство из фосфоритной муки простого суперфосфата и азосуперфосфата по упрощенной технологии;
    – Кызылкумский фосфоритный комплекс производит обогащенную минерализованную массу, готовую к применению;
    – на Навоийском СП «Электрохимзавод» организовано опытно-промышленное производство простого суперфосфата и азосуперфосфата из обогащенной минерализованной массы;
    – в хозяйствах Республики Узбекистан организовано производство органоминеральных удобрений.
    Вся эта продукция прошла необходимое тестирование и разрешена к применению.
    По расчетам, ежегодная потребность в обогащенной минерализованной массе (14 % Р₂О₅) будет постоянно расти. На территории Узбекистана эта потребность в 2003–2004 годах составит 50–60 тыс. т, а с 2005 года повысится до 120 тыс. т в год. С учетом применения фосфоритной муки с содержанием 17 % Р₂О₅ по упрощенной технологии в количестве 100 тыс. т, общее производство фосфорсодержащих удобрений из бедных фосфоритов Кызылкумов составит 35 тыс. т (100 % Р₂О₅).
    Прорабатываются и варианты экспортных поставок. Недавно в НГМК обратилось министерство сельского хозяйства Киргизии с предложением о закупках бедного фосфоритного сырья (обогащенной минерализованной массы и фосфоритной муки) в количестве 50 тыс. т в год для производства удобрений на основе наших технологий.
    В ходе строительства второй очереди КФК, которое планируется осуществить в 2004–2006 годах, остающееся бедное сырье будет подвергнуто мокрому обогащению и также вовлечено в производство фосфорных удобрений. Использование обедненных продуктов мокрого обогащения – следующий этап научно-исследовательских работ.
    В итоге выполнение крупномасштабной программы по комплексному освоению кызылкумских фосфоритов позволит на 100 % использовать запасы Джерой-Сардаринского месторождения.
    Эта программа рассчитана на будущее. Сегодня многие действия продиктованы необходимостью: сельское хозяйство страны остро нуждается в фосфорных удобрениях, поэтому вопросы о затратах на их производство, на создание собственной сырьевой базы временно отходят на второй план. Но когда в экономике Узбекистана закончится переходный период и республика вступит в систему развитых рыночных отношений, наши собственные проблемы никого не будут интересовать. Останется один вопрос: какова цена? И если мы по каким-то причинам сегодня недоработаем, не успеем создать эффективную схему использования бедного кызылкумского сырья, то завтра проиграем в плане конкурентоспособности – например, фосфориты дешевле будет везти из-за рубежа, чем из одной области Узбекистана в другую. Мы этого допустить не можем. Вот в этом и состоит самая главная задача.