1 of 19

​

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РАН

​

​

​

О перспективах развития сырьевой базы Северо-Запада Республики Саха (Якутия) и Северо-Востока Красноярского края, проблемах и возможностях ее освоения

​

​

Академик РАН Н.П. Похиленко,

Академик РАН В.А. Крюков,

Доктор геол.-мин. наук В.П. Афанасьев

​

НОВОСИБИРСК – КРАСНОЯРСК - ЯКУТСК - 2021

​

​

​

2 of 19

В двух федеральных документах по Арктической зоне РФ: «Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» и Стратегия развития Арктической зоны РФ и обеспечение национальной безопасности на период до 2035 года», утвержденных Указами Президента РФ 5 марта и 26 октября 2020 соответственно, особое внимание уделяется необходимости развития сырьевой базы добывающей промышленности Арктики �� В частности, в Разделе 5 первого документа отмечено: Основными национальными интересами Российской Федерации в Арктике являются: …пункт 5 г) развитие Арктической зоны Российской Федерации в качестве стратегической ресурсной базы и ее рациональное использование в целях ускорения экономического роста Российской Федерации. Во втором документе указывается на необходимость освоения Попигайского месторождения импактных алмазов в Арктической зоне Красноярского края, Томторского месторождения редких и редкоземельных металлов, а также развития сырьевой базы алмазов в арктических районах Республики Саха (Якутия).

3 of 19

Попигайская астроблема

~ 36 млн. лет назад метеорит размером ~ 6 км со скоростью около 30 км/сек врезался в Землю в арктической части Сибирской платформы, образовав кратер диаметром около 100 км, причем при взрыве, длившемся около 1 секунды, давления достигали 140 GPa (1,4 млн. атм.), а температура - 3000-4000º С. В этих условиях часть графита, содержавшегося в кристаллических породах мишени, трансформировалась в агрегат наноразмерных кристаллитов кубического алмаза и более плотной и твердой гексагональной фазы углерода – лонсдейлита. Абразивная способность этого сверхтвердого материала в 1,5-2,5 раза превышает таковую для природных и синтетических алмазов, износостойкость – в 3-6 раз. Прогнозные ресурсы месторождения измеряются триллионами карат, поставленные на баланс запасы – 330 млрд. карат, что почти в 70 раз выше суммарных мировых запасов обычных алмазов.

1- фронт ударной волны; 2- материал зоны выброса; 3- зоны плавления и брекчирования.

Стрелки показывают направления движения материала

4 of 19

Импактные алмазы

Два типа импактных алмазов:

1 – алмазы, добываемые при дроблении коренной породы – тагамита, размер менее 1 мм.

2 – якутиты – алмазы из россыпей

5 of 19

Технологические свойства импактных алмазов

Основной объем технологических исследований проводится совместно с НАН Беларуси, где хорошо понимают ценность импактных алмазов и с энтузиазмом работают с ними. К сожалению, в России в настоящее время нет центров, где могли бы проводиться такие исследования. ВНИИАлмаз, который курировал в 1971-1986гг. Попигайский проект и закрыл его, практически не работает.

Результаты технологических испытаний показали, что абразивный состав на основе импактных алмазов при магнитно-абразивной обработке пластин кремния обладает в 1,5–2 раза более высокой абразивной способностью и более чем в 2 раза более высокой стойкостью (временем эксплуатации) по сравнению с составом на основе синтетического алмаза АСМ.

Характеристика

композиционного

порошка

Обрабатываемый

материал

Удельный съем

материала,

мг/мин

Стойкость,

мин

Fe-Ti/имп.алм.

5/50мкм

Кремний

35,4

> 30

Fe-Ti/АСМ

5/50

Кремний

17,8

14

Результаты сравнительных испытаний алмазных композитов

​

Стойкость алмазных композитов на основе синтетических алмазов АСМ (1) и импактных алмазов (2) на операции обработки пластин кремния.

​

Благодаря уплощенной форме частиц импактных алмазов они обеспечивают чистоту обрабатываемой поверхности примерно на класс выше, чем синтетические алмазы, частицы которых имеют изометричную форму и царапающие углы и вершины.

6 of 19

  Обеспечение экономики страны редкими и редкоземельными металлами (далее – РМ и РЗМ) носит критический характер для национальной безопасности и является важным условием модернизации промышленности. Без РМ и РЗМ невозможно полноценное внедрение 14 из 27 критических технологий, утвержденных Указом Президента Российской Федерации от 07 июня 2011 г. № 899, в том числе: �- базовые и критические военные и промышленные технологии для создания перспективных видов вооружения, военной и специальной техники; �- базовые технологии силовой электротехники; �- нано-, био-, информационные, когнитивные технологии; �- технологии атомной энергетики, ядерного топливного цикла, безопасного обращения с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом; �- технологии информационных, управляющих, навигационных систем; технологии наноустройств и микросистемной техники; �- технологии новых и возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику; �- технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов; �- технологии получения и обработки функциональных наноматериалов; �- технологии и программное обеспечение распределенных и высокопроизводительных вычислительных систем; �- технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта; �- технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения; �- технологии создания электронной компонентной базы и энергоэффективных световых устройств; �- технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии.

7 of 19

Редкие и редкоземельные элементы в современных�высокотехнологичных отраслях промышленности

Высококачественные стали и сверхсильные

магниты

Nb, V, TR, Sr, Zr

Сверхжаропрочные и сверхлегкие сплавы

Nb, Ta, Вe, Li, Y, Sc, Zr, Re

Новое поколение авиационных и космических двигателей

Re, Nb, Hf

Сотовая и волоконнооптическая связь

Ta, Zr, La, Er, Ge, Ga, In

Дисплеи персональных компьютеров

Y, Eu, Tb, Ce, Sr, In, Ga

Новые химические источники тока

Li, La, Nd, Zr, Y

Высокоэффективные катализаторы

Re, TR, V, Ge, Sb

Сверхпроводники

Nb, Y, Sr, Bi

Новейшие медицинские препараты

Ge, Re, Bi, Se, V

8 of 19

Геологическая карта массива Томтор

(Толстов, 1998):

9 of 19

Общие ресурсы Томторского месторождения колоссальны: Nb2О5 – 73.636 млн.т., TR2О3 - 153.706 млн.т., P2О5 - около 2 млрд.т.

По ресурсам редких элементов и их концентрациям Томтор является безусловным лидером нашей планеты. В мире такие объекты редки, поэтому Томтор по праву стоит в одном ряду с месторождениями-гигантами, такими, как Виттватерсранд или Сухой лог (золото), Чукикамата (медь), Норильская группа (медь, никель, платиноиды), заняв лидерство в группе РЗЭ объектов, опередив месторождения ниобия (Араша, Бразилия) и редких земель (Маунтин-Пасс, США; Баюнь-Обо, Китай).

10 of 19

​

Продукт

Чистота,%

Выход,

т. с 1 т руды

Извлечение, %

1.

Оксиды РЗМ

 

 

 

 

В т.ч. La2O3

99,996 %

20,5 кг

78,8

 

CeO2

99,99-99,995

42,0 кг

66,9

 

Nd2O3

99,5-99,99

4,3 кг

77,7

 

Pr6O11

96%

16,8 кг

77,7

 

Sm2O3

99,5-99,995%

2,1 кг

82,8

 

Eu2O3

99,99%

0,66 кг

82,8

 

Gd2O3

99,5-99,999%

2,05 кг

81,9

 

Tb2O3

99,5-99,995%

0,16 кг

80,6

 

Dy2O3

99,98

1,25 кг

82,8

 

Ho2O3

99,5-99,995%

0,16 кг

82,5

Вариант переработки 2 (железногорская схема), Кузьмин В.И., 2012

​

 

Er2O3

99,5-99,995%

0,33 кг

82,5

 

Tm2O3

99,5-99,998%

0,083 кг

83,3

 

Yb2O3

99,5-99,998%

0,33 кг

82,9

 

Lu2O3

99,5-99,998%

0,080 кг

80,1

 

Y2O3

99,95-99,99%

20,5 кг

77,9

​

ФН658

60%

66 кг

85,0

3.

Sc2O3,

ТУ 95-148-77

99,9 %,

0,57 кг

82,0

4.

Тринатрий фосфат, Na3PO4∙12H2O, ГОСТ 20176-77.

не менее 95%;

оксид ванадия не более 0,005%

0,77 т

85,0

5.

Al(OH)3марка Г-00.

класса

+45-125 мкм 80-85%.

0,22 т

85,0

​

ТiО2

​

5-7% Al

28 кг

88

11 of 19

Оксиды РЗМ, чистота, %

1. Наиболее вероятный

2. Максимальный

Минимальный

Ниобий технический (95%)

60

72

48

Скандий (99,9%)

1500

1750

1200

Иттрий (99,9%)

50

60

40

Лантан (99,99%)

25

30

20

Церий оксид (99,9%)

20

25

15

Неодим (99,9%)

90

100

70

Празеодим (96%)

90

100

70

Самарий (99%)

20

25

15

Европий 99%)

1000

1200

800

Карбонаты РЗМ

12

15

10

Диоксид титана (99,9%)

2,5

3,2

2,2

Прогноз цен на товарную продукцию, получаемую из руд Буранного участка Томторского м-я (долл/кг)

12 of 19

​

Для успешной реализации вовлечения первой очереди Томторского месторождения в промышленное освоение необходимо на первом этапе в 2021-2025 г.г. выполнить следующие виды НИР и НИОКР, которые позволят обеспечить Россию РЗЭ:

  • Детальное изучение на современном уровне с использованием новейших методов и аналитической аппаратуры вещественного состава (минералогии, геохимии, петрологии) коренных щелочных, щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов массива Томтор с целью установления закономерностей образования уникальной рудоносности
  • Проведение НИР и НИОКР по доработке оптимальной схемы извлечения редких элементов из исходной руды и промежуточных продуктов гидрометаллургического передела с разработкой технологического регламента, включающего обоснование ассортимента получаемой высоколиквидной товарной продукции и логистические решения для размещения предприятий по их переделу.
  • Институты СО РАН (ИГМ, ИГАБМ, ИХХТ, ИЭОПП) готовы к решению этих задач. В них имеется научно-технический потенциал, высокопрофессиональные кадры, надежно обеспечивающие выполнение всего комплекса необходимых НИР: научно-методического сопровождения разведочных, опытно-промышленных и разведочно-эксплуатационных работ, включая геолого-экономическую оценку и технологическое обеспечение переработки руды в готовые конечные высоколиквидные и дефицитные продукты, содержащие РЗЭ.

​

​

13 of 19

14 of 19

ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫЯВЛЕНИЯ КОРЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В АРКТИЧЕСКИХ РАЙОНАХ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ВЕРХОЯНЬЯ��Основные перспективы коренной алмазоносности арктических территорий Сибирской платформы связываются со среднепалеозойскими кимберлитами. С учетом существенного осложнения ситуации с сырьевой базой отечественной алмазодобывающей промышленности начиная уже с 2030 года по причине последовательного исчерпания экономически качественных балансовых запасов необходима постановка опережающих работ по выявлению новых объектов с алмазным сырьем в арктических регионах Сибирской платформы. В частности, в верховьях правых притоков реки Анабар в районе Уджинского поднятия, а также на территориях северного и южного обрамления Кютюнгдинского прогиба установлены прямые признаки присутствия новых полей кимберлитов среднепалеозойского возраста, содержащих высокопродуктивные тела. Для их выявления необходимо проведение тематических работ прогнозно-поискового характера с использованием научно-методического и экспертного сопровождения специалистов Сибирского отделения РАН.�Обоснованные перспективы выявления месторождений золота и платины имеет территория Уджинского поднятия, золота – Верхоянский регион. �

15 of 19

Геологическая карта северной части Сибирской платформы

Томторское месторождение показано красной звездочкой, ~250 км к СЗ расположен Попигайский кратер

​

16 of 19

СХЕМА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРОЕКТА АРКТИКА-ЦЕНТР

17 of 19

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ И ОСВОЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ РАЙОНА «АРКТИКА-ЦЕНТР»��1. РАЗВИТИЕ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ РАЙОНА:�1.1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ДОИЗУЧЕНИЯ (РЕГИОНАЛЬНЫЕ, ТЕМАТИЧЕСКИЕ, ПРОГНОЗНО-ОЦЕНОЧНЫЕ РАБОТЫ) С АКТИВНЫМ УЧАСТИЕМ В РАБОТЕ ПРОФИЛЬНЫХ ИНСТИТУТОВ РАН И СО РАН.�1.2. СКОРЕЙШАЯ РАЗРАБОТКА ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ (РОСНЕДРА, РАН, СО РАН) СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ДОИЗУЧЕНИЯ АРКТИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИБИРИ ��2. ОРГАНИЗАЦИЯ ДОБЫЧНЫХ ПРОЕКТОВ:�2.1. СКОРЕЙШАЯ РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИХ УЧАСТИЕ ГОСУДАРСТВА (НА ФЕДЕРАЛЬНОМ И РЕГИОНАЛЬНОМ УРОВНЯХ) И ЧАСТНОГО КАПИТАЛА В ДОБЫЧНЫХ ПРОЕКТАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АРКТИКИ С ЧЕТКОЙ ПРОПИСКОЙ МЕХАНИЗМОВ ИХ ПОДДЕРЖКИ, НАЛОГОВЫХ, ПРАВОВЫХ ПРЕФЕРЕНЦИЙ, А ТАКЖЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛОГОВ, ВКЛЮЧАЯ НДПИ �2.2. СОЗДАНИЕ ПРАВОВОЙ И МАТЕРИАЛЬНОЙ ОСНОВЫ УЧАСТИЯ ДВУХ СУБЪЕКТОВ РФ В РАЗВИТИИ АРКТИЧЕСКИХ РАЙОНОВ, ВКЛЮЧАЮЩИХ СОПРЕДЕЛЬНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ОБОИХ СУБЪЕКТОВ. �

18 of 19

Зимний пейзаж на Томторе …�

19 of 19

Спасибо за внимание!