Дайджест "Медь: прогрессивные технологии"

№3, 6 ноября, 2021 г. ДАЙДЖЕСТ Медь: прогрессивные технологии Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан Ташкент - 2021 г.

\"Главная цель наших усилий – создать в ближайшие годы кластер с полным циклом производства готовой металлической продукции \"с нуля\"\" Президент Республики Узбекистан Ш.М. Мирзиёев Дайджест \"Медь: прогрессивные технологии\" - Т.: 2021. С.17. Дайджест \"Медь: прогрессивные технологии\" подготовлен Центром научно-технической информации при Министерстве Инновационного развития Республики Узбекистан. Коллектив авторов: Технический редактор: Абдурахмoнов И.Ю. Райимджанов Х.Г. Турдикулова Ш.У. Абдувалиев А.А. Мусаева Р.А. Барбу Г.Ф. © Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан, 2021 г. 2

Первая безуглеродная шахта в мире Медь имеет все перспективы для применения в сфере возобновляемых источников энергии и передовых технологий. В связи с глобальным стремлением к зеленой экономике, а также повышением спроса с производством электромобилей цены на медь выросли в 2021 году на 25% – с $7,918 тыс. до $9,949 тыс. [1]. Данный фактор обуславливает необходимость развития передовых технологий в сфере медной промышленности. Норвежская компания претендует на строительство первой \"безуглеродной\" медной шахты в мире. Как сообщает компания Nussir, ее предприятие станет первой \"безуглеродной\" медной шахтой в мире. Она будет полностью электрифицирована, без единого двигателя внутреннего сгорания. При этом будет использоваться только возобновляемая энергия гидроэлектростанций. Месторождение, которое собирается разрабатывать компания, содержит до 80 млн. т руды со средним содержанием меди 1,14%. Объем ежегодного производства пока не определен и составляет от 8-10 тыс. до немногим более 20 тыс. т в год. [2]. 3

\"Зеленая медь\" Шведская компания Boliden запустила на рынок два \"зеленых\" медных продукта для клиентов, которым нужно добиться снижения выбросов углекислого газа в своей производственной цепочке [3]. Первый продукт представляет собой вторичный металл, полученный из электронного лома. Второй — это медь, добытая с уровнем выбросов, который более чем в два раза ниже, чем в среднем по отрасли. Как заявил Мартин Эрикссон, менеджер Boliden по продажам меди, при добыче металла компания использует, в основном, энергию ГЭС. Вследствие этого, общий объем выбросов углекислого газа составляет 1,5 тонны на тонну металла, тогда как у конкурентов, получающих электроэнергию с угольных энергоблоков, этот показатель, в среднем, достигает 4 тонн. 4

\"Зеленая медь\" Около половины годового производства медных катодов Boliden в объеме 350 тыс. т будет в дальнейшем промаркировано как низкоуглеродная продукция, что означает выброс в атмосферу менее 1,5 кг двуокиси углерода на кг металла по сравнению с приблизительно 4 кг по традиционным технологиям, сообщила независимая сертификационная компания Intertek. \"Непрямые\" же выбросы связаны, например, с производством взрывчатых веществ, используемых для взрывных работ на карьерах [4]. 5

Новый способ извлечения цветных, редких и благородных металлов из сульфидного сырья Специалисты АО \"ВНИПИпромтехнологии\" (Инжиниринговый центр Уранового холдинга \"АРМЗ\"/Горнорудный дивизион Госкорпорации \"Росатом\") совместно с коллегами из ТОО \"КазГидроМедь\" Республики Казахстан разработали новый способ извлечения цветных, редких и благородных металлов. Национальным институтом интеллектуальной собственности Министерства юстиции Республики Казахстан научному коллективу выдан патент на полезную модель \"Способ извлечения цветных, редких и благородных металлов из сульфидного сырья\". Новый способ основан на использовании азотной кислоты в качестве окислителя при выщелачивании медных сульфидных концентратов. Образующиеся нитрозные газы улавливаются, продукты абсорбции возвращаются на стадию выщелачивания. Отходящие газы с остаточным содержанием оксидов азота подвергаются санитарной очистке перед выбросом в атмосферу. Запатентованный способ планируется к внедрению на опытном гидрометаллургическом заводе, строящемся в настоящее время в Жезказгане. \"Жезказганское месторождение – одно из крупнейших в мире месторождений меди. За 80 лет эксплуатации из его недр извлечено уже более 1 млрд т руды, что составляет 75% от общего количества балансовых запасов. Использование гидрометаллургических методов позволит вовлечь в отработку сульфидные руды и концентраты с низким содержанием меди. Это способствует восполнению сырьевой базы и продлению производственной деятельности Жезказганской площадки на десятки лет, а также улучшит экологическую обстановку в регионе\", - отметил начальник научно-исследовательского отдела комплексной переработки сырья Инжинирингового центра Алексей Соловьев [5]. 6

Фотоэлемент из меди Австралийский Стартап SunDrive создал самый эффективный в мире фотоэлемент. Компания использует медь вместо серебра для производства своих солнечных элементов: медь приблизительно в сто раз дешевле серебра [6]. Разработка прошла испытания в Институте исследования солнечной энергии в Хамельне, Германия, где была подтверждена ее рекордная производительность [7]. КПД в 25,54% превосходит предыдущий рекорд для кремниевых фотоэлементов в 25,26%, который установила китайская компания Longi. В настоящее время 15 процентов мирового промышленного потребления серебра идет на производство солнечных батарей. 7

Фотоэлемент из меди Серебро - ограниченный ресурс, и по мере того, как он становится все более и более дефицитным, его цена будет расти, поэтому стоимость производства солнечных модулей также возрастет. Добыча серебра из руд более низкого качества также приводит к увеличению выбросов, что усугубляет проблему. Медь гораздо доступнее в качестве ресурса, она дешевле и ее легче перерабатывать. Металл из медных солнечных модулей будет легче восстановить из старых модулей и, следовательно, его будет легче переработать в будущем. Это большая польза с точки зрения устойчивости. 8

Преимущества меди и BIO-C29: технология, устраняющая до 99,9% грибков Пытаясь разработать высокоэффективное решение во время текущей глобальной пандемии, компания Grupo LAMOSA из Перу решила создать линию керамики с противовирусными свойствами наночастиц меди (NanCu). Команда решила начать распространение технологии BIO-C29 через линейку продуктов BIO-CER. Это решение было достигнуто благодаря сотрудничеству между Маурисио Мендес (промышленный директор) и Дженни Моралес (технический директор LATAM) из Cerámica San Lorenzo-Grupo LAMOSA совместно с Nano Quantum Group SpA. По словам команды, \"медь известна во всем мире своими бактерицидными свойствами, поскольку ей удается уничтожать различные типы микроорганизмов, выделяя ионы, а также является материалом с самым широким спектром антимикробного действия, к которому добавлены его противовирусные и противогрибковые свойства. Технология, разработанная для линейки керамических продуктов BIO-CER, основана на высоком уровне высвобождения ионов, генерируемых медью в ее металлическом состоянии, производя свободные радикалы с высокой биоцидной способностью (вирусы, бактерии, грибки и дрожжи). Используемые наночастицы меди имеют нулевую валентность, что означает, что они находятся в металлическом состоянии, не подверженном окислению. Вдобавок медь имеет Z + (положительный) потенциал, который позволяет естественным образом соединяться с другими частицами (другие материалы нейтральны или отрицательны), сохраняя химические, физические, электрические и электронные свойства твердой меди. Структура наночастиц, вместе с опытом и исследованиями технической поддержки, позволяют создавать защитную пленку с биоцидными свойствами, обеспечивая высокие характеристики при нанесении покрытий и способствуя экономической жизнеспособности проектов в области нанотехнологий [8]. 9

Автоклавный процесс извлечения ценных металлов Продвинутые компании переходят на новые технологии и в добыче - в частности, к автоклавному процессу извлечения ценных металлов. Эта технология считается наиболее эффективной и широко применяется золотодобывающими компаниями, как \"Полюс Золото\" и \"Полиметалл\". По словам эксперта в сфере промышленности и индустрии Леонида Хазанова, \"цветная металлургия оказалась даже более инновационной, чем черная\". Преимущество автоклавного производства заключается в отсутствии выбросов металлургических газов. Полностью замкнутый технологический цикл обеспечивает отсутствие взаимодействия технологического процесса с окружающей средой. За счет применения автоклавной технологии значительно сокращается продолжительность производственного цикла. На выпуск катодной меди с момента поступления руды будет уходить порядка 8 суток – это примерно в 2-3 раза быстрее, чем при традиционных производственных цепочках. Кроме того, автоклавное производство обеспечивает извлечение меди до 98,5%. Для сравнения при пирометаллургическом производстве этот показатель составляет 94 – 96%. Автоклавы представляют собой крупные герметичные емкости, которые способны интенсивно пропускать через себя большие объемы медного концентрата и окисленной руды. Для извлечения из сырья полезного компонента в автоклавах создается повышенная температура и давление. Эти аппараты работают при температуре 200–260 градусов Цельсия и при давлении более 20 бар. Под действием температуры и давления сырье в автоклаве превращается в медьсодержащий раствор. На следующих этапах производства его используют в качестве основы для подготовки электролита, обогащенного медью. Под воздействием электрического тока в специальных электролизных ваннах медь из электролита восстанавливают в виде металлических пластин – катодов, содержащих 99,99% меди [9]. 10

Технологии экстракции растворителем Metso Outotec VSFX Metso Outotec подписала соглашение с Florence Copper Inc, дочерней компанией Taseko Mines Ltd, на поставку технологии экстракции меди и электролитического извлечения меди для завода, который будет построен в Аризоне, США. Заказ на сумму более 20 миллионов евро (24 миллиона долларов) был зарегистрирован в сегменте металлов, полученных за сентябрьский квартал. Поставка Metso Outotec включает модульную установку экстракции растворителем VSFX и основное технологическое оборудование для установки электролизера. 11

Технология добычи и производства меди Технология VSFX идеально подходит для медного проекта во Флоренции, который должен стать одним из самых энергоэффективных и низкоуглеродных производителей меди в мире. Модульный характер оборудования сократит время строительства и позволит Флоренции начать производство меди быстрее, чем при использовании других доступных технологий [10]. Энергоэффективная установка экстракции растворителем VSFX, снижает выбросы и безопасна в эксплуатации. Медный проект во Флоренции станет важным новым ориентиром для Metso Outotec на рынке меди в США в качестве поставщика комплексного производственного предприятия, использующего технологии экстракции растворителем и электролитического извлечения меди [11]. 12

3D-печать c использованием меди Раньше трехмерная печать с использованием меди была сложной задачей из-за ее отражательной способности и высокой теплопроводности, но достижения в области принтеров и материалов в значительной степени помогли решить эти первые проблемы. Сегодня 3D-печатные медные двигательные установки отправляют ракеты в космос, 3D-печатные медные радиаторы охлаждают процессоры, а 3D-печатные медные катушки повышают производительность электродвигателей [12]. Также, немецкая компания TRUMPF представила новый зеленый лазер с импульсной функцией, которая позволяет печатать чистую медь и другие драгоценные металлы. Продукт, называемый лазерным диском TruDisk 1020, был представлен на выставке Formnext 2018.Компания полагает, что эта технология будет новаторской и может использоваться в машиностроении, а также в ювелирной промышленности. \"Обычные системы используют инфракрасный лазер в качестве источника пучка, но его длина волны слишком велика и не может сваривать высокоотражающие материалы, такие как медь и золото. Это можно сделать с помощью лазерного излучения в зеленом спектре длин волн\" [13]. 13

Завод по получению меди из отходов Германская интегрированная медная компания Aurubis инвестирует 27 млн. евро в строительство на площадке бельгийского завода Beerse по переработке медного и медьсодержащего лома инновационного предприятия по извлечению металла из отходов электролитического рафинирования меди. Как сообщает компания, новая технология ASPA (Advanced Sludge Processing by Aurubis), разработанная специалистами компании Metallo Group, которую Aurubis приобрела в 2020 г. за 380 млн. евро, позволяет извлекать из шламов медь, драгметаллы и олово. 14

Завод по получению меди из отходов Строительство нового предприятия должно стартовать во втором квартале 2022 г. Ввод в строй предварительно намечен на начало 2024 г. Сырье в виде отходов будет поступать с основного производства завода Beerse, который ежегодно перерабатывает около 250 тыс. т лома, а также с предприятий Aurubis в Германии. В настоящее время мощности германской группы по переработке вторичных материалов составляют около 1 млн. т в год [14]. 15

Источники 1. 1. Аналитики прогнозируют рост цен на медь на 30% // https://kursiv.kz/news/otraslevye-temy/2021-05/analitiki-prognoziruyut-rost- cen-na-med-na-30 2. 2. Норвежская компания претендует на строительство первой \"безуглеродной\" медной шахты в мире // https://www.metalinfo.ru/ 3. 3. Шведская Boliden предлагает клиентам \"зеленую\" медь // https://www.metalinfo.ru/ru/news/124250 4. 4. Металлургия, горнодобыча // https://polpred.com/news/?cnt=176&sector=5 5. 5. АО \"ВНИПИпромтехнологии\" разработало новый способ извлечения редких металлов // https://www.metalinfo.ru/ru/news/129993 6. 6. Кремниевые фотоэлементы с медью вместо серебра показали рекордный КПД // https://hightech.plus/2021/09/22/kremnievie- fotoelementi-s-medyu-vmesto-serebra-pokazali-rekordnoe-kpd 7. 7. Sustainable solar cell leans on copper to claim world-record efficiency // https://newatlas.com/energy/sustainable-solar-cell-copper-world-record- efficiency/ 8. 8. Преимущества меди и BIO-C29: технология, устраняющая до 99,9% грибков // https://decor.design/preimushhestva-medi-i-bio-c29-tehnologiya- ustranyayushhaya-do-999-gribkov/ 9. 9. КП: \"Новая металлургия\": выше эффективность, меньше вреда для человека и природы // https://rmk-group.ru/ru/smi/rcc-in-the-press/kp- novaya-metallurgiya-vyshe-effektivnost-menshe-vreda-dlya-cheloveka-i-prirody/ 10. 10. Metso Outotec VSFX solvent extraction tech set for Taseko’s Florence Copper Project // https://im-mining.com/2021/09/14/metso-outotec-vsfx- solvent-extraction-tech-set-for-tasekos-florence-copper-project/ 11. 11. Copper 3D Printing – The Ultimate Guide // https://all3dp.com/1/copper- 3d-printing-the-ultimate-guide/ 12. 12. 3D печать медью и золотом // https://3ddevice.com.ua/blog/news- novye-3d-printery/3d 16

Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан Ташкент - 2021 г.