Skip to Content

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ШЛАКИ: РАЙ ДЛЯ МИНЕРАЛОГА

В лаборатории региональной геологии и геотектоники Института геологии и геохимии УрО РАН почти десять лет исследуют минералогию металлургических шлаков. Инициативная группа, в которую входят кандидаты геолого-минералогических наук В.С. Пономарев, П.С. Козлов, Л.В. Леонова и ведущий инженер А.В. Захаров, исследуют минералогию шлаков из различных металлургических предприятий Среднего Урала. Изучаются как старинные шлаки демидовских заводов, так и современных гигантов (СУМЗа, НТМК и др.). Цель изучения – выявить экологические проблемы этих промышленных отходов и найти возможности дальнейшего использования шлаков. Наш корреспондент побеседовал об этом с руководителем группы, ведущим научным сотрудником ИГГ, кандидатом геолого-минералогических наук Юрием Ерохиным.
— Почему вы выбрали такую тему? Неужели в Уральских горах нечего больше изучать и приходится заниматься минералами в заводских отвалах?
— Вы не правы. Металлургические шлаки — рай для минералога. Наш регион уже более 300 лет известен как металлургический центр России. Еще в эпоху правления Петра I при заводчиках Демидовых (отце и сыне) количество выплавленного уральского железа (а тогда это были верхотурские, невьянские, нижнетагильские и другие среднеуральские заводы) составляло 2/3 объема от всего российского производства. И сегодня в Свердловской области сохранились крупные металлургические заводы: Среднеуральский, Нижнетагильский, Каменск-Уральский, Полевской и многие другие. Они стабильно работают, служа экономическими локомотивами нашей областной промышленности.
Многие предприятия за два-три века своей работы накопили гигантские шлакоотвалы, которые негативно влияют на окружающую среду региона. Некоторые из них, чтобы снизить экологическую напряженность, пытаются перерабатывать отвалы, но в основном это сводится к утилизации шлаков в дорожное полотно или в качестве наполнителя железобетонных конструкций. А ведь многие металлургические шлаки содержат ценные компоненты и могут быть вовлечены во вторичную переработку. Кроме того, сами шлаки напоминают вулканические породы и содержат уникальную высокотемпературную минералогию, которая может различаться даже в пределах одного завода из-за различного состава используемой руды и флюса.
— С чего начались исследования?
— Сначала мы изучали шлаки Среднеуральского медеплавильного завода (Первоуральск) и железоплавильных промыслов Ревдинского округа (самой Ревды и расположенного южнее поселка Мариинск). Потом объектами исследований стали Режевской никелевый завод, Ключевской завод ферросплавов (пос. Двуреченск) и Верхне-Синячихинский металлургический завод, а также Нижнетагильские заводы (старый демидовский и новый НТМК) и Карабашский медеплавильный завод. В последнее время заинтересовались шлаками старинных заводов. Например, нами опробованы шлаки Староуткинского демидовского завода (фото вверху), Сысертского турчаниновского завода, Алапаевского казенного завода, а также передельных и железоплавильных предприятий Билимбая, Сылвы (фото внизу), Верхней Сысерти и других. Результаты исследований опубликованы в известном уральском сборнике «Минералогия техногенеза» и ваковских журналах металлургического и геоэкологического профиля, а также в зарубежных журналах по списку WoS.
— Были ли интересные находки?
— В шлаках Верхне-Синячихинского завода мы обнаружили редкий минерал муассанит, карбид кремния, второй по твердости после алмаза. В природе муассанит крайне редок. Встречается он в виде включений в алмазах, в кимберлитах и лампроитах, а также в образцах лунного грунта и углеродистых хондритах (метеоритах). Найденные нами шлаки с муассанитом выглядят очень красиво, у них сильная «игра» на свету, они похожи на хороший поделочный камень. Эти шлаки можно использовать как абразивный материал.
Нами описаны уникальные шлаки Ключевского завода ферросплавов с драгоценными камнями – рубином (фото вверху справа), сапфиром, благородной шпинелью и хибонитом. Некоторые из них изучались и ранее, но мы для этих шлаков дали детальную минералогию. Кстати, наиболее крупные камни в этих шлаках пригодны даже для ювелирной огранки, а сами образцы можно использовать как очень красивую декоративную плитку, хоть для ванных комнат, хоть для тротуаров (этим шлакам износу нет).
В шлаках медеплавильного производства (СУМЗ и Карабашский завод) обнаружена интересная и уникальная сульфидная минерализация, не имеющая природных аналогов. К сожалению, Международная минералогическая ассоциация на данный момент не регистрирует техногенные минералы, иначе мы сразу могли бы зарегистрировать 5–6 новых минеральных видов.
В шлаках Алапаевского завода мы нашли интересный и, по всей видимости, новый минерал — алюминиевый аналог наталиякуликита, недавно открытого в сложной группе перовскита. Он установлен в периклаз-ларнитовом шлаке, который, к сожалению, неустойчив за счет разрушения ларнита и поэтому представляет угрозу для экологии Алапаевска, так как сам шлакоотвал находится на берегу реки Алапаиха.
Любопытно, что минералогия многих шлаков уральских заводов часто отдаленно напоминает минеральный состав метеоритов, и этот факт непременно должны учитывать поисковики и ученые-исследователи метеоритного вещества. К примеру, в шлаках Режевского никелевого завода нами были обнаружены типичные «метеоритные» минералы — тэнит, тетратэнит, троилит и другие. Возможно, что некоторая часть переотложенного подобного шлакового материала уже лежит в лабораториях или в музеях под видом межзвездной пыли или «пришельцев» с другой планеты.
— Металлургические шлаки вы назвали раем для минералога. Но условия, в которых образуются эти минералы в доменных печах, скорее похожи на ад. А схожесть их с метеоритами позволяет предполагать, в какой обстановке рождаются метеориты. Появляется перспектива для новых направлений исследований. Как вам видится развитие такого направления минералогии? Какие объекты для изучения еще запланированы?
— К сожалению, финансовой поддержки по разным причинам нам пока получить не удалось, поэтому приходится заниматься изучением шлаков в свободное от основной работы время. Хотя планов, конечно, много. Например, в этом году мы планируем изучить шлаки Сагринского рудника и старинного Шувакишского железоделательного завода, который работал в 1706–1716 гг., то есть еще до основания Екатеринбурга. За три века металлургического производства Урал накопил сотни миллионов тонн шлаков, где скрывается немало сюрпризов для минералогов. Поэтому уверен: нас ждут новые открытия.
Беседовала
Тамара ПЛОТНИКОВА
На фото: в центре — демидовский завод с поздними советскими надстройками, поселок Староуткинск;
слева внизу — Ю.В. Ерохин на фоне остатков кузнечного цеха Сылвенского передельного завода (фото Владимира Пономарева).
Справа вверху — зерно рубина в агрегате дяоюдаоита. Полированный шлиф, Ключевской завод (фото Юрия Ерохина).
 
Год: 
2020
Месяц: 
июль
Номер выпуска: 
13-14
Абсолютный номер: 
1216
Изменено 22.07.2020 - 10:07


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47