Неметалические полезные ископаемые играют большую роль в металлургическом производстве, где они используются в изготовлении огнеупоров, флюсов, в литейном деле, для окомкования железорудных концентратов, в качестве адсорбентов для очистки отходящих газов, замасленных вод и т.д. Основными видами сырья для металлургии являются плавиковый шпат, магнезит, брусит, бентонит, графит, высокоглиноземное сырье и др.
Состояние российской сырьевой базы этих видов неметаллов по сравнению с другими странами характеризуется более низким качеством сырья, более сложными горно-геологическими и экономико- географическими условиями.

В связи с тем что многие страны полностью отказались от мартеновского способа производства и перешли на выплавку стали в конвертерах и электропечах, идет изменение структуры использования металлургического сырья, и прежде всего сырья для изготовления огнеупоров.
Мировая тенденция в производстве огнеупоров направлена на создание и применение высокостойких изделий на основе новых видов сырьевых материалов с высокими технологическими свойствами.
В мировой практике резко сокращается использование полукислых шамотных, динасовых, периклазовых, известково-периклазовых огнеупоров и все большее применение находят периклазоуглеродистые, высокоглиноземистые и другие новые виды изделий [6, 8].

К 2010 г. в России также планируется полностью исключить мартеновское производство и довести выплавку стали в конвертерах до 68 % и в электропечах до 28%, что, безусловно, повлечет изменение структуры применяемых огнеупоров и соответственно потребности в определенных видах сырья.
Сейчас отечественные огнеупоры по основным показателям (теплостойкости, тепло- и массопотерям) значительно уступают лучшим зарубежным. Это вызвано как применением отсталых технологий при их производстве, так и недостаточно подготовленной и развитой сырьевой базой.

Нетрадиционными для России видами огнеупорного сырья являются высокоглиноземные минералы - кианит, андалузит, силлиманит, бокситы, цирконий.

В настоящее время большое место в структуре потребления металлургических производств развитых зарубежных стран занимают высокоглиноземистые огнеупоры (муллитокорундовые, муллитокремнеземистые и муллитовые), выпуск которых за последние 10-15 лет увеличился в 1,5-2,0 раза. Для их производства применяют как природное, так и искусственное сырье.
Природное высокоглиноземное сырье – минералы группы силлиманита (кианит-"дистен", силлиманит, андалузит), маложелезистые бокситы, гиббсит, дюмортьерит, корунд.
Искусственные высокоглиноземистые материалы – технический глинозем (электрокорунд) и синтетический муллит.
За рубежом высокоглиноземное сырье, а также бокситы и циркон добываются довольно интенсивно [9].

Высокоглиноземные минералы В настоящее время представительная информация о состоянии минерально-сырьевой базы (МСБ) высокоглиноземных минералов в целом по миру и отдельным странам недостаточна. По имеющимся данным [10] значительными запасами обладают США и ЮАР.
В ЮАР запасы алюмосиликатных руд (андалузит и силлиманит) по состоянию на 2003 г. оцениваются в 51 млн т.

Мировое рудничное производство кианита, андалузита и силлиманита по состоянию на 2002 г. оценивалось в 355 тыс. т в год. Основными продуцентами являются ЮАР, США, Франция, Индия, а также Китай, Австралия, Бразилия, Испания, Зимбабве и др.
За период 1998-2002 гг. рудничное производство сырья в США оставалось стабильным на уровне 90 тыс. т в год, во Франции увеличилось с 45 до 65 тыс. т, в Индии – с 14 до 20 тыс. т, в прочих странах в сумме – с 8 до 10-11 тыс. т.
Вместе с тем в 1,5 раза с 250 до 170 тыс. т сократилась добыча сырья в ЮАР.

Мировое промышленное производство высокоглиноземного сырья, включающее рудничное производство и технический глинозем, при незначительных колебаниях постоянно увеличивалось, причем весьма интенсивно. По данным за 1930-2002 гг. объем годового производства сырья уже к 1970 г. увеличился более чем в 23 раза, достигнув 200 тыс. т.
По сравнению с 1970 г. объем производства сырья к 2003 г. увеличился в 2 раза. Максимальное производство сырья за этот период было достигнуто в 1998 г. (463,7 тыс. т), минимальное – в 1993 г. (272 тыс. т).
Имеются данные, что по состоянию на 2002 г. мировое промышленное производство высокоглиноземного сырья оценивалось в 395 тыс. т (рисунок).

В динамике среднегодовых цен на высо-коглиноземное сырье за период 1934-2000 гг. наблюдалось чередование уровней их повышения и понижения, при общей, отчетливо выраженной тенденции роста.
Начиная с 1991 г. произошло резкое увеличение цен на сырье, которые к 1997 г. возросли более чем в 1,8 раза, достигнув 229 дол/т. За последние 5 лет (1997-2001 гг.), после произошедшего снижения цен в 1998-1999 гг. (до 210 дол/т), они вновь выросли, составив в 2001 г. 225 дол/т.
Цены на американский обожженный кианит за последние 5 лет (2000-2005 гг.) оставались стабильными, составляя 270- 280 дол/т [2].

Ведущими продуцентами высокоглиноземных минералов являются: кианита – США, Индия, Зимбабве, Австралия, Бразилия; андалузита – ЮАР Франция, Испания; силлиманита – Индия, Австралия, ЮАР.
Прослеженные за последние 7 лет тенденции показали, что рудничное производство кианита было достаточно стабильным в США, Бразилии и Индии и незначительно повысилось в Австралии и Зимбабве.
Производство силлиманита в Индии оставалось довольно стабильным – на уровне 12-14 тыс. т. Вместе с тем за этот период снизился спрос на андалузит, и в ЮАР (ведущий продуцент этого минерала) сократилось его производство, что связано с изменением технологии производства металла, возросшим использованием потребителями китайской огнеупорной продукции и применением на ряде европейских предприятий (в частности, в Нидерландах) вместо изделий из андалузита изделий из алюминиевой шпинели для производства особого типа стали.
Тем не менее ожидается, что эти изменения мало повлияют на общие тенденции повышения спроса на высокоглиноземное сырье [9, 10].

Мировой рынок высокоглиноземных минералов постоянно развивается, международные экспортно-импортные операции в целом приобрели относительно устойчивый характер. Объем, качество сырья и характер использования тех или иных высокоглиноземных минералов определяются требованиями потребителей. Поставки сырья стабильно выдерживают межконтинентальные перевозки на значительные расстояния (андалузит из ЮАР в США и Западную Европу, из Индии в Германию и Японию и т.д.), из чего можно также сделать вывод об отсутствии МСБ высокоглиноземного сырья во многих странах.

В России добыча и производство высокоглиноземных минералов не осуществляются. Доля производимых высокоглиноземистых огнеупоров составляет всего 2,5 %, а основным сырьем для их производства остается дефицитный и дорогостоящий технический глинозем, получаемый из маложелезистых бокситов и импортируемый из Китая.
Потребность в кианитовом концентрате для огнеупорной отрасли может в данное время составлять 25-50 тыс. т, а к 2010 г., при благоприятных экономических условиях и развитии металлургии, достичь 125-150 тыс. т.

По ресурсам высокоглиноземных минералов Россия занимает одно из первых мест в мире. Изучение их интенсивно проводилось в 30-50-е гг. прошлого столетия, когда были разведаны крупные запасы в Мурманской области, Республике Карелия и Сибири. Территориальное распределение запасов крайне неравномерно, подавляющий их объем, учитываемый Госбалансом и представленный кианитом, сосредоточен в Северо-Западном регионе (99,4 %), в том числе в Мурманской области (99 %) и Республике Карелия (0,4 %); остальные (0,6 %) – в Восточно-Сибирском регионе (Республика Бурятия) представлены силлиманитом.

В Мурманской области Госбалансом учтено 23 месторождения Кейвской группы. Утвержденные ГКЗ или ВКЗ запасы по пяти месторождениям (Новая Шуурурта, Червурта, Тяпыш-Манюк, Тавурта и Воргельурта) составляют по категориям А+В+С₁ 113 884 тыс. т кианита, или более 75 % суммарных балансовых запасов России, а запасы категории С₂ – 183 468 тыс. т (~41 %).
Наиболее крупным является месторождение Новая Шуурурта с утвержденными ГКЗ в 1954 г. запасами кианита по категории С₁ в объеме 24 861 тыс. т и категории С₂ – 99 442 тыс. т. Руды месторождения характеризуются хорошей обогатимостью, получаемый концентрат пригоден для производства огнеупоров.

В Республике Карелия находится Хизо-Варское месторождение, по масштабам и качеству руд уступающее Новой Шуурурте, но расположенное в благоприятных транспортно-экономических условиях.
Фирмой "Индустриальные минералы Карелии" была предпринята попытка подготовить это месторождение к разработке, однако работы не проводились и выданная лицензия была отозвана.

Несмотря на имеющиеся в стране крупные разведанные запасы высокоглиноземных минералов, их подготовленность к промышленному освоению очень слабая. Это связано с тем, что основной объем запасов в Мурманской области в районе Больших Кейв находится в сложных транспортно-экономических условиях и освоение требует значительных инвестиций. Однако в других регионах России также имеются месторождения и проявления высокоглиноземных минералов, на которых после проведения геолого-разведочных работ можно планировать разработку.
К их числу относятся месторождения на Урале – Борисовское, Михайловское, кианитсодержащие золотоносные пески Андреевско-Юльевского прииска, Абрамовское, Карабашское и др.; в Красноярском крае – Панимбинское андалузита и силлиманита, Чапское силлиманита; в Восточном Саяне – Базыбайское силлиманита.

Бокситы Мировые ресурсы бокситов оцениваются в 55-75 млрд т [2], по другим данным – 70-80 млрд т [5], которые выявлены в Южной Америке (33 %), Африке (27 %), Азии (17 %), Океании (13 %) и прочих регионах (10 %).
Запасы бокситов в мире по состоянию на начало 2003 г. оценивались в 24-27,5 млрд т (по сухой массе), более 60 % их сосредоточено в Гвинее, Австралии, Бразилии и на Ямайке. Месторождения разведаны и эксплуатируются в основном с целью обеспечения потребностей алюминиевой промышленности.
Вместе с тем для развитых зарубежных стран характерно широкое использование бокситов и для производства огнеупоров, абразивов, цемента, химикатов, пропантов и др.

США, Франция и другие страны, обладающие запасами бокситов, глубокозалегающих или с неблагоприятным (каолинитовым или бемит-диаспоровым) составом, сокращают или вообще прекращают добычу бокситов как сырья для производства алюминия. В то же время добыча бокситов для производства огнеупоров, абразивов, пропантов, цемента и т.д. сохраняется на прежнем уровне (США – 1,2-1,5 млн т; Франция – до 10 тыс. т; Германия – до 60 тыс. т).
Развитые зарубежные страны ежегодно перерабатывают для неметаллургического использования от 300 тыс. т до 2 млн т бокситов.

Мировые цены на бокситы для неметаллургического использования в 2-3 раза ниже цен на сырье для глиноземного производства и изменяются от 20-30 дол/т (сырье для мартеновского и портланд-цементного производств) до 50-90 дол/т (прочие области использования).

Потребление бокситов для производства огнеупоров в России в настоящее время составляет 75-100 тыс. т. К 2010 г. потребности могут возрасти до 250-400 тыс. т.

Анализ российской сырьевой базы бокситов для производства огнеупоров провести весьма сложно без общей оценки сырьевой базы алюминиевой промышленности, тем более что все месторождения были разведаны как источники сырья для производства глинозема, и в качестве перспективных источников огнеупорных бокситов рассматриваются уже известные объекты [4].
Балансовые запасы бокситов в России составляют около 1,5 млрд т, из которых лишь 52 % рентабельны для отработки. Основная часть запасов (92 %) сосредоточена в европейской части страны [7].

На Среднем Тимане, на Верхне-Щугорском месторождении, кроме запасов глиноземных бокситов подсчитаны запасы огнеупорных разностей, составляющие 1,5 % общих. На Восточном месторождении также выявлены ресурсы огнеупорных бокситов, но они еще не разведаны.

В качестве первоочередных для развития МСБ бокситов для производства огнеупоров могут рассматриваться объекты Североонежского бокситоносного района (СОБР). Деятельность ОАО "СОБР" и ОАО "Плесецкгеосервис" может быть частично или полностью ориентирована на добычу и обогащение сырья для производства огнеупоров, пропантов, солей алюминия, добавок к цементу и т.д.
Выполненные технологические исследования (Гиредмет, Институт им. Курчатова, ВНИИзарубежгеология) по обогащению бокситов показали возможность получения концентратов с Fe₂O₃ (1,5-2,5 %) и TiO₂ (1,3 %).

Неглубоко залегающие залежи бокситов с небольшим содержанием Fe₂O₃ имеются также в пределах Тихвинского бокситоносного района, где следует провести их оценку, а в связи с истощением здесь запасов глиноземных бокситов организация добычи маложелезистых бокситов для производства огнеупоров и других целей позволит решить и важные социально-экономические проблемы.
Для освоения перспективны также объекты Южно-Тиманского бокситоносного района и маложелезистые бокситы, известные в пределах Чадобецкой и Приангарской групп месторождений.

По сравнению с зарубежными странами в России не обнаружены месторождения бокситов с сопоставимыми запасами как по объему, так и по качеству руд, и перспективы их выявления весьма слабы. Тем не менее некоторые месторождения представляют интерес для производства огнеупоров; к ним относятся Тимшерская и Пузлинская группы месторождений Южно-Тиманского района; Деревское, Мягозерское, Холмицкое месторождения Тихвинского бокситоносного района; Центральное, Пуня, Ибджибдекское и др. Чадобецкой группы; Порожинское, Верхотуровское, Киргитейское Приангарской группы. Поэтому представляется целесообразным, совместно с потребителями бокситов для огнеупоров, определить наиболее интересные объекты для геолого-экономической, минералого- технологической переоценки с учетом расположения центров потребления, геологических, технологических, горно-технических, транспортных и других условий.

Цирконий

Установленные мировые запасы циркония оцениваются в 60 млн т [3]. Ведущими по масштабам запасов странами являются Австралия, ЮАР, Украина, США, Индия. Основным источником циркония в этих странах служат прибрежно-морские циркон-рутил-ильменитовые россыпи.
Массовая доля циркона в песках составляет от сотых долей до 8-10 %. В россыпных месторождениях сосредоточено 95 % мировых запасов циркония.
Менее 5 % циркония добывается из коренных комплексных месторождений, связанных с массивами ультраосновных щелочных пород и карбонатитов.

Нетрадиционными сырьевыми источниками циркония являются также битуминозные песчаники и комплексные редкометалльные месторождения щелочных гранитов, выявленные в Канаде, золотоносные россыпи и песчано-гравийные месторождения в США.

Около 85 % производимого циркониевого сырья используется в виде концентрата, основными потребителями которого являются металлургия, производство стекла, огнеупоров, литейное производство и производство керамики. Так, в США около 72 % концентрата используется в производстве керамики и литейных смесей, в Японии основной областью потребления концентрата является производство огнеупоров, а в Западной Европе (Италия, Испания) – производство керамики.

Конъюнктура мирового рынка циркония весьма чувствительна к колебаниям спроса и предложения. На мировые цены цирконового концентрата существенно влияет давлеющее положение Австралии на рынке циркония.
На конец 2005 г. цены на циркон составили: Фоб Австралия, навалом, дол/т: керамический сорт – 550-700, огнеупорный сорт – 550-700, литейный сорт – 550-700. Фоб США, навалом, дол/т: керамический сорт – 570-700, огнеупорный сорт –570-700, литейный сорт – 570-700.
Цены на бадделеит огнеупорного/абразивного сорта (контрактные цены) составили 2200-2600 дол/т, керамического сорта (98 % ZrO₂+HfO₂) – 2800-3200 дол/т [2].

В перспективе предполагается увеличение потребности в циркониевых материалах, в основном за счет расширения использования керамических порошков диоксида циркония, что может привести к очередному дефициту на рынке циркония.

По объему запасов Россия занимает 4-е место, после Австралии, ЮАР и Украины, и ее доля в мировых запасах составляет около 8,5 %.

Госбалансом учтены запасы циркония по 13 месторождениям (8 – россыпных, 5 – коренных), причем 4 из них (2 – россыпных, 2 – коренных) отнесены к забалансовым.
В распределенном фонде находится 6 месторождений (2 – коренных и 4 россыпных). Около 70 % балансовых запасов находятся в Сибири. Прогнозные ресурсы весьма значительны и велики перспективы открытия новых эффективных месторождений [1]. Из суммарных прогнозных ресурсов 93,5 % приходится на комплексные россыпи и 6,5 % – на коренные месторождения.
Прогнозные ресурсы в комплексных россыпях сосредоточены в основном в районах Западной Сибири (45,4 %) и европейской части страны (43,4 %).

Единственный в России производитель циркониевого сырья – Ковдорский ГОК – способен производить от 3 до 5 тыс. т бадделеитового концентрата в год, что обусловлено низким содержанием циркония в руде и весьма малым извлечением (~17 %) бадделеита в концентрат.
Других действующих источников циркониевого сырья в стране нет.

Поскольку основными промышленными типами месторождений являются морские россыпи титан-цирконового состава, развитие собственной базы циркония тесно связано с проблемой титана.

В России известны десятки месторождений и проявлений комплексных титано-циркониевых россыпей. Однако к числу объектов, которые могут рассматриваться как потенциальные источники получения циркония, относятся только Восточный участок Центрального месторождения (Тамбовская область), Итмановский участок Лукояновского месторождения (Нижегородская область), Самсоновский участок Тарского месторождения (Омская область), Южно-Александровский участок Туганского месторождения (Томская область).
Сегодня лишь одно Туганское месторождение практически полностью подготовлено для промышленного освоения. Оно было разведано и технологически изучено в 1990-1992 гг. с утверждением запасов в ГКЗ. Все остальные месторождения нуждаются в доизучении и переоценке.
Особенностью российских месторождений является то, что они представлены древними россыпями и залегают на больших глубинах (в среднем 10-40 м, а нередко и 90-100 м), содержание ильменита, рутила и циркона более низкое по сравнению с разрабатываемыми зарубежными, что снижает их рентабельность, которую можно повысить при комплексном использовании добываемого сырья.
Актуальной является задача повышения извлекаемости минералов в конечные концентраты, улучшения качества концентратов, особенно цирконовых.
Необходимо отрабатывать методику опробования россыпей, поскольку применяющийся при разведке шлихоминералогический метод оценки качества песков приводит к занижению содержаний основных рудных минералов на 10-30 %.

Для решения проблемы производства и использования высокоглиноземных минералов в качестве огне- упоров необходимо провести ревизию и переоценку их балансовых запасов по современным требованиям промышленности, с переутверждением или исключением из Госбаланса; выполнить геолого-разведочные работы по выявлению перспективных объектов для создания сырьевых баз на Урале, в Алтае-Саянском регионе, Красноярском крае, районах, приближенных к центрам потребления с развитой инфраструктурой;
ввести в разработку наиболее благоприятное Хизо-Варское месторождение в Республике Карелия.

По бокситам первоочередной задачей является выделение в пределах разрабатываемых месторождений маложелезистых разностей, после обогащения которых возможно получение концентрата с содержанием Fe₂O₃ до 1,5-2,5 % и SiO₂ до 8 %.
В качестве объектов для изучения и освоения могут быть месторождения Северо-Онежского и Южно-Тиманского районов, в частности месторождения, находящиеся в ведении ОАО "СОБР" (Иксинское, Плесецкое, Дениславское и др.), добыча на которых может быть переориентирована для производства огнеупоров и других изделий.
Перспективными для изучения и освоения являются неглубоко залегающие залежи маложелезистых бокситов месторождений Тимшеро-Пузлинской группы в Южно-Тиманском районе, а также Деревское, Мягозерское, Холмицкое и др. в Тихвинском районе.

Большинство месторождений циркония, числящихся на Госбалансе, являются нерентабельными для отработки. Однако прогнозные ресурсы весьма значительны и перспективы выявления новых месторождений и доизучения известных объектов, эффективных для освоения, достаточно велики [1].
К числу объектов, заслуживающих первоочередного изучения, относятся Лукояновское, Центральное, Кирсановское, Бешпагирское, Унечское, Новозыбковское, Тарское, Туганское. Кроме перечисленных, имеются многочисленные проявления, особенно в центре европейской части России. Они известны в Курской, Белгородской, Брянской, Воронежской, Рязанской, Ростовской областях, Ставропольском крае.

Реализация программы геолого-разведочных работ позволит создать базу нетрадиционных видов минерального сырья для производства эффективных видов огнеупорных материалов, необходимых металлургии России, снижающей производство мартеновской стали и увеличивающей мощности по выплавке кислородно-конвертерной стали и электростали.

Литература

1. Быховский Л.З. Цирконий России: состояние, перспективы освоения и развития минерально-сырьевой базы. Минеральное сырье / Л.З.Быховский, Л.Б.Зубков, Е.Д.Осокин // Серия геолого-экономическая. – М.: ВИМС, 1998. – № 2.
2. Бюллетень иностранной коммерческой информации (БИКИ). – 1989-2005.
3. Гиредмет. По материалам Mi- neral Commodity Summaries. – 2005. – Р.191-192.
4. Голивкин Н.И. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы черных металлов и бокситов европейской части России и Урала / Н.И.Голивкин, Н.И.Потконен, В.И.Николаев и др. // Геология и минерально-сырьевые ресурсы европейской территории России и Урала. Материалы региональной конференции. В двух книгах. Кн.1. – Екатеринбург, 2000.
5. Материалы Первой международной конференции "Значение промышленных минералов в мировой экономике: месторождения, технология, экономическая оценка". – М.: ГЕОС, 2006.
6. Постудин Д.В. Сценарий развития индустрии огнеупорных материалов – Мир и Китай, (обзор) // Огнеупоры и техническая керамика. – 2003. – № 7.
7. Ремизова Л.И. Сырьевая база алюминиевой промышленности России // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. – 2005. – № 4.
8. Энтин В.И. Состояние и перспективы развития производства на огнеупорных предприятиях России / В.И.Энтин, В.Д.Шелогубов // Новые огнеупоры. – 2005.
9. Industrial Minerals. – 1995-2002.
10. Mineral Commodity Summaries, U.S. Department of the interior, U.S. geological Survey. – 2000-2003.