Цирконий

Состояние сырьевой базы циркония Российской Федерации

Источники: 1 – ГБЗ РФ, 2 – Сборник «Прогнозные ресурсы твердых и твердых горючих полезных ископаемых РФ»

Воспроизводство и использование сырьевой базы циркония Российской Федерации

Источники: 1 – ГБЗ РФ, 2 – ФТС России, 3 – экспертная оценка ФГБУ «ВИМС» по данным ФТС России

В соответствии со Стратегией развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 22.12.2018 № 2914-р, цирконий относится к третьей группе дефицитных полезных ископаемых, внутреннее потребление которых в значительной степени обеспечивается вынужденным импортом. Кроме того, цирконий входит в перечень основных видов стратегического минерального сырья, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р.

Россия располагает крупной сырьевой базой циркония, достаточной для обеспечения внутренних потребностей страны. При этом отечественные месторождения в основном комплексные, цирконий в них присутствует в качестве попутного компонента. Это ставит развитие его добычи в зависимость от заинтересованности инвесторов в полезном ископаемом, являющемся в рудах того или иного цирконийсодержащего месторождения основным. Комплексность также в значительной степени осложняет процесс переработки руд.

Выпускаемый в стране бадделеитовый концентрат является уникальным высококачественным циркониевым сырьем и практически полностью экспортируется. Для производства металлического циркония (в том числе ядерной чистоты), его сплавов и изделий из них отечественные предприятия используют импортный цирконовый концентрат. По выпуску циркониевого проката страна является одним из мировых лидеров, обеспечивая около пятой части поставок на мировой рынок.

Ввод в эксплуатацию в декабре 2021 г. Туганского россыпного месторождения в Томской области создает условия для принципиального сокращения, а в перспективе — полного отказа от импорта в Россию циркониевого сырья.

Состояние мирового рынка циркония

В природе встречаются 2 промышленных минерала циркония — циркон и бадделеит, которые в большинстве случаев извлекаются как попутные продукты переработки комплексных руд.

Россия находится на третьем месте в мире по величине запасов циркония с долей в 6%. Удельный вес страны в мировом производстве циркониевых концентратов не превышает 1%, при этом Россия — единственная страна в мире, где получают бадделеитовый концентрат; во всех остальных странах выпускаются цирконовые концентраты.

Мировые запасы циркония, оцененные на территории 16 стран, составляют 38,6 млн т ZrO₂; ресурсы, которыми располагают 30 стран, оцениваются в 373,7 млн т ZrO₂. По предварительным данным, в 2021 г. мировое производство циркониевых концентратов увеличилось по сравнению с предыдущим годом на 12% — до 1,27 млн т. Основными продуцентами стабильно являются 6 стран — Австралия, ЮАР, США, Мозамбик, Индонезия, с 2014 г. — Сенегал; их суммарная доля в мировом производстве в 2021 г. составила 86%, причем Австралия и ЮАР обеспечили более 60% (табл. 1).

Таблица 1 Запасы циркония и объемы его производства в концентратах в мире

* пересчет по данным источника
** оценены только ресурсы циркония
*** разрабатываемых и осваиваемых месторождений Источники: 1 – Australian Government, 2 – оценка по данным компаний Iluka Resources Ltd., Tronox Ltd., Image Resources Ltd. 3 – оценка по данным компаний Rio Tinto Group и Tronox Ltd., 4 – Eramet Group, 5 – Kenmare Resources plc, 6 – Instituto National de Minas de Moçambique, 7 – оценка по данным International Trade Centre (ITC), 8 – U.S. Geological Survey, 9 – ГБЗ РФ, 10 – экспертная оценка ФГБУ «ВИМС» по данным горнодобывающих компаний и геологических служб отдельных стран

Австралия обеспечивает около трети мирового производства цирконовых концентратов. Основные добычные регионы расположены на юге страны в шт. Южная Австралия и Новый Южный Уэльс (погребенные внутриконтинентальные прибрежно-морские россыпи) и на западном и восточном побережьях (современные и погребенные прибрежно-морские россыпи). Крупнейшим продуцентом является компания Iluka Resources Ltd, открытым способом разрабатывающая погребенные прибрежно-морские циркон-рутил-ильменитовые россыпи рудниками Джасинт-Амброзия (Jacinth-Ambrosia) в шт. Южная Австралия и Кэтэби (Cataby) в шт. Западная Австралия. Рудник Джасинт-Амброзия, базирующийся на двух одноименных месторождениях, является крупнейшим в мире по выпуску цирконового концентрата (годовая производительность около 300 тыс. т). В 2021 г. им отрабатывалось богатое по содержанию циркона в тяжелой фракции россыпей (40,8%) месторождение Джасинт; в месторождении Кэтэби оно гораздо меньше — 10,5%. Благодаря выводу на полную мощность рудника Джасинт-Амброзия после его приостановки в 2020 г. компания увеличила производство цирконового концентрата до 320 тыс. т (+84%). Компания Tronox Holding разрабатывает дражным и сухим способами погребенные циркон-рутил-ильменитовые россыпи рудником Гинкго-Снаппер (Ginkgo-Snapper) в шт. Новый Южный Уэльс и дражным рудником Кульярлу (Cooljarloo) в шт. Западная Австралия. Месторождения Гинкго и Снаппер содержат в тяжелой фракции в среднем 10,7% циркона, месторождение Кульярлу — 11,2%. Мощности компании по производству цирконового концентрата составляют 127 тыс. т/год. Весь производимый концентрат экспортируется, главным образом в Китай и Индию, в меньших количествах в Республику Корея, Малайзию, Таиланд, Вьетнам и др.

В ЮАР цирконовый концентрат получают из песков современных и погребенных прибрежно-морских месторождений. На восточном побережье Rio Tinto Group разрабатывает дражным рудником Ричардс-Бэй (Richards Bay) дюнные россыпи в провинции Квазулу-Натал, получая около 260 тыс. т цирконового концентрата в год. В 20 км южнее Tronox Holding разрабатывает россыпи рудником Фэрбриз (Fairbreeze), используя гидравлический способ и получая на сепарационной фабрике около 50 тыс. т цирконового концентрата в год. На западном побережье Tronox Holding рудником Бранд-се-Бай (Brand-se-Baai) ведет открытую отработку россыпей в пров. Западный Кейп с производительностью в 23 млн т рудных песков и 130 тыс. т цирконового концентрата в год.

Летом 2021 г. из-за обострения криминальной обстановки Rio Tinto на месяц приостановила работу рудника Ричардс-Бэй; в 2022 г. по тем же причинам рудник бездействовал еще 2 месяца.

Цирконовый концентрат из ЮАР поступает на экспорт; его получателями являются страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР), а также Испания, Нидерланды, Италия, США.

В Мозамбике источником циркона являются современные прибрежно-морские россыпи на побережье Индийского океана. Крупнейший рудник Мома (Moma) ирландской компании Kenmare Resources plc в 2021 г. разрабатывал россыпи Намалопе (Namalope) и Пиливили (Pilivili). В 2021 г. он нарастил выпуск цирконового концентрата на 30% — до 56,3 тыс. т. Получаемый концентрат экспортируется преимущественно в Азию, в меньшей степени в Италию.

В Сенегале французская компания Eramet Group разрабатывает дражным рудником Гранд-Кот (Grand Cote) богатую современную прибрежно-морскую россыпь Диого (Diogo) на побережье Атлантического океана. В 2020 г. благодаря оптимизации процессов добычи и обогащения производство цирконового концентрата выросло на 4%; в 2021 г. отработка участков с высоким содержанием циркона позволила увеличить его еще на 8%. Получаемый концентрат полностью экспортируется — в основном в страны АТР, а также Испанию, США и Нидерланды.

В Индонезии циркон извлекают попутно при разработке оловянных россыпей на островах Банка и Белитунг, а также из хвостов обогащения, оставшихся на отработанных золотых рудниках о. Калимантан. Индонезийский цирконовый концентрат экспортируется исключительно в азиатские страны. Судя по величине экспорта, производство цирконового концентрата в стране уменьшилось на 15%.

В США производство базируется на погребенных прибрежно-морских россыпях в шт. Флорида и Джорджия. Концентраты используются как внутри страны (для производства металлического циркония, ферроциркония и диоксида циркония), так и для экспорта, главным образом в страны АТР, Мексику и Канаду.

Около половины выпускаемых в мире циркониевых концентратов используется в керамической промышленности, еще 30% идет на изготовления пресс-форм для высокоточного литья и применяется в производстве огнеупорных материалов; оставшиеся 20% направляются на получение химических соединений циркония и металлического циркония. При этом ежегодный прирост потребления циркона в керамической промышленности в последние годы замедлился до 2%, в огнеупорной и литейной промышленности он составляет 8%, в производстве химических соединений 11%, а применение циркона в высокотехнологичных отраслях растет на 30% в год. Более половины выпускаемого в мире циркона потребляется Китаем, где большая его часть используется в производстве керамической плитки; кроме того, в стране растет производство металлического циркония для атомных реакторов, количество которых в Китае быстро растет.

Мировое потребление циркониевых концентратов в 2021 г., по данным компании Eramet Group, выросло на 18% — до 1,18 млн т, превысив допандемийный показатель (1,15 млн т).

Благодаря расширению спроса на циркониевое сырье (особенно в Китае), обеспеченному ростом жилищного строительства и металлургического производства, цены на цирконовый концентрат в 2012 г. достигли своего пика. Последовавшее замедление китайской экономики негативно сказалось на спросе на циркон и вызвало снижение цен на него до второй половины 2017 г. В 2018 г. ситуация изменилась: выросло потребление в керамической промышленности Европы, в абразивной и литейной промышленности США и Японии. Начавшемуся росту цен не помешала даже вызванная экологическими причинами приостановка ряда предприятий по производству керамической плитки в Китае.

В 2019 г. из-за снижения китайского производства керамической плитки, вызванного торговой войной между Китаем и США, мировой спрос на циркон упал на 10%. Однако рынок избежал значительного профицита сырья, так как ряд рудников сократил добычу. Опасения дальнейшего сокращения поставок привели к росту закупок сырья и, соответственно, цен (рис. 1). С конца 2019 г. вновь установился нисходящий ценовой тренд, сохранявшийся до середины 2020 г. и в основном обусловленный приостановкой керамических производств в Китае, а с конца марта — и в Европе в связи с пандемией COVID-19. Падение производства автомобилей, вызванное теми же причинами, негативно повлияло и на спрос со стороны литейной промышленности. Хотя во втором полугодии спрос на циркон в Китае стал восстанавливаться, за 2020 г. в мире в целом он сократился на 15%. Аналогичное снижение продемонстрировали цены. В ответ на это снизилось производство цирконовых концентратов, повлекшее истощение их запасов у потребителей. В результате в III квартале 2020 г. сложились предпосылки для роста цен.

В 2021 г. быстрый восстановительный рост экономики Китая, в особенности его строительного сектора, активизировал спрос на циркон. Усилился он и в других азиатских странах, проводящих политику урбанизации, а также в США и Европе. Складские запасы цирконового концентрата у потребителей стали быстро сокращаться. Дефицит поставок спровоцировала приостановка компанией Rio Tinto рудника Ричардс-Бэй. В течение всего года производители циркона поднимали цены: ведущий австралийский продуцент Iluka Resources повысил цену на 23% — с 1 291 долл./т в IV квартале 2020 г. до 1 590 долл./т в IV квартале 2021 г., продуцент индонезийского премиального циркона PYX Resources Ltd за этот же период поднял цену на 75% — c 1 400 до 2 450 долл./т.

В 2022 г. дефицит цирконового концентрата нарастал. Спрос был высоким во всех регионах кроме Китая, где новая вспышка пандемии COVID-19 вызвала новые приостановки предприятий, особенно в керамической промышленности. В Европе спрос на абразивные и огнеупорные сорта цирконового концентрата сохранялся на значительном уровне, несмотря на высокую цену и рост затрат на электроэнергию и транспорт. В Мексике и Бразилии сохраняется высокий спрос со стороны керамической промышленности, в США — со стороны литейной и огнеупорной отраслей. Средняя цена первого полугодия 2022 г. на цирконовый концентрат (премиального и стандартного сортов) австралийской компании Iluka Resources выросла на 30% — до 1 855 долл./т. Компания PYX Resources в июне 2022 г. повысила цену на 13% по сравнению с началом года — до 2 766 долл./т.

В краткосрочной перспективе прогнозируется сохранение дефицита поставок цирконового концентрата из-за истощения запасов или снижения содержания циркона в рудах разрабатываемых месторождений, а также отсутствия ощутимого прироста запасов и открытий новых месторождений циркония. На этом фоне растущий спрос будет поддерживать высокие цены на циркон.

Стоимость бадделеитового концентрата в последние 10 лет превышала цену цирконового в среднем в 3,4 раза; в 2020 г. разница стала четырехкратной, но в 2021 г. сократилась до 3,6 раза. Благодаря уникальности продукции негативное влияние мировых тенденций на ее стоимости отражается слабо (рис. 1).

Состояние сырьевой базы циркония России

По состоянию на 01.01.2022 балансовые запасы циркония, заключенные в 20 месторождениях (6 коренных и 14 россыпных), составляли 12,4 млн т ZrO₂. Еще 2 месторождения (одно коренное и одно россыпное) содержат только забалансовые запасы. Забалансовые запасы в целом по стране составляли 12,9 млн т ZrO₂.

Кроме того, учитывается один техногенный объект (37,6 тыс. т ZrO₂).

Диоксид циркония в основном учитывается в качестве попутного компонента в комплексных коренных рудах (8,6 млн т ZrO₂) и одного из основных компонентов в песках россыпных (3,9 млн т ZrO₂) и техногенном месторождениях. Циркониевые руды, в которых единственным ценным минералом является циркон, развиты крайне ограниченно: в качестве основного компонента небольшое количество диоксида циркония учитывается в забалансовых запасах Вишневогорской цирконовой россыпи в Челябинской области.

Основная часть российских балансовых запасов циркония (68,9%) сосредоточена в пяти коренных месторождениях трех геолого-промышленных типов (ГПТ): трех редкометалльного щелочно-­гранитного типа, одного карбонатитового и одного, представляющего собой литифицированную россыпь. Остальные запасы содержатся в погребенных прибрежно-морских россыпях.

Месторождения редкометалльного щелочно-гранитного ГПТ содержат руды двух типов: циркон-пирохлор-колумбитовые (3,2 млн т ZrO₂, или 25,6% балансовых запасов страны) и циркон-­пирохлор-­криолитовые (3,1 млн т ZrO₂, или 24,8%). С карбонатитами связаны бадделеит-апатит-магнетитовые руды (2,2 млн т ZrO₂, или 17,3%). Литифицированная россыпь (0,2 млн т ZrO₂, или 1,2%) представлена циркон-ильменитовыми литифицированными песками.

Более четверти запасов России заключено в двух редкометалльных циркон-пирохлор-колумбитовых месторождениях, расположенных на юге Сибири: крупном Улуг-­Танзекском в Республике Тыва, которое находится в нераспределенном фонде недр, и подготавливаемом к освоению среднем Зашихинском в Иркутской области (рис. 2, табл. 2). В рудах Улуг-Танзекского объекта основными компонентами являются тантал и ниобий, тогда как цирконий наряду с ураном, торием, гафнием, литием и редкоземельными металлами рассматривается как попутное полезное ископаемое. На Зашихинском месторождении цирконий учитывается в качестве одного из основных компонентов (вместе с танталом и ниобием).

Рис. 2 Распределение запасов циркония между субъектами Российской Федерации (тыс. т ZrO₂) и его основные месторождения

Источник: ГБЗ РФ

Таблица 2 Основные месторождения циркония

* запасы частично находятся в нераспределенном фонде недр
** введено в эксплуатацию в декабре 2021 г., но по состоянию на 01.01.2022 учитывается как подготавливаемое к освоению Источник: ГБЗ РФ

Еще четверть балансовых запасов циркония приходится на долю крупного циркон-пирохлор-криолитового Катугинского месторождения в Забайкальском крае (в освоение не передано). Его руды характеризуются высокой комплексностью (Ta, Nb, Zr, U, Ti, Fe, РЗМ), тонкой вкрапленностью и хрупкостью минералов, близостью их физических свойств, в связи с чем руды относятся к труднообогатимым. Среднее содержание ZrO₂ в коренных редкометалльных рудах объекта составляет 1,6%, в рыхлых отложениях коры выветривания — 0,74%.

В Мурманской области в крупном карбонатитовом Ковдорском месторождении бадделеит-­апатит-магнетитовых легкообогатимых руд заключено еще 17,4% запасов циркония. Основным компонентом его руд является магнетит; бадделеит (природный оксид циркония), наряду с апатитом, является попутным. Кроме того, здесь же находится Ковдорское техногенное месторождение, представляющее собой лежалые хвосты мокрой магнитной сепарации 1-го поля хвостохранилища обогатительной фабрики; содержание ZrO₂ в них варьирует то 0,1 до 0,4%.

В Мурманской области также учтены забалансовые запасы циркония в эвдиалитовых рудах участка Аллуайв Ловозерского месторождения. Хотя в лабораторных условиях были разработаны различные варианты технологических схем их переработки, промышленная технология обогащения и передела такого сырья пока отсутствует.

В Республике Коми расположено Пижемское месторождение — единственная учитываемая в России литифицированная циркон-лейкоксен-ильменитовая россыпь, руды которой труднообогатимы, среднее содержание в них ZrO₂ составляет 0,05%.

Россыпные объекты в основном представлены циркон-рутил-ильменитовыми (3,3 млн т ZrO₂ или 26,6% балансовых запасов), а также циркон-­ильменитовыми (0,5 млн т ZrO₂, 3,7%) и кварцевыми песками с цирконом, рутилом, ильменитом (0,1 млн т ZrO₂, 0,7%). Россыпи, как правило, имеют достаточно большую глубину залегания и характеризуются тонкой зернистостью с распределением рудных минералов в классы <0,1 мм. Последнее обусловливает высокие (до 25%) потери в тонком классе при обогащении.

Среди россыпей наибольшими запасами обладают подготавливаемое к освоению Туганское месторождение в Томской области и Центральное месторождение в Тамбовской области, относимое к нераспределенному фонду недр (рис. 2, табл. 2). Наиболее высокими содержаниями ZrO₂ характеризуются Лукояновское (в среднем 13 кг/м³) и Бешпагирское (7,84 кг/м³) месторождения, расположенные в Нижегородской области и Ставропольском крае, соответственно. Кроме того, средние и мелкие по количеству запасов россыпи разведаны в Брянской, Свердловской, Тюменской, Омской, Новосибирской областях и в Ханты-Мансийском АО – Югра (ХМАО – Югра).

Освоенность российской минерально-сырьевой базы циркония невысока — в 2021 г. в разработку было вовлечено 3,4% запасов, на долю подготавливаемых к освоению и разведываемых объектов приходилось 28%, остальные 68,6% запасов находились в нераспределенном фонде недр (рис. 3).

Сложность ввода в промышленную эксплуатацию отечественных циркониевых месторождений нераспределенного фонда недр в первую очередь определяется особенностями их вещественного состава и гранулометрических характеристик. Так, в большинстве случаев руды коренных объектов страны являются труднообогатимыми из-за тонкой вкрапленности, наличия мелкозернистых, глинистых, частично сцементированных минеральных фракций, что диктует необходимость расширения фронта обогатительных операций (додрабливания и обесшламливания) и приводит к увеличению капитальных и производственных затрат. Разработанные технологические схемы переработки руд месторождений Катугинское и Улуг-Танзекское требуют применения сложных развернутых многостадийных технологических процессов (циклы флотационного, гравитационного и электромагнитного обогащения, химико-металлургический передел).

Основным препятствием для вовлечения в отработку россыпей служит их комплексность. В мировой практике обогащение добытых песков осуществляют по гравитационной схеме с использованием в качестве доводочных операций магнитных и электрических методов, а также гидравлическую или пневматическую сепарацию. Однако на Лукояновском месторождении при обогащении возникают трудности по разделению ильменит-хромит-гематитового продукта на индивидуальные концентраты; месторождение Центральное характеризуется повышенными содержаниями вредных примесей (фосфора и хрома). Комплексные россыпи Ставропольского края (Бешпагирское, Камбулатский и Константиновский участки) не отвечают действующим требованиям отечественной промышленности к примесному составу титановых концентратов, что ведет к необходимости применения дополнительных доводочных операций. Ряд россыпей (Тарское в Омской области и др.) при наличии потенциально реализуемых товарных концентратов характеризуется весьма глубоким залеганием и предполагают отработку методом скважинной гидродобычи.

Состояние циркониевой промышленности России

Добыча и производство

В течение последних 10 лет добыча циркония в России демонстрировала волнообразную динамику с общей тенденцией к снижению. Максимальный ее показатель был отмечен в 2013 г. (34,4 тыс. т с учетом отработки техногенного Ковдорского месторождения), минимальный — в 2019 г. (18,5 тыс. т) (рис. 4).

В 2021 г. добыто 22,8 тыс. т ZrO₂ (+17% относительно 2020 г.). Производство бадделеитового концентрата составило 6,65 тыс. т (+11%) или 6,56 тыс. т ZrO₂.

Промышленная добыча металла ведется компанией АО «Ковдорский ГОК» (входит в состав АО «Минерально-химическая компания «ЕвроХим») на двух месторождениях в Мурманской области: коренном и техногенном Ковдорских (рис. 5).

Рис. 5 Структура циркониевой промышленности по состоянию на 01.01.2022

Контуром показаны подготавливаемые месторождения и проектируемые предприятия
* месторождение введено в эксплуатацию в декабре 2021 г. Источники: ГБЗ РФ, открытые данные компаний

Комплексное коренное Ковдорское месторождение разрабатывается на железные руды с попутным извлечением фосфора (в форме апатита) и циркония (в форме бадделеита). Открытая отработка его верхних горизонтов карьером Железный при производительности 20 млн т руды в год завершится к 2050 г., после чего планируется переход на подземную добычу. Полное исчерпание запасов объекта ожидается не ранее 2125 г.

Ухудшение технологических свойств (снижение крупности) материала, слагающего техногенное Ковдорском месторождении, привело к угасанию производства из него бадделеитового концентрата. В 2015–2016 гг. добыча здесь была приостановлена, но в 2017 г. возобновилась в соответствии с проектом по разработке новых режимов процесса обогащения. На 2018–2022 гг. им предусмотрено ведение добычи с минимальной производительностью в 7,5 тыс. т рудного материала в год, в 2021 г. она составила 8,1 тыс. т. Полная отработка всех балансовых запасов объекта ожидается до конца 2040 г.

Переработка руды Ковдорского коренного месторождения ведется методом мокрой магнитной сепарации с получением магнетитового концентрата. Получаемые хвосты обогащения совместно с материалом из техногенного месторождения подвергаются гравитационно-флотационному обогащению для извлечения бадделеитового и апатитового концентратов. В 2021 г. на обогатительной фабрике переработано 20,1 млн т бадделеит-апатит-магнетитовой руды, содержащей 0,139% ZrO₂, и получено 6,65 тыс. т бадделеитового концентрата с содержанием 98,61% ZrO₂. Руды техногенного месторождения в 2021 г. не перерабатывались.

Выпускаемый АО «Ковдорский ГОК» бадделеитовый концентрат, представляющий собой технический диоксид циркония, пользуется высоким спросом за рубежом, где используется в производстве различной огнеупорной продукции с повышенной термостойкостью, абразивов, конструкционной керамики и электротехники.

Эпизодически и в малых количествах в России производились цирконовые концентраты при опытно-промышленной отработке ряда россыпных месторождений (Туганского и др.).

Внешняя торговля

Россия, экспортируя бадделеитовый концентрат (98–99% ZrO₂), закупает на внешних рынках цирконовый (65–66% ZrO₂), стоимость которого значительно ниже. Кроме того, в страну ввозятся продукты переработки концентратов — диоксид циркония высокой чистоты и металлический цирконий.

АО «Ковдорский ГОК» является единственным в мире поставщиком бадделеитового концентрата. В 2012–2021 гг. компания реализовывала за рубежом в среднем 92% получаемого продукта. При этом в связи со снижением его выпуска, объемы экспорта имели тенденцию к снижению. В 2020 г. в условиях ограничений, вызванных пандемией, поставки концентрата за рубеж упали до 2,4 тыс. т (-60%). В 2021 г. он увеличился до 5,2 тыс. т (рис. 6). Основными его получателями выступали государства АТР (почти 50%), а также Нидерланды (15%).

Импорт цирконовых концентратов в течение последних 10 лет варьировал в пределах 6–11 тыс. т/год. В 2021 г. внешние закупки составили 9,9 тыс. т (+25%) (рис. 6). Традиционно половину их объема обеспечила Украина, еще четверть — Нидерланды (рис. 7).

Импорт диоксида циркония высокой чистоты в 2011–2015 гг. варьировал от 220 до 640 т, а с 2016 г. в среднем составляет порядка 200 т в год. Основными поставщиками являются азиатские страны.

В небольших количествах (около 100 т ежегодно) Россия также импортирует металлический цирконий и циркониевые порошки. В 2021 г. их поставки составили 112 т (-6%). Половина продукции поступает из стран АТР, остальное в равных пропорциях из США и Франции. В отдельные годы страна экспортировала от 1 т до 24 т металлического циркония в Канаду, Японию, Нидерланды.

Внутреннее потребление

Видимое потребление циркониевых концентратов в России составляет 9,9–11,6 тыс. т/год. Как правило, более чем на 90% оно обеспечивается импортными цирконовыми концентратами, в незначительной степени — отечественным бадделеитовым сырьем. Только в 2020 г. при сохранении общего объема видимого потребления доля бадделеита в нем составила 30%.

Около половины циркониевых концентратов используется в производстве керамики, примерно 20% идет на выпуск металлического циркония, по 15% приходится на литейное производство и получение огнеупоров.

Основным потребителем цирконового концентрата является АО «Чепецкий механический завод» в г. Глазов Удмуртской Республики (входит в состав АО «ТВЭЛ», подразделения Госкорпорации «Росатом») — один из крупнейших мировых производителей циркониевого проката (около 18% рынка). Предприятие ежегодно закупает 2–­3 тыс. т концентрата. В номенклатуру выпускаемой им продукции входят слитки циркония, трубный и листовой прокат из циркониевых сплавов и изделия из них, порошки и керамические изделия на основе диоксида циркония, используемые как предприятиями атомной промышленности, так и в химической, нефтегазовой, медицинской и пищевой отраслях. До недавнего времени предприятие производило в качестве материала для своих изделий только электролитический циркониевый порошок по фторидной технологии. В октябре 2021 г. начато производство циркониевой губки, которое требует в 2 раза меньше технологических операций, снижает потребление сырья, материалов, энергоресурсов, а также объем отходов, обеспечивая при этом высокую чистоту циркония в части содержания гафния. В результате завод может отказаться от импорта губки, но увеличит потребление цирконового концентрата на 200–300 т/год.

Потребителями импортного сырья также являются ПАО «Ключевский завод ферросплавов» (Свердловская обл., входит в состав АО «УК «РосСпецСплав-Группа МидЮрал»), выпускающее ферросиликоцирконий и использующее около 800 т цирконового концентрата в год, а также предприятия литейной, огнеупорной, абразивной и керамической промышленности, производители антипригарных красок.

ПАО «Уралхимпласт», также расположенное в Свердловской области, ежегодно использует 1–­3 тыс. т цирконового концентрата для литейного производства.

Научно-производственные предприятия «Технология» и «Экон» в Калужской области из импортного сырья получают порошкообразный диоксид циркония и высокотехнологичную керамику на основе диоксида циркония для авиационной, ракетно-космической техники и транспорта.

Импортный, в основном японский порошок диоксида циркония используется в стоматологии для изготовления зубных коронок и имплантатов.

Из российских концентратов АО «Щербинский завод электроплавленных огнеупоров» и АО «Подольскогнеупор» (Московская обл.) выпускают бадделеит-корундовые огнеупоры для стекловаренных печей, АО «Боровичский комбинат огнеупоров» (Новгородская обл.) — огнеупорные изделия для непрерывной разливки стали.

В незначительных количествах цирконийсодержащие сырье, в том числе вторичное, востребовано производителями лигатур — ООО «Орион-­Спецсплав-­Гатчина» и АО «Уралредмет». Продукция последнего используется ПАО «Корпорация ВСМПО-­АВИСМА» для получения титановых сплавов.

Перспективы развития циркониевой промышленности России

В России подготавливаются к эксплуатации 2 месторождения, в рудах которых содержится цирконий: Туганское россыпное циркон-­рутил-­ильменитовое и Зашихинское коренное циркон-­пирохлор-­колумбитовое.

Первый проект реализован: в декабре 2021 г. АО «Туганский ГОК «Ильменит» ввело в эксплуатацию первую очередь ГОКа на россыпном циркон-рутил-ильменитовом Туганском месторождении в Томской области (табл. 3; рис. 8). Инвесторы проекта частный фонд Izurium Capital (Великобритания) и Госкорпорация «Росатом».

Таблица 3 Основные проекты освоения месторождений циркония

Источники: протоколы ЦКР-ТПИ Роснедр, открытые данные компаний

Технический проект первой очереди ГОКа (2019 г.) предусматривает открытую отработку запасов Южно-Александровского участка месторождения в 2020–2041 гг. В апреле 2022 г. предприятие вышло на проектную мощность первой очереди, в течение года планируется переработать около 430 тыс. т песков. Товарной продукцией являются ильменитовый (56,7% TiO₂), рутил-лейкоксеновый (89,9% TiO₂) и цирконовый (66,2% ZrO₂) концентраты, кварцевые фракционированные и стекольные пески. Первая очередь ГОКа позволяет выпускать 11,4 тыс. т/год ильменитового, 0,8 тыс. т рутил-лейкоксенового и 3,7 тыс. т цирконового концентратов. Цирконовый концентрат поступает напрямую на Чепецкий механический завод.

АО «Атомредметзолото» (дочернее предприятие Госкорпорации «Росатом», владеет 25% минус 1 акция АО «Туганский ГОК «Ильменит») уже в 2022 г. должно принять решение о начале строительства второй очереди ГОКа на Кусковско-­Ширяевском участке месторождения. Если его отработка начнется в 2023 г., то к 2026 г. ГОК сможет выйти на производительность по добыче рудных песков в 2,3 млн т/год. Это позволит ежегодно выпускать 45,5 тыс. т ильменитового, 3,2 тыс. т рутил-лейкоксенового и 14,7 тыс. т цирконового концентратов. К 2028 г. производительность может достигнуть 5,1 млн т/год, а к 2029 г., работая на полную мощность, ГОК сможет ежегодно добывать 6,9 млн т песков и выпускать 136,6 тыс. т/год ильменитового, 9,4 тыс. т рутил-лейкоксенового, 44,2 тыс. т цирконового концентратов. Срок отработки всех запасов месторождения оценивается в 43–45 лет.

В Иркутской области компания ЗАО «ТЕХНО­ИНВЕСТ АЛЬЯНС» (30% принадлежит АО «Первоуральский новотрубный завод») осваивает редкометалльное Зашихинское месторождение циркон-пирохлор-колумбитовых руд. Согласно техническому проекту (2019 г.), добыча будет вестись открытым способом с поэтапным вовлечением в отработку запасов в количестве 63,4 млн т; всего предусмотрено 3 этапа, которые охватываются период с 2022 до 2087 гг. Проектная документация разработана для первого этапа (2022–2044 гг.) и предполагает отработку 20,2 млн т руды с производительностью по добыче в 1,02 млн т руды в год. На 2022–2024 гг. запланированы горно-подготовительные работы, на 2025 г. — начало промышленной добычи.

Первичную переработку руды предполагается осуществлять на строящейся обогатительной фабрике по гравитационно-магнитной технологии. Планируется получение двух концентратов: цирконового (7 тыс. т/год, содержащего 3 408 т ZrO₂, 112 т Nb₂O₅, 23 т Ta₂O₅, 216 т ∑TR₂O₃) и колумбитового (6,8 тыс. т/год, содержащего 2 141 т Nb₂O₅, 171 т Ta₂O₅, 162 т ∑TR₂O₃, 618 т ZrO₂). Начало производства запланировано в 2026 г.

Кроме того, намечено строительство в г. Краснокаменск (Забайкальский край) химико-­металлургического завода по переработке этих концентратов гидрометаллургическим способом (цирконового — по щелочно-сернокислотной, колумбитового — по сернокислотно-фторидной схеме) и производству чистых и высокочистых оксидов циркония, тантала, ниобия, неразделенных оксидов редкоземельных металлов, а также гептафторотанталата калия. Продукцию планируется реализовывать на внутреннем рынке. На начальном этапе работы ХМЗ будет перерабатывать только колумбитовый концентрат.

Зашихинский ГОК должен был быть подключен к ВЛ-220 «Тулун-Туманная», строящейся для снабжения электроэнергией возводимого Ак-­Сугского меднорудного комбината в Республике Тыва. Однако эти планы изменились, и задача энергоснабжения предприятия пока не решена. Кроме того, реализации проекта мешают его расположение на землях, отнесенных в текущий момент к землям лесного фонда со статусом «ценные/противоэрозионные», и нереализованная на промышленном уровне технология переработки (быстрая коррозия элементов реактора при вскрытии колумбитового концентрата). Все вышеперечисленные факторы существенно снижают вероятность ввода месторождения в эксплуатацию в проектные сроки.

В Республике Коми планируется инвестиционный проект по строительству вертикально-интегрированного комплекса по добыче и переработке титановых руд и кварцевых (стекольных) песчаников Пижемского месторождения, который будет частью национального горнопромышленного кластера для комплексного освоения месторождений, расположенных на территории Республики. Его основанием является соглашение о сотрудничестве АО «РУСТИТАН» с Правительством Республики. Инвестпроект включен в Стратегию социально-экономического развития Республики Коми на период до 2035 г. и в Стратегию развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года, утвержденную Указом Президента РФ от 26.10.2020 № 645. Разработку месторождения планируется вести открытым способом годовой производительностью 5,5 млн т руды при обеспеченности запасами на 85 лет. Товарной продукцией предприятия будут концентраты: псевдорутиловый (65% TiO₂) — от 28,1 тыс. т/год, рутиловый (90% TiO₂) — от 40,6 тыс. т/год, цирконовый — от 0,41 тыс. т/год, а также железоокисный пигмент — от 40 тыс. т/год, синтетический волластонит — от 49 тыс. т/год, кварцевые пески — от 1 млн т/год. Проект также включает строительство железнодорожной магистрали Сосногорск — Индига, проходящей вблизи месторождения, и глубоководного морского порта Индига.

Воспроизводство сырьевой базы циркония России

По состоянию на 01.01.2022 в России действовало 12 лицензий на право пользования участками недр, содержащими цирконий: 6 — на разведку и добычу, две — совмещенных (на геологическое изучение, разведку и добычу, 5 — на геологическое изучение с целью поисков и оценки (из них 3 выданы по «заявительному» принципу).

На территории Арктической зоны Российской Федерации действовало 4 лицензии на право пользования участками недр, содержащими цирконий: 3 на разведку и добычу и одна совмещенная.

На протяжении последних 10 лет за счет собственных средств недропользователей проводились геологоразведочные работы (ГРР) различных стадий на титан-циркониевых объектах в погребенных прибрежно-морских осадках в Омской, Томской, Новосибирской, Оренбургской, Тамбовской, Рязанской, Нижегородской областях, на Верхнепижемском участке титаноносных песчаников с попутным цирконом в Республике Коми, а также на коренном редкометалльном Зашихинском месторождении в Иркутской области. На долю последнего в 2012–2013 гг. пришлись наиболее крупные за весь период ассигнования (рис. 9). В 2019–2021 гг. активизировались разведка Туганской россыпи (Томская обл.) и оценочные работы на Верхнепижемском участке, результатом которых стала постановка на государственный учет Пижемского месторождения.

В 2021 г. на проведение ГРР недропользователи затратили 71,3 млн руб. против 88 млн руб. годом ранее (-19%). Почти все средства были вложены в разработку проекта разведки и опытно-промышленной эксплуатации Пижемского месторождения (АО «РУСТИТАН»), который в ноябре 2021 г. получил положительное заключение экспертизы. Кроме того, 50 тыс. руб. были направлены на разведочные работы на месторождении Стеклянка (ООО «ГОК «Стеклянка», Тюменская обл.).

В 2022 г. недропользователи планируют направить на ГРР на цирконийсодержащих объектах 170,5 млн руб., 88% которых будет затрачено на разведку Пижемского объекта, остальное — на разведку месторождения Стеклянка и геологическое изучение перспективных на цирконий площадей в Оренбургской области и ХМАО – Югре. В 2022 г. также планировались разведочные работы на Самсоновском россыпном месторождении в Омской области, однако в мае лицензия, принадлежавшая ООО «Тарский горно-обогатительный комбинат», была аннулирована в связи с невыполнением сроков лицензионного соглашения.

В 2021 г. новые месторождения с запасами циркония на государственный учет поставлены не были. В 2020 г. впервые учтено Пижемское месторождение титановых руд с попутным цирконием в литифицированных россыпях в Республике Коми, балансовые запасы которого оценены в 151 тыс. т. Незначительный прирост запасов в 2020–2021 гг. получен на Ковдорском месторождении бадделеит-­апатит-­магнетитовых руд в Мурманской области (табл. 4).

Таблица 4 Результаты ГРР на цирконий, проведенных за счет средств недропользователей в 2020–2021 гг.

Источники: ГБЗ РФ, протоколы ФБУ «ГКЗ», ТКЗ

Всего по итогам ГРР в 2021 г. прирост запасов диоксида циркония категорий А+В+С₁ компенсировал их убыль при добыче из недр на 10,5%, в 2020 г. этот показатель составил 204% (рис. 10).

В целом в 2021 г. в результате добычи и потерь при добыче, разведки и переоценки запасы циркония категорий А+В+С₁ в 2021 г. уменьшились на 20,4 тыс. т ZrO₂, категории С₂ — на 2,4 тыс. т ZrO₂. В 2020 г. запасы всех категорий увеличились: А+В+С₁ — на 19,8 тыс. т ZrO₂, С₂ — на 111,5 тыс. т ZrO₂ (рис. 11).

В России имеются перспективы для значительного прироста запасов циркония — количество локализованных на территории страны прогнозных ресурсов наиболее изученных категорий Р₁ и Р₂ в пересчете на С_2усл (9,4 млн т ZrO₂) сопоставимо с количеством балансовых запасов (рис. 12).

Практически все прогнозные ресурсы страны связаны с титан-циркониевыми россыпями прибрежно-морского генезиса, которые распространены в Центральной России, на Северном Кавказе, на Урале (ХМАО – Югра) и в Западной Сибири (рис. 13). В Забайкальском крае локализованы мелкие циркон-пирохлор-криолитовые аллювиальные россыпи, на долю которых приходится всего 0,2% российских ресурсов категории P₁ и столько же — категории P₂.

Рис. 13 Распределение прогнозных ресурсов циркония категорий Р₁ и Р₂ между субъектами Российской Федерации, млн т ZrO₂

Источник: Сборник «Прогнозные ресурсы твердых и твердых горючих полезных ископаемых РФ»

Работы по наращиванию ресурсного потенциала за счет средств федерального бюджета в 2017–2021 гг. не проводились и на 2022 г. не запланированы (рис. 14). В 2012–2014 гг. выполнялись ГРР поисковой стадии в Ставропольском крае на погребенные россыпи прибрежно-морского типа, в 2014—2016 гг. — в Хабаровском крае на объекты карбонатитового типа.

ГРР ранних стадий в небольших объемах ведут недропользователи на комплексных титан-циркониевых объектах в погребенных прибрежно-морских отложениях. В 2019 г. АО «Компания МТА» планировала приступить к поисковым работам на северо-западных флангах циркон-­рутил-­ильменитового месторождения Правобережное (ХМАО – Югра), где локализованы прогнозные ресурсы категории P₁ в количестве 1 280,3 тыс. т TiO₂ и 227,1 тыс. т ZrO₂. Однако в 2019–2021 гг. финансирование работ на осуществлялось. Планируемые на 2022 г. затраты составляют 0,5 млн руб. Отчет с подсчетом запасов должен быть представлен в 2023 г.

---

Российская сырьевая база циркония достаточна для обеспечения как текущих, так и потенциальных потребностей российских предприятий в циркониевом сырье. В частности, дополнительный спрос на циркониевое сырье может обеспечить начало производства циркониевой губки на Чепецкий механический завод.

АО «Туганский ГОК «Ильменит» в конце 2021 г. начал промышленную добычу на Туганском россыпном титан-циркониевом месторождении в Томской области. С 2022 г. предприятие сможет ежегодно выпускать 3,7 тыс. т цирконового концентрата, что покрывает более трети запросов внутреннего рынка. При невозможности импортировать недостающие объемы циркониевого сырья (в виде цирконовых концентратов) для обеспечения внутреннего спроса возможно использование бадделеитового концентрата Ковдорского ГОКа.

Внутренние потребности в циркониевых концентратах могут быть полностью обеспечены отечественным сырьем к 2026 г. при выполнении планов развития Туганского ГОКа. При выходе предприятия на полную мощность производство концентрата в 4 раза превысит текущее потребление, что позволит организовать его поставки на экспорт. Однако следует учитывать, что цирконий во всех вовлеченных в освоение объектах МСБ является попутным и объемы его выпуска контролируются востребованностью основных полезных ископаемых соответствующих месторождений.

Значительное увеличение добычи циркония и связанные с этим проблемы его реализации могут возникнуть в связи с планами освоения редкоземельно-циркониевого месторождения Аллуайв (Мурманская обл.), где в составе нетрадиционного для России эвдиалитового типа сырья цирконий является одним из основных компонентов (наряду с РЗМ средней и тяжелой группы).