УДК 621.926.538.1
О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РЕКУПЕРАЦИИ АЛМАЗОВ
ИЗ ОТРАБОТАННОГО БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА
А. И. Вдовиченко, чл.-корреспондент АТН Украины, Союз буровиков Украины
На основе анализа отечественного и зарубежного опыта рекуперации алмазов определена целесообразность широкого развития этого направления в Украине.
На підставі аналізу вітчизнянного та закордонного досвіду рекуперації алмазів визначена доцільність широкого розвитку цього напрямку в Україні.
Based on the analysis of international experience and ottechestvennogo recovery of diamonds determine whether the extensive development of this field in Ukraine.
Алмазы и другие материалы, входящие в состав матрицы бурового инструмента, являются дефицитными и поэтому проблема их рекуперации и рационального использования есть, и будет в дальнейшем оставаться, весьма актуальной.
В свое время этот вопрос был отработан в соответствии с Инструкцией о порядке сбора и сдачи отработанного инструмента, содержащего природные алмазы, извлеченных из него алмазов и алмазных отходов [1]. Нормативно отработанные алмазные коронки и расширители сдавались на Кабардино-Балкарский завод алмазных инструментов (КБЗАИ), где было организована их рекуперация и повторное использование.
Рекомендациями по применению алмазного породоразрушающего инструмента для бурения геологоразведочных скважин [2] даже были установлены нормативы износа и сдачи природных и синтетических алмазов, которыми армировались буровые коронки. Нормативы сдачи природных алмазов для импрегнированных коронок составляли 25-55 %, для однослойных от 40 - 75 %, а для синтетических – не менее 40 %.
Приказом № 84 от 6 апреля 1998 года Министерством финансов Украины была введена новая Инструкция о порядке получения, использования, учета и хранения драгоценных металлов и драгоценных камней [3], которой было предписано следующее: «п.3.2. Отработанный алмазный инструмент или непригодный для дальнейшего использования по прямому назначению по согласованию с Министерством финансов Украины направляется на рекуперацию и переаттестацию в Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины или Опытный завод Института сверхтвердых материалов НАН Украины согласно с порядком, установленным Министерством финансов Украины»
Сотрудниками Института сверхтвердых материалов (ИСМ) Г.П. Богатыревой и другими [4] были проведены роботы по разработке эффективного, экологически безопасного процесса рекуперации алмазов и твердого сплава из отработанного инструмента. Был подобран оптимальный состав электролита, предложен раствор разбавленной азотной кислоты с добавкой фтористого натрия. Найдены оптимальные параметры ведения электролиза. Проведены качественные и количественные исследования рекуперированных алмазов. Установлено, что рекуперированные алмазы соответствуют требованиям ГОСТ 9206 – 80. Разработаны конструкции приспособлений электролиза, которые позволяют эффективно вести процесс электрохимического растворения только алмазоносного слоя, чем достигается извлечение на уровне 100 % заложенных алмазов и извлечение 60-70 % массы твердого сплава.
Резкое сокращение обьемов алмазного бурения в последние десятилетия, снижение контроля за отработкой и учетом алмазного инструмента, отсутствие государственного стимулирования экономного расходования алмазного сырья и переполнение рынка более дешевыми импортными алмазами привели к временному ослаблению интереса, как производителей так и потребителей, к вопросу рекуперации.
Однако, в последние годы наметилась тенденция к возрастанию цен на алмазное сырье, что привело к существенному увеличению стоимости алмазного инструмента, особенно импортного. В связи с чем, удельный вес породоразрушающего инструмента в общей стоимости бурения возрос с 5-10 % до 30-50 %. Из-за этого резко упала рентабельность алмазного бурения, особенно в сложных горно-геологических условиях. Теперь возникает проблема повышения стойкости алмазного инструмента при снижении его стоимости. Это возможно за счет большего насыщения матриц коронок более качественными и в тоже время не дорогими алмазами. Одним из найболее реальным путем решения этой проблемы есть использования рекуперированных алмазов.
По инициативе Союза буровиков Украины в 2009 году в ИСМ была проведено расширенное заседание научно-технического совета с участием представителей буровых предприятии, использующих алмазный инструмент, разработчиков, производителей и поставщиков этого инструмента, а также работников Минфина Украины [5]. На совете был рассмотрен вопрос рекуперации алмазов из отработанного бурового инструмента. Было отмечено, что требования действующей Инструкции №84 (п.п.3.2 и 3.3) не выполняются, контроль соответствующими государственными органами не осуществляется. Отработанный алмазный буровой инструмент не направляется в установленном порядке на рекуперацию и переаттестацию в ИСМ, рекуперация не производится. Работы по усовершенствованию технологии рекуперации алмазов не проводятся. Украина покупает значительное количество импортного алмазного сырья, финансирует из бюджета немалые средства на безрезультатные поиски алмазных месторождений, и в тоже время не осуществляется никаких движений в направлении развития вторичного использования алмазов из отработанного бурового инструмента, запасы которого постоянно возрастают. В результате обсуждений было принято решения создать рабочую группу для изучения данного вопроса и разработки комплекса мероприятий по организации сбора, рекуперации и рационального использования отходов из отработанного алмазного бурового инструмента. Предложения по составу группы, ее заданию и полномочиям были направлены на рассмотрение и утверждение Минфину Украины. Однако, в связи со структурными изменениями и частыми кадровыми переменами в министерстве, рассмотрение этого важного вопроса затягивается.
Анализ зарубежного опыта показывает, что рекуперацию алмазов широко используют в России, где законодательством даже предусмотрено стимулирование развития этого направления.
Тульским научно-исследовательським геологическим предприятием усовершенствована технология электрохимической рекуперации алмазов [6]. Она отличается от используемой в ИСМ тем, что анодное растворение осуществляется при периодическом прохождении импульсов биполярного электрического тока обратной полярности при продолжительности импульса 0,1-0,2 от продолжительности периода тока в сети. Повышение скорости анодного растворения матрицы достигается за счет повышения положительной поляризации пассивированного металла матрицы. В качестве электролита используется 10 %-ный раствор поваренной соли NaCl при плотности тока 1,5 А на 1 см кв. торца коронки. Это позволяет на 30-50 % повысить производительность рекуперации алмазных коронок, снизить энергопотребление, значительно уменьшить экологическую нагрузку и безопасность технологического процесса.
Сотрудниками ИСМ Г.П. Богатыревой, и другими были исследованы свойства высокопрочных порошков синтетического алмаза, извлеченных из отработанного бурового инструмента [7]. Результаты показали, что после рекуперации можно повторно использовать высокопрочные порошки алмаза марок АС100 - АС160. Это подтверждает целесообразность рекуперации синтетических алмазов.
Область рационального использования рекуперированных алмазов очень широка. С целью установления действительных потребительских качеств и области рационального использования рекуперированных алмазов в первую очередь необходимо разработать положение об их экспертизе и оценке на примере опыта России и Белоруссии [8].
Выводы
1. Достигнутый уровень исследований, практического опыта совершенствования рекуперационных технологий, а также экономические стимулы роста цен на алмазное сырье дают все основания, определяющие целесообразность рекуперации алмазов из отработанного бурового инструмента и повторного их рациональное использования.
2. Первоочередными мероприятиями развития работ по рекуперации алмазов должны быть:
а) восстановление на современном уровне рекуперационного производства в ИСМ и организация сбора отработанного бурового инструмента согласно требований Инструкции Минфина №84 от 06.04.1998 г.
б) усиление контроля Минфина за соблюдением предприятиями требований Инструкции по сбору и рекуперации отработанного алмазного инструмента;
г) стимулирование производителей и потребителей алмазного инструмента, способствующих развитие рекуперации и вторичного использования алмазов;
д) установить сбор с производителя алмазного инструмента в размере 15 %, который учитывается в цене и направляется в ИСМ для формирования специального фонда ( 10 % - на оплату потребителю возврата отработанного инструмента и 5 % - на инвестирование рекуперационного производства). Потребителю отпускается новый инструмент со скидкой до 25 % при условии полного возврата отработанного;
е) разработать положение об экспертизе и оценке рекуперированных алмазов.
Литература
1. Инструкция о порядке сбора и сдачи отработанного инструмента, содержащего природные алмазы, извлеченных из него алмазов и алмазных отходов ( № 86 от 28 ноября 1977 г.) Министерства финансов СССР. - М. - 15 с.
2. Алмазный породоразрушающий инструмент для бурения геологоразведочных скважин. Рекомендации по применению РД 41-01-04-83. Утверждены Техническим управлением Мингео СССР 3 марта 1983г.- Л.: ВИТР.- 1983. - 36 с.
3. Інструкція про порядок одержання, використання, обліку та зберігання дорогоцінних металлів і дорогоцінного каменю затверджена наказом Міністерства фінансів України від 6 квітня 1998 року № 84. Зареєстровано в Міністерстві юстиці України 28 квітня 1998 року за №271/2711.
4. Рекуперация алмазов и твердого сплава из отработанного инструмента / Г.П. Богатырева, М.А. Маринич, Г.А. Базалий, Н.А. Олейник // Матер. 3-й междунар. конф. «Породоразрушающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения». – К: Изд-во ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины. – 2000. – С. 15-17.
5. Бондаренко М.О., Богданов Р.К. Проблеми рекуперації алмазів із спрацьованого бурового инструменту // Буріння. – 2009. - № 2. – С. 15 -17.
6. Пат. на изобретение №2172294 Кл.С01В31/06. РФ. Способ электрохимической рекуперации алмазов / В.И. Спирин, В.И. Власюк, Ю.Е. Будюков, В.М. Постиляков. – Заявл. 29.11.1999; Опубл. 20.08.2001.
7. Свойства высокопрочных порошков синтетического алмаза, извлеченных из отработанного бурового инструмента / Г.П. Богатырева, Н.А.Олейник, Г.Д. Ильницкая, Г.А. Петасюк, Р.К. Богданов, А.М. Исонкин, А.П. Закора // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – технология его изготовления и прменения: сб. науч. тр.-Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2009-Вып. 12. – С.
8. Положение о порядке проведении экспертизы и оценки рекуперированных (извлеченных) алмазов. Постановление Минфина Республики Беларусь от 19.08.2002 № 117.
|
