Научные проблемы комплексного использования минерального сырья

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

17

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Ф.Д. Ларичкин

Комплексный многокомпонентный характер минерального сырья является обычным в природе и обусловливается геохимическими законами распределения, концентрации и рассеяния химических элементов в процессах образования и метаморфизма горных пород. Высокая народнохозяйственная значимость и эффективность комплексного использования минерального сырья (КИМС) для современной сырьевой экономики России не подвергаются сомнению.

Практический опыт, многочисленные исследовательские и экспериментальные работы свидетельствуют о принципиальной технологической возможности извлечения, по крайней мере, большинства ценных компонентов (химических элементов и их соединений) при весьма низких их содержаниях в перерабатываемом многокомпонентном сырье. Основной проблемой для практической реализации конкретных проектов в этой области является не разработанность методологических основ объективной оценки экономической эффективности КИМС, в том числе дифференцированной оценки целесообразности извлечения и производства каждого из ценных составляющих сырья в отдельности, т.е. обоснования рационального круга компонентов, подлежащих извлечению.

В годы плановой экономики комплексному использованию сырья во многом препятствовали отраслевые, ведомственные барьеры. В начальный период российских рыночных реформ 90-х годов минувшего века, в условиях общего системного кризиса, обвального падения объемов производства во всех сферах экономики и платежеспособного спроса, кризиса неплатежей, отсутствия не только инвестиций, но и оборотных средств и т.д. вопрос о развитии и повышении уровня комплексного использования сырья по сути был лишен практического смысла. Постепенная адаптация к новым условиям и наметившийся рост российской экономики вновь ставят проблему в повестку дня. В нестабильных рыночных условиях продуктовая реструктуризация природоэксплуатирующих предприятий на базе комплексного использования многокомпонентного сырья становится жизненно необходимой не только для обеспечения устойчивого экономического роста и повышения доходности, но, зачастую, и как единственная возможность сохранения предприятия в суровой конкурентной среде, а также оздоровления экологической обстановки.

Успешное решение проблемы КИМС связано не только с разработкой принципиально новых, совершенствованием и развитием существующих технологических схем и оборудования, но и с разрешением сложных теоретических и практических аспектов экономики комплексных производств, связанных со стоимостной оценкой каждого из ценных составляющих сырья, совершенствованием калькулирования себестоимости вырабатываемых продуктов, обоснованием методов оценки достигнутого уровня, выявления имеющихся резервов и наиболее перспективных направлений улучшения КИМС на всех стадиях и участках производства.

Для отечественной экономики, имеющей ярко выраженный сырьевой характер, исключительную важность и актуальность имеет изучение теоретических представлений в области знаний по проблемам рационального природопользования, комплексного использования сырьевых, особенно невозобновляемых минеральных, ресурсов.

За семь десятилетий, прошедших с момента введения в научный и производственный оборот акад. А.Е.Ферсманом [1] понятия «комплексного использования сырья» выполнен и опубликован огромный объем теоретических и прикладных работ по геологическим, материаловедческим, технологическим, экологическим, социальным и экономическим аспектам проблемы, нуждающимся в междисциплинарном обобщении, систематизации и дальнейшем развитии в рыночных условиях хозяйствования с позиций современных научных подходов и методологии.

Общепризнанным в настоящее время научным фактом является необходимость и возможность применения системного подхода к изучению и решению любой сложной проблемы. Упорядочение, структуризация знаний об экономике комплексного использования минерального сырья возможно на основе применения системного метода при изучении рассматриваемой научной области. Системный метод представляет собой наиболее общий подход к исследованию и решению любой сложной проблемы объекта с учетом его целостности и с использованием системных средств, образующих совокупность принципов и понятий.

Следуя классическому определению системы как совокупности взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов, развивающихся в направлении общей системной целевой функции, определяется и система комплексного использования минерального сырья - целостное единство взаимосвязанных элементов, обеспечивающих изучение, освоение и комплексное использование минерально-сырьевой базы каждого горнопромышленного предприятия и всего минерально-сырьевого комплекса России в интересах экологосбалансированного устойчивого экономического и социального развития, обеспечения сырьевой и экономической безопасности.

Из изложенного видно, что системный метод базируется на использовании определенных философских взглядов и представлений. Методологию, как совокупность методов научного познания, можно подразделить на исходные принципы познания, непосредственно связанные с философией и мировоззрением, и способы и приемы исследования, рассматривающие общие стороны частных методов познания в конкретной научной области и составляющих общую методику исследования. В этой части философский анализ природы научного знания проблем экономики комплексного использования минерального сырья предполагает рассмотрение его структуры, которое, в свою очередь, позволяет выявить пути и способы единства и синтеза знаний в этой области, ведущие к формированию нового понимания проблемы [2].

Системный метод представления комплексного использования минерального сырья включает как формирование набора усовершенствований и управляющих принципов действия, так и способ мышления по отношению к организации управления минерально-сырьевым комплексом. В этой связи и эффективность управления комплексным использованием минерального сырья рассматривается как результат экономического роста и динамического развития, приспособления и интеграции по отношению к системе в целом. Системное видение научных проблем экономики комплексного использования минеральных ресурсов представлено в виде схемы «дерева проблем» (рис. 1), разработанной по аналогии с классификацией проблем реструктуризации предприятий, предложенной В.А. Балуковой [2, c.7], с учетом различий и специфики исследуемой предметной области.

Приведенная совокупность взаимосвязанных, взаимодействующих элементов системы подразделяется на подсистемы предмета, объекта и методов исследования специфических особенностей, закономерностей развития и повышения экономической эффективности комплексного использования минерального сырья.

При изучении предмета исследования комплексное использование минерального сырья (КИМС) должно рассматриваться, на наш взгляд, как актуальная проблема современной экономики, включающая блок вопросов по исследованию проблем экономической науки применительно к специфике рационального использования сырьевых ресурсов, экологизации и устойчивого развития экономики, рационального природопользования, ресурсосбережения, обеспечивающих, в совокупности, возможности преодоление кризиса в отечественной экономике сырьевого типа.

Следующий блок проблем объединяет методы исследования, совокупность которых формирует методологию КИМС. Проблемы методологии КИМС подразделяются на две группы. С одной стороны, это принципы познания, связанные с философией, гносеологией и уточнением базовых понятий, сущности, содержания, принципов, особенностей и закономерностей формирования дифференцированных стоимостных оценок отдельных ценных химических элементов или их соединений в исходном многокомпонентном сырье и многочисленных разнообразных продуктах его многостадийной комплексной переработки. Научно обоснованное определение стоимостных оценок каждого из ценных компонентов является центральной, ключевой проблемой экономики КИМС, во многом определяющей успешное решение остальных проблем по повышению эффективности функционирования минерально-сырьевого комплекса. С другой стороны, это способы и приемы исследования, предполагающие методы, принципы и подходы, составляющие концептуальное представление методологии исследования КИМС (рис. 1).

Обобщение литературных источников позволило выделить четыре исторически сложившихся принципиально отличных методологических подхода к исследованию и решению экономических проблем КИМС: дискриминационный, бухгалтерский, технократический и нигилистский [3].

Дискриминационный подход основан на выделении одного (в некоторых случаях 2-3-х) из полезных компонентов в качестве основного, целевого, и отнесении всех остальных к попутным, побочным, второстепенным независимо от их промышленной и экономической значимости. Экономические параметры, как правило, рассчитываются и анализируются только по основному компоненту.

Бухгалтерский подход рассматривает процесс комплексного использования любого многокомпонентного сырья в узких рамках бухгалтерской науки, не принимая во внимание многообразие форм и свойств химических элементов (их минералов, вырабатываемых продуктов), многостадийность и разнообразие разделительных технологических приемов и процессов по извлечению конкретных ценных компонентов.

Технократический подход к экономике КИМС, в противоположность бухгалтерскому, основывается только на особенностях и технических параметрах исходного многокомпонентного сырья, технологии его переработки и вырабатываемых продуктов (ценных компонентов).

Нигилистский подход, сторонниками которого являются большинство иностранных исследователей (и часть российских), отрицает принципиальную возможность и даже необходимость объективного (научного) определения экономических параметров каждого из продуктов КИМС.

На основании изложенного доказана необходимость системного междисциплинарного подхода к исследованию сложных взаимосвязанных проблем комплексного использования многокомпонентного природного, техногенного, нетрадиционного минерального сырья и разнообразных горнопромышленных отходов. При этом необходим учет природоохранных, геологических, технологических, экономических, экологических и социальных аспектов по всему циклу изъятия, переработки, использования вещества природы «от земли до земли», с учетом складирования изношенных изделий, их последующей утилизации и рециклирования полезных составляющих.

Проблемы КИМС целесообразно рассматривать в концепциях диверсификации и интеграции, ресурсосбережения, реинжиниринга, расширения ресурсной базы, реструктуризации и экономического роста природоэксплуатирующего предприятия и минерально-сырьевого комплекса в целом. В свою очередь, комплексное использование минерального сырья в концепции реструктуризации и экономического роста основано на подходах с использованием административно-плановых и рыночных механизмов: народно-хозяйственном, предпринимательском и корпоративном.

Третий блок подсистем представлен проблемами изучения объекта исследования. Проблемы КИМС решаются и регулируются на разных иерархических уровнях - государства, региона, объединений, горнодобывающих предприятий. Объект исследования может быть также представлен проблемами комплексного освоения и охраны недр, подземного пространства, в целом природных ресурсов, проблемами утилизации отходов, рециклирования ценных составляющих, реабилитации окружающей природной среды и т.п.

В настоящей статье обозначенные выше ключевые научные проблемы КИМС исследуются преимущественно на уровне первичного хозяйственного звена - ресурсного предприятия, поскольку именно на этом уровне начинаются, разворачиваются и проявляются практически все специфические особенности, закономерности, преимущества и сложности технологии и экономики комплексных производств во всем их многообразии.

Природоэксплуатирующее предприятие, как объект исследования, представляет собой большую социально-экономическую систему высокого порядка сложности, включающую взаимозависимые подсистемы: геологического изучения (разведки) и подготовки конкурентоспособной многокомпонентной сырьевой базы, рациональной отработки промышленных запасов и добычи полезного ископаемого требуемого качества в необходимом объеме, многостадийной глубокой комплексной переработки добытого сырья с выдачей высококачественной готовой продукции широкой номенклатуры, совокупности вспомогательных и обслуживающих производств, организации производства и управления.

В качестве основополагающего системообразующего элемента (подсистемы), определяющего конкретные границы комплексного использования многокомпонентного минерального сырья, как сложной иерархической открытой социально-экономической системы, нами предлагается рассматривать комплексное месторождение или ряд месторождений с определенным перечнем полезных компонентов, отрабатываемых открытым, подземным или комбинированным способом, с учетом перерабатывающих установок как на самом предприятии, так и на всех предприятиях-контрагентах, осуществляющих последующую глубокую переработку всей совокупности продуктов, полупродуктов и отходов рассматриваемого горнопромышленного предприятия вплоть до конечной готовой продукции соответствующей отрасли промышленности, реализуемой потребителям других отраслей экономики.

Развитие природоэксплуатирующего предприятия, в том числе за счет повышения уровня комплексного использования сырья, как и всякая большая система, нуждается в управлении. В общем виде организация управления комплексным использованием минерального сырья включает две взаимосвязанных подсистемы: объект управления, представляющий ту часть системы, в которой протекают основные процессы ее функционирования, - производство; субъект управления, непосредственно реализующий функции управления объектом, - менеджмент. При этом для эффективного развития горнопромышленного предприятия на основе комплексного использования сырья менеджмент должен быть вооружен современными знаниями и научной методологией диагностики современного состояния проблем в указанной области, разработки альтернатив (сценариев) развития, их сравнительной экономической оценки и выбора экономически наиболее эффективного.

Научное междисциплинарное представление проблем экономики комплексного использования минерального сырья заключается в изучении, систематизации и представлении совокупности теоретических и методологических принципов, методов и способов организации и управления природоэксплуатирующими предприятиями как большими социально-экономическими системами. Изучение этих вопросов предполагает рассмотрение и обобщение различных точек зрения на проблему комплексного использования сырья, поскольку самые разнообразные или даже противоположные точки зрения снимаются методом восприятия их всех в качестве взаимодополняющих комплиментарных аспектов одной и той же научно-технической проблематики [2]. По мнению Н.Бора возникающие в науке противоречия есть не противоположности, а дополнения [4].

В теорию и практику комплексного использования минеральных ресурсов основной вклад внесли отечественные ученые и специалисты. Различные парадигмы (модели) рационального недропользования и комплексного использования сырьевых ресурсов, предложенные В.А. Резниченко [5, с. 9-22], а затем дополненные А.Д. Верхотуровым [6] с позиции минералогического материаловедения на основе обобщения работ российских ученых, приведены (c кратким описанием их сущности) в табл. 1, а графическое изображение некоторых из них в современном понимании и интерпретации на рис 2 и 3.

Общепризнанным в отечественной научной литературе является приоритет академика А.Е. Ферсмана во введении в научный и производственный оборот в работе [1] понятия «комплексное использование сырья», определении и характеристики его сущности, направлений, значимости и эффективности, а также конкретных примеров организации комплексных природно-ресурсных производств. В.А. Резниченко [5] и А.Д. Верхотуровым [6] показано, что отдельные идеи рационального использования природных ресурсов, входящие в современное представление о комплексном использовании минерального сырья, высказаны ранее учителем А.Е. Ферсмана акад. В.И. Вернадским.

Таким образом, большинство представленных в табл. 1 моделей рационального недропользования и комплексного использования минерального сырья так или иначе представляют собой заимствование ранее высказанных и последующее развитие, конкретизацию отдельных сторон идей акад. А.Е. Ферсмана, особенно в современных условиях усложнения глобальных экологических проблем и необходимости обеспечения устойчивого развития человеческого общества при резко сокращающихся запасах невозобновимых минеральных ресурсов.

Значительный интерес представляет модель замкнутого комплексного использования минеральных ресурсов с рециркуляцией полезных компонентов на основе утилизации и переработки отходов, предложенная В.А. Резниченко и А.А. Морозовым в работе [5, с.9-22]. Схема подобного производства (рис. 2) была представлена на «Неделе материалов» в г. Чикаго (США) в 1994г.[7].

Таблица 1 Эволюция парадигмы (модели) рационального недропользования и комплексного использования минерального сырья на основе работ 1,5,6

В развитие указанной модели А.Д. Верхотуровым предлагается разомкнутая схема производства материалов с полной переработкой отходов на основе создания минизаводов в местах добычи сырья с использованием высоких технологий, представленная на рис. 3.

Указанную схему А.Д. Верхотуров называет идеальной, ориентиром на будущие технологии. и, в качестве таких грядущих технологий, в предлагаемой им седьмой парадигме (модели) производства материалов рассматриваются воздействия на минеральное сырье концентрированных потоков энергии с разложением минералов, их восстановлением и получением элементов, сплавов и соединений «непосредственно из горной массы без предварительного разделения содержащихся в ней минералов и без обогащения» [6, c.7].

Рис. 2. Цикл полного использования материалов[6,7]

Рис. 3. Незамкнутый цикл (идеальный) полного использования материалов[6]

Изложенные идеи и соответствующая им схема рис. 3 представляются весьма заманчивыми, однако, маловероятными на практике, во всяком случае, в обозримом будущем. Во-первых, вариант создания минизаводов на каждом месторождении, либо кустовых на группе сближенных месторождений явно более затратный по сравнению с транспортировкой концентратов и их совместной переработкой (как правило, более эффективной) на ограниченном числе более крупных заводов. Во-вторых, в связи с постоянным снижением содержания полезных компонентов в минеральном сырье его переработка с применением концентрированных потоков энергии будет весьма энергоемкой и дорогостоящей по сравнению с простыми методами механического обогащения и переработкой меньшего объема более чистого и богатого сырья (концентратов) новыми методами с применением концентрированных потоков энергии. В-третьих, по мнению многих исследователей [8] и автора настоящей работы, недостижимым, нереальным (технически) является полностью безотходное производство на всех без исключения стадиях трансформации природного сырья, а также совпадение потребностей общества со структурой и объемами выпуска продуктов при переработке отходов. В связи с этим более вероятной на обозримое будущее представляется схема с частичным (возможно временным) складированием отходов, по крайней мере, некоторых стадий производства, представленная на рис. 2.

Необходимо подчеркнуть, что комплексное использование многокомпонентного сырья за счет совместного использования в одном производстве нескольких ценных компонентов, мощностей и ресурсов вспомогательных, обслуживающих производств, всей инфраструктуры комбината, как правило, имеет положительный синергетический эффект [9,10] по сравнению с односторонним (монопродуктовым) использованием того же сырья для производства равноценного количества тех же видов продукции аналогичного качества, как простой суммы индивидуальных производств.

В работах [9,10] показано, что природа синергетического эффекта комплексного использования многокомпонентного сырья может быть выявлена и наглядно представлена при рассмотрении принципиально возможных моделей индивидуального (монопродуктового), интегрированного (конгломератного типа) и комбинированного (комплексного) производств, организуемых на базе месторождения многокомпонентного минерального сырья (рис. 4) и особенностей формирования соответствующих им совокупных доходов и издержек при извлечении из сырья хотя бы двух ценных компонентов при извлечении большего количества компонентов закономерности формирования совокупных экономических параметров рассматриваемых производств не меняются, а синергетический эффект комплексного использования сырья существенно возрастает. в обособленные готовые продукты (рис. 5). Чтобы избежать ненужных усложнений рассматриваемых моделей (рис. 4) будем полагать, что каждый из полезных компонентов сырья представлен собственными минералами, существенно различающимися по физико-химическим свойствам, которые могут извлекаться в любом порядке по разным технологиям независимо друг от друга.

Очевидно, что расширение номенклатуры извлекаемых полезных компонентов при развитии комплексной переработки многокомпонентного минерального сырья сопровождается преобразованием только части перерабатывающих мощностей на стадии обогащения или, чаще всего, лишь на заключительных химико-металлургических операциях переработки концентратов, полуфабрикатов, промежуточных продуктов, но не требует увеличения объема добычи первичного рудного сырья, соответственно дополнительных инвестиций и текущих затрат (см. рис. 5), связанных с подготовкой сырьевой базы, горными работами и начальными стадиями подготовки сырья к переработке (процессами дробления, измельчения в ряде случаев может потребоваться операция доизмельчения некоторых продуктов., классификации и т.п.).

Поскольку в структуре стоимости индустриальных минералов, готовых металлов и химических продуктов, получаемых из минерального сырья наиболее дорогостоящими, энергоемкими, капиталоемкими и трудоемкими, как правило, являются процессы добычи (особенно в совокупности с подготовкой сырьевой базы и измельчением руды), не меняющиеся при изменении количества извлекаемых ценных компонентов и уровня их извлечения (рис. 5), комплексное использование минерального сырья, как правило, характеризуется положительным синергетическим эффектом. Одновременно повышение уровня комплексного использования сырья обычно обеспечивает относительное (в расчете на равный конечный народнохозяйственный результат) и абсолютное сокращение отрицательного воздействия природоэксплуатирующего предприятия на окружающую среду в результате относительного сокращения изъятия исходного природного сырья и абсолютного уменьшения объема образующихся отходов, т.е. может иметь экологический и социальный эффекты.

Интегрированное многопродуктовое производство, формируемое по принципу конгломерата, как видно из рис. 4 и 5, также характеризуется положительным синергетическим эффектом по сравнению с индивидуальным монопродуктовым за счет совместного использования ресурсов инфраструктуры предприятия, однако комплексное использование сырья имеет неоспоримые преимущества.

Вместе с тем, общеизвестные экономические и экологические преимущества комплексного использования сырья, потенциальный синергетический эффект в каждом конкретном случае требуют подтверждения соответствующими экономическими расчетами.

Организация извлечения новых компонентов, либо повышение полноты использования любого ценного компонента сырья связано с дополнительными издержками и экономически оправдано только при определенных условиях их окупаемости. Получение продукции из комплексного сырья в объемах сверх потребностей народного хозяйства с учетом возможного экспорта (имеющегося совокупного рыночного спроса на внутреннем и внешнем рынках) даже при незначительных дополнительных затратах экономически нецелесообразно. Также нецелесообразно получение при комплексной переработке сырья такой продукции, которая может быть выработана из аналогичного или принципиально другого вида сырья с лучшими технико-экономическими показателями. Иными словами при повышении уровня комплексного использования конкретного многокомпонентного сырья сверх экономически оправданного уровня синергетический эффект становится отрицательным.

Выявление и наиболее полная практическая реализация потенциального положительного синергетического эффекта комплексного использования всех видов сырьевых ресурсов является первоочередной и важнейшей задачей менеджмента природоэксплуатирующих предприятий Заполярья и России в целом.

При переходе от централизованной экономики к рыночным отношениям актуальность комплексного использования природных ресурсов, особенно невозобновляемых минеральных, существенно повышается и заметно смещается от общегосударственного уровня на уровень первичного хозяйственного звена - конкретного предприятия, зачастую как условие выживания и устойчивого развития в сложной конкурентной среде.

стоимость минеральное сырье материалы

Литература

1.Ферсман А.Е. Комплексное использование ископаемого сырья. - М.: АН СССР, 1932. - 20с.

2.Балукова В.А. Методология корпоративного подхода к реструктуризации промышленных предприятий в условиях российской экономики. - СПб.: СПбГИЭУ, 2002. - 204с.

3.Ларичкин Ф.Д. Эволюция методологических подходов к исследованию экономики комплексного использования сырья //Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр. -М.: Изд-во РУДН, 2003. - С. 405-407.

4.Горбачев В.В. Принцип дополнительности Бора в современном естествознании //Вестник образования и развития науки РАЕН, 2001, №2.

5.Комплексное использование руд и концентратов /Резниченко В.А. Липихина М.С., Морозов А.А. и др. - М.: Наука, 1989. - 172с.

6.Верхотуров А.Д. Минералогическое материаловедение как раздел науки о материалах //Химическая технология, 2002, №6. - С. 2-8 и №7. - С. 2-8.

7.Materials Week. International Conference of Minerals, Metals and Materials Society. Oktober. 2-6. 1994. Rosemont (Chicago). Illinois USA. 1994. P. 1-183.

8.Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов /Под ред. проф. Э.В.Гирусова, проф. В.Н.Лопатина.- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, Единство, 2002. - 519с.

9.Ларичкин Ф.Д. Исследование природы и путей реализации синергетического эффекта комплексного использования сырья //Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения. Т. 1 - Архангельск, 2002. - С. 196-200.

10.Ларичкин Ф.Д. Синергетический эффект комплексного использования сырья и проблемы его реализации //Север и рынок., 2002, № 2. - С. 88-94.

Размещено на Allbest.ru